JP2005088068A - Laser beam machining apparatus and laser beam machining method - Google Patents
Laser beam machining apparatus and laser beam machining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005088068A JP2005088068A JP2003327782A JP2003327782A JP2005088068A JP 2005088068 A JP2005088068 A JP 2005088068A JP 2003327782 A JP2003327782 A JP 2003327782A JP 2003327782 A JP2003327782 A JP 2003327782A JP 2005088068 A JP2005088068 A JP 2005088068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- workpiece
- laser processing
- processing apparatus
- laser light
- 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
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
Description
本発明はレーザ光を用いて微細加工を行うレーザ加工装置およびレーザ加工工法に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing fine processing using laser light.
従来のシリコンウエーハ等の脆性材料の切断は、機械的な刃もの等による破砕加工で行われている。(例えば特許文献1参照)
図11は、上記従来のシリコンウエーハ切断工法を示しており、40は脆性材料(シリコンウエーハ等)である被加工物B、38はブレード、39は砥粒である。
Conventional brittle materials such as silicon wafers are cut by crushing with a mechanical blade or the like. (For example, see Patent Document 1)
FIG. 11 shows the above-described conventional silicon wafer cutting method, wherein 40 is a work piece B made of a brittle material (silicon wafer or the like), 38 is a blade, and 39 is abrasive grains.
以上のように構成されたメカダイシングは、ブレード38が高速回転することにより、被加工物を切断する。特に、被加工物B40を切断する場合は、ブレード外周に取付られたダイアモンド等の砥粒39が、被加工物40にぶつかる時の衝撃で破砕することにより、溝形成或いは切断を行う。
In the mechanical dicing configured as described above, the workpiece is cut when the blade 38 rotates at a high speed. In particular, when cutting the workpiece B40, the
一方、レーザ加工装置を用いるレーザ加工応用分野は、微細加工と共に複合材料に対する溝形成及び切断等に広まってきている。 On the other hand, a laser processing application field using a laser processing apparatus has spread to microfabrication and groove formation and cutting for composite materials.
このようなレーザ光を用いた切断工法では、レーザ光を被加工物に照射させて溶断する。或いは、被加工物の表面のみにレーザ光を照射し、応力歪みを形成し、後工程で機械的に割断する。或いは、通常はレーザ光を吸収しない材料に対して、高密度集光することにより、多光子吸収させることにより被加工物内部の一部に変性層を形成し、後で機械的に割断する。(例えば特許文献2参照)
図10は、上記従来のシリコンウエーハ切断工法を示しており、37は脆性材料(シリコンウエーハ等)である基板、34は前記脆性材料上に形成された回路形成層、8は被加工物が吸収特性を有するレーザ光A、34は脆性材料に形成された回路形成層、36は、脆性材料を保持するためのダイシングフイルム、31は高圧ガスを吹き出す為の供給ノズル、32は前記のノズル104から吹き出された高圧ガス及び前記基板37からレーザ加工により発生する飛散物を吸塵する為の排気ノズル、7は前記レーザ光を被加工物(脆性材料)に集光或いは投影するための集光レンズAである。
In such a cutting method using laser light, the workpiece is irradiated with laser light and melted. Alternatively, only the surface of the workpiece is irradiated with laser light to form a stress strain and mechanically cleaved in a subsequent process. Alternatively, a denaturation layer is formed in a part of the workpiece by performing multiphoton absorption by focusing light on a material that normally does not absorb laser light, and mechanically cleaving later. (For example, see Patent Document 2)
FIG. 10 shows the conventional silicon wafer cutting method, in which 37 is a substrate made of a brittle material (silicon wafer or the like), 34 is a circuit forming layer formed on the brittle material, and 8 is absorbed by a workpiece. The laser beams A and 34 having characteristics are a circuit forming layer formed of a brittle material, 36 is a dicing film for holding the brittle material, 31 is a supply nozzle for blowing out high-pressure gas, and 32 is from the nozzle 104 described above. An exhaust nozzle for sucking out the high-pressure gas blown out and scattered matter generated by laser processing from the
以上のように構成されたレーザによるシリコンウエーハ加工工法は、基板37にレーザ光A8を集光レンズA7を介して基板37に集光することにより、基板37及び回路形成層34を溶断切断或いは溝加工を行う。この時基板37及び回路形成層34から発生する被加工物からの飛散物が集光レンズA7に付着することを防止するため及びレーザ光が基板37及び回路形成層34からの飛散物により被加工物に到達する前に吸収及び散乱されないように、供給ノズル31から放出される高圧ガスによって防止すると共に、排気ノズル32を用いて、被加工物からの飛散物を吸塵する。
In the silicon wafer processing method using the laser configured as described above, the laser beam A8 is condensed on the
図12は上記従来のレーザによるシリコンウエーハ切断工法を示しており、42はレーザ光B、43は前記レーザ光を被加工物に集光するための集光レンズB、37は被加工物である基板、35は溶融変性領域、34は基材表面に形成された回路形成層、36は基板37を保持するために基材の裏面に貼られたダイシングフイルムである。
FIG. 12 shows a conventional silicon wafer cutting method using the above-mentioned laser, 42 is a laser beam B, 43 is a condensing lens B for condensing the laser beam on the workpiece, and 37 is a workpiece. A substrate, 35 is a melt-modified region, 34 is a circuit forming layer formed on the surface of the base material, and 36 is a dicing film attached to the back surface of the base material to hold the
