JP2010158686A - Optical device for laser processing, laser processing device and laser processing method - Google Patents
Optical device for laser processing, laser processing device and laser processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010158686A JP2010158686A JP2009001121A JP2009001121A JP2010158686A JP 2010158686 A JP2010158686 A JP 2010158686A JP 2009001121 A JP2009001121 A JP 2009001121A JP 2009001121 A JP2009001121 A JP 2009001121A JP 2010158686 A JP2010158686 A JP 2010158686A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser processing
- light
- workpiece
- optical
- 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
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 92
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 73
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 18
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 11
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims description 8
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 18
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体ウエーハ等のワークに加工を施すためのレーザ加工用光学装置、このレーザ加工用光学装置を備えるレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関するものである。 The present invention relates to a laser processing optical apparatus for processing a workpiece such as a semiconductor wafer, a laser processing apparatus including the laser processing optical apparatus, and a laser processing method.
半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザ光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光線を照射するレーザ加工方法も試みられている。このレーザ加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ワークを分割するものである(例えば、特許文献1参照)。 As a method of dividing along the streets of semiconductor wafers, optical device wafers, etc., a pulsed laser beam having transparency to the wafer is used, and the focused laser beam is irradiated within the region to be divided and the pulsed laser beam is irradiated. Laser processing methods have also been attempted. The dividing method using this laser processing method is to irradiate the inside of the wafer along the street by irradiating a pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer by aligning the condensing point from one side of the wafer to the inside. Thus, the workpiece is divided by continuously forming a deteriorated layer and applying an external force along a street whose strength is reduced by forming the deteriorated layer (see, for example, Patent Document 1).
また、ウエーハの表面近傍に光を集光してアブレーションによってレーザ加工溝を形成する提案例もあり(例えば、特許文献2参照)、実用化もされている。 There is also a proposal example in which light is condensed near the surface of the wafer and laser processing grooves are formed by ablation (see, for example, Patent Document 2), which has been put into practical use.
しかしながら、従来方式にあっては、ワークを適正に分割するためにはストリートに沿って複数回パルスレーザ光線を照射する工程を繰返すことで、所定深さ分の変質層やレーザ加工溝を形成する必要がある。この結果、加工処理時間が長くかかってしまう不具合がある。 However, in the conventional method, in order to properly divide the workpiece, the process of irradiating a pulsed laser beam a plurality of times along the street is repeated to form an altered layer or a laser processing groove having a predetermined depth. There is a need. As a result, there is a problem that it takes a long processing time.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークを分割するために必要な深さ分の変質層やレーザ加工溝を、より少ない回数のレーザ光線の照射によって加工処理時間を短縮させて効率よく形成することができるレーザ加工用光学装置、レーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to shorten the processing time of a modified layer and a laser processing groove having a depth necessary for dividing a work by irradiating a laser beam with a smaller number of times. It is an object of the present invention to provide a laser processing optical device, a laser processing device, and a laser processing method that can be efficiently formed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、光を発する光源と、加工対象となるワークに前記光を集光する集光器と、を含み、前記ワークに加工を施すためのレーザ加工用光学装置であって、前記光は、多波長かつコヒーレントな多波長コヒーレント光であり、前記集光器は、前記多波長コヒーレント光をその光軸に沿って波長毎に異なる位置に集光点を形成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical apparatus for laser processing according to the present invention includes a light source that emits light and a condenser that condenses the light onto a workpiece to be processed. An optical apparatus for laser processing for processing the workpiece, wherein the light is multi-wavelength and coherent multi-wavelength coherent light, and the condenser uses the multi-wavelength coherent light as its optical axis. A condensing point is formed at a different position for each wavelength along.