JP2009262205A

JP2009262205A - Laser beam machine

Info

Publication number: JP2009262205A
Application number: JP2008115720A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家; Shinobu Takahara; 忍高原; Hiroshi Nomura; 洋志野村; Kentaro Iizuka; 健太呂飯塚
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machine which enables an operator to visually confirm laser beam oscillating condition without fail and to work safely even when the operator wears laser protective goggles for shielding the operator's eyes from a laser beam with any wavelength. <P>SOLUTION: White light emitted from a light source such as an LED is used as the light of a laser warning lamp 7 which indicates the oscillating condition of the laser beam emitted from a laser machining means, so that the operator can visually confirm the lighting of the laser warning lamp 7 without fail even when the operator wears the laser protective goggles which absorb the laser beam of an arbitrary wavelength within a wavelength range of at least 350 to 850 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ等の薄板材料にレーザ光線を照射して切断や溝形成といった加工を施すレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing such as cutting and groove formation by irradiating a thin plate material such as a semiconductor wafer with a laser beam.

半導体デバイスのチップ製造工程においては、略円盤状の半導体ウェーハの表面に、格子状に配列された分割予定ラインによって多数の矩形状のチップ領域を区画し、これらチップ領域にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成した後、ウェーハに対して裏面研削等の必要な処理を行ってから、ウェーハを分割予定ラインに沿って切断して分割する、すなわちダイシングして、各チップ領域を半導体チップとして得ている。このようにして得られた半導体チップは、樹脂封止によりパッケージングされて、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。 In the chip manufacturing process of a semiconductor device, a large number of rectangular chip regions are partitioned on the surface of a substantially disk-shaped semiconductor wafer by division lines arranged in a lattice pattern, and electronic devices such as ICs and LSIs are formed in these chip regions. After forming the circuit, perform necessary processing such as backside grinding on the wafer, then cut the wafer along the planned dividing line and divide it, that is, dicing to obtain each chip area as a semiconductor chip Yes. The semiconductor chip thus obtained is packaged by resin sealing and widely used in various electric / electronic devices such as mobile phones and PCs (personal computers).

ウェーハを半導体チップに個片化するダイシングの手段としては、高速回転させた薄い円盤状のブレードをウェーハに切り込ませるブレードダイシングが、従来より一般的であった。一方、近年では、透過性のレーザ光線を分割予定ラインに沿って照射することによりウェーハをダイシングするレーザダイシングも試みられている。例えば特許文献１には、ウェーハの表面側から分割予定ラインにレーザ光線を照射して溝を形成し、次いで、形成した溝に沿ってウェーハを劈開することで、チップを得る技術が提案されている。レーザダイシングは、ブレードダイシングと比較すると、切断代が格段に小さいことによりウェーハ１枚当たりのチップ生産数においては有利とされている。 As a dicing means for dividing a wafer into semiconductor chips, blade dicing in which a thin disk-shaped blade rotated at a high speed is cut into the wafer has been generally used. On the other hand, in recent years, laser dicing has also been attempted in which a wafer is diced by irradiating a transparent laser beam along a division line. For example, Patent Document 1 proposes a technique for obtaining a chip by irradiating a laser beam onto a division line from the surface side of a wafer to form a groove, and then cleaving the wafer along the formed groove. Yes. Laser dicing is advantageous in terms of the number of chips produced per wafer because the cutting allowance is much smaller than blade dicing.

特開平１０−３０５４２０号公報JP-A-10-305420

レーザダイシングを行う装置にあっては、メンテナンスする際にはレーザ光線から眼を守るために、作業員は、レーザ光線を吸収して遮光するレーザ保護メガネを装着している。メンテナンス中においては、レーザ保護メガネを装着した上で、さらに安全のためにレーザ光線が発振されているか否かといった発振状況を視認したい要望があり、そのため、レーザ光線の発振状況を表示する警告灯を設けたものがある。例えば、メンテナンス開始の時に、発振を停止させたはずのレーザ光線が誤って発振されたまままであることを視認することができれば、メンテナンスを中止して、まずレーザ光線の発振を停止させるといった安全策が講じられる。 In an apparatus for performing laser dicing, in order to protect the eyes from the laser beam during maintenance, an operator wears laser protective glasses that absorb and block the laser beam. During maintenance, there is a need to visually check the oscillation status such as whether or not the laser beam is oscillating for safety even after wearing the laser protective glasses. Therefore, a warning light that displays the oscillation status of the laser beam There is something that provided. For example, if it is possible to visually confirm that the laser beam that should have stopped oscillating is erroneously oscillated at the start of maintenance, stop the maintenance and stop the laser beam oscillation first. Is taken.