以上のように構成されたレーザによるシリコンウエーハ加工工法は、ダイシングフイルム36と基板37に対して透過性のある波長を有するレーザ光B42を集光レンズB43用いて、基材の中央に高密度集光することにより、レーザ光強度を高くすることにより生じる非線形現象である多光子吸収を利用して基板37の中央付近のみにレーザ光を吸収させることにより基板中央付近のみを溶融させることにより、溶融変性領域35を形成することによって基板37の機械的強度を低下させることにより、前記溶融変性領域35部に力を加えることにより、機械的に割断する。
しかし、従来のレーザ光を用いてる加工では、脆性材料等の加工時に発生するチッピングは抑えられるが、加工時に発生する被加工物からのレーザ加工に伴う飛散物の発生が被加工物に影響を与え、被加工物の加工品質及び加工製品の歩留まりを低下させるという課題を有していた。 However, in conventional processing using laser light, chipping that occurs during processing of brittle materials, etc. can be suppressed, but the generation of scattered materials from the workpiece generated during processing affects the workpiece. And has a problem of reducing the processing quality of the workpiece and the yield of the processed product.
従来のノズルの目的は被加工物からの飛散物から光学部品を保護する為に構成されているため、十分に被加工物から発生する飛散物が取り除くことが出来ず、また、飛散物が被加工物に与える加工品質及び加工製品の歩留まりを低下させるという課題があった。 The purpose of the conventional nozzle is to protect the optical components from the scattered object from the workpiece, so that the scattered object generated from the workpiece cannot be removed sufficiently. There existed the subject of reducing the processing quality given to a processed material, and the yield of a processed product.
本発明は、上記課題を解決できるレーザ加工装置および加工工法を提供するものである。 The present invention provides a laser processing apparatus and a processing method capable of solving the above-described problems.
上記課題を解決するために本発明は、レーザ光を発生するレーザ発振器と、前記レーザ光を被加工物に集光するレンズと、前記レンズと被加工物の間に配置したノズルを備え、前記ノズルに高圧ガスを噴射する噴射部と、ガスを吸引する吸引部を設けたものであり、前記レーザ発振器から放射されたレーザ光は、整形光学系等を介して前記集光レンズに到達し、集光レンズにより集光されたレーザ光は、被加工物に吸収され被加工物を溶融加工する。この時、被加工物からレーザ光により加熱蒸散されたプルームは、レーザ光入射方向に飛散するが前記飛散物はノズルからの高圧ガスにより、方向を変えられ、ノズルの吸引部で吸引されることにより、被加工物に前記飛散物(プルーム)が付着することを防止できる。 In order to solve the above problems, the present invention includes a laser oscillator that generates laser light, a lens that focuses the laser light on a workpiece, and a nozzle that is disposed between the lens and the workpiece, An injection unit for injecting high-pressure gas to the nozzle and a suction unit for sucking the gas are provided, and the laser light emitted from the laser oscillator reaches the condenser lens via a shaping optical system or the like, The laser beam condensed by the condenser lens is absorbed by the workpiece and melts the workpiece. At this time, the plume heated and evaporated from the workpiece by the laser light is scattered in the laser light incident direction, but the scattered matter is changed in direction by the high pressure gas from the nozzle and sucked by the suction part of the nozzle. Thus, the scattered matter (plume) can be prevented from adhering to the workpiece.
また、ノズルからの高圧ガスにより、被加工物からの飛散物が集光レンズに到達し付着することによって生じるレンズ特性の劣化を同時に防止できるので安定な加工を実現出来るレーザ加工装置を提供できる。 In addition, since the high-pressure gas from the nozzle can simultaneously prevent deterioration of lens characteristics caused by scattered objects from the workpiece reaching and attaching to the condenser lens, a laser processing apparatus capable of realizing stable processing can be provided.
また、本発明では、噴出部に繋がる噴射口または吸引部へ繋がる吸気口の少なくとも一方がノズルの中心からオフセットされた位置に設けたので、噴出部または吸入部のガスが旋回流となり、レーザ光通過経路部近傍のガス流の乱れを抑制し、飛散物(プルーム)をノズルの壁面に沿って誘導することにより、被加工物の加工時に発生する飛散物の光学部品への付着を防止する共に、前記ノズルの飛散物の捕獲率を向上させることができ、安定な加工を実現出来るレーザ加工装置を提供できる。 In the present invention, since at least one of the injection port connected to the ejection unit or the suction port connected to the suction unit is provided at a position offset from the center of the nozzle, the gas in the ejection unit or the suction unit becomes a swirling flow, and the laser beam Suppresses the turbulence of the gas flow in the vicinity of the passage path and guides the scattered matter (plume) along the wall surface of the nozzle, thereby preventing the scattered matter from adhering to the optical components when processing the workpiece. It is possible to provide a laser processing apparatus capable of improving the capture rate of the scattered matter of the nozzle and realizing stable processing.
