KR20180123631A - 레이저 가공 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 접착 필름을 칩마다 분단하여 필름이 장착된 칩을 제조하는 경우에, 칩을 손상시키는 일 없이 효율적으로 필름을 분단한다.
[해결수단] 레이저 가공 방법으로서, 칩으로 분할되어 이면에 접착 필름이 점착된 피가공물의 필름 측을 유지하는 단계와, 피가공물의 홈에 있어서 소정의 칩 간격으로 홈 폭과 홈 폭의 중심 좌표를 검출하는 단계와, 검출한 홈 폭과 홈 폭의 중심 좌표를 바탕으로 레이저 빔 조사 라인을 산출하는 단계와, 레이저 빔 조사 라인 산출 단계에서 산출된 레이저 빔 조사 라인의 홈의 폭 방향의 어긋남량에 따라서 어긋남 레벨을 결정하는 단계와, 레이저 빔 조사 라인을 따라서 홈 바닥부의 필름에 레이저 빔을 조사하여 필름을 분단하는 레이저 가공 단계를 포함한다.

Description

레이저 가공 방법{LASER MACHINING METHOD}

본 발명은, 표면의 교차하는 복수의 스트리트를 따라서 개개의 칩으로 분할되어 이면에 접착 필름이 점착된 피가공물에 대하여, 접착 필름에 레이저 빔을 조사하여 접착 필름을 개개의 칩마다 분단하는 레이저 가공 방법에 관한 것이다.

각 칩으로 분할된 상태의 반도체 웨이퍼 등의 피가공물의 이면에 다이본딩용 접착 필름을 점착하고, 접착 필름의 칩 사이의 간극에 노출된 부분에, 피가공물의 표면 측에서 간극을 통해서 레이저 빔을 조사하여, 접착 필름을 개개의 칩마다 분단하여 접착 필름이 장착된 칩을 제조하는 방법이 있다(예컨대 특허문헌 1 참조.)

특허문헌 1: 일본 특허공개 2012-174732호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 것과 같은 칩의 제조 방법에서는, 칩으로 분할된 피가공물에 접착 필름을 점착할 때에, 칩의 배치가 약간 틀어지는 현상(다이 시프트)가 발생할 수 있다. 다이 시프트가 발생한 경우에는, 레이저 빔 조사 시에 레이저 빔이 칩에 조사되어 디바이스를 파손시킬 우려가 있다.

그래서, 접착 필름 분단 시에 있어서는, 종래에는 다이 시프트가 발생하고 있더라도 디바이스를 파손시키지 않게 하기 위해서 칩 위치의 어긋남량(시프트량)에 대응하도록 레이저 빔의 조사 라인을 설정하여, 유지 테이블에 유지된 피가공물과 레이저 빔을 조사하는 집광기를 가공 이송 방향(X축 방향)으로 상대 이동시키면서, 또한 예컨대 피가공물을 유지하는 유지 테이블을 레이저 빔의 조사 라인에 맞춰 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 약간씩 이동시키면서 가공을 해 나가는 가공 방법이 알려져 있다.

그러나, 레이저 빔의 조사 라인을 적절하게 설정했다고 해도, 칩의 어긋남량이 큰 라인과 작은 라인을 동일한 가공 조건으로 가공한 경우, 피가공물(W)의 Y축 방향에 있어서의 이동에 의한 레이저 빔 조사 라인에 대한 레이저 빔의 조사가 추종하지 못하여 레이저 빔이 칩에 조사되어 칩이 손상되어 버리거나, 반대로 과도하게 피가공물의 가공 이송 속도를 저속으로 함으로써 생산성이 저하되어 버리거나 할 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 접착 필름을 개개의 칩마다 분단하여 이면에 접착 필름이 장착된 칩을 제조하는 경우에는, 칩을 손상시키지 않고서 효율적으로 접착 필름을 분단하는 레이저 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 표면의 교차하는 복수의 스트리트를 따라서 개개의 칩으로 분할되어 이면에 접착 필름이 점착됨으로써 상기 스트리트에 대응한 홈이 형성된 피가공물에 대하여 상기 홈의 바닥부가 되는 상기 접착 필름에 레이저 빔을 조사하는 레이저 가공 방법으로서, 유지 테이블로 피가공물의 상기 접착 필름 측을 유지하는 유지 단계와, 이 유지 단계에서 유지한 피가공물의 상기 홈에 있어서 소정의 칩 간격으로 상기 홈 폭과 이 홈 폼의 중심 좌표를 검출하는 홈 폭 검출 단계와, 이 홈 폭 검출 단계에서 검출한 상기 홈 폭과 이 홈 폭의 중심 좌표를 바탕으로 상기 레이저 빔의 조사 라인을 산출하는 레이저 빔 조사 라인 산출 단계와, 이 레이저 빔 조사 라인 산출 단계에서 산출된 상기 레이저 빔 조사 라인의 상기 홈의 폭 방향의 어긋남량에 따라서 어긋남 레벨을 결정하는 레벨 결정 단계와, 상기 레이저 빔 조사 라인 산출 단계에서 산출한 상기 레이저 빔 조사 라인을 따라서 상기 홈의 바닥부의 상기 접착 필름에 상기 레이저 빔을 조사하여 상기 접착 필름을 분단하는 레이저 가공 단계를 구비하고, 상기 레이저 가공 단계에서는, 상기 레벨 결정 단계에서 결정한 상기 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 조건으로 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 레이저 가공 단계에서는, 상기 레벨 결정 단계에서 결정한 상기 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 이송 속도로 레이저 가공을 실시한다.

바람직하게는, 피가공물 이면의 상기 접착 필름의 하면에는 테이프가 점착되어 있고, 상기 레이저 가공 단계에서는, 피가공물의 외주연을 넘어 상기 홈을 따라서 상기 테이프에 상기 레이저 빔을 조사하여 가공 흔적을 형성하고, 이 가공 흔적의 길이는 상기 어긋남 레벨에 대응하는 것으로 한다.

본 발명의 레이저 가공 방법에 의하면, 레이저 가공 단계에서는, 레벨 결정 단계에서 결정한 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한다. 따라서, 산출한 어긋남량에 따라서 예컨대 한 줄의 레이저 빔 조사 라인마다 레벨을 설정하고, 설정한 레벨에 대응하는 가공 조건으로 이 한 줄의 레이저 빔 조사 라인을 따라서 접착 필름에 대하여 레이저 가공을 실시하기 때문에, 칩을 손상시키는 일 없이 효율적으로 접착 필름을 분단할 수 있다.

레이저 가공 단계에서는, 레벨 결정 단계에서 결정한 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 이송 속도로 레이저 가공을 실시하는 것으로 함으로써, 피가공물의 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)에 있어서의 이동에 의한 레이저 빔 조사 라인에 대한 레이저 빔의 추종성을 향상시켜, 칩을 보다 손상시키는 일 없이 효율적으로 접착 필름을 분단할 수 있다.

피가공물 이면의 접착 필름의 하면에는 테이프가 점착되어 있고, 레이저 가공 단계에서는, 피가공물의 외주연을 넘어 홈을 따라서 테이프에 레이저 빔을 조사하여 가공 흔적을 형성하고, 가공 흔적의 길이는 어긋남 레벨에 대응하는 것으로 함으로써, 오퍼레이터에게 있어서 알아보기 쉬운 테이프 상의 가공 흔적의 길이를 기준으로 하여, 각 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨을 레이저 가공 후에 오퍼레이터가 용이하게 파악할 수 있게 된다.