ところで、レーザ保護メガネは、遮光可能な波長領域が異なっていたり、レーザ光線を可視可能とされたりしたものなど、遮光特性が多様なものが提供されている。ここで、そのレーザ保護メガネの遮光特性がレーザ光線の発振状況を表示する警告灯の灯光と同じ波長であった場合には、その灯光を視認することは不可能になるといった問題が生じる。すなわち、複数種類のレーザ保護メガネのいずれかを装着した場合、レーザ光線の発振状況を視認することができない場合が起こり得る。 By the way, laser protective glasses are provided with various light shielding characteristics such as those in which the wavelength region where light can be shielded is different or the laser beam is visible. Here, when the light shielding characteristic of the laser protective glasses has the same wavelength as that of a warning lamp that indicates the oscillation state of the laser beam, there is a problem that it becomes impossible to visually recognize the lamp. That is, when one of a plurality of types of laser protective glasses is worn, the laser beam oscillation state may not be visually recognized.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、遮光する波長がいかなる波長のレーザ保護メガネであってもレーザ光線の発振状況を確実に視認することができ、結果としてより安全な作業環境を達成することができるレーザ加工装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the laser beam oscillating state can be surely visually recognized regardless of the wavelength of the laser protective glasses with which the light is shielded, and as a result, a safer working environment. An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of achieving the above.

本発明は、ワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークにレーザ光線を用いて加工を施すレーザ加工手段と、該レーザ加工手段から発振されるレーザ光線の発振状況を表示する警告灯とを少なくとも備えるレーザ加工装置において、前記警告灯は、少なくとも３５０〜８５０ｎｍの波長領域内の任意の波長を吸収するレーザ保護メガネによって吸収される波長と異なる波長の光を発することを特徴としている。 The present invention displays a holding means for holding a work, a laser processing means for processing a work held by the holding means using a laser beam, and an oscillation state of a laser beam oscillated from the laser processing means. In a laser processing apparatus comprising at least a warning lamp, the warning lamp emits light having a wavelength different from a wavelength absorbed by laser protective glasses that absorbs an arbitrary wavelength in a wavelength region of at least 350 to 850 nm. Yes.

本発明で言うレーザ保護メガネは、少なくとも可視光領域の波長のうちの任意の波長の光を吸収して遮光するものを含むものであり、上記３５０〜８５０ｎｍは主に可視光線の波長領域を表している。本発明の警告灯は、そのようなレーザ保護メガネによって吸収される波長とは異なる波長、すなわち吸収されて遮光されはしない波長の光を発する。したがって、該レーザ保護メガネによって本発明の警告灯は遮光されず、該警告灯を確実に視認することができる。その結果、該レーザ保護メガネを装着していてもレーザ光線の発振状況を確実に知ることができ、メンテナンス等の作業を安全に遂行することができる。 The laser protective glasses referred to in the present invention include those that absorb and block light of any wavelength in the visible light region, and the above 350 to 850 nm mainly represents the wavelength region of visible light. ing. The warning lamp of the present invention emits light having a wavelength different from that absorbed by such laser protective glasses, that is, a wavelength that is absorbed but not blocked. Therefore, the warning lamp of the present invention is not shielded by the laser protective glasses, and the warning lamp can be reliably recognized. As a result, even when the laser protective glasses are worn, the laser beam oscillation state can be surely known, and operations such as maintenance can be performed safely.

本発明の警告灯から発せられる光は、具体的には白色光が最適である。白色光の光源としては、ＬＥＤや蛍光灯等が挙げられる。白色光は可視光線領域（上記３５０〜８５０ｎｍの範囲内）の波長を有する光がバランスよく混合した光である。したがって、装着しているレーザ保護メガネの遮光波長がいかなる波長であっても、遮光波長以外の波長の光が白色光から発せられていることになる。このため、レーザ保護メガネを装着していても、警告灯から光が発せられているか否か、すなわちレーザ光線が発振されているか否かといったレーザ光線発振状況を確実に視認することができる。 Specifically, the light emitted from the warning light of the present invention is optimally white light. Examples of white light sources include LEDs and fluorescent lamps. White light is light in which light having a wavelength in the visible light region (within the above 350 to 850 nm) is mixed in a well-balanced manner. Therefore, even if the light shielding wavelength of the laser protective glasses attached is any wavelength, light having a wavelength other than the light shielding wavelength is emitted from white light. For this reason, even if the laser protective glasses are worn, it is possible to reliably see the laser beam oscillation state such as whether or not light is emitted from the warning lamp, that is, whether or not the laser beam is oscillated.

