JP2014217871A - レーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014217871A JP2014217871A JP2013099871A JP2013099871A JP2014217871A JP 2014217871 A JP2014217871 A JP 2014217871A JP 2013099871 A JP2013099871 A JP 2013099871A JP 2013099871 A JP2013099871 A JP 2013099871A JP 2014217871 A JP2014217871 A JP 2014217871A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- water
- laser
- wafer
- laser processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
【課題】加工くずを含んだ加工水の周囲への飛散を防止すると共に、被加工物表面が乾燥し汚れが固着するのを防止することが可能なレーザ加工装置を提供する。【解決手段】ウォータジェットレーザは、スプラッシュガード7の貫通穴8から導入され、ウェハ20に照射される。加工点において発生する加工水の跳ね返りやミストは、スプラッシュガード7によりガードされ、周囲に飛散したり加工ヘッド1に付着したりすることは殆ど無い。また、液体供給部11から水を十分に供給し、加工くずが残留した状態でウェハ20表面が乾燥し汚れが固着するのを防止している。ダクト10は、吸引機能の他、液体及び気体を給水する機能を備え、それらの機能が切り替え可能に設けられているので、ミストの吸引、ウェハの乾燥防止、加工くずの排出、及び加工終了後のスプラッシュガード7内の洗浄等、多様な効果を奏する。【選択図】図2
Description
本発明は、半導体装置の製造において用いられるレーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法に関する。
半導体デバイスの製造において、ロジックやメモリーデバイスは三次元実装によるパッケージの高密度化が行われており、プロセス完了時点でのウェハ厚を薄くする要求が高まっている。また、パワーデバイスにおいても、通電特性を改善するためにウェハ厚を薄くすることが要求されている。
従来、ウェハ厚を薄くする技術として、デバイス形成面に保護テープを貼り付け、表面保護と強度を確保した上で、バックグラインドやポリッシュ・エッチングによりウェハ裏面を削る方法があった。しかし、現在要求されている数十μmのウェハを上記の方法で製造しようとすると、反りや局所的な応力により割れや欠けが発生する。このため、バックグラインド処理にてウェハ中央部のみを研削し、外周部分に環状凸部(リング部)を形成してウェハ剛性を持たせることが提案されている。
このリング部を有するウェハから個々のチップを分割する際には、リングフレームに支持用粘着テープを介してウェハを固定し、リング部の分離と個々のチップの分割の両方を行う必要がある。リング部の分離は曲線で切断され、チップの分割は直線で切断されるため、現在は別々の機械を用いて加工を行っている。
それらの両方の加工が可能な方法として、近年、ノズルから噴射された噴流水柱を導波路としてレーザ加工を行うウォータジェットレーザ加工機を用いることが提案されている(以下、噴流水柱を導波路とするレーザのことをウォータジェットレーザと呼ぶ)。この装置は、従来のレーザ加工装置と異なり、レーザで加工しながら冷却と加工くずの除去を同時に行うことができるため、これまで問題となっていたダイシングテープの溶融や、加工くずの溶着が発生しない。
しかし、加工くずを含んだ加工水が跳ね返り加工ヘッドに付着すると、噴流水柱の水流が乱れ、レーザが乱反射して加工点に到達できず、加工の不安定と品質の低下を招くことがあった。このため、特許文献1では、水柱を噴射するノズルと被加工物との間にカバーを配置し、水柱の跳ね返りからノズル及び噴流水柱を保護するようにしている。また、特許文献2では、レーザ及び水流が被加工物と衝突する部分(加工点)に隣接して気体供給部を設け、その反対側に吸引部を設けることにより、加工くずを吸引し、基板に固着するのを防止している。
また、加工ヘッドへの加工くずの付着の他、加工点における水流の変動によっても加工が不安定となる。噴流水柱の水流変動による加工品質の低下を改善する方法として、特許文献3では、材料に貫通穴を設ける際の加工開始点での水流変動を考慮し、ウォータジェットレーザが材料を完全に貫通するまでは第1速度で材料を移動させ、その後は、第1速度よりも大きい第2速度で移動させる方法が提示されている。