레이저 가공 후에는, 레이저 가공에 의해서 칩이 손상되지 않았는지를 오퍼레이터가 현미경 등으로 확인한다. 그러나, 모든 레이저 빔 조사 라인을 한 줄씩 오퍼레이터가 확인해 나가는 것은 작업 효율의 저하 등을 초래한다. 어긋남 레벨이 작은 레이저 빔 조사 라인은 칩 위가 레이저 가공되어 있을 가능성은 매우 낮지만, 어긋남 레벨이 큰 레이저 빔 조사 라인은 잘못하여 칩 위가 레이저 가공되어 있을 가능성이 있다. 따라서, 오퍼레이터가, 레이저 가공 후에 각 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨을 가공 흔적의 길이에 기초하여 용이하게 파악할 수 있게 됨으로써, 예컨대 어긋남 레벨이 큰 레이저 빔 조사 라인은 매라인마다 그 전체 길이를 검사하지만, 어긋남 레벨이 작은 레이저 빔 조사 라인은 수라인마다 그 라인 중의 몇 곳을 검사하는 것만으로 하는 등, 검사 정도를 적절하게 변화시킬 수 있게 된다. 이와 같이, 라인마다의 어긋남 레벨에 따른 적절한 검사가 취사 선택되어 실시됨으로써, 작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 절삭 수단에 의해 피가공물에 마무리 두께에 이르는 하프 컷트 홈을 형성하고 있는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 2는 피가공물의 표면에 보호 부재를 배치한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 피가공물을 그 이면을 연삭하여 마무리 두께로 박화함과 더불어 복수의 칩으로 분할한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 4는 이면에 접착 필름이 점착되어 테이프를 통해 환상 프레임에 의해서 지지된 피가공물의 표면으로부터 보호 부재를 제거하는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 레이저 가공 장치의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 6은 유지 테이블로 피가공물의 접착 필름 측을 유지한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 7은 홈 폭 검출 단계에 있어서 촬상 수단에 의해서 소정의 칩 간격으로 피가공물의 홈 및 그 주변 영역을 촬상하고 있는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 홈 폭 검출 단계에 있어서의 피가공물 표면의 촬상 영역과 레이저 빔 조사 예정 라인을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 9는 홈 폭 검출 단계에 있어서 형성된 촬상 화상을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 10은 재차 홈 폭 검출 단계에 있어서의 피가공물 표면의 촬상 영역과 레이저 빔 조사 예정 라인을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 11은 재차 홈 폭 검출 단계에 있어서 형성된 촬상 화상을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 12는 피가공물 표면의 촬상 영역과 레이저 빔 조사 라인을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 13은 각 어긋남 레벨에 각각 대응하는 가공 조건 및 가공 흔적의 길이의 일례를 도시하는 데이터표이다.
도 14는 레이저 빔 조사 라인을 따라서 홈 바닥부의 접착 필름에 레이저 빔을 조사하여 접착 필름을 분단하고 있는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 15는 종횡으로 접착 필름이 분단된 후의 피가공물 및 가공 흔적이 형성된 테이프를 도시하는 평면도이다.

칩으로 분할되는 도 1에 도시하는 피가공물(W)은, 예컨대 실리콘 기판을 포함하는 원형의 반도체 웨이퍼이고, 피가공물(W)의 표면(Wa)에는, 직교하는 복수의 스트리트(S)에 의해서 구획된 격자형의 각 영역에 각각 디바이스(D)가 형성되어 있다. 이하에, 피가공물(W)을 디바이스(D)를 갖춘 칩으로 분할하는 경우의 각 공정에 관해서 설명해 나간다.

예컨대, 맨 처음 도 1에 도시하는 절삭 수단(11)에 의해서 피가공물(W)의 표면(Wa)에서부터 스트리트(S)를 따라서 피가공물(W)의 마무리 두께에 이르는 하프 컷트 홈을 형성한다. 절삭 수단(11)은, 축 방향이 피가공물(W)의 이동 방향(X축 방향)에 대하여 수평 방향으로 직교하는 방향(Y축 방향)인 스핀들(111)을 구비하고 있고, 스핀들(111)의 선단에는 원환형의 절삭 블레이드(110)가 고정되어 있다.

피가공물(W)은 도시하지 않는 척 테이블에 의해서 표면(Wa)이 상측을 향한 상태로 흡인 유지되어 있다. 피가공물(W)을 흡인 유지하는 척 테이블은, 연직 방향(Z축 방향)의 축심 둘레로 회전이 가능함과 더불어 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 되어 있다. 피가공물(W)을 유지하는 척 테이블이 -X 방향 측으로 송출되고, 피가공물(W)의 절삭 블레이드(110)를 절입할 수 있어야 할 스트리트(S)의 Y축 방향의 좌표 위치가 검출된다. 스트리트(S)가 검출됨에 따라 절삭 수단(11)이 Y축 방향으로 인덱싱 이송되어, 절삭하여야 할 스트리트(S)와 절삭 블레이드(110)의 Y축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다.

스핀들(111)이 회전하여, 절삭 블레이드(110)가 -Y 방향 측에서 봤을 때 시계 방향 방향으로 회전한다. 또한, 절삭 수단(11)이 -Z 방향으로 향해서 절입 이송되어, 절삭 블레이드(110)의 가장 하단이 피가공물(W)을 완전히 절단하지 않는 소정의 높이 위치에 절삭 수단(11)이 위치되게 된다. 이 소정의 높이 위치는, 피가공물(W)의 표면(Wa)에서부터 형성되는 하프 컷트 홈의 바닥면까지의 거리가 피가공물(W)의 마무리 두께로 되는 위치이다.

피가공물(W)이 소정의 절삭 이송 속도로 -X 방향 측으로 더욱 송출됨으로써, 절삭 블레이드(110)가 스트리트(S)를 따라서 피가공물(W)의 표면(Wa) 측에서 절입되어 가, 마무리 두께에 이르는 하프 컷트 홈(M)이 형성된다. 절삭 블레이드(110)가 한 줄의 스트리트(S)를 다 절삭하는 X축 방향의 소정의 위치까지 피가공물(W)이 보내지면, 절삭 블레이드(110)가 피가공물(W)로부터 이격되고, 피가공물(W)이 +X 방향으로 이동하여 원점 위치로 되돌아간다. 인접하는 스트리트(S)의 간격씩 절삭 블레이드(110)를 +Y 방향으로 인덱싱 이송하면서 순차 같은 식의 절삭을 행함으로써, X축 방향의 모든 스트리트(S)를 따라서 하프 컷트 홈(M)을 피가공물(W)에 형성한다. 또한, 피가공물(W)을 90도 회전시키고 나서 같은 식의 절삭 가공을 행함으로써, 모든 스트리트(S)를 따라서 하프 컷트 홈(M)을 형성할 수 있다.

하프 컷트 홈(M)이 형성된 피가공물(W)은, 도 2에 도시한 것과 같이, 표면(Wa)에 보호 부재(T1)가 마련된다. 보호 부재(T1)는, 피가공물(W)과 같은 정도의 직경을 갖춘 원반형의 시트이다. 예컨대, 도시하지 않는 접착 테이블 상에서 프레스 롤러 등에 의해 피가공물(W)의 표면(Wa)에 보호 부재(T1)가 꽉 눌리어 점착된다.

보호 부재(T1)가 점착된 피가공물(W)은, 도 3에 도시하는 연삭 장치(7)로 반송된다. 연삭 장치(7)는 유지 테이블(70)을 구비하고 있고, 유지 테이블(70)은 그 외형이 원형이며, 다공성(porous) 부재 등으로 이루어지는 유지면(700)으로 피가공물(W)을 흡인 유지한다. 유지 테이블(70)은, Z축 방향의 축심 둘레로 회전 가능함과 더불어 Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 도 3에 도시한 것과 같이, 보호 부재(T1) 측을 하측으로 향하게 하여 유지면(700) 상에 피가공물(W)이 배치된다. 그리고, 도시하지 않는 흡인원에 의해 생겨난 흡인력이 유지면(700)에 전달됨으로써, 유지 테이블(70)은 유지면(700) 상에서 피가공물(W)을 흡인 유지한다.

유지 테이블(70)에 유지된 피가공물(W)의 이면(Wb)을 연삭 수단(71)에 의해서 연삭한다. 연삭 수단(71)은, 예컨대 Z축 방향의 축심 둘레로 회전 가능한 회전축(710)과, 회전축(710)의 하단에 접속된 원판형의 마운트(713)와, 마운트(713)의 하면에 착탈 가능하게 접속된 연삭 휠(714)을 구비한다. 연삭 휠(714)은, 휠 베이스(714b)와, 휠 베이스(714b)의 바닥면에 환상으로 마련된 대략 직방체 형상의 복수의 연삭 지석(714a)을 구비한다. 연삭 지석(714a)은 예컨대 레진 본드나 메탈 본드 등으로 다이아몬드 지립 등이 고착되어 성형되어 있다.