なお、本発明のレーザ加工装置で加工されるワークは特に限定はされないが、例えば上記半導体ウェーハ等のウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、ガラス系あるいはシリコン系の基板、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。 The workpiece to be processed by the laser processing apparatus of the present invention is not particularly limited. For example, an adhesive member such as a wafer such as the semiconductor wafer described above or a DAF (Die Attach Film) provided on the back surface of the wafer for chip mounting, Alternatively, a semiconductor product package, a glass-based or silicon-based substrate, and various processing materials that require micron-order accuracy are included.

本発明によれば、レーザ光線の発振状況を表示する警告灯から発せられる光を、レーザ保護メガネによって遮光されない可視光線を含むものとしたので、レーザ保護メガネを装着している状態であってもレーザ光線の発振状況を確実に視認することができ、結果としてより安全な作業環境を達成することができるといった効果を奏する。 According to the present invention, the light emitted from the warning lamp that displays the oscillation state of the laser beam includes the visible beam that is not shielded by the laser protective glasses, so even if the laser protective glasses are worn The laser beam oscillation state can be confirmed with certainty, and as a result, a safer working environment can be achieved.

以下、図１を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
図１は一実施形態のレーザ加工装置の外観を示している。このレーザ加工装置１は、全体が概ね直方体状の筐体２を備えており、筐体２の内部において、図示せぬワークに対しレーザ光線を照射するレーザ加工が自動制御で行われる。レーザ加工装置１は、例えば半導体ウェーハ（ワーク）をダイシングするレーザダイシング装置である。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows the appearance of a laser processing apparatus according to an embodiment. The laser processing apparatus 1 includes a substantially rectangular parallelepiped casing 2, and laser processing for irradiating a laser beam to a workpiece (not shown) is automatically controlled inside the casing 2. The laser processing apparatus 1 is a laser dicing apparatus for dicing a semiconductor wafer (workpiece), for example.

レーザダイシング装置は、半導体ウェーハに対して、多数のチップの境界線である分割予定ラインにレーザ光線を照射して、半導体ウェーハを切断したり分割予定ラインに溝加工を施したりする。またこれら以外には、半導体ウェーハ内部に分割予定ラインに沿ってレーザ光線を照射して、材質が脆弱化した変質層を生成するレーザ加工もある。内部に変質層が生成された半導体ウェーハは、拡張する外力を与えられることにより分割予定ラインが割断されて多数のチップに分割される。 The laser dicing apparatus irradiates a semiconductor wafer with a laser beam on a division planned line that is a boundary line between a large number of chips, and cuts the semiconductor wafer or performs groove processing on the division planned line. In addition to these, there is also laser processing that generates a deteriorated layer with a weakened material by irradiating a semiconductor wafer with a laser beam along a division line. A semiconductor wafer in which a deteriorated layer is generated is divided into a large number of chips by dividing the planned dividing line by applying an expanding external force.

筐体２の内部には、半導体ウェーハ等の薄板状のワークを水平に保持する保持手段と、この保持手段に保持されたワークの表面に上方からレーザ光線を照射してレーザ加工を施すレーザ加工手段と、これら保持手段とレーザ加工手段とを水平方向に相対移動させて、ワークに対するレーザ光線照射位置を変位させる移動手段等が配設されている（いずれも図示略）。 Inside the housing 2 is a holding means for horizontally holding a thin plate-like workpiece such as a semiconductor wafer, and laser processing for irradiating the surface of the workpiece held by the holding means with a laser beam from above. Means, moving means for displacing the laser beam irradiation position with respect to the workpiece by moving the holding means and the laser processing means in the horizontal direction are disposed (all not shown).

保持手段は、真空チャック式のチャックテーブル等が好適に用いられる。また、レーザ加工手段としては、ＹＡＧレーザ発振器やＹＶＯ４レーザ発振器等のレーザ発振器で発振したレーザをレンズで集光して照射する構成を有するもの等が用いられる。また移動手段は、ガイドレールに沿って移動自在に支持したスライダをボールねじ機構で移動させる機構等が用いられる。 As the holding means, a vacuum chuck type chuck table or the like is preferably used. Further, as the laser processing means, one having a configuration in which a laser oscillated by a laser oscillator such as a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator is condensed by a lens and irradiated is used. As the moving means, a mechanism for moving a slider supported movably along the guide rail by a ball screw mechanism is used.