また、本発明は、レーザ加工時に生じる被加工物からの飛散物が被加工物に付着しないためのシートと、前記シートを被加工物の表面に密着させ、シートと被加工物に同時にレーザ照射するレーザ加工工法なので、レーザ発振器から放射されたレーザ光は、整形光学系等を介して前記集光レンズに到達し、集光レンズによって集光されたレーザ光は、前記レーザ光の波長に対して吸収性を有する前記シートは、被加工物の表面に密着或いは接着層を介して配置されており、前記レーザ光により除去加工されることにより、開口部を形成する。 Further, the present invention provides a sheet for preventing scattered objects from the workpiece generated during laser processing from adhering to the workpiece, the sheet being in close contact with the surface of the workpiece, and simultaneously irradiating the sheet and the workpiece with laser irradiation. Therefore, the laser light emitted from the laser oscillator reaches the condenser lens via a shaping optical system or the like, and the laser light condensed by the condenser lens corresponds to the wavelength of the laser light. The sheet having absorptivity is disposed on the surface of the work piece through an adhesive or adhesive layer, and is removed by the laser beam to form an opening.
前記レーザ光は、前記シートの開口部を介して被加工物に到達吸収され被加工物を溶融加工する。この時、被加工物からレーザ光により加熱蒸散されたプルームは、レーザ光入射方向に飛散した後再び被加工物方向に落下する。この前記落下物は、前記シート上に落下付着する。加工終了後に前記シートを被加工物から除去することにより、プルームが被加工物に付着することを防止できる。 The laser beam reaches the workpiece through the opening of the sheet and is absorbed and melts the workpiece. At this time, the plume heated and evaporated from the workpiece by the laser beam is scattered in the laser beam incident direction and then falls again in the workpiece direction. The fallen object drops and adheres onto the sheet. The plume can be prevented from adhering to the workpiece by removing the sheet from the workpiece after finishing the processing.
また、本発明は、被加工物の表面にポリマー水溶液の膜を形成し、前記膜と被加工物に同時にレーザ光を照射するレーザ加工工法なので、レーザ発振器から放射されたレーザ光は、整形光学系等を介して前記集光レンズに到達し、集光レンズにより集光される。前記ポリマー水溶液の膜は、前記レーザ光の波長に対して吸収性を有する。前記集光されたレーザ光により前記ポリマー水溶液の膜は、除去加工されることにより、開口部を形成する。前記レーザ光は、前記ポリマー水溶液の膜の開口部を介して被加工物に到達吸収され被加工物を溶融加工する。この時、被加工物からレーザ光により加熱蒸散されたプルームは、レーザ光入射方向に飛散した後再び被加工物方向に落下する。この前記落下物は、前記ポリマー水溶液の膜に上に落下付着する。加工終了後にポリマー水溶液を水等で洗浄除去することにより、プルームが再び被加工物に付着することを防止するという作用を有する。 Further, the present invention is a laser processing method in which a film of a polymer aqueous solution is formed on the surface of the workpiece, and the film and the workpiece are irradiated with laser light at the same time. Therefore, the laser light emitted from the laser oscillator is shaped optically. The light reaches the condenser lens via a system or the like and is condensed by the condenser lens. The film of the polymer aqueous solution is absorbable with respect to the wavelength of the laser beam. The film of the polymer aqueous solution is removed by the focused laser beam to form an opening. The laser light reaches the workpiece through the opening of the polymer aqueous solution film and is absorbed and melts the workpiece. At this time, the plume heated and evaporated from the workpiece by the laser beam is scattered in the laser beam incident direction and then falls again in the workpiece direction. The fallen object drops and adheres to the polymer aqueous solution film. After the processing is completed, the aqueous polymer solution is washed and removed with water or the like, thereby preventing the plume from adhering to the workpiece again.