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記光源は、フォトニック結晶ファイバを含むことを特徴とする。 In the optical apparatus for laser processing according to the present invention as set forth in the invention described above, the light source includes a photonic crystal fiber.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記光源は、前記多波長コヒーレント光を波長毎に遅延させる波長依存遅延機構を含むことを特徴とする。 In the laser processing optical apparatus according to the present invention as set forth in the invention described above, the light source includes a wavelength-dependent delay mechanism that delays the multi-wavelength coherent light for each wavelength.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記加工は、前記多波長コヒーレント光を前記ワークの内部に集光させることによる改質層形成加工であり、前記波長依存遅延機構は、前記集光器から遠い位置に集光される波長の光から順次前記ワークに到達するように前記多波長コヒーレント光を波長毎に遅延させることを特徴とする。 The optical device for laser processing according to the present invention is the above-described invention, wherein the processing is a modified layer forming processing by condensing the multi-wavelength coherent light inside the workpiece, and the wavelength-dependent delay mechanism. Is characterized in that the multi-wavelength coherent light is delayed for each wavelength so as to reach the work sequentially from light having a wavelength collected at a position far from the condenser.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記加工は、前記多波長コヒーレント光を前記ワークの表面近傍に集光させることによるアブレーション除去加工であり、前記波長依存遅延機構は、前記集光器から近い位置に集光される波長の光から順次前記ワークに到達するように前記多波長コヒーレント光を波長毎に遅延させることを特徴とする。 Further, in the optical apparatus for laser processing according to the present invention, in the above invention, the processing is ablation removal processing by condensing the multi-wavelength coherent light near the surface of the workpiece, and the wavelength-dependent delay mechanism is The multi-wavelength coherent light is delayed for each wavelength so as to reach the workpiece sequentially from light having a wavelength condensed at a position close to the condenser.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記波長依存遅延機構は、チャープ光ファイバーブラッググレーティングであることを特徴とする。 In the optical apparatus for laser processing according to the present invention as set forth in the invention described above, the wavelength dependent delay mechanism is a chirped optical fiber Bragg grating.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記光源は、光サーキュレータを有することを特徴とする。 The optical apparatus for laser processing according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the light source has an optical circulator.
また、本発明にかかるレーザ加工用光学装置は、上記発明において、前記多波長コヒーレント光に含まれる波長のうち任意の波長をカットする光カット手段を有することを特徴とする。 The optical apparatus for laser processing according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the optical apparatus has a light cutting means for cutting an arbitrary wavelength among wavelengths included in the multi-wavelength coherent light.
また、本発明にかかるレーザ加工装置は、ワークを保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段の前記保持面に保持された前記ワークに加工を施すための上記いずれか一つの発明に記載のレーザ加工用光学装置と、を備えることを特徴とする。 In addition, the laser processing apparatus according to the present invention is described in any one of the above-described inventions for processing the holding unit having a holding surface for holding the workpiece and the workpiece held on the holding surface of the holding unit. And an optical device for laser processing.
また、本発明にかかるレーザ加工方法は、保持手段に保持されたワークに対して、光源から発せられた多波長かつコヒーレントな多波長コヒーレント光を、集光器によって該集光器の光軸に沿って波長毎に異なる位置に集光点を形成するように照射して、前記ワークに加工を施すようにしたことを特徴とする。 In the laser processing method according to the present invention, the multi-wavelength and coherent multi-wavelength coherent light emitted from the light source is applied to the optical axis of the light collector by the light collector. Irradiation is performed so as to form a condensing point at a different position for each wavelength along the workpiece, and the workpiece is processed.