우선, 유지 테이블(70)이 +Y 방향으로 이동하여, 연삭 휠(714)의 회전 중심이 피가공물(W)의 회전 중심에 대하여 소정의 거리만큼 +Y 방향으로 어긋나고, 연삭 지석(714a)의 회전 궤적이 피가공물(W)의 회전 중심을 지나도록 유지 테이블(70)이 연삭 수단(71)에 대하여 위치되게 된다. 이어서, 회전축(710)이 회전함에 따라, 도 3에 도시한 것과 같이, 연삭 휠(714)이 +Z 방향 측에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전한다. 또한, 연삭 수단(71)이 -Z 방향으로 보내져, 연삭 지석(714a)이 피가공물(W)의 이면(Wb)에 맞닿음으로써 연삭 가공이 이루어진다. 연삭 중에는, 유지 테이블(70)이 +Z 방향 측에서 봤을 때 반시계 방향으로 회전함에 따라 피가공물(W)도 회전하기 때문에, 연삭 지석(714a)이 피가공물(W)의 이면(Wb) 전면의 연삭 가공을 행한다. 또한, 연삭 지석(714a)과 피가공물(W)의 이면(Wb)과의 접촉 부위에 대하여 연삭수가 공급되어, 연삭수에 의한 접촉 부위의 냉각 및 연삭 부스러기의 세정 제거가 이루어진다.

연삭 수단(71)을 소정의 연삭 이송 속도로 아래쪽으로 소정량 연삭 이송하여, 하프 컷트 홈(M)의 바닥이 피가공물(W)의 이면(Wb) 측에 노출될 때까지 이면(Wb)을 연삭한다. 하프 컷트 홈(M)의 바닥이 피가공물(W)의 이면(Wb)에 노출됨으로써, 도 4에 도시한 것과 같이, 마무리 두께로 박화된 피가공물(W)은 디바이스(D)를 갖춘 복수의 칩(C)으로 분할된다.

칩(C)으로 분할된 피가공물(W)은, 도 4에 도시한 것과 같이, 이면(Wb)에 DAF(Die Attach Film) 등의 다이본딩용 접착 필름(T2)이 점착된다. 원형의 접착 필름(T2)은 예컨대 피가공물(W)의 외경보다도 큰 외경을 갖는다. 그리고, 피가공물(W)은, 이면(Wb)에 접착 필름(T2)이 점착됨으로써 스트리트(S)에 대응한 홈(M1)이 형성된 상태가 된다. 또한, 접착 필름(T2)은, 피가공물(W)의 홈(M1)(칩(C) 사이의 간극)의 바닥부가 된다. 또한, 접착 필름(T2)의 하면(기재면)(T2b)에는 테이프(T3)가 점착된다. 테이프(T3)는 접착 필름(T2)의 외경보다도 큰 외경을 갖는 원반형의 시트이다. 또한, 테이프(T3)의 점착면(T3a)의 외주부를 원형의 개구를 갖춘 환상 프레임(F)에 점착함으로써, 피가공물(W)은 테이프(T3)를 통해 환상 프레임(F)에 지지된 상태가 되어, 환상 프레임(F)을 통한 핸들링이 가능한 상태가 된다. 접착 필름(T2)의 피가공물(W)에 대한 점착 등은, 도시하지 않는 테이프 마운터에 있어서 점착 롤러를 회전시켜 접착 필름(T2)을 피가공물(W)에 꽉 눌러 이루어지는 것으로 하여도 좋고, 오퍼레이터에 의한 수작업으로 이루어지더라도 좋다. 또한, 피가공물(W)의 표면(Wa)으로부터 보호 부재(T1)가 박리된다.

환상 프레임(F)에 의해서 지지된 피가공물(W)은, 도 5에 도시하는 레이저 가공 장치(2)에 반송된다. 레이저 가공 장치(2)는, 피가공물(W)을 흡인 유지하는 유지 테이블(30)과, 유지 테이블(30)에 유지된 피가공물(W)의 접착 필름(T2)에 대하여 소정 파장의 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 수단(6)과, 장치의 제어를 행하는 제어 수단(9)을 구비하고 있다.

레이저 가공 장치(2)의 베이스(20)의 전방(-Y 방향 측)에는, 가공 이송 방향인 X축 방향으로 유지 테이블(30)을 왕복 이동시키는 가공 이송 수단(21)이 구비되어 있다. 가공 이송 수단(21)은, X축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(210)와, 볼 나사(210)와 평행하게 마련된 한 쌍의 가이드 레일(211)과, 볼 나사(210)를 회동시키는 펄스 모터(212)와, 내부의 너트가 볼 나사(210)에 나사 결합하여 바닥부가 가이드 레일(211)에 미끄럼 접촉하는 가동판(213)으로 구성된다. 그리고, 펄스 모터(212)가 볼 나사(210)를 회동시키면, 이에 따라 가동판(213)이 가이드 레일(211)로 가이드되어 X축 방향으로 이동하고, 가동판(213) 상에 마련된 유지 테이블(30)이 가동판(213)의 이동에 따라 X축 방향으로 이동한다.

레이저 가공 장치(2)는, 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 위치를 측정하는 X축 방향 위치 측정 수단(23)을 구비하고 있다. X축 방향 위치 측정 수단(23)은, 가이드 레일(211)을 따라서 X축 방향으로 연장되는 스케일(230)과, 가동판(213)에 고정되어 스케일(230)을 따라서 가동판(213)과 함께 이동하여 스케일(230)의 눈금을 읽어들이는 판독부(231)를 구비하고 있다. 판독부(231)는, 예컨대 스케일(230)에 형성된 눈금의 반사광을 읽어들이는 광학식으로 된 것이며, 스케일(230)의 눈금을 검출하여 제어 수단(9)에 펄스 신호를 출력한다.

제어 수단(9)은, X축 방향 위치 측정 수단(23)으로부터 송출된 펄스 신호를 카운트함으로써, 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 위치를 검출한다.

본 실시형태에서는, 가공 이송 수단(21)의 모터(212)는, 제어 수단(9)에 구비하는 도시하지 않는 펄스 발진기로부터 공급되는 구동 펄스에 의해서 동작하는 펄스 모터이다. 따라서, 제어 수단(9)은, 가공 이송 수단(21)에 공급하는 구동 펄스의 수를 카운트함으로써, 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 위치를 검출할 수도 있다.

예컨대, 가공 이송 수단(21)의 모터(212)를 펄스 모터가 아니라 서보 모터로 하여, 서보 모터에 로터리 인코더가 접속된 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는, 로터리 인코더는, 서보 앰프로서의 기능도 갖는 제어 수단(9)에 접속되어 있고, 제어 수단(9)으로부터 서보 모터에 대하여 동작 신호가 공급된 후, 인코더 신호(서보 모터의 회전수)를 제어 수단(9)에 대하여 출력한다. 제어 수단(9)은, 로터리 인코더로부터 송출된 인코더 신호에 의해서 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 이동량을 산출하여, 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 위치를 검출한다.

피가공물(W)을 유지하는 유지 테이블(30)은, 그 외형이 원형이고, 다공성 부재 등으로 구성되어 피가공물(W)을 흡착하는 흡착부(300)와, 흡착부(300)를 지지하는 프레임(301)을 구비한다. 흡착부(300)는 도시하지 않는 흡인원에 연통되며, 흡착부(300)의 노출면인 유지면(300a) 상에서 피가공물(W)을 흡인 유지한다. 유지 테이블(30)은, 커버(31)에 의해 주위로부터 둘러싸이고, 유지 테이블(30)의 바닥면 측에 마련된 회전 수단(32)에 의해 연직 방향(Z축 방향)의 축심 둘레로 회전 가능하다. 유지 테이블(30)의 주위에는, 피가공물(W)을 지지하는 환상 프레임(F)을 고정하는 고정 클램프(33)가 원주 방향으로 균등하게 4개 마련되어 있다.

유지 테이블(30)은, 가공 이송 수단(21)에 의해 X축 방향으로 왕복 이동이 가능함과 더불어, 회전 수단(32)을 통해 유지 테이블(30)의 아래쪽에 마련된 Y축 방향 이동 수단(22)에 의해 Y축 방향으로도 이동이 가능하게 되어 있다. Y축 방향 이동 수단(22)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(220)와, 볼 나사(220)와 평행하게 마련된 한 쌍의 가이드 레일(221)과, 볼 나사(220)를 회동시키는 펄스 모터(222)와, 내부의 너트가 볼 나사(220)에 나사 결합하여 바닥부가 가이드 레일(221)에 미끄럼 접촉하는 가동판(223)으로 구성된다. 그리고, 펄스 모터(222)가 볼 나사(220)를 회동시키면, 이에 따라 가동판(223)이 가이드 레일(221)로 가이드되어 Y축 방향으로 이동하고, 가동판(223) 상에 마련된 유지 테이블(30)이 가동판(223)의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동한다.