ウォータジェットレーザ加工機は、被加工物にウォータジェットレーザを貫通させて加工を行う場合には、加工水と共に加工くずを下方へ流すことができ、加工水の跳ね返りも少ない。しかし、半導体装置の製造におけるリング部の分離やチップの分割では、支持用粘着テープを貫通させないように加工するため、加工くずを含んだ加工水が全て周囲に飛散することになる。従って、加工ヘッドへの付着防止と共に、ミストの巻上げや周囲への飛散防止を考慮する必要がある。
これに対し、特許文献1によるカバーは、加工水の跳ね返りからノズル及び噴流水柱を保護する効果はあるが、カバーに当たった加工水がウェハ上に流れ落ち、そのまま乾燥してしまう恐れがある。また、特許文献2のように、加工点に気体を供給し、その反対側で加工くずを吸引する方法では、ウェハの表面が乾燥しやすい。
このように、加工くずが残留した状態でウェハ表面が乾燥すると、汚れが固着してしまい、除去が非常に困難となる。特に、ウェハは強度が低く、表面に固着した加工くずをこすり洗いで除去することは困難であるため、次の洗浄工程まで乾燥しないように搬送することが必要となる。従来のウォータジェットレーザ加工機には、被加工物表面に水を供給するノズルを備えたものもあるが、加工時に冷却水を供給する必要がないことから、ウェハ表面全体の乾燥を防止するのに十分な水量を供給できる機構とはなっていなかった。
また、半導体装置の製造におけるチップの分割では、シリコンの厚みは130μm前後と薄いため、加工開始点での水流変動は問題にならないが、既に分割加工が終わった溝を交差する加工を行う時に、水流変動により加工が不安定となる問題がある。このような問題は、被加工物にウォータジェットレーザを貫通させて加工を行う場合には発生しないため、支持用粘着テープをメッシュ状に変更するという方法も考えられる。しかしながら、そのようなテープは特殊仕様のため流通量が少なく入手が難しいこと、仮に導入した場合には前後工程の見直しを行う必要があることから、導入は困難である。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、半導体装置の製造において、加工くずを含んだ加工水の周囲への飛散を防止すると共に、被加工物表面が乾燥し汚れが固着するのを防止することが可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
また、半導体装置の製造において、チップの分割を安定して行うことが可能な及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
本発明に係るレーザ加工装置は、レーザを発生するレーザ発振器と、加工ステージに固定された被加工物に対して水を噴射するノズルを有する加工ヘッドを備え、ノズルから噴射される噴流水柱をレーザの導波路として被加工物を加工するレーザ加工装置であって、加工ヘッドに着脱可能に固定され、噴流水柱を導入する貫通穴と、貫通穴を中心として全方向に傾斜する傾斜面を有し、傾斜面の開放端が被加工物表面に接近して配置されるガードと、傾斜面に取り付けられガード内の液体及び気体を吸引するダクトと、被加工物表面に液体を供給する液体供給部を備えたものである。
また、本発明に係るレーザ加工方法は、上記のレーザ加工装置を用いて、ウェハの裏面に貼り付けられた支持用粘着テープを貫通させないようにウェハを切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法であって、ウェハに対してレーザが照射される加工点を第1速度で移動させながら、ウェハにX方向の切断溝を形成する第1工程と、第1工程に続いて、加工点をX方向と交差するY方向に第1速度で移動させ、X方向の切断溝と交差する直前で第1速度よりも小さい第2速度に切り替え、交差部を通過後、第1速度に戻して移動させながら、ウェハにY方向の切断溝を形成する第2工程を含んで製造するようにしたものである。
本発明に係るレーザ加工装置によれば、加工ヘッドに固定されたガードにより、加工くずを含んだ加工水の跳ね返りや巻き上がったミストが周囲へ飛散したり、加工ヘッドに付着したりするのを防止することができる。また、ガード内のミストや跳ね返った加工水をダクトにより吸引し、効率的に除去することができる。さらに、液体供給部から水を十分に供給することにより、加工くずが残留した状態で被加工物表面が乾燥し、汚れが固着するのを防止することができる
本発明に係るレーザ加工方法によれば、噴流水柱が不安定となる切断溝の交差部において、加工点の移動速度をそれまでの第1速度から、第1速度よりも小さい第2速度に切り替えるようにしたので、水柱が安定し、チップの分割を安定して行うことが可能である。
実施の形態1.