以上のように、本発明は、レーザ光加工に伴う被加工物からの飛散物が再び被加工物上に付着することを防止する機能を備え、また被加工物からの飛散物を抑制するレーザ加工装置及び加工工法を提供すると共に、上記レーザ加工装置及び加工工法を用いて生産することにより、信頼性の高いシリコンウエーハを提供することができる。 As described above, the present invention has a function of preventing the scattered object from the workpiece accompanying the laser beam processing from adhering to the workpiece again, and suppresses the scattered object from the workpiece. While providing a processing apparatus and a processing method, and producing using the said laser processing apparatus and a processing method, a reliable silicon wafer can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(実施の形態1)
図1及び図2において、1はレーザ発振器、2は整形光学系を構成するレンズA、3は整形光学系を構成するレンズB、4は整形光学系を構成するレンズBの光軸上の位置を変化させるための可動ステージ、5は加工幅を変化させるためのマスクA、6は前記レーザ発振器1から放射されたレーザ光を加工点に導くためのベンドミラー、7は前記マスク位置のレーザ光のビームプロファイルを加工点に縮小投影(集光)するための集光レンズA、8は前記レーザ発振器1から放射されたレーザ光A、11は被加工物A12からの加工時に発生する飛散物を吸塵するための環状ノズル、9は環状ノズルの噴出口である供気ポート、10は環状ノズルの吸気口である排気ポート、14は供気ポート9に繋がる噴出部である環状ノズル内ポート、15は排気ポート10に繋がる吸引部である環状ノズル外ポート、16は供給ガス流、17は排気ガス流である。
(Embodiment 1)
1 and 2, 1 is a laser oscillator, 2 is a lens A constituting a shaping optical system, 3 is a lens B constituting a shaping optical system, and 4 is a position on the optical axis of a lens B constituting the shaping optical system. 5 is a mask A for changing the processing width, 6 is a bend mirror for guiding the laser beam emitted from the
以上のように構成されたレーザ加工装置について、その動作を説明する。 The operation of the laser processing apparatus configured as described above will be described.
レーザ発振器1から放射されたレーザ光A8は、整形光学系等を介して前記集光レンズA7に到達する。前記集光レンズAにより集光されたレーザ光は、被加工物A12に吸収され被加工物を溶融加工する。この時、被加工物からレーザ光により加熱蒸散された飛散物(プルーム)は、レーザ光入射方向に飛散するが、環状ノズル11の環状ノズル内ポート14側からの供給ガス流16により、方向を変えられ、環状ノズル11の環状ノズル外ポート15から排気ガス流17によって吸引されることにより、被加工物A12にプルームが付着することを防止する。また、環状ノズル11の内側を流れる供給ガス流16により、被加工物Aからの飛散物が集光レンズAに到達し付着することによって生じるレンズ特性の劣化を同時に防止することにより、安定な加工を実現出来るレーザ加工装置を提供することが出来る。
The laser beam A8 emitted from the
以上のように、本実施の形態によれば環状ノズル11と供給ガス流16と排気ガス流17とがレーザ加工によって発生した被加工物Aからの飛散物を吸塵することにより被加工物Aへの飛散物(プルーム)の付着を防止すると共に光学部品の劣化を防止することにより、安定な加工を実現出来るレーザ加工装置を提供することが出来る。
As described above, according to the present embodiment, the
(実施の形態2)
本実施の形態において実施の形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図3は、環状ノズルの断面図であり、実施の形態1と異なるのは、排気ポート10の位置を環状ノズルの重心位置軸上からオフセットした点である。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 3 is a cross-sectional view of the annular nozzle, which is different from the first embodiment in that the position of the
以下、本実施の形態における環状ノズルについて、その動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the annular nozzle in the present embodiment will be described.
排気ポート10の位置をオフセットすることにより、ガスの流れを旋回させる(旋回流)ことにより、被加工物A12からレーザ加工によって発生した飛散物(プルーム)を環状ノズル11を構成する壁面に沿って誘導することにより、前記環状ノズル11のプルームの捕獲率を向上させることにより、安定な加工を実現出来るレーザ加工装置を提供することができる。
By offsetting the position of the
なお、実施の形態2において、排気ポート10の位置をオフセットさせたが、供気ポート9の位置もオフセットさせてもよい。
In the second embodiment, the position of the
(実施の形態3)
本実施の形態において実施の形態1から2と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図4は、環状ノズル11の被加工物側先端部に設けたテーパA18の形状を示す断面図である。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of the taper A18 provided at the workpiece-side tip of the
以下、本実施の形態における環状ノズル11に設けたテーパA18について、その動作を説明する。環状ノズル11の被加工物側の先端部にテーパを設けることにより、環状ノズル内ポート14から噴出したガス流れを環状ノズルの先端部において旋回させることにより、被加工物Aにあたり反射したガス流が、環状ノズル外ポート15から吸引されるとき、ガスの流れを滑らかに吸引させる働きをする、また、環状ノズル外ポート部に設けられたテーパは、環被加工物からの飛散物の捕獲効率を高める働きをする。
Hereinafter, the operation of the taper A18 provided in the
以上のように、本実施の形態によれば環状ノズルに設けたテーパAのテーパ角θ1によって、環状ノズル内ポート14から噴出したガス流れを旋回させる効果を有し、テーパ角θ2とθ3の働きにより被加工物Aからレーザ加工によって発生した飛散物(プルーム)を環状ノズルを構成する壁面に沿って誘導することにより、前記環状ノズルの飛散物(プルーム)の捕獲率を向上させることにより、安定な加工を実現出来るレーザ加工装置を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the taper angle θ1 of the taper A provided in the annular nozzle has the effect of turning the gas flow ejected from the annular nozzle
本実施の形態の形状において、被加工物と環状ノズル間距離が2mmの時、最適な各テーパ角はθ1を30度、θ2を45度、θ3を30度前後に設定する事により最も有効に上記効果を得ることができる。 In the shape of the present embodiment, when the distance between the workpiece and the annular nozzle is 2 mm, the optimum taper angles are most effective by setting θ1 to 30 degrees, θ2 to 45 degrees, and θ3 to around 30 degrees. The above effects can be obtained.