本発明によれば、ワークを分割するために必要な深さ分の変質層やレーザ加工溝を、より少ない回数のレーザ光線の照射によって加工処理時間を短縮させて効率よく形成することができるレーザ加工用光学装置、レーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することができる。 According to the present invention, a laser capable of efficiently forming an altered layer and a laser processing groove having a depth necessary for dividing a workpiece by reducing the processing time by irradiating a laser beam a smaller number of times. A processing optical device, a laser processing device, and a laser processing method can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態であるレーザ加工用光学装置を備えるレーザ加工装置およびレーザ加工方法について図面を参照して説明する。本発明は、各実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。 Hereinafter, a laser processing apparatus and a laser processing method including an optical apparatus for laser processing, which is the best mode for carrying out the present invention, will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to each embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1のレーザ加工装置の主要部を示す外観斜視図である。本実施の形態1のレーザ加工装置20は、概略的には、ワーク1を保持する保持面21aを有する保持手段21と、保持手段21の保持面21a上に保持されたワーク1に光を照射して加工を施すレーザ加工用光学装置100Aとを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external perspective view showing the main part of the laser processing apparatus of the first embodiment. The
保持手段21は、ワーク1を吸引保持するとともに、円筒部22内の図示しないモータに連結されて回転可能に設けられている。また、保持手段21は、ボールネジ等を用いた周知構成からなる加工送り手段23によって水平方向となるX軸方向に移動可能に設けられ、搭載されたワーク1をレーザ加工用光学装置100Aが照射する光線に対して相対的に加工送りさせる。保持手段21は、同様に、ボールネジ等を用いた周知構成からなる割り出し送り手段24によって水平方向となるY軸方向に移動可能に設けられ、搭載されたワーク1をレーザ加工用光学装置100Aが照射する光線に対して相対的に割り出し送りさせる。
The holding means 21 sucks and holds the
ここで、加工対象となるワーク1は、図1中に示すように、環状のフレーム2に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなるダイシングテープ3に表面を下側にして貼着された状態で用意される。このようなワーク1は、特に限定されないが、例えば半導体ウエーハ等のウエーハや、チップ実装用としてウエ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、セラミック、ガラス系あるいはシリコン系の基板、さらには、μmオーダの精度が要求される各種加工材料が挙げられる。本実施の形態のワーク1は、半導体ウエーハ等をベースとし、表面に格子状に配列されたストリート4によって区画された複数の矩形領域が形成され、この複数の矩形領域にデバイスが形成されている。加工に際して、このようなワーク1は、保持手段21の保持面21a上に載置されて、吸引保持させる。なお、フレーム2は、クランプ部材21bにより固定される。
Here, as shown in FIG. 1, the
また、レーザ加工用光学装置100Aは、実質上水平に配置されたケーシング101を含んでおり、支持ブロック25に対してこのケーシング101を介して図示しないZ軸移動手段によってZ軸方向に移動可能に設けられている。図2は、レーザ加工用光学装置100Aの内部の光学系構成を模式的に示す概略図である。本実施の形態1のレーザ加工用光学装置100Aは、概略的には、光を発する光源110と、保持面21aに保持されたワーク1に光を集光する集光器120とを含む。ここで、光源110は、ピコ・フェトム秒発振器111を含む。よって、ピコ・フェトム秒発振器111を含む光源110は、図2中に示すように、波長λ1,λ2,・・・,λnを含む多波長かつコヒーレントな多波長コヒーレント光113を発する(図2中の網掛けで示すパルスは、多波長成分が含まれていることを表している)。すなわち、ピコ秒やフェトム秒のパルスレーザ光線を発振するピコ・フェトム発振器111は、それ自体で波長変換手段として機能し、例えば数十nmの波長分布範囲を有する多波長コヒーレント光113を発することができる。
The laser processing
集光器120は、例えば色収差レンズ121を有し、光源110から発せられた多波長コヒーレント光113を波長λ1,λ2,・・・,λn毎に光軸(Z軸)に沿って異なる位置に集光点を形成する。本実施の形態1では、レーザ加工として改質層形成加工に適用されており、集光器120は、多波長コヒーレント光113をストリート4に沿ってワーク1の内部に集光させるように設定されている。また、多波長コヒーレント光113としては、150〜1200nm程度から抽出された波長域が使用されている。
The
ここで、改質層を形成するためのワーク1内部への光の集光の様子について説明する。図3は、従来方式と対比して示す本実施の形態1の方式によるワーク1内部への光の集光の様子を示す説明図である。
Here, the state of light collection into the