레이저 가공 장치(2)는, 유지 테이블(30)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 Y축 방향 위치 측정 수단(24)을 구비하고 있다. Y축 방향 위치 측정 수단(24)은, 가이드 레일(221)을 따라서 Y축 방향으로 연장되는 스케일(240)과, 가동판(223)에 고정되어 스케일(240)을 따라서 가동판(223)과 함께 이동하여 스케일(240)의 눈금을 읽어들이는 판독부(241)를 구비하고 있다. 판독부(241)는, 예컨대 스케일(240)에 형성된 눈금의 반사광을 읽어들이는 광학식으로 된 것이며, 스케일(240)의 눈금을 검출하여 제어 수단(9)에 펄스 신호를 출력한다.

제어 수단(9)은, Y축 방향 위치 측정 수단(24)으로부터 송출된 펄스 신호를 카운트함으로써, 유지 테이블(30)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출한다.

본 실시형태에서는, Y축 방향 이동 수단(22)의 모터(222)는, 제어 수단(9)에 구비하는 도시하지 않는 펄스 발진기로부터 공급되는 구동 펄스에 의해서 동작하는 펄스 모터이다. 따라서, 제어 수단(9)은, Y축 방향 이동 수단(22)에 공급하는 구동 펄스의 수를 카운트함으로써, 유지 테이블(30)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출할 수도 있다.

예컨대, Y축 방향 이동 수단(22)의 모터(222)를 펄스 모터가 아니라 서보 모터로 하여, 서보 모터에 로터리 인코더가 접속된 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는, 이 로터리 인코더는, 서보 앰프로서의 기능도 갖는 제어 수단(9)에 접속되어 있고, 제어 수단(9)으로부터 서보 모터에 대하여 동작 신호가 공급된 후, 인코더 신호(서보 모터의 회전수)를 제어 수단(9)에 대하여 출력한다. 제어 수단(9)은, 로터리 인코더로부터 송출된 인코더 신호에 의해서 유지 테이블(30)의 Y축 방향에 있어서의 이동량을 산출하여, 유지 테이블(30)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출한다.

베이스(20)의 후방(+Y 방향 측)에는 칼럼(20A)이 세워져 설치되어 있고, 칼럼(20A)의 +X 방향 측의 측면에는 레이저 빔 조사 수단(6)이 마련되어 있다. 레이저 빔 조사 수단(6)은, 예컨대 베이스(20)에 대하여 수평으로 배치된 직방체형의 하우징(60)을 구비하고 있고, 하우징(60) 내에는 레이저 빔 발진기(61)가 마련되어 있다. 레이저 빔 발진기(61)는, 예컨대 YAG 레이저 혹은 YVO4 레이저 등이며, 소정 파장의 레이저 빔을 발진할 수 있다. 또한, 레이저 빔 조사 수단(6)은, 레이저 빔 발진기(61)로부터 발진된 레이저 빔의 출력을 조정하는 출력 조정부(69)를 구비하고 있다.

하우징(60)의 선단부에는, 내부에 집광 렌즈(62a)를 구비하는 집광기(62)가 배치되어 있다. 레이저 빔 조사 수단(6)은, 레이저 빔 발진기(61)로부터 -Y축 방향으로 향해서 발진되어 출력 조정부(69)에 의해서 출력이 조정된 레이저 빔을, 하우징(60) 및 집광기(62)의 내부에 구비한 도시하지 않는 미러로 반사시켜 집광 렌즈(62a)에 입광시킴으로써, 레이저 빔을 유지 테이블(30)로 유지된 피가공물(W)의 접착 필름(T2)의 소정의 높이 위치에 정확히 집광하여 조사할 수 있다. 또한, 집광기(62)에 의해서 집광되는 레이저 빔의 집광점 위치는, 도시하지 않는 집광점 위치 조정 수단에 의해서 유지 테이블(30)의 유지면(300a)에 대하여 수직인 방향(Z축 방향)으로 조정할 수 있다. 레이저 빔 발진기(61)에서 집광기(62)로의 레이저 빔의 전송은 광섬유를 통해 이루어지더라도 좋다.

집광기(62)의 근방에는, 피가공물(W)에 빛을 조사하는 광 조사부와, 피가공물(W)로부터의 반사광을 잡는 광학계 및 반사광에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(CCD) 등으로 구성된 카메라를 구비한 촬상 수단(25)이 마련되어 있다. 촬상 수단(25)은 촬상한 촬상 화상의 신호를 제어 수단(9)에 송신할 수 있다.

CPU 및 메모리 등의 기억 소자 등으로 이루어지는 제어 수단(9)은, 도시하지 않는 배선에 의해서, 가공 이송 수단(21), X축 방향 위치 측정 수단(23), Y축 방향 이동 수단(22), Y축 방향 위치 측정 수단(24), 레이저 빔 조사 수단(6) 및 촬상 수단(25) 등에 접속되어 있다. 제어 수단(9)의 입력 인터페이스에는, X축 방향 위치 측정 수단(23)으로부터의 펄스 신호, Y축 방향 위치 측정 수단(24)으로부터의 펄스 신호 및 촬상 수단(25) 등으로부터의 촬상 신호가 입력된다. 그리고, 제어 수단(9)의 출력 인터페이스로부터는, 가공 이송 수단(21), Y축 방향 이동 수단(22) 및 레이저 빔 조사 수단(6) 등에 제어 신호가 출력된다.

이하에, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법을 실시하는 경우의, 레이저 가공 방법의 각 단계에 관해서 설명해 나간다.

(1) 유지 단계

도 6에 도시한 것과 같이, 환상 프레임(F)에 의해서 지지된 피가공물(W)이, 접착 필름(T2) 측을 아래쪽으로 향하게 한 상태에서 유지 테이블(30)의 유지면(300a) 상에 배치된다. 유지면(300a)에 연통되는 도시하지 않는 흡인원에 의해 생겨난 흡인력이 유지면(300a)에 전달됨으로써, 유지 테이블(30)은 유지면(300a) 상에서 표면(Wa)을 노출시킨 상태의 피가공물(W)을 흡인 유지한다. 또한, 각 고정 클램프(33)에 의해서 환상 프레임(F)이 고정된다.

(2) 홈 폭 검출 단계

이어서, 도 7에 도시한 것과 같이, 유지 테이블(30)에 유지된 피가공물(W)이 -X 방향(순방향)으로 보내짐과 더불어, 피가공물(W)의 X축 방향으로 연장되는 한 줄의 홈(M1)을 대략 따르는 레이저 빔 조사 예정 라인을 촬상 수단(25)으로 촬상할 수 있도록 피가공물(W)과 촬상 수단(25)의 위치가 맞춰진다. 이어서, 레이저 빔 조사 예정 라인의 신장 방향(X축 방향)에 있어서 피가공물(W)과 촬상 수단(25)이 상대적으로 이동함으로써, 촬상 수단(25)에 의해 피가공물(W)의 표면(Wa)이 소정의 칩 간격으로 촬상되어 간다. 즉, 도 8에 도시한 것과 같이, 레이저 빔 조사 예정 라인을 따라서, 피가공물(W)의 표면(Wa)이 제1 간격 L1을 두고서 촬상되어 간다. 제1 간격 L1은, 본 실시형태에서는 X축 방향으로 나란한 각 칩(C)을 2개를 날린 3개 걸러서의 간격이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 예컨대, 도 8에 있어서 2점쇄선으로 나타내는 계 4개의 촬상 영역 G1, G2, G3, G4에 관한 각각의 촬상 화상이 촬상 수단(25)(도 8에서는 도시되지 않음)에 의해 형성된다. 촬상 영역 G1∼G4는, 레이저 빔 조사 예정 라인 및 그 주변의 칩(C)을 포함하는 영역이 들어간 영역이다. 또한, 도 8에서는, 칩(C)의 디바이스(D)를 생략하여 도시하고 있다. 도 8에 있어서, 칩(C)의 Y축 방향에 있어서의 위치가 어긋나 있는 것은, 앞서 복수의 칩(C)으로 분할된 피가공물(W)에 접착 필름(T2)을 점착했을 때에, 칩(C)의 다이 시프트가 일어남에 의한 것이다.