また、環状ノズルに設けた排気ポート位置を環状ノズル先端より40mm以上上部に設置することにより、被加工物の加工点付近のガス流分布を均一にさせることができる。
Further, by installing the exhaust port position provided on the
(実施の形態4)
本実施の形態において実施の形態1から3と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図5において、20は被加工物からのレーザ加工によって発生する飛散物が、被加工物に付着することを防止するためのレーザシートを示す。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, the same parts as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 5, reference numeral 20 denotes a laser sheet for preventing scattered matters generated by laser processing from the workpiece to adhere to the workpiece.
以上のように構成された加工工法について、その動作を説明する。 The operation of the processing method configured as described above will be described.
レーザ加工時に生じる加工対象物A12からの飛散物が再度被加工物に付着させないためのレーザシート20と、前記保護シートを被加工物の表面に密着させ、シートと被加工物を同時にレーザ照射する加工工法において、レーザ発振器1から放射されたレーザ光8は、整形光学系等を介して前記集光レンズA7に到達し、前記集光レンズA7により集光されたレーザ光は、前記レーザ光の波長に対して吸収性を有する前記レーザシートは、被加工物の表面に密着或いは接着層を介して配置されており、前記レーザ光により除去加工されることにより、開口部を形成する。前記レーザ光は、前記レーザシートの開口部を介して被加工物に到達吸収され被加工物を溶融加工する。この時、被加工物からレーザ光により加熱蒸散されたプルームは、レーザ光入射方向に飛散した後再び被加工物方向に落下する。この前記落下物は、前記レーザシート上に落下付着する。加工終了後に前記レーザシートを被加工物から除去することにより、プルームが被加工物に付着することを防止することができる。
A laser sheet 20 for preventing scattered objects from the workpiece A12 generated during laser processing from adhering to the workpiece again and the protective sheet are brought into close contact with the surface of the workpiece, and the sheet and the workpiece are simultaneously irradiated with laser. In the processing method, the
(実施の形態5)
本実施の形態において実施の形態1から4と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図6において、21は被加工物からのレーザ加工によって発生する飛散物が、被加工物に付着することを防止するためのポリマー水溶液の膜を示す。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, the same parts as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 6,
以上のように構成された加工工法について、その動作を説明する。 The operation of the processing method configured as described above will be described.
被加工物の表面にポリマー水溶液の膜21を形成し、前記膜と被加工物に同時にレーザを照射するレーザ加工工法であり、レーザ発振器1から放射されたレーザ光8は、整形光学系等を介して前記集光レンズA7に到達し、集光レンズ7により集光されたレーザ光は、前記レーザ光の波長に対して吸収性を有する前記ポリマー水溶液の膜は、前記レーザ光により除去加工されることにより、開口部を形成する。前記レーザ光は、前記ポリマー水溶液の膜の開口部を介して被加工物に到達吸収され被加工物を溶融加工する。この時、被加工物からレーザ光により加熱蒸散されたプルームは、レーザ光入射方向に飛散した後再び被加工物方向に落下する。この前記落下物は前記ポリマー水溶液の膜に落下付着する、加工終了後に前記ポリマー水溶液の膜を洗浄することにより、被加工物から除去することにより、プルームが被加工物に付着することを防止することができる。
This is a laser processing method in which a
(実施の形態6)
図7において、1はレーザ発振器、2は整形光学系を構成する第1のレンズであるレンズA、3は整形光学系を構成する第2のレンズであるレンズB、4は前記レンズBの位置を光軸に沿って移動させるための可動ステージ、5は被加工物A12に照射するビーム径及びビームプロファイルを制御するためのマスク、6は被加工物A12にレーザ光を導くためのベンドミラー、7はレーザ光8を前記被加工物Aに集光するための集光レンズA、13は前記被加工物Aのレーザ照射位置を変化させるための可動テーブル、22はレーザ共振器内に組み込まれたレーザ出力及び発振周波数を制御するための音響光学素子、23はレーザ発振器を動作させるためのレーザ駆動電源、24は前記音響光学素子22、前記可動ステージ12を制御動作させる制御回路Aから構成されるレーザ加工装置を示す。
(Embodiment 6)
In FIG. 7, 1 is a laser oscillator, 2 is a lens A which is a first lens constituting the shaping optical system, 3 is a lens B which is a second lens constituting the shaping optical system, and 4 is a position of the lens B. 5 is a movable stage for moving the workpiece along the optical axis, 5 is a mask for controlling the beam diameter and beam profile irradiated to the workpiece A12, 6 is a bend mirror for guiding the laser beam to the workpiece A12, 7 is a condenser lens A for condensing the
以上のように構成されたレーザ加工装置について、その動作を説明する。 The operation of the laser processing apparatus configured as described above will be described.