レーザ加工装置１の筐体２には、タッチパネル式の操作表示盤３が設けられており、レーザ加工の自動運転に係わる各種設定などは、この操作表示盤３を利用して行われる。また、操作表示盤３には、内部に運転状況を表示する機能なども付加されている。操作表示盤３の上方の、筐体２の天板には、運転状態を表示したり警告を発したりする表示灯５が取り付けられている。 The housing 2 of the laser processing apparatus 1 is provided with a touch panel type operation display panel 3, and various settings relating to automatic operation of laser processing are performed using the operation display panel 3. The operation display panel 3 is also provided with a function for displaying the operation status inside. On the top plate of the housing 2 above the operation display panel 3, an indicator lamp 5 for displaying an operation state or issuing a warning is attached.

さて、本実施形態のレーザ加工装置１においては、操作表示盤３の上方の前面部６に、レーザ警告灯７が設けられている。このレーザ警告灯は、装置１内の上記レーザ加工手段からレーザ光線が照射されているか否かというレーザ発振状況を表示するもので、レーザ光線が発振されている時は点灯し、レーザ光線が発振されていない時には消灯するようになされている。 In the laser processing apparatus 1 of the present embodiment, a laser warning lamp 7 is provided on the front surface portion 6 above the operation display panel 3. This laser warning lamp displays a laser oscillation status indicating whether or not a laser beam is emitted from the laser processing means in the apparatus 1, and is lit when the laser beam is oscillated, and the laser beam oscillates. It is turned off when it is not.

レーザ警告灯７は、レーザ光線を吸収して遮光するレーザ保護メガネによって吸収される波長とは異なる波長、すなわちレーザ保護メガネによって遮光されない波長の光を発する光源を有する灯光が適用されている。ここで言うレーザ保護メガネは、可視光線の波長の光を吸収して遮光するものであって、遮光する波長領域は、可視光線の波長領域を含む３５０〜８５０ｎｍ程度とされるものである。レーザ警告灯の灯光としては、具体的には、ＬＥＤや蛍光灯等を光源とする白色光が最適とされる。 As the laser warning lamp 7, lamp light having a light source that emits light having a wavelength different from the wavelength absorbed by the laser protective glasses that absorb and shield the laser beam, that is, a wavelength that is not shielded by the laser protective glasses, is applied. The laser protective glasses referred to here absorb and block light having a wavelength of visible light, and the wavelength region to be blocked is about 350 to 850 nm including the wavelength region of visible light. Specifically, white light using an LED, a fluorescent lamp, or the like as the light source is optimal as the lamp of the laser warning lamp.

本実施形態によれば、レーザ加工装置１に対して修理やメンテナンス等の作業を行う際には、作業員はレーザ光線から眼を保護するために上記レーザ保護メガネを装着する。該作業中には、安全のためにレーザ光線の発振は必ず停止され、レーザ光線の発振が停止されていることは、レーザ警告灯７が消灯していることにより確認される。ところが、誤ってレーザ光線が発振された状態となっていると、レーザ警告灯７が点灯していることを作業員が視認することによりレーザ光線が発振中であることが確認される。レーザ光線が発振されていた場合には、作業の開始を回避するとともに、レーザ光線の発振の停止がなされ、この後、作業が開始される。 According to this embodiment, when performing work such as repair or maintenance on the laser processing apparatus 1, the worker wears the laser protective glasses in order to protect the eyes from the laser beam. During the operation, the oscillation of the laser beam is always stopped for safety, and it is confirmed that the laser beam oscillation is stopped by turning off the laser warning lamp 7. However, if the laser beam is erroneously oscillated, it is confirmed that the laser beam is oscillating by the operator visually confirming that the laser warning lamp 7 is lit. When the laser beam is oscillated, the start of the work is avoided and the oscillation of the laser beam is stopped, and then the work is started.