まず、従来方式では、単一波長λ0によるコヒーレント光113aを用いているため、集光器(集光レンズ)で集光させた場合、図3(b)に示すように、ワーク1の内部の1点に集光する。よって、1回のパルス照射では、深さ方向に短い改質層しか形成できないため、深さ方向に所定長さ分の改質層を形成するためには、集光点位置を上下方向にずらしながら複数回パルスレーザを照射する工程を繰り返さなければならないものである。
First, in the conventional method, since
これに対して、本実施の形態1の方式では、色収差レンズ121は、通過した多波長コヒーレント光113が波長λ1,λ2,・・・,λnによって異なる焦点距離を有する。すなわち、この色収差レンズ121は、多波長コヒーレント光113に含まれる波長λ1,λ2,・・・,λn毎にワーク1の内部に光軸上に複数の集光点を形成する。よって、図3(a)に示すように、色収差レンズ121の光軸上でワーク1内部の範囲Lには、多波長コヒーレント光113に含まれる波長λ1,λ2,・・・,λn毎に複数の集光点が存在することとなる。したがって、多波長コヒーレント光113による1回のパルスレーザの照射で、ワーク1の内部に深さ方向に範囲Lに亘って長い改質層を形成することができる。よって、より少ない回数のパルスレーザの照射によって加工処理時間を短縮させて効率よく改質層を形成することができる。
On the other hand, in the system according to the first embodiment, the
なお、本実施の形態1では、レーザ加工として、改質層形成加工への適用例で説明したが、ワーク1の表面にレーザ加工溝を形成するアブレーション除去加工の場合であっても同様に適用できる。すなわち、アブレーション除去加工の場合には、多波長コヒーレント光113をワーク1のストリート4に沿って表面近傍に集光させるようにすればよい(後述の各実施の形態についても同様である)。なお、この場合の多波長コヒーレント光113としては、300〜550nm程度から抽出された波長域が使用されている。したがって、多波長コヒーレント光113による1回のパルスレーザの照射で、ワーク1の表面に対して深さ方向に範囲Lに亘って長いレーザ加工溝を形成することができる。よって、より少ない回数のパルスレーザの照射によって加工処理時間を短縮させて効率よくレーザ加工溝を形成することができる。
In the first embodiment, the example of application to modified layer formation processing has been described as laser processing, but the present invention is similarly applied to the case of ablation removal processing in which a laser processing groove is formed on the surface of the
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2のレーザ加工用光学装置100Bの内部の光学系構成を模式的に示す概略図である。実施の形態1で説明した部分と同一または相当する部分は、同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の各実施の形態でも同様とする)。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing an internal optical system configuration of the laser processing
本実施の形態2のレーザ加工装置20は、レーザ加工用光学装置100Aに代えて、レーザ加工用光学装置100Bを備える。このレーザ加工用光学装置100Bは、光源130と集光器120とを含む。光源130は、ナノ秒発振器131とフォトニック結晶ファイバ132と集光レンズ133とコリメートレンズ134とを含む。
The
ナノ秒発振器131は、図4中に示すように、単一波長からなるコヒーレント光135をナノ秒のパルスレーザとして発するものである。フォトニック結晶ファイバ132は、ナノ秒発振器131から発せられた単一波長からなるコヒーレント光135を波長分布が数千nmの範囲に広がる波長λ1,λ2,・・・,λnの多波長コヒーレント光136とさせる波長変換手段である。図4中の多波長コヒーレント光136に関する網掛けで示すパルスは、多波長成分が含まれていることを表している。
As shown in FIG. 4, the
また、集光レンズ133は、ナノ秒発振器131から発せられたコヒーレント光135を集光させて効率よくフォトニック結晶ファイバ132の入射端部に入射させるためのレンズであり、色収差なしのレンズが用いられている。また、コリメートレンズ134は、フォトニック結晶ファイバ132から出射される多波長コヒーレント光136を平行ビーム化させて色収差レンズ121に導くための色収差なしのレンズである。
The condensing
本実施の形態2の場合も、実施の形態1の場合と同様に、多波長コヒーレント光113による1回のパルスレーザの照射で、ワーク1の内部に深さ方向に範囲Lに亘って長い改質層を形成することができる。よって、より少ない回数のパルスレーザ光線の照射によって加工処理時間を短縮させて効率よく改質層を形成することができる。特に、前述のピコ・フェムト秒のパルスレーザの場合の波長分布は、数十nmの範囲であり、十分広い範囲に集光点を分散させるのは難しいが、本実施の形態2のように、フォトニック結晶ファイバ132を用いると波長分布を数千nmの範囲に広げることができ、容易に十分広い範囲に集光点を分散させることができる。また、発振器として、ピコ・フェトム秒発振器111に比べて安価なナノ秒発振器131を用いることができる。
In the case of the second embodiment as well, as in the case of the first embodiment, a single pulse laser irradiation with the multi-wavelength