レーザ光を発生するパルスレーザ発振器と、前記レーザ光を被加工物に導く光学手段と、レーザ光の出力を制御する制御手段を備え、被加工物の種類によって、照射するレーザ光のパルスエネルギーを制御変化させるレーザ加工装置であり、前記レーザ発振器1から放射されたレーザ光は、整形光学系等を介して前記集光レンズAに到達し、集光レンズAにより集光されたレーザ光は、被加工物に吸収され被加工物を溶融加工する。前記レーザ発振器から放出されるパルスエネルギー値及び発振周波数は、前記音響光学素子の開閉時間を変化させることにより行う。前記音響光学素子は、通常開状態とし、パルス光発振前に制御回路Aからの信号により任意の時間閉することにより、レーザ発振器内部のレーザ媒質に蓄積されるエネルギー量を変化させることにより制御される。前記制御回路Aからの信号により、前記レーザ発振器から放射されるパルスエネルギー及び発振周波数を最適化し、前記可動ステージ4を動作させてマスクAを通過するレーザ光を制御することにより、最適なビームプロファイル実現することによって被加工物からのレーザ加工により発生する飛散物を抑制する。また、可動ステージは、被加工物Aの加工に必要なレーザ熱エネルギーを制御するため、前記制御回路Aの指令により、被加工物Aの各部位へのレーザ光照射時間を制御する働きをする。
A pulse laser oscillator that generates laser light, an optical means that guides the laser light to the workpiece, and a control means that controls the output of the laser light. The pulse energy of the laser light to be irradiated depends on the type of the workpiece. The laser beam is controlled and changed, and the laser beam emitted from the
以上のように、本実施の形態によれば音響光学素子22と可動ステージ4、可動テーブル13とを被加工物A12に対して最適化することにより、飛散物を抑制した加工を実現することにより、洗浄、プラズマエッチング等を用いて後工程において飛散物を除去すること無く被加工物の信頼性を確保することが出来るレーザ加工装置を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, by optimizing the acousto-
なお、実施の形態6において、レーザ発振器の出力制御素子として音響光学素子22を用いたがが、音響光学素子22の代わりに電気光学素子を用いてもよい。
In the sixth embodiment, the
(実施の形態7)
本実施の形態において実施の形態6と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図8において、25はレーザ発振器1から放射されたレーザ光の偏光方向を変化させるための1/2λ板、26は前記1/2λ板を制御回路B30からの信号により、前記1/2λ板25を回転させるための回転ステージ、27はレーザ光の偏光方向成分によって反射或いは透過させる偏光素子、28は前記偏光素子によって反射されたレーザ光をダンプするためのダンパー、23はレーザ発振器を駆動させるための駆動電源、29は被加工物の加工条件及びパルスエネルギーに対する飛散物の距離等を記憶させるための記憶回路、30はレーザ発振器を動作させるための前記レーザ駆動電源23、前記回転ステージ26、前記可動ステージ12を制御動作させる制御回路Bから構成されるレーザ加工装置を示す。
(Embodiment 7)
In the present embodiment, the same parts as those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 8,
この構成において、記憶回路29に蓄えられた被加工物の回路配置データ及びパルスエネルギー値に対する被加工物から発生する加工時に生じる飛散物の飛散距離の蓄積データを基に制御回路Bからの制御信号により、回転ステージを回転させる事により被加工物に到達するレーザ光を変化させると共に、可動ステージによって、マスク5を通過するレーザ光のレーザ光強度分布を変化させることにより、自動的に被加工物に照射するレーザ出力及びビーム波形を制御することによって、被加工物の回路配置に対して、最適なレーザ出力及びビーム波形で加工を行う。また、可動テーブル13は、被加工物Aの加工に必要なレーザ熱エネルギーを制御するため、前記制御回路Aの指令により、被加工物Aの各部位へのレーザ光照射時間を制御する働きをする。
In this configuration, the control signal from the control circuit B is based on the circuit arrangement data of the workpiece stored in the storage circuit 29 and the accumulated data of the scattering distance of the scattered matter generated at the time of machining generated from the workpiece with respect to the pulse energy value. By changing the laser light reaching the workpiece by rotating the rotary stage, the workpiece is automatically changed by changing the laser light intensity distribution of the laser light passing through the
以上のように、本実施の形態によれば1/2λ板25、偏光素子27、可動ステージ4を記憶回路29に蓄積されたデータを基に、制御回路Bによって被加工物の種類を指示することにより、自動的に飛散物を抑制した加工を実現することにより、洗浄、プラズマエッチング等を用いて後工程において飛散物を除去すること無く被加工物の信頼性を確保することが出来るレーザ加工装置を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the type of the workpiece is instructed by the control circuit B based on the data stored in the storage circuit 29 for the 1 /
(実施の形態8)
図9において、実施の形態6或いは7を用いた実験結果で被加工物であるシリコンウエーハにレーザ光を集光加工した時に発生するレーザ光のパルスエネルギーに対する被加工物から発生する飛散物の飛散距離を表す実験結果の一例を示す。
(Embodiment 8)
In FIG. 9, the scattering of the scattered matter generated from the workpiece with respect to the pulse energy of the laser beam generated when the laser beam is focused on the silicon wafer that is the workpiece as a result of the experiment using the sixth or seventh embodiment. An example of the experimental result showing distance is shown.