本実施形態のレーザ警告灯７は白色光を発する灯光であり、白色光とは、可視光線領域（上記３５０〜８５０ｎｍの範囲内）の波長を有する光がバランスよく混合した光である。一方、レーザ保護メガネは、レーザ加工装置１の上記レーザ加工手段から発振されるレーザ光線を遮光する特性のものが用いられる。例えばレーザ光線が２００〜３００ｎｍの波長であった場合、レーザ保護メガネは、２００〜３００ｎｍの波長の光を吸収する特性を有するものが用いられる。そのようなレーザ保護メガネとしては、遮光可能な波長領域がレーザ光線の波長領域に一致しただけのものではなく、２００〜３００ｎｍの波長を含み、さらに可視光線領域の高波長まで遮光する比較的広範囲の波長を吸収するもの（例えば、およそ２００〜５００ｎｍを吸収して遮光する）が用いられる場合がある。 The laser warning lamp 7 of the present embodiment is a lamp that emits white light, and the white light is light in which light having a wavelength in the visible light region (in the range of 350 to 850 nm) is mixed in a well-balanced manner. On the other hand, as the laser protective glasses, those having the characteristic of shielding the laser beam oscillated from the laser processing means of the laser processing apparatus 1 are used. For example, when the laser beam has a wavelength of 200 to 300 nm, laser protective glasses having a characteristic of absorbing light having a wavelength of 200 to 300 nm are used. As such laser protective glasses, the wavelength region that can be shielded is not limited to the wavelength region of the laser beam, but includes a wavelength of 200 to 300 nm, and further a relatively wide range that shields light to a high wavelength in the visible light region. (For example, absorbing about 200 to 500 nm to block light) may be used.

ここで、レーザ警告灯７の灯光が５００ｎｍ前後であった場合、上記広範囲の波長を吸収するレーザ保護メガネを装着していると、レーザ警告灯７の灯光は吸収されて視認不可能か、あるいは明白に視認しにくいといった事態になる。しかしながら本実施形態ではレーザ警告灯７の灯光は白色灯であり、５００ｎｍを超える波長の光を含んでいるため、該レーザ保護メガネを装着していても、その５００ｎｍを超える波長の光を視認して、レーザ光線が発振されていることを知ることができる。 Here, when the light of the laser warning light 7 is around 500 nm, if the laser protective glasses that absorb the above-mentioned wide range of wavelengths are worn, the light of the laser warning light 7 is absorbed and cannot be visually recognized. Obviously it is difficult to see. However, in this embodiment, the lamp light of the laser warning lamp 7 is a white lamp and includes light having a wavelength exceeding 500 nm. Therefore, even if the laser protective glasses are worn, the light having a wavelength exceeding 500 nm is visually recognized. Thus, it can be known that the laser beam is oscillated.

これは本実施形態の作用効果を明らかにする一具体例であるが、このように本実施形態では、レーザ保護メガネで遮光されない光がレーザ警告灯７から発せられることにより、使用するレーザ保護メガネの遮光波長がいかなる波長であってもレーザ警告灯７の点灯状態を確実に視認することができる。その結果、該レーザ保護メガネを装着していてもレーザ光線の発振状況を確実に知ることができ、メンテナンス等の作業を安全に遂行することができる。 This is one specific example for clarifying the function and effect of the present embodiment. In this embodiment, however, the laser protective glasses to be used are obtained by emitting light from the laser warning lamp 7 that is not shielded by the laser protective glasses. The light-on state of the laser warning lamp 7 can be surely visually recognized regardless of the light-shielding wavelength. As a result, even when the laser protective glasses are worn, the laser beam oscillation state can be surely known, and operations such as maintenance can be performed safely.

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…レーザ加工装置
７…レーザ警告灯 1 ... Laser processing device 7 ... Laser warning light

Claims

ワークを保持する保持手段と、
該保持手段に保持されたワークにレーザ光線を用いて加工を施すレーザ加工手段と、
該レーザ加工手段から発振されるレーザ光線の発振状況を表示する警告灯とを少なくとも備えるレーザ加工装置において、
前記警告灯は、少なくとも３５０〜８５０ｎｍの波長領域内での任意の波長を吸収するレーザ保護メガネによって吸収される波長と異なる波長の光を発することを特徴とするレーザ加工装置。 Holding means for holding the workpiece;
Laser processing means for processing the workpiece held by the holding means using a laser beam;
In a laser processing apparatus comprising at least a warning lamp for displaying an oscillation state of a laser beam oscillated from the laser processing means,
The laser processing apparatus, wherein the warning lamp emits light having a wavelength different from a wavelength absorbed by laser protective glasses that absorbs an arbitrary wavelength within a wavelength region of at least 350 to 850 nm.

前記警告灯は白色光を発することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the warning lamp emits white light.