도 5에 도시한 것과 같이, 제어 수단(9)은, 촬상 수단(25)에 의해 형성된 촬상 화상으로부터 피가공물(W)의 홈(M1)의 폭과 홈(M1)의 폭의 중심 좌표를 검출하는 홈 폭 검출부(90)를 구비하고 있다. 촬상 수단(25)은, 형성한 4개의 촬상 화상에 관한 데이터를 제어 수단(9)의 홈 폭 검출부(90)에 대하여 송출한다. 홈 폭 검출부(90)는, 보내져 온 촬상 화상에 대하여, 예컨대 촬상 화상에 찍힌 칩(C)의 외주를 강조하는 선예화(鮮銳化) 필터를 이용한 필터 처리를 행한다. 도 9에 도시한 것과 같이, 필터 처리 후의 촬상 화상 G11, G21, G31, G41은, 예컨대 소정 해상도의 가상적인 출력 화면 B(X축 Y축 직교 좌표계) 상에 표시된다. 또한, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G11은 도 8에 도시하는 촬상 영역 G1에, 촬상 화상 G21은 촬상 영역 G2에, 촬상 화상 G31은 촬상 영역 G3에, 촬상 화상 G41은 촬상 영역 G4에 대응하는 것이다.

홈 폭 검출부(90)는, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G11로부터, X축 방향에 수직인 Y축 방향에 있어서 인접하는 2개의 칩(C)의 각 외주(Cd1)를 검출한다. 이 각 외주(Cd1)는 예컨대 Y축 방향에 있어서의 좌표치로서 각각 인식된다. 홈 폭 검출부(90)는, 2개의 칩(C)의 외주(Cd1) 사이의 화소의 Y축 방향의 총화를 산출하여, 이 총화를 촬상 화상 G11 중의 홈(M1)의 홈 폭 B1로서 검출한다.

또한, 칩(C)의 외주(Cd1)는, 홈(M1)과 칩(C)의 Y축 방향에 있어서의 경계에 상당하기 때문에, 홈 폭 검출부(90)는, 2개의 칩(C)의 외주(Cd1) 사이의 Y축 방향의 중간 위치를 홈(M1)의 폭 B1의 Y축 방향에 있어서의 중심 좌표 y1로서 검출한다. 또한, 홈(M1)의 폭 B1의 중심 좌표 y1은, 예컨대 촬상 화상 G11 중의 X축 방향 중앙의 위치에서 검출된다.

마찬가지로, 홈 폭 검출부(90)는, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G21∼G41로부터도, 각각의 촬상 화상 중의 홈(M1)의 홈 폭 B2, B3, B4 및 홈(M1)의 폭 B2∼B4의 중심 좌표 y2, 표 y3, 중심 좌표 y4를 검출한다.

(3) 레이저 빔 조사 라인 산출 단계

도 5에 도시한 것과 같이, 제어 수단(9)은, 홈 폭 검출부(90)가 검출한 홈 폭 B1∼B4 및 홈 폭 B1∼B4의 각 중심 좌표 y1∼y4를 바탕으로 레이저 빔의 조사 라인을 산출하는 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)를 구비하고 있다. 홈 폭 검출부(90)는, 검출한 홈 폭 B1∼B4 및 홈 폭 B1∼B4의 중심 좌표 y1∼y4에 관한 데이터를 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)에 전송한다. 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G11에 있어서의 홈 폭 B1의 중심 좌표 y1과 촬상 화상 G11에 인접하는 촬상 화상 G21에 있어서의 홈 폭 B2의 중심 좌표 y2를 비교하여, 촬상 화상 G11∼촬상 화상 G21 사이의 홈(M1)의 어긋남량(시프트량) N1을 산출한다. 어긋남량 N1은, 홈 폭 B1의 중심 좌표 y1과 홈 폭 B2의 중심 좌표 y2와의 좌표치의 차(Y축 방향에 있어서의 이격 거리)로 표현된다.

마찬가지로, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)가, 촬상 화상 G21에 있어서의 홈 폭 B2의 중심 좌표 y2와 촬상 화상 G21에 인접하는 촬상 화상 G31에 있어서의 홈 폭 B3의 중심 좌표 y3을 비교하여, 촬상 화상 G21∼촬상 화상 G31 사이의 홈(M1)의 어긋남량 N2를 산출하여, 촬상 화상 G31에 있어서의 홈 폭 B3의 중심 좌표 y3과 촬상 화상 G31에 인접하는 촬상 화상 G41에 있어서의 홈 폭 B4의 중심 좌표 y4를 비교하여, 촬상 화상 G31∼촬상 화상 G41 사이의 홈(M1)의 어긋남량 N3을 산출한다.

예컨대, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)에는, 어긋남량에 관한 허용치가 미리 기억되어 있다. 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 산출한 어긋남량 N1∼N3이 허용치 범위 내에 있는지 여부를 판정하여, 어긋남량 N1∼N3이 허용치 범위 내라면, 각 촬상 화상 G11∼G41에 있어서의 홈 폭 B1∼B4의 인접하는 중심 좌표 y1∼y4를 연결한 선을 레이저 빔 조사 라인으로서 결정한다.

그 한편, 산출한 어긋남량에 허용치 범위 밖인 것이 있으면, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는 에러 판정을 하고 레이저 빔 조사 라인을 결정하지 않는다. 본 실시형태에서는, 예컨대 도 9에 도시하는 어긋남량 N2가 허용치보다 크게 되어 있다. 만약에 어긋남량 N2와 같이 허용치보다 크게 되어 있는 어긋남량이 있는데도 불구하고, 홈 폭 B1∼B4의 인접하는 중심 좌표 y1∼y4를 연결한 선(도 8에서의 레이저 빔 조사 예정 라인) 소정의 칩 간격으로 촬상되어 간다. 즉, 도 8에 도시한 것과 같이, 레이저 빔 조사 예정 라인을 따라서, 피가공물(W)의 표면(Wa)이 제1 간격 L1을 두고서 촬상되어 간다. 제1 간격 L1은, 본 실시형태에서는, X축 방향으로 나란한 각 칩(C)을 2개 날린 3개 걸러서의 간격을 레이저 빔 조사 라인으로서 결정해 버리면, 도 8에 도시한 것과 같이, 촬상 영역 G2와 촬상 영역 G3 사이의 칩(C)(도 8에서의 -X 방향 측에서 6번째의 칩)에 레이저 빔 조사 라인이 겹쳐 버려, 레이저 가공 단계를 실시했을 때에, 칩(C)에 레이저 빔이 조사됨으로써 디바이스가 손상되어 버릴 우려가 있다.

그래서, 허용치를 넘는 어긋남량 N2를 산출한 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 앞서 실시한 홈 폭 검출 단계와는 조건을 일부 바꿔, 즉, 촬상하는 칩 간격을 보다 좁혀, 레이저 가공 장치(2)에 홈 폭 검출 단계(이하, 재차 홈 폭 검출 단계로 한다.)를 다시 실시하게 한다. 또한, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 재차 홈 폭 검출 단계를 실시한 후에, 레이저 빔 조사 라인을 최종적으로 산출하기 위한 데이터로서 촬상 화상 G11∼G41, 홈 폭 B1∼B4의 각 값 및 홈 폭 B1∼B4의 각 중심 좌표 y1∼y4를 기억한다.

(4) 재차 홈 폭 검출 단계

본 실시형태에 있어서, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G11 및 촬상 화상 G21에 기초하여 산출되는 어긋남량 N1, 그리고 촬상 화상 G31 및 촬상 화상 G41에 기초하여 산출되는 어긋남량 N3은 허용치를 넘고 있지 않으며, 그 때문에, 도 8에 도시하는 촬상 영역 G1과 촬상 영역 G2 사이의 영역 및 촬상 영역 G3과 촬상 영역 G4 사이의 영역은, 재차 홈 폭 검출 단계에 있어서의 촬상 영역으로 하지 않아도 된다.

그 한편, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G21 및 촬상 화상 G31에 기초하여 검출되는 어긋남량 N2는 허용치를 넘고 있기 때문에, 도 8에 도시하는 촬상 영역 G2와 촬상 영역 G3 사이의 영역은 재차 홈 폭 검출 단계에 있어서의 촬상 영역이 된다.

도 10에 도시한 것과 같이 레이저 빔 조사 예정 라인의 신장 방향을 따라서 피가공물(W)과 촬상 수단(25)(도 10에서는 도시되지 않음)을 상대 이동시키면서 촬상 수단(25)에 의해 피가공물(W)의 표면(Wa)이 소정의 칩 간격으로 촬상되어 간다. 즉, 레이저 빔 조사 예정 라인을 따라서, 피가공물(W)의 표면(Wa)이 도 8에 도시하는 제1 간격 L1보다도 짧은 제2 간격 L2를 두고서 촬상되어 간다. 제2 간격 L2는, 본 실시형태에서는, X축 방향으로 나란한 각 칩(C) 하나씩의 간격이지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 적어도 제1 간격 L1보다 짧게 되어 있으면 된다. 그리고, 예컨대 도 10에서 2점쇄선으로 나타내는 계 4개의 촬상 영역 G2, 촬상 영역 G2a, 촬상 영역 G2b 및 촬상 영역 G3에 관한 각각의 촬상 화상이 촬상 수단(25)에 의해 형성된다. 촬상 영역 G2, 촬상 영역 G2a, 촬상 영역 G2b 및 촬상 영역 G3은, 레이저 빔 조사 예정 라인 및 그 주변의 칩(C)을 포함하는 영역이 들어간 영역이다. 또한, 예컨대, 허용치를 넘는 어긋남량 N2가 검출된 라인 전체를 제2 간격 L2로 다시 촬상하도록 하여도 좋다. 이 경우에는, 도 10에 있어서 칩(C)의 개수만큼의 10 곳의 촬상 영역에서 각 촬상 화상이 형성되게 된다.

촬상 수단(25)은, 형성한 4개의 촬상 화상에 관한 데이터를 제어 수단(9)의 홈 폭 검출부(90)에 대하여 송출한다. 홈 폭 검출부(90)는, 도 11에 도시한 것과 같이, 찍혀 들어간 칩(C)의 외주를 강조하는 필터 처리를 행한 후의 촬상 화상 G21, 촬상 화상 G22, 촬상 화상 G23 및 촬상 화상 G31을, 소정 해상도의 가상적인 출력 화면 B 상에 표시한다. 여기서, 도 11에 도시하는 촬상 화상 G21은 도 10에 도시하는 촬상 영역 G2에, 촬상 화상 G22는 촬상 영역 G2a에, 촬상 화상 G23은 촬상 영역 G2b에, 촬상 화상 G31은 촬상 영역 G3에 대응하는 것이다. 또한, 도 11에 도시하는 각 촬상 화상 및 홈 폭 등은, 설명상 도 9에 도시하는 촬상 화상 및 홈 폭 등에 비해서 확대하여 나타내고 있다.

홈 폭 검출부(90)는, 앞서 실시한 홈 폭 검출 단계와 마찬가지로, 도 11에 도시하는 촬상 화상 G21, 촬상 화상 G22, 촬상 화상 G23 및 촬상 화상 G31로부터, 각각의 촬상 화상 중의 홈(M1)의 홈 폭 B2, 홈 폭 B22, 홈 폭 B23 및 홈 폭 B3을 산출하고, 또한 홈(M1)의 홈 폭 B2, 홈 폭 B22, 홈 폭 B23 및 홈 폭 B3의 각 중심 좌표 y2, 중심 좌표 y22, 중심 좌표 y23 및 중심 좌표 y3을 산출한다.

(5) 재차 홈 폭 검출 단계 후의 레이저 빔 조사 라인 산출 단계

이어서, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 촬상 화상 G21에 있어서의 홈 폭 B2의 중심 좌표 y2와 촬상 화상 G21에 인접하는 촬상 화상 G22에 있어서의 홈 폭 B22의 중심 좌표 y22를 비교하여, 촬상 화상 G21∼촬상 화상 G22 사이의 홈(M1)의 어긋남량 N21을 산출한다. 어긋남량 N21은, 홈 폭(B2)의 중심 좌표 y2와 홈 폭 B22의 중심 좌표 y22의 좌표치의 차(Y축 방향에 있어서의 이격 거리)로 표현된다. 마찬가지로, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 도 11에 도시하는 어긋남량 N22 및 어긋남량 N23을 산출한다.

레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 산출한 레이저 빔 조사 예정 라인의 어긋남량 N21∼N23이 허용치 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 본 실시형태에서는, 어긋남량 N21∼N23은 허용치 내가 되기 때문에, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)가 레이저 빔 조사 라인을 결정한다. 즉, 도 12에 도시한 것과 같이, 인접하는 각 촬상 화상에 있어서의 각 홈 폭의 중심 좌표를 연결한 선을 레이저 빔 조사 라인으로서 결정한다. 도 12에 도시하는 촬상 영역 G1과 촬상 영역 G2 사이의 영역은, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G11에 있어서의 중심 좌표 y1과 촬상 화상 G21에 있어서의 중심 좌표 y2를 연결한 선이 레이저 빔 조사 라인으로 되고, 도 12에 도시하는 촬상 영역 G2∼촬상 영역 G3 사이의 영역은, 도 11에 도시하는 각 촬상 화상 G21∼촬상 화상 G31의 인접하는 각 중심 좌표 y2, 중심 좌표 y22, 중심 좌표 y23 및 중심 좌표 y3를 연결한 선이 레이저 빔 조사 라인으로 되고, 도 12에 도시하는 촬상 영역 G3과 촬상 영역 G4 사이의 영역은, 도 9에 도시하는 촬상 화상 G31에 있어서의 중심 좌표 y3과 촬상 화상 G41에 있어서의 중심 좌표 y4를 연결한 선이 레이저 빔 조사 라인으로 된다. 그 결과, 도 12에 도시한 것과 같이, 어느 칩(C)과도 겹치지 않는 레이저 빔 조사 라인(K)이 결정된다.

또한, 어긋남량 N21∼N23 중 허용치 밖인 것이 있었던 경우에는, 레이저 빔 조사 라인 산출부(91)는, 예컨대, 본 피가공물(W)은 레이저 가공에 알맞지 않은 피가공물이라고 하는 에러를 내도록 하여도 좋다. 또는, 제2 간격 L2의 간격보다도 짧은 제3 간격을 설정하여, 제3 간격으로 재재차 홈 폭 검출 단계를 실시하는 것으로 하여도 좋다.

(6) 레벨 결정 단계

예컨대, 도 5에 도시한 것과 같이, 제어 수단(9)은, 산출된 레이저 빔 조사 라인(K)의 홈(M1)의 폭 방향(Y축 방향)의 각 어긋남량에 따라서 각 어긋남 레벨을 결정하는 레벨 결정부(92)를 구비하고 있다. 레벨 결정부(92)는, 예컨대 도 13에 도시하는 어긋남 레벨과 그것에 대응하는 가공 조건을 나타내는 데이터표(92A)를 구비하고 있다. 레벨 결정부(92)에 의한 각 어긋남 레벨의 결정은, 도 12에 도시하는 레이저 빔 조사 라인(K)의 홈(M1)의 폭 방향(Y축 방향)의 각 어긋남량, 즉, 레이저 빔 조사 라인(K)의 Y축 방향에 있어서의 변위(굴곡 상태)에 따라서 결정되며, 예컨대, 레이저 빔 조사 라인 한 줄마다 레벨이 인정된다. 데이터표(92A)에 나타내는 어긋남 레벨은, 예컨대 레벨 1(어긋남 레벨이 극소), 레벨 2(어긋남 레벨이 소), 레벨 3(어긋남 레벨이 중간 정도), 레벨 4(어긋남 레벨이 대)의 4 단계로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 더욱 많은 단계로 구분되어 있어도 좋다. 어긋남 레벨 4는, 피가공물(W)의 Y축 방향에 있어서의 이동에 의한 레이저 빔 조사 라인에 대한 레이저 빔의 추종성을 적절하게 유지할 수 있는 한도가 되는 레벨이다. 본 실시형태에 있어서의 도 12에 도시하는 레이저 빔 조사 라인(K)의 어긋남 레벨은 예컨대 어긋남 레벨 3이 된다.

도 13의 데이터표(92A)에 나타내는 가공 조건(피가공물(W)의 가공 이송 속도 및 레이저 빔의 출력)은, 실험용의 복수의 피가공물을 이용하여, 미리 레이저 가공 장치(2)를 가동시켜 피가공물에 점착된 접착 필름(T2)을 분단하는 실험을 행했을 때의 적합한 가공 결과를 얻을 수 있었던 경우의 수치의 일례이며, 각 어긋남 레벨마다의 고유의 수치이다. 또한, 레이저 빔의 각 어긋남 레벨에 있어서의 각 출력(W)은 접착 필름(T2)을 어블레이션시킬 수 있는 출력이다.