以下に、本発明の実施の形態1に係るレーザ加工装置について、図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態1に係るレーザ加工装置であるウォータジェットレーザ加工機の加工ヘッドを示す断面図、図2及び図3は、本実施の形態1に係るウォータジェットレーザ加工機の使用形態を示す斜視図及び断面図である。なお、図中、同一、相当部分には、同一符号を付している。また、図2及び図3では、加工ヘッドの図示を省略している。
以下に、本発明の実施の形態1に係るレーザ加工装置について、図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態1に係るレーザ加工装置であるウォータジェットレーザ加工機の加工ヘッドを示す断面図、図2及び図3は、本実施の形態1に係るウォータジェットレーザ加工機の使用形態を示す斜視図及び断面図である。なお、図中、同一、相当部分には、同一符号を付している。また、図2及び図3では、加工ヘッドの図示を省略している。
ウォータジェットレーザ加工機は、ノズル4から噴射された噴流水柱をレーザの導波路として被加工物を加工するものである。本実施の形態1における被加工物はウェハ20であり、半導体装置の製造におけるリング部の分離やチップの分割に適用することを想定している。これらの工程では、図2及び図3に示すように、ウェハ20の裏面に貼り付けられた支持用粘着テープであるダイシングテープ21を貫通させないように切断加工が行われる。
ウォータジェットレーザ加工機の加工ヘッド1は、図1に示すように、略円筒形状のハウジング2の内部に、レーザ発振器(図示省略)から出射されたレーザを集光させる集光レンズ3を含むレーザ光学系と、加工ステージ(図示省略)に固定された被加工物に対して噴流水柱を噴射するノズル4を備えている。装置外部の水供給源から供給された水は、イオン除去や不純物除去等の処理が行われ、高圧ポンプ(図示省略)によりハウジング2内部の液体流路5に送られ、ノズル4に導かれる。
ウォータジェットレーザ加工機のレーザ発振器において生成されるレーザの種類は、任意に選択することができるが、水に吸収されにくいレーザであることが望ましい。また、ノズル4より噴射される液体は、水に限定されるものではないが、コスト面やレーザ伝搬効率の点から水が採用されることが多い。
加工ヘッド1の下方には、筒部6を介してスプラッシュガード7が着脱可能に固定されている。スプラッシュガード7は、加工点において跳ね返った加工水や巻き上がったミストが周辺に飛散するのを防ぐものであり、図2及び図3に示すように、噴流水柱Wを導入する貫通穴8と、貫通穴8を中心として全方向に傾斜する傾斜面9を有し、傾斜面9の開放端がウェハ20表面に接近して配置される。
本実施の形態1では、スプラッシュガード7を略半球状のドーム形状としているが、スプラッシュガード7の形状はこれに限定されるものではなく、貫通穴を中心として傾斜する傾斜面を有していれば、円錐状または角錐状であっても良い。また、噴流水柱Wを導入する貫通穴の周囲がフラットでなければ、ペントルーフ型やバスタブ型でも良い。
スプラッシュガード7を構成する材料としては、撥水性が有り、汚れが付着し難いポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなフッ素樹脂、あるいはアクリル、ガラス等の透明材料に撥水処理を施したもの等が好適である。透明材料は、汚れの付着が確認しやすいという利点があるが、金属材料を使うことも可能である。
ただし、被加工物がウェハ20の場合、加工後の洗浄に薬品を用いることが出来ないので、重金属汚染に関しては厳密に管理する必要がある。従って、スプラッシュガード7を構成する金属材料としては、ウェハ20の切断面に出現する金属、Si、Al、Ti等が適している。特にSiは基材なのでウェハ20を汚染することはない。
また、スプラッシュガード7のサイズは、加工ヘッド1のハウジング2の下端とウェハ20までの距離によってほぼ決まるが、この距離はノズル4の径が細くなるほど短くなる。ウェハ20のダイシングに用いられるノズル4の径は30μm〜50μmであり、スプラッシュガード7が半球状の場合、その外径は40mm、高さは20mm程度となる。
なお、スプラッシュガード7の加工ヘッド1への取り付け方法は、特に限定するものではなく、貫通穴8と噴流水柱Wの中心軸がずれないように固定されていれば良い。図1に示す筒部6の他、複数本のロッドを取り付けて固定しても良い。また、図4に示すように、スプラッシュガード7に取り付けられたダクト10aもしくはロッドにより、片持ち固定しても良い。加工ステージをXY方向に移動させてウェハ20を移動させる場合は、加工ヘッド1が固定式となるので、片側のみの固定であっても問題ない。
また、スプラッシュガード7には、スプラッシュガード7内の液体及び気体を吸引するダクト10(10a)が取り付けられている。ダクト10は、加工した溝に沿って飛散した加工水を捕集できるように、加工ヘッド1の進行方向後方に設けられる(図2)。ただし、スプラッシュガード7に4つのダクト10を設け、状況に応じて吸引する方向を変えても良い。
また、ダクト10でスプラッシュガード7内のミストを吸引することにより、ウォータジェットレーザの安定性を増すことができる。ダクト10の吸引力を大きくすることにより、加工くずを含む加工水を捕集する効果が高まるが、吸引力を大きくすると、ウェハ20が浮き上がったり、分割されたチップがダイシングテープ21からはがれたりするので、適当な吸引力に調整する必要がある。