グラフは、シリコンウエーハに加工する切断幅を固定して、被加工物に照射するパルスエネルギーを変化させた場合のパルスエネルギーに対する加工時に発生する飛散物の飛散距離を表す一実験データである。 The graph is experimental data representing the scattering distance of the scattered matter generated during processing with respect to the pulse energy when the cutting energy to be processed on the silicon wafer is fixed and the pulse energy applied to the workpiece is changed.
飛散距離として100μm以下を許容とするとパルスエネルギー9μJ/Pulse以下で加工することにより実現できることが解る。 Assuming that the scattering distance is 100 μm or less, it can be realized by processing with a pulse energy of 9 μJ / Pulse or less.
図9においては一例を示したが、被加工物の種類、切断幅及び切断深さによりグラフの傾斜が変化する。 Although an example is shown in FIG. 9, the slope of the graph changes depending on the type of workpiece, the cutting width, and the cutting depth.
本発明のレーザ加工装置及びレーザ加工工法は、レーザ光加工に伴う被加工物からの飛散物が再び被加工物上に付着することを防止する機能を備え、また被加工物からの飛散物を抑制することができるので、高い加工精度を求められるシリコンウエーハ等の加工に有用である。 The laser processing apparatus and the laser processing method of the present invention have a function of preventing the scattered matter from the workpiece accompanying the laser beam processing from re-adhering to the workpiece, and the scattered matter from the workpiece is removed. Since it can be suppressed, it is useful for processing silicon wafers and the like that require high processing accuracy.
1 レーザ発振器
2 レンズA
3 レンズB
4 可動ステージ
5 マスクA
6 ベンドミラー
7 集光レンズA
8 レーザ光A
9 供気ポート
10 排気ポート
11 環状ノズル
12 被加工物A
13 可動テーブル
14 環状ノズル内ポート
15 環状ノズル外ポート
16 供給ガス流
17 排気ガス流
18 テーパA
19 ダイシングフイルム
20 レーザシート
21 ポリマー水溶液膜
22 音響光学素子
23 レーザ駆動電源
24 制御回路A
25 1/2λ波長板
26 回転ステージ
27 偏光素子
28 ダンパー
29 記憶回路
30 制御回路B
31 供給ノズル
32 排気ノズル
33 ガス流
34 回路形成層
35 溶融変性領域
36 ダイシングフイルム
37 基板
38 ブレード
39 砥粒
40 被加工物B
41 チッピング
42 レーザ光B
43 集光レンズB
1
3 Lens B
4
6
8 Laser light A
9
13 movable table 14 annular nozzle
DESCRIPTION OF
25 1 /
31
41
43 Condensing lens B
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003327782A JP2005088068A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003327782A JP2005088068A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005088068A true JP2005088068A (en) | 2005-04-07 |
Family
ID=34457552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003327782A Pending JP2005088068A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005088068A (en) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006305586A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Cyber Laser Kk | Method for cutting plate-shaped body, and laser beam machining device |
JP2008078581A (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method for processing wafer laser |
WO2008052518A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Device and method for machining a workpiece by means of a laser beam, comprising suction and a lateral air supply |
JP2009184010A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Contrel Technology Co Ltd | Laser processing machine |
DE102006056881B4 (en) * | 2006-01-10 | 2010-11-04 | Contrel Technology Co., Ltd., Sinshin | Laser machining device |
DE102009042199A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-04-14 | Anton Dr. Kasenbacher | Laser beam alignment unit and laser processing unit for processing a material |
JP2011091322A (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Toshiba Mach Co Ltd | Laser dicing method and laser dicing device |
JP2012148300A (en) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Towa Corp | Laser processing apparatus |
JP2012221912A (en) * | 2011-04-14 | 2012-11-12 | Nissan Motor Co Ltd | Electrode manufacturing method and electrode manufacturing device |
JP2014124648A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser machining device |
US8871540B2 (en) | 2011-07-27 | 2014-10-28 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Laser dicing method |
US8895345B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-11-25 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Dicing methods |
US9050683B2 (en) | 2012-06-29 | 2015-06-09 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Laser dicing method |
CN107154382A (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | Ap系统股份有限公司 | Laser lift-off device |
CN108747003A (en) * | 2018-06-14 | 2018-11-06 | 深圳市长盈精密技术股份有限公司 | Metal can laser ablation dust removal method, device and metal can |
CN109877464A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 亚斯杰特股份有限公司 | Laser and air suction inlet dual-purpose laser machine probe |
JP2020059030A (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 株式会社アフレアー | Gas supply and suction apparatus, suction unit, and laser processing device |
-
2003
- 2003-09-19 JP JP2003327782A patent/JP2005088068A/en active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006305586A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Cyber Laser Kk | Method for cutting plate-shaped body, and laser beam machining device |
DE102006056881B4 (en) * | 2006-01-10 | 2010-11-04 | Contrel Technology Co., Ltd., Sinshin | Laser machining device |
JP2008078581A (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method for processing wafer laser |
WO2008052518A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Device and method for machining a workpiece by means of a laser beam, comprising suction and a lateral air supply |
JP2009184010A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Contrel Technology Co Ltd | Laser processing machine |
DE102009042199B4 (en) * | 2009-09-18 | 2014-01-02 | Anton Kasenbacher | Laser beam alignment unit and laser processing unit for processing a material |
DE102009042199A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-04-14 | Anton Dr. Kasenbacher | Laser beam alignment unit and laser processing unit for processing a material |
JP2011091322A (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Toshiba Mach Co Ltd | Laser dicing method and laser dicing device |
US8895345B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-11-25 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Dicing methods |
JP2012148300A (en) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Towa Corp | Laser processing apparatus |
JP2012221912A (en) * | 2011-04-14 | 2012-11-12 | Nissan Motor Co Ltd | Electrode manufacturing method and electrode manufacturing device |
US8871540B2 (en) | 2011-07-27 | 2014-10-28 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Laser dicing method |
US9050683B2 (en) | 2012-06-29 | 2015-06-09 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Laser dicing method |
JP2014124648A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser machining device |
CN107154382A (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | Ap系统股份有限公司 | Laser lift-off device |
CN109877464A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 亚斯杰特股份有限公司 | Laser and air suction inlet dual-purpose laser machine probe |
CN109877464B (en) * | 2017-12-06 | 2020-10-30 | 亚斯杰特股份有限公司 | Laser processing scanning head for both laser and air suction hole |
CN108747003A (en) * | 2018-06-14 | 2018-11-06 | 深圳市长盈精密技术股份有限公司 | Metal can laser ablation dust removal method, device and metal can |
CN108747003B (en) * | 2018-06-14 | 2020-07-24 | 深圳市长盈精密技术股份有限公司 | Laser ablation dust removal method and device for metal tank and metal tank |
JP2020059030A (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 株式会社アフレアー | Gas supply and suction apparatus, suction unit, and laser processing device |
JP7210001B2 (en) | 2018-10-05 | 2023-01-23 | 株式会社アフレアー | Gas supply suction device and laser processing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005088068A (en) | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method | |
US7804043B2 (en) | Method and apparatus for dicing of thin and ultra thin semiconductor wafer using ultrafast pulse laser | |
US8847104B2 (en) | Wafer cutting method and a system thereof | |
EP2081728B1 (en) | Method and system for laser processing | |
JP2006315017A (en) | Laser beam cutting method, and member to be cut | |
JP2012512131A (en) | Method of laser processing glass into a shape with chamfered edges | |
JP2005288503A (en) | Laser beam machining method | |
JP2002316278A (en) | Laser controlled material-processing system | |
WO2015008482A1 (en) | Laser processing device, laser processing method, and laser oscillation device | |
JP2005095936A (en) | Apparatus and method for laser machining | |
JP2002241141A (en) | Working method for glass by means of laser and device therefor | |
JPH0237985A (en) | Method and device for laser beam processing | |
JP2005142303A (en) | Method of dividing silicon wafer, and apparatus thereof | |
JP2005235993A (en) | Substrate dividing method | |
JP6576211B2 (en) | Wafer processing method | |
JP2005123329A (en) | Method for dividing plate type substance | |
KR102635396B1 (en) | Laser beam irradiation device for FULL cutting of semiconductor and operation method THEREOF | |
JP2021159929A (en) | Concrete surface treatment method and laser-treated concrete surface | |
JP2006082232A (en) | Laser processing method | |
JP7460193B2 (en) | Laser beam irradiation device and its operating method for complete semiconductor cutting | |
JP2000202676A (en) | Laser beam machining head | |
JPH0159076B2 (en) | ||
JP6525840B2 (en) | Wafer processing method | |
JP4640945B2 (en) | Laser processing method | |
JP2005066697A (en) | High throughput laser shock peening with single head type laser beam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060220 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090203 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090602 |