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3のレーザ加工用光学装置100Cの内部の光学系構成を模式的に示す概略図である。本実施の形態3のレーザ加工装置20は、レーザ加工用光学装置100Aに代えて、レーザ加工用光学装置100Cを備える。このレーザ加工用光学装置100Cは、光源140と集光器120とを含む。光源140は、ピコ・フェトム秒発振器111に加えて、波長依存遅延機構141を構成する光ファイバ141aと集光レンズ142とコリメートレンズ143とを含む。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing an internal optical system configuration of the laser processing optical device 100C according to Embodiment 3 of the present invention. The
波長依存遅延機構141は、ピコ・フェトム秒発振器111から発せられた多波長コヒーレント光113を波長λ1,λ2,・・・,λn毎に遅延させるためのものである。本実施の形態3では、波長依存遅延機構141は、ピコ・フェトム秒発振器111と色収差レンズ121との間に配設された、数メートルの長さの通常の光ファイバ141aからなる。数メートルの長さの通常の光ファイバ141aであっても、数百ピコ秒程度の遅延が発生するので、多波長コヒーレント光113のパルスがピコ・フェトム秒であれば、多波長コヒーレント光113を時間的に波長λ1,λ2,・・・,λn毎に分解することができる。よって、光ファイバ141aを通過した後は、図5中に示すように、時間的に波長λ1,λ2,・・・,λn毎に分解されて1パルス内で波長λ1,λ2,・・・,λn毎に時間差を有する時間差多波長コヒーレント光144を得ることができる。図5中の時間差多波長コヒーレント光144に関する網掛けで示す部分は、異なる波長成分λ1,λ2,・・・,λnを表している。
The wavelength
また、集光レンズ142は、ピコ・フェトム秒発振器111から発せられた多波長コヒーレント光113を集光させて効率よく光ファイバ141aの入射端部に入射させるためのレンズであり、色収差なしのレンズが用いられている。また、コリメートレンズ143は、光ファイバ141aから出射される時間差多波長コヒーレント光144を平行ビーム化させて色収差レンズ121に導くための色収差なしのレンズである。
The condensing
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4のレーザ加工用光学装置100Dの内部の光学系構成を模式的に示す概略図である。本実施の形態4のレーザ加工装置20は、レーザ加工用光学装置100Bに代えて、レーザ加工用光学装置100Dを備える。このレーザ加工用光学装置100Dは、光源150と集光器120とを含む。光源150は、ナノ秒発振器131とフォトニック結晶ファイバ132と集光レンズ133とコリメートレンズ134に加えて、光サーキュレータ151と、波長依存遅延機構152を構成するチャープ光ファイバーブラッググレーティング152aとを含む。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing an internal optical system configuration of the laser processing
波長依存遅延機構152は、フォトニック結晶ファイバ132から射出される多波長コヒーレント光136を波長λ1,λ2,・・・,λn毎に遅延させるためのものである。本実施の形態4では、波長依存遅延機構152は、チャープ光ファイバーブラッググレーティング152aからなる。チャープ光ファイバーブラッググレーティング152aは、例えば紫外線を用いてコア中の数ヶ所の適宜位置にグレーティングを形成することで、光フィルタ機能を持たせたデバイスであり、特定の波長光だけをそれぞれのグレーティングで反射させるものである。反射光は波長λ1,λ2,・・・,λn毎に光路長が変化するため、それぞれの波長毎に時間差の異なる遅延が生ずる。具体的には、チャープ光ファイバーブラッググレーティング152aの場合、20メートル程度の長さで100〜200nm程度の遅延が発生するので、ナノ秒のパルスレーザでも波長毎に分解できる。よって、多波長コヒーレント光136は、チャープ光ファイバーブラッググレーティング152aを往復した後は、図6中に示すように、時間的に波長λ1,λ2,・・・,λn毎に分解されて1パルス内で波長λ1,λ2,・・・,λn毎に時間差を有する時間差多波長コヒーレント光153を得ることができる。図6中の時間差多波長コヒーレント光153に関する網掛けで示す部分は、異なる波長成分λ1,λ2,・・・,λnを表している。
The wavelength
また、光サーキュレータ151は、フォトニック結晶ファイバ132側から入射してチャープ光ファイバーブラッググレーティング152a内を往復した時間差多波長コヒーレント光153を色収差レンズ121側に結合させるための光学デバイスである。カップリング等の使用も可能であるが、光サーキュレータ151を用いることで、ナノ秒発振器131側から発せられた光のロスを抑えて伝搬させることが可能であり、安定したレーザ加工を行わせることができる。
The
レーザの吸収過程は、ワーク1の種類や使用するレーザの種類によって様々な場合が考えられる。したがって、実施の形態3,4の場合、多波長コヒーレント光113,136を波長λ1,λ2,・・・,λn毎に遅延させることで時間差多波長コヒーレント光144,153として1パルス内でワーク1に照射するので、それぞれの吸収過程に合わせて任意の順番で波長λ1,λ2,・・・,λn毎にワーク1に到達させて加工を行わせることができ、加工効率を向上させることができる。レーザの吸収過程の一例を挙げると、短波長域の光では多光子吸収を起こし、長波長域では電子・正孔対をきっかけに吸収が起こる場合がある。このような場合には、短波長側から順次ワーク1に到達するように遅延させた時間差多波長コヒーレント光144,153を用いることで、効率のよい加工が可能になるものと予想される。なお、照射する波長λ1,λ2,・・・,λnの順序は、短波長側からであっても、長波長側からであってもよい。
There are various laser absorption processes depending on the type of
また、波長λ1,λ2,・・・,λnを含む多波長コヒーレント光113,136をワーク1の内部に集光させることによる改質層形成加工の場合、波長依存遅延機構141,152としては、集光器120から遠い位置に集光される波長の光から順次ワーク1に到達するように多波長コヒーレント光113,136を波長毎に遅延させた時間差多波長コヒーレント光144,153を用いることが望ましい。すなわち、ワーク1の内部に改質層を形成する場合、下側(深い方)から集光させることにより引き続き形成される改質層の上部側が先行するレーザ照射による影響を受けにくいものとなり、安定した加工が可能となる。また、改質層の上部側の広がりが抑制され、シャープな形状に改質層が形成されるため、後工程における分割特性を向上させることもできる。