さらに、ダクト10は、液体及び気体を吸引する機能の他、スプラッシュガード7内に液体及び気体のいずれか一方または両方を供給する機能を有しており、それらの機能が切り替え可能に設けられている。ダクト10から液体を供給するようにした場合、スプラッシュガード7内の洗浄を行うことができる。また、ダクト10により吸引することにより、ウェハ20表面が乾燥しやすくなるため、吸引と給水を交互に行ってもよい。
ダクト10から供給される気体としては、例えば銅のように水と反応しやすい材料を加工する場合、窒素やアルゴンのような不活性ガスを供給することにより酸化を防止することができる。同様の目的で、防錆剤を含む水を供給しても良い。
また、ウォータジェットレーザ加工機は、ウェハ20表面に液体を供給する液体供給部11を備えている。本実施の形態1では、液体供給部11から供給される液体は水であり、ウェハ20表面全体を濡らす目的や、加工くずを洗い流す目的で供給される。ダクト10の吸引機能が動作している場合は、ウェハ20表面が乾燥しやすいため、液体供給部11からの給水が必要である。また、ダクト10から防錆剤を含む水を供給する場合、防錆剤のウェハ20への固着を防止するため、液体供給部11から十分な量の水を供給することが望ましい。
液体供給部11の主な設置目的は、ウェハ20表面全体の乾燥防止であるため、液体供給部11は加工ステージに固定して設置すれば良い。図2及び図3では、1つの液体供給部11を示しているが、ウェハ20の外形は300mmまでが主流であるため、十分な量の水を供給するため液体供給部11を複数設置しても良い。
一方、液体供給部11の設置目的として加工点の加工くずの洗浄に重点を置く場合は、液体供給部11を加工ヘッド1と同期して移動するように設置することが望ましい。その場合、液体供給部11は、加工した溝に入った加工くずが後方に流れるように、加工ヘッド1の進行方向前方に設置される(図2)。また、液体供給部11を複数設け、加工点の洗浄を目的とする液体供給部11は加工ヘッド1と同期して移動するように設置し、ウェハ20表面全体を濡らすことを目的とする液体供給部11は加工ステージに固定して設置することもできる。
次に、本実施の形態1に係るウォータジェットレーザ加工機の動作について説明する。準備段階として、加工ヘッド1に、ノズル4から噴射される噴流水柱Wが貫通穴8の中央を通過し、加工点と貫通穴8が同軸となるようにスプラッシュガード7を固定する。続いて、裏面にダイシングテープ21が貼り付けられたウェハ20を、ウォータジェットレーザ加工機の加工ステージに搬送し固定する。
その後、ノズル4から噴流水柱Wを噴射し、水柱が安定したところでレーザ発振器を動作させる。ウォータジェットレーザは、スプラッシュガード7の貫通穴8から導入され、ウェハ20に照射される。この状態で、加工ステージまたは加工ヘッド1を所定速度で所定方向に移動させることにより、ウェハ20の切断加工が行われる。この時、加工点において発生する加工水の跳ね返りやミストは、スプラッシュガード7によりガードされているため、周囲に飛散したり加工ヘッド1に付着したりすることは殆ど無く、安定した加工が行われる。
また、加工水の跳ね返りやミストは、スプラッシュガード7の傾斜面9を伝わって滴下するため、ウォータジェットレーザに干渉することは無い。また、スプラッシュガード7の貫通穴8を通り抜けて加工ヘッド1に付着した加工水の水滴が集まってスプラッシュガード7に滴下した場合も、傾斜面9を伝わって流れ落ちるため、貫通穴8を塞ぐことは殆ど無い。さらに、スプラッシュガード7内のミストや跳ね返った加工水は、ダクト10により吸引され、効率的に除去される。
また、ウェハ20表面には、常時、十分な量の水が液体供給部11から供給されるため、加工くずが残留した状態でウェハ20表面が乾燥することなく、次の洗浄工程まで搬送することができる。
以上のように、本実施の形態1に係るウォータジェットレーザ加工機によれば、加工ヘッド1に固定されたスプラッシュガード7により、加工くずを含んだ加工水の跳ね返りや巻き上がったミストが周囲へ飛散したり、加工ヘッド1に付着したりするのを防止することができる。
また、液体供給部11から水を十分に供給することにより、ウェハ20表面に加工くずが残留した状態でウェハ20が乾燥し汚れが固着するのを防止することができる。さらに、ダクト10は、吸引機能の他、液体及び気体を給水する機能を備え、それらの機能が切り替え可能に設けられているので、ミストの吸引、ウェハの乾燥防止、加工くずの排出、及び加工終了後のスプラッシュガード7内の洗浄等、多様な効果を奏することができる。
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2に係るウォータジェットレーザ加工機の使用形態を示す断面図である。なお、図5中、図3と同一、相当部分には、同一符号を付し、説明を省略する。また、図5では、加工ヘッドの図示を省略しているが、加工ヘッドの構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する(図1参照)。
図5は、本発明の実施の形態2に係るウォータジェットレーザ加工機の使用形態を示す断面図である。なお、図5中、図3と同一、相当部分には、同一符号を付し、説明を省略する。また、図5では、加工ヘッドの図示を省略しているが、加工ヘッドの構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する(図1参照)。
本実施の形態2に係るスプラッシュガード7aは、傾斜面9の開放端が内側に折り返された受け部12を有し、傾斜面9の内側を伝わって落下した加工水を受け部12に溜め、ダクト10により吸引するようにしている。なお、図5では、スプラッシュガード7aを半球状としているが、スプラッシュガード7aの形状は、貫通穴8を中心として傾斜する傾斜面9を有する形状であれば良く、円錐状、角錐状、ペントルーフ型、またはバスタブ型であっても良い。
本実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様の効果に加え、スプラッシュガード7aの内壁を伝わった加工水が受け部12に溜まり、ウェハ20表面に滴下しないので、加工くずの再付着を防止することができる。また、スプラッシュガード7aの受け部12に溜まった加工水をダクト10で吸引することにより、上記実施の形態1よりも効率的に加工水を捕集することができる。これにより、加工水によるウェハ20表面の汚染をさらに防止することができ、後の洗浄工程の簡略化が図られる。
実施の形態3.
図6及び図7は、本発明の実施の形態3に係るレーザ加工方法を説明する斜視図及び断面図である。本実施の形態3では、上記実施の形態1または上記実施の形態2で説明したウォータジェットレーザ加工機を用いて、ウェハ20の裏面に貼り付けられたダイシングテープ21を貫通させないようにウェハ20を切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法について説明する。なお、図6及び図7では、加工ヘッドやスプラッシュガードの図示を省略しているが、それらの構成は上記実施の形態1と同様であるので、図1の符号を流用して説明する。
図6及び図7は、本発明の実施の形態3に係るレーザ加工方法を説明する斜視図及び断面図である。本実施の形態3では、上記実施の形態1または上記実施の形態2で説明したウォータジェットレーザ加工機を用いて、ウェハ20の裏面に貼り付けられたダイシングテープ21を貫通させないようにウェハ20を切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法について説明する。なお、図6及び図7では、加工ヘッドやスプラッシュガードの図示を省略しているが、それらの構成は上記実施の形態1と同様であるので、図1の符号を流用して説明する。
表面にデバイスが形成され、裏面にダイシングテープ21が貼り付けられたウェハ20は、ウォータジェットレーザ加工機の加工ステージに搬送され固定される。ノズル4から噴射された噴流水柱Wを導波路とするウォータジェットレーザは、スプラッシュガード7の貫通穴8から導入されウェハ20に照射される。この状態で、加工ステージまたは加工ヘッド1を所定速度で所定方向に移動させることにより、ウェハ20の切断加工が行われる。
図6は、X方向の分離が終わり、切断溝が形成された状態で、X方向と交差するY方向の分離を行う様子を示している。図6において、矢印Fは、ウォータジェットレーザの進行方向を示している。X方向の分離において、加工水は、レーザの進行方向Fの後方にのみ流れる。しかし、続いてのY方向の分離では、切断溝が交差する交差部においてレーザの進行方向F後方に流れていた水が、進行方向Fの左右にも流れるようになり、噴流水柱Wが不安定となる。
本実施の形態3では、上記のような水流変動の影響により加工が不安定になるのを避けるため、XY方向に形成される切断溝の交差部とその他の領域とで、ウォータジェットレーザの進行速度、すなわち加工点の移動速度を変えるようにしたものである。
以下に、本実施の形態3に係るレーザ加工方法について説明する。まず、第1工程として、ウェハ20に対してウォータジェットレーザが照射される加工点を第1速度で移動させながら、ウェハ20に複数のX方向の切断溝を形成する。この第1工程に続いて、第2工程として、加工点をX方向と交差するY方向に第1速度で移動させ、X方向の切断溝と交差する直前で第1速度よりも小さい第2速度に切り替える。この第2速度で移動しながら交差部を切断加工し、交差部を通過後、第1速度に戻す。
このように、第1速度と第2速度を切り替えながら、ウェハ20に複数のY方向の切断溝を形成する。なお、第2工程において、第2速度に切り替えるタイミングは、加工点が切断溝の交差部の中心点より噴流水柱Wの水柱径W2に相当する距離分手前を通過する時であり、第1速度に戻すタイミングは、ウォータジェットレーザによる加工点、すなわち噴流水流Wの中心線W1が交差部から抜けた時である。
図7において、S1は水柱安定領域、S2は水柱不安定境域を示している。噴流水柱Wが交差部に差し掛かると水柱が不安定となるため、交差部から噴流水柱の水柱径W2に相当する距離分手前から交差部の区間は水柱不安定領域S2となる。
また、図7において、S3は第2速度領域、S4は第1速度領域を示している。すなわち、噴流水柱Wの中心線W1が、交差部の中心点であるダイシングの中心線D1から噴流水柱Wの水柱径W2に相当する距離分手前から、ダイシングの中心線D1に到達するまでの区間を、第2速度領域としている。それ以外のS4で示す領域を、第1速度領域としている。ただし水柱径W2はノズル径よりも若干大きくなる傾向があるため、噴流水柱Wの中心線W1が水柱不安定領域S2に入った時点で、第2速度に切り替えるようにしても良い。
なお、ウェハ20のチップ分割においては、砥石によるチップ分割よりも細い40μm以下のノズル径を用いることが望ましい。一方、ノズル径を細くした場合、水柱を安定させため噴流水柱Wの圧力を高くする必要となるが、ダイシングテープ21が噴流水柱の圧力で切断されてしまうため、40MPa以下が望ましい。現実には、水柱が安定する範囲内で可能な限り低圧とし、ダイシングテープ21が切断されないように調整した上で、交差部で一時停止して、水柱が安定してから加工を再開する方法も考えられる。
本実施の形態3に係るレーザ加工方法によれば、噴流水柱Wが不安定となる切断溝の交差部において、加工点の移動速度を第1速度よりも小さい第2速度に切り替えるようにしたので、水柱が安定し、均一な加工を行うことができる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
本発明は、半導体装置の製造において用いられるレーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法として利用することができる。
1 加工ヘッド、2 ハウジング、3 集光レンズ、4 ノズル、
5 液体流路、6 筒部、7、7a スプラッシュガード、8 貫通穴、
9 傾斜面、10、10a ダクト、11 液体供給部、12 受け部、
20 ウェハ、21 ダイシングテープ。
5 液体流路、6 筒部、7、7a スプラッシュガード、8 貫通穴、
9 傾斜面、10、10a ダクト、11 液体供給部、12 受け部、
20 ウェハ、21 ダイシングテープ。
Claims (9)
- レーザを発生するレーザ発振器と、加工ステージに固定された被加工物に対して水を噴射するノズルを有する加工ヘッドを備え、前記ノズルから噴射される噴流水柱をレーザの導波路として前記被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
前記加工ヘッドに着脱可能に固定され、前記噴流水柱を導入する貫通穴と、前記貫通穴を中心として全方向に傾斜する傾斜面を有し、前記傾斜面の開放端が前記被加工物表面に接近して配置されるガードと、
前記傾斜面に取り付けられ前記ガード内の液体及び気体を吸引するダクトと、
前記被加工物表面に液体を供給する液体供給部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記ガードは、略半球状、円錐状、または角錐状であることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。
- 前記ダクトは、前記ガード内の液体及び気体を吸引する機能の他、前記ガード内に液体及び気体のいずれか一方または両方を供給する機能を有し、それらの機能が切り替え可能に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記ガードは、前記開放端が内側に折り返された受け部を有し、前記傾斜面の内側を伝わって落下した水を前記受け部に溜め、前記ダクトにより吸引することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
- 前記液体供給部は、前記加工ヘッドと同期して移動するように設置され、前記被加工物の加工点近傍に水を供給することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
- 1つまたは複数の前記液体供給部が前記加工ステージに設置され、前記被加工物の表面全体に水を供給することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
- 複数の前記液体供給部が設置され、その少なくとも1つは前記加工ヘッドと同期して移動するように設置され、その他は前記加工ステージに設置されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
- 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のレーザ加工装置を用いて、ウェハの裏面に貼り付けられた支持用粘着テープを貫通させないように前記ウェハを切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法であって、
前記ウェハに対してレーザが照射される加工点を第1速度で移動させながら、前記ウェハにX方向の切断溝を形成する第1工程、
前記第1工程に続いて、前記加工点を前記X方向と交差するY方向に前記第1速度で移動させ、前記X方向の前記切断溝と交差する直前で前記第1速度よりも小さい第2速度に切り替え、前記交差部を通過後、前記第1速度に戻して移動させながら、前記ウェハに前記Y方向の切断溝を形成する第2工程を含むことを特徴とするレーザ加工方法。 - 前記第2工程において、前記第2速度に切り替えるタイミングは、前記加工点が前記交差部の中心点より前記噴流水柱の水柱径に相当する距離分手前を通過する時であり、前記第1速度に戻すタイミングは、前記加工点が前記交差部から抜けた時であることを特徴とする請求項8記載のレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013099871A JP2014217871A (ja) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | レーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013099871A JP2014217871A (ja) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | レーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014217871A true JP2014217871A (ja) | 2014-11-20 |
Family
ID=51936854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013099871A Pending JP2014217871A (ja) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | レーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014217871A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112475613A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种水气同轴辅助振镜扫描的激光加工装置 |
CN114669875A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-28 | 深圳市诚瑞兴激光科技有限公司 | 一种***连接材料进行焊接的激光焊接设备及激光焊接方法 |
-
2013
- 2013-05-10 JP JP2013099871A patent/JP2014217871A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112475613A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种水气同轴辅助振镜扫描的激光加工装置 |
CN114669875A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-28 | 深圳市诚瑞兴激光科技有限公司 | 一种***连接材料进行焊接的激光焊接设备及激光焊接方法 |
CN114669875B (zh) * | 2022-03-04 | 2024-04-05 | 广州财盟科技有限公司 | ***连接材料进行焊接的激光焊接设备及激光焊接方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6105567A (en) | Wafer sawing apparatus having washing solution spray and suction devices for debris removal and heat dissipation | |
JP6104025B2 (ja) | レーザー加工装置及びレーザー加工方法 | |
JP4943688B2 (ja) | 切削装置 | |
JP4903523B2 (ja) | ウエーハのレーザー加工方法 | |
JP2009285769A (ja) | 切削装置 | |
JP2017077568A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP6061710B2 (ja) | 樹脂被覆装置 | |
JP2018078249A (ja) | ウェーハの加工方法 | |
TW201709259A (zh) | 切削裝置 | |
JP5610991B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
KR20110062886A (ko) | 레이저 가공장비의 파티클 제거장치 및 이를 구비한 레이저 가공장비 | |
KR102365978B1 (ko) | 절삭 장치 | |
KR20200014195A (ko) | 칩 제조 방법 | |
JP2010120038A (ja) | レーザー加工装置及びレーザー加工方法 | |
JP2006187834A (ja) | 切削装置 | |
JP2014217871A (ja) | レーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法 | |
JP2010114251A (ja) | 切削装置 | |
JP6181264B2 (ja) | 切削装置 | |
JP2011176035A (ja) | ウエーハの洗浄方法 | |
JP5875331B2 (ja) | 切削装置 | |
KR102644401B1 (ko) | 피가공물의 가공 방법 | |
JP2011125871A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP6199582B2 (ja) | 保護膜形成装置 | |
JP2003234308A (ja) | 切削装置 | |
KR101762350B1 (ko) | 마이크로 버블을 이용한 실리콘 웨이퍼 세척 장치 및 이를 이용한 세척 방법 |