어긋남 레벨이 커질수록 가공 이송 속도가 작게 설정되는 이유는, 피가공물(W)의 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)에 있어서의 이동에 의한 레이저 빔 조사 라인에 대한 레이저 빔의 추종성이 적절히 담보되도록 하기 위해서이다. 또한, 어긋남 레벨이 커질수록 레이저 빔의 출력이 작게 설정되는 이유는, 가공 이송 속도의 저하에 따라 접착 필름(T2) 상의 레이저 빔 조사 위치의 이동도 늦어지기 때문에, 이것에 맞춰 접착 필름이 레이저 빔으로부터 흡수하는 에너지가 낮아지게 하여, 각 레이저 빔 조사 라인마다 접착 필름(T2)에 균일적으로 에너지가 흡수되도록 하기 위해서이다.

또한, 도 13의 데이터표(92A)에 나타내는 가공 흔적의 길이는, 각 어긋남 레벨마다의 고유의 수치가 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨이 레벨 1인 경우에는, 테이프(T3)에 형성되는 가공 흔적의 길이는 0 mm, 즉 테이프(T3)에 가공 흔적은 형성되지 않는다. 그리고, 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨이 1씩 올라가는 데 테이프(T3)에 형성하는 가공 흔적의 길이가 10 mm씩 길어지고 있다. 또한, 각 어긋남 레벨에 있어서의 가공 흔적의 길이는 이 수치에 한정되는 것은 아니다.

(7) 레이저 가공 단계

이어서, 도 12에 도시하는 레이저 빔 조사 라인(K)을 따라서 홈(M1)의 바닥부의 접착 필름(T2)에 레이저 빔을 조사하여 접착 필름(T2)을 분단하는 레이저 가공 단계을 실시한다. 또한, 레이저 가공 단계에서는, 레벨 결정 단계에서 결정한 어긋남 레벨에 각각 대응한 도 13에 도시하는 데이터표(92A)의 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한다.

도 14에 도시한 것과 같이, 피가공물(W)을 유지하는 유지 테이블(30)이 -X 방향(순방향)으로 보내짐과 더불어, 유지 테이블(30)이 Y축 방향으로 인덱싱 이송되어, 레이저 빔 조사 수단(6)의 집광기(62)가 도 12에 도시하는 레이저 빔 조사 라인(K)의 위쪽을 통과해 나가도록 위치되게 된다. 또한, 집광 렌즈(62a)에 의해 집광되는 레이저 빔의 집광점 위치가, 홈(M1)의 바닥에 노출되는 접착 필름(T2)의 점착면(상면)의 높이 위치에 위치되게 된다.

레이저 빔 조사 라인(K)의 어긋남 레벨은 레벨 3이기 때문에, 예컨대 도 13에 도시하는 데이터표(92A)를 이용한 제어 수단(9)에 의한 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 위치 제어 하에서, 레이저 빔의 X축 방향에 있어서의 조사 시작 위치가, 접착 필름(T2)의 -X 방향 측의 외주연에서부터 20 mm만큼 -X 방향으로 떨어진 테이프(T3) 위로 된다. 따라서, 레이저 빔 조사 수단(6)으로부터 소정 파장의 레이저 빔이 우선 테이프(T3)에 조사되면서 유지 테이블(30)이 더욱 -X 방향으로 가공 이송됨으로써, 도 15에 도시하는 어긋남 레벨 3에 대응하는 길이(20 mm)의 가공 흔적이 테이프(T3) 위에 형성된다.

도 14에 도시한 것과 같이, -X 방향으로 유지 테이블(30)이 가공 이송됨으로써, 테이프(T3) 상에서 접착 필름(T2) 상으로 레이저 빔 조사 라인(K)을 따라서 레이저 빔의 조사 위치가 옮겨간다. 그리고, 레이저 빔 발진기(61)로부터 소정 파장의 레이저 빔이 발진되어, 레이저 빔이 유지 테이블(30)로 유지된 피가공물(W)의 접착 필름(T2)에 집광되어 조사된다. 이 레이저 빔은, 소정의 반복 주파수로 펄스 발진되어, 레이저 빔의 집광점에 있어서 접착 필름(T2)을 어블레이션하기 때문에, 접착 필름(T2)이 분단되어 간다. 레이저 빔 조사 라인(K)의 어긋남 레벨은 어긋남 레벨 3이기 때문에, 도 13에 도시하는 데이터표(92A)를 이용한 제어 수단(9)에 의한 제어 하에서, 유지 테이블(30)의 가공 이송 속도는 50 mm/초가 되고, 레이저 빔 발진기(61)로부터 발진된 레이저 빔의 출력은 출력 조정부(69)에 의해서 0.5 W로 조정된다.

레이저 빔은 집광기(62)로부터 레이저 빔 조사 라인(K)을 따라서 조사된다. 즉, 본 실시형태에서는, 유지 테이블(30)이, 가공 이송 속도 50 mm/초로 -X 방향으로 가공 이송되면서 제어 수단(9)에 의한 제어 하에서 Y축 방향으로 적절하게 이동됨으로써, 레이저 빔 조사 라인(K)을 따라서 레이저 빔이 추종하도록 하여 홈(M1)의 바닥부의 접착 필름(T2)에 조사된다.

도 12에 도시하는 한 줄의 레이저 빔 조사 라인(K)에 레이저 빔을 다 조사하는 X축 방향의 소정 위치까지 피가공물(W)이 -X 방향으로 진행됨으로써, 한 줄의 레이저 빔 조사 라인(K)에 대응하는 위치의 홈(M1) 바닥부의 접착 필름(T2)이 분단된다.

레이저 빔 조사 라인(K)의 어긋남 레벨은 레벨 3이기 때문에, 도 13에 도시하는 데이터표(92A)를 이용한 제어 수단(9)에 의한 유지 테이블(30)의 X축 방향에 있어서의 위치 제어 하에서, 더욱 -X 방향으로 유지 테이블(30)이 가공 이송됨으로써, 접착 필름(T2) 상에서 테이프(T3) 상으로 레이저 빔의 조사 위치가 옮겨간다. 그리고, 피가공물(W)의 외주연을 넘어 홈(M1)을 따라서, 환언하면 레이저 빔 조사 라인(K)을 따라서 테이프(T3)에 레이저 빔이 조사되어, 어긋남 레벨 3에 대응하는 길이(20 mm)의 가공 흔적이 접착 필름(T2)의 +X 방향 측의 외주연로부터 테이프(T3) 상에 +X 방향으로 향해서 형성된다. 또한, 도 15에서는, 레이저 빔에 의한 접착 필름(T2)의 분단 라인을 편의상 직선으로 나타내고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 15에 도시한 것과 같이, 피가공물(W)의 외주연을 넘은 -X 방향 측 및 +X 방향 측의 테이프(T3)에 가공 흔적이 형성되어 있지만, 예컨대 +X 방향 측의 테이프(T3)에만 가공 흔적이 형성되는 것으로 하여도 좋다.

이어서, 레이저 빔의 조사를 정지함과 더불어 피가공물(W)의 -X 방향(순방향)에서의 가공 이송을 한 번 정지시킨다. 이어서, 도 14에 도시하는 유지 테이블(30)을 Y축 방향으로 인덱싱 이송하고, 순방향에 있어서 레이저 빔 조사가 이루어진 홈(M1)의 이웃에 위치하는 홈(M1)과 촬상 수단(25)과의 위치 맞춤을 행한다. 이 후, 앞에서와 같은 식으로 홈 폭 검출 단계에서부터 레이저 빔 조사 라인 산출 단계를 실시하여 2번째 라인의 레이저 빔 조사 라인을 산출한다.

또한, 레벨 결정 단계를 실시하여, 산출한 2번째 줄의 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨을 인정한다. 예컨대, 2번째 줄의 레이저 빔 조사 라인은 어긋남 레벨 4가 된다. 이어서, 레이저 가공 단계를 실시하여, 도 13에 도시하는 데이터표(92A)에 나타내는 어긋남 레벨 4의 가공 조건, 즉, 가공 이송 속도 20 mm/초, 레이저 빔 출력 0.05 W로, 2번째 줄의 레이저 빔 조사 라인을 따라서 접착 필름(T2)에 레이저 가공을 실시해 나간다. 또한, 피가공물(W)의 외주연을 넘어 홈(M1)을 따라서 테이프(T3)에 레이저 빔을 조사하여, 도 15에 도시하는 레벨 4에 대응하는 길이(30 mm)의 가공 흔적을 테이프(T3) 상에 형성한다. 순차 같은 식으로 상기 각 단계를 실시함으로써, X축 방향으로 연장되는 모든 각 홈(M1)에 각각 대응하는 레이저 빔 조사 라인을 따라서, 홈(M1)의 바닥부의 접착 필름(T2)에 레이저 빔을 조사하여 접착 필름을 분단한다.

더욱이, 유지 테이블(30)을 90도 회전시키고 나서 같은 레이저 빔의 조사를 홈(M1) 바닥부의 접착 필름(T2)에 대하여 행하면, 도 15에 도시한 것과 같이, 종횡 모든 홈(M1)을 따라서 홈(M1) 바닥부의 접착 필름(T2)이 분단된다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법은, 레이저 빔 조사 라인 산출 단계에서 산출된 레이저 빔 조사 라인의 홈(M1)의 폭 방향의 어긋남량에 따라서 어긋남 레벨을 결정하는 레벨 결정 단계를 구비하고, 레이저 가공 단계에서는, 레벨 결정 단계에서 결정한 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 조건으로 레이저 가공을 실시하는 것으로 함으로써, 산출한 어긋남량에 따라서, 예컨대 한 줄의 레이저 빔 조사 라인마다 어긋남 레벨을 설정하고, 설정한 어긋남 레벨에 대응하는 가공 조건으로 이 한 줄의 레이저 빔 조사 라인을 따라서 접착 필름(T2)에 대하여 레이저 가공을 실시한다. 그 때문에, 칩(C)을 손상시키는 일 없이 효율적으로 접착 필름을 분단할 수 있다.

레이저 가공 단계에서는, 레벨 결정 단계에서 결정한 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 이송 속도로 레이저 가공을 실시하는 것으로 함으로써, 피가공물(W)의 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)에 있어서의 이동에 의한 레이저 빔 조사 라인에 대한 레이저 빔의 추종성을 향상시키고, 칩(C)을 보다 손상시키는 일 없이 효율적으로 접착 필름(T2)을 분단할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 어긋남 레벨이 높은 레이저 빔 조사 라인에 대해서는, 유지 테이블(30)의 가공 이송 속도를 낮게 설정함으로써, 레이저 빔 조사 라인에 대한 레이저 빔의 추종성을 높여, 레이저 빔 조사 라인을 벗어나 레이저 빔이 칩(C)에 조사되어 버릴 우려를 저감할 수 있다.

레이저 가공 단계에서는, 피가공물(W)의 외주연을 넘어 홈(M1)을 따라서 테이프(T3)에 레이저 빔을 조사하여, 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨에 대응하는 길이의 가공 흔적을 형성함으로써, 오퍼레이터에게 있어서 알아보기 쉬운 테이프(T3) 상의 가공 흔적의 길이를 기준으로 하여, 각 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨을 레이저 가공 단계 후에 오퍼레이터가 용이하게 파악할 수 있게 된다. 레이저 빔 조사 라인의 어긋남 레벨을 용이하게 파악할 수 있음으로써, 오퍼레이터에 의한 라인마다의 어긋남 레벨에 따른 적절한 검사의 선택이나 그 실행이 용이하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 또한 첨부 도면에 도시되어 있는 레이저 가공 장치(2) 등의 구성에 관해서도 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법은, 본 실시형태와 같이, 홈(M1)의 1 라인마다, 홈 폭 검출 단계, 레이저 빔 조사 라인 산출 단계, 레벨 결정 단계, 레이저 가공 단계를 반복하여 실시하는 것으로 하면 바람직하다. 이것은, 레이저 가공 단계 등을 실시하는 중에, 피가공물(W)이나 레이저 가공 장치(2)의 각 구성 등이 가공열에 의해서 열팽창하여 치수가 약간 변화되는 경우가 있지만, 홈(M1)의 1 라인마다 각 단계를 반복하여 실시하는 것으로 함으로써, 열팽창에 의한 치수의 변화를 보정하여 정확한 가공을 실시해 나가는 것이 가능히게 되기 때문이다. 단, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은, 레이저 가공 단계를 실시하기 전에, 홈(M1)의 전체 라인에 관해서 홈 폭 검출 단계, 레이저 빔 조사 라인 산출 단계, 레벨 결정 단계를 미리 실시하는 것으로 하고, 그 후, 레이저 가공 단계를 일거에 실시하는 것으로 하여도 좋다.

W: 피가공물, Wa: 피가공물의 표면, Wb: 피가공물의 이면, D: 디바이스, S: 스트리트, M: 하프 컷트 홈, T1: 보호 부재, C: 칩, 11: 절삭 수단, 110: 절삭 블레이드, 111: 스핀들, 7: 연삭 장치, 70: 유지 테이블, 700: 유지면, 71: 연삭 수단, 710: 회전축, 713: 마운트, 714: 연삭 휠, 714a: 연삭 지석, 714b: 휠 베이스, T2: 접착 필름, M1: 홈, T3: 테이프, F: 환상 프레임, 2: 레이저 가공 장치, 20: 베이스, 20A: 칼럼, 30: 유지 테이블, 300: 흡착부, 300a: 유지면, 301: 프레임, 31: 커버, 32: 회전 수단, 33: 고정 클램프, 21: 가공 이송 수단, 210: 볼 나사, 211: 가이드 레일, 212: 펄스 모터, 213: 가동판, 22: Y축 방향 이동 수단, 220: 볼 나사, 221: 가이드 레일, 222: 펄스 모터, 223: 가동판, 23: X축 방향 위치 측정 수단, 230: 스케일, 231: 판독부, 24: Y축 방향 위치 측정 수단, 240: 스케일, 241: 판독부, 6: 레이저 빔 조사 수단, 60: 하우징, 61: 레이저 빔 발진기, 69: 출력 조정부, 62: 집광기, 62a: 집광 렌즈, 25: 촬상 수단, 9: 제어 수단, 90: 홈 폭 검출부, 91: 레이저 빔 조사 라인 산출부, 92: 레벨 결정부, 92A: 데이터표

Claims (3)

1. 표면의 교차하는 복수의 스트리트를 따라서 개개의 칩으로 분할되고, 이면에 접착 필름이 점착됨으로써 상기 스트리트에 대응한 홈이 형성된 피가공물에 대하여 상기 홈의 바닥부가 되는 상기 접착 필름에 레이저 빔을 조사하는 레이저 가공 방법으로서,
   유지 테이블로 피가공물의 상기 접착 필름 측을 유지하는 유지 단계와,
   상기 유지 단계에서 유지한 피가공물의 상기 홈에 있어서 미리 정해진 칩 간격으로 상기 홈 폭과 상기 홈 폭의 중심 좌표를 검출하는 홈 폭 검출 단계와,
   상기 홈 폭 검출 단계에서 검출한 상기 홈 폭과 상기 홈 폭의 중심 좌표를 바탕으로 상기 레이저 빔의 조사 라인을 산출하는 레이저 빔 조사 라인 산출 단계와,
   상기 레이저 빔 조사 라인 산출 단계에서 산출된 상기 레이저 빔 조사 라인의 상기 홈의 폭 방향의 어긋남량에 따라서 어긋남 레벨을 결정하는 레벨 결정 단계와,
   상기 레이저 빔 조사 라인 산출 단계에서 산출한 상기 레이저 빔 조사 라인을 따라서 상기 홈의 바닥부의 상기 접착 필름에 상기 레이저 빔을 조사하여 상기 접착 필름을 분단하는 레이저 가공 단계를 포함하고,
   상기 레이저 가공 단계에서는, 상기 레벨 결정 단계에서 결정한 상기 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 조건으로 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 가공 단계에서는, 상기 레벨 결정 단계에서 결정한 상기 어긋남 레벨에 각각 대응한 가공 이송 속도로 레이저 가공을 실시하는 것인 레이저 가공 방법.
3. 제1항에 있어서, 피가공물 이면의 상기 접착 필름의 하면에는 테이프가 점착되어 있고,
   상기 레이저 가공 단계에서는, 피가공물의 외주연을 넘어 상기 홈을 따라서 상기 테이프에 상기 레이저 빔을 조사하여 가공 흔적을 형성하고, 상기 가공 흔적의 길이는 상기 어긋남 레벨에 대응하는 것인 레이저 가공 방법.

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