In the case of the modified layer forming processing by condensing the multi-wavelength
一方、波長λ1,λ2,・・・,λnを含む多波長コヒーレント光をワーク1の表面近傍に集光させることによるアブレーション除去加工の場合であれば、波長依存遅延機構としては、集光器から近い位置に集光される波長の光から順次ワーク1に到達するように多波長コヒーレント光を波長毎に遅延させた時間差多波長コヒーレント光を用いることが望ましい。すなわち、アブレーション加工によりレーザ加工溝を形成する場合、上側から集光させることによりアブレーション除去を表面側から順次行わせることができ、効率よくレーザ加工溝を形成することができる。
On the other hand, in the case of ablation removal processing by condensing multi-wavelength coherent light including wavelengths λ1, λ2,..., Λn near the surface of the
(実施の形態5)
図7は、本発明の実施の形態5のレーザ加工用光学装置100Eの内部の光学系構成の一部を模式的に示す概略図である。本実施の形態5のレーザ加工装置20は、レーザ加工用光学装置100A〜100Dに代えて、レーザ加工用光学装置100Eを備える。このレーザ加工用光学装置100Eは、前述の光源110,130,140,150(図7では図示を省略)の出射側に光カット手段160を備える。この光カット手段160は、多波長コヒーレント光(あるいは、時間差多波長コヒーレント光)に含まれる波長λ1,λ2,・・・,λnのうち任意の波長をカットするためのものである。この光カット手段160としては、例えばバンドパスフィルタ、シャープカットフィルタ等が用いられる。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing a part of the optical system configuration inside the laser processing
これによれば、完成したレーザ加工用光学装置100A〜100Dに対して、光カット手段160を追加してレーザ加工用光学装置100Eを構成することで、対象となるワーク1等に応じて深さが所望の長さとなるように改質層やレーザ加工溝を形成することができる。よって、レーザ加工用光学装置100A〜100Dの完成後に、光カット手段160を挿入することで、対象となるワーク1等に応じて所望外の波長を除去すればよく、レーザ加工用光学装置100A〜100Dの汎用性を広げることができる。
According to this, by adding the light cutting means 160 to the completed laser processing
また、前述の実施の形態1〜4では、集光器120を色収差レンズ121で代表して説明したが、集光器としては色収差レンズ121は必ずしも必須ではなく、種々の構成を採ることができる。例えば、図7では、色収差特性を有しない集光レンズ171と、色収差特性を有する光学部品172との組合せからなる色収差組レンズからなる集光器170の例を示している。要は、多波長コヒーレント光をその光軸に沿って波長毎に異なる位置に集光点を形成する色収差機能を有する光学部品を光軸上のいずれかの位置に備えていればよい。
In the first to fourth embodiments described above, the
1 ワーク
100A〜100E レーザ加工用光学装置
110 光源
113 多波長コヒーレント光
120 集光器
130 光源
132 フォトニック結晶ファイバ
136 多波長コヒーレント光
140 光源
141 波長依存遅延機構
144 時間差多波長コヒーレント光
150 光源
151 光サーキュレータ
152 波長依存遅延機構
152a チャープ光ファイバーブラッググレーティング
153 時間差多波長コヒーレント光
160 光カット手段
170 集光器
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記光は、多波長かつコヒーレントな多波長コヒーレント光であり、
前記集光器は、前記多波長コヒーレント光をその光軸に沿って波長毎に異なる位置に集光点を形成することを特徴とするレーザ加工用光学装置。 A laser processing optical device for processing the workpiece, comprising: a light source that emits light; and a condenser that collects the light on the workpiece to be processed;
The light is multiwavelength and coherent multiwavelength coherent light,
The optical apparatus for laser processing, wherein the concentrator forms a condensing point at different positions for each wavelength along the optical axis of the multi-wavelength coherent light.
前記波長依存遅延機構は、前記集光器から遠い位置に集光される波長の光から順次前記ワークに到達するように前記多波長コヒーレント光を波長毎に遅延させることを特徴とする請求項3に記載のレーザ加工用光学装置。 The processing is a modified layer forming processing by condensing the multi-wavelength coherent light inside the workpiece,
4. The wavelength-dependent delay mechanism delays the multi-wavelength coherent light for each wavelength so as to reach the workpiece sequentially from light having a wavelength condensed at a position far from the condenser. An optical device for laser processing as described in 1.
前記波長依存遅延機構は、前記集光器から近い位置に集光される波長の光から順次前記ワークに到達するように前記多波長コヒーレント光を波長毎に遅延させることを特徴とする請求項3に記載のレーザ加工用光学装置。 The processing is ablation removal processing by condensing the multi-wavelength coherent light near the surface of the workpiece,
4. The wavelength-dependent delay mechanism delays the multi-wavelength coherent light for each wavelength so as to reach the workpiece sequentially from light having a wavelength condensed at a position close to the condenser. An optical device for laser processing as described in 1.
該保持手段の前記保持面に保持された前記ワークに加工を施すための請求項1〜8のいずれか一つに記載のレーザ加工用光学装置と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 Holding means having a holding surface for holding the workpiece;
An optical device for laser processing according to any one of claims 1 to 8, for processing the workpiece held on the holding surface of the holding means,
A laser processing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009001121A JP2010158686A (en) | 2009-01-06 | 2009-01-06 | Optical device for laser processing, laser processing device and laser processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009001121A JP2010158686A (en) | 2009-01-06 | 2009-01-06 | Optical device for laser processing, laser processing device and laser processing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010158686A true JP2010158686A (en) | 2010-07-22 |
Family
ID=42576253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009001121A Pending JP2010158686A (en) | 2009-01-06 | 2009-01-06 | Optical device for laser processing, laser processing device and laser processing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010158686A (en) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012096268A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
WO2012108503A1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-08-16 | 住友電気工業株式会社 | Laser processing method |
KR101180705B1 (en) * | 2011-11-29 | 2012-09-07 | 장인구 | a laser beam patterning device |
WO2013081204A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | Jang Ingu | Laser pattern processing apparatus using a diffractive optic element |
WO2014061438A1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-04-24 | 住友電気工業株式会社 | Laser processing method and laser light irradiation device |
JP2014104484A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser processing apparatus |
WO2015029466A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | Laser machining device |
WO2015029467A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | Laser machining device |
US20150121961A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Disco Corporation | Laser processing method and laser processing apparatus |
EP2825344A4 (en) * | 2012-03-16 | 2016-02-17 | Ipg Microsystems Llc | Laser scribing with extended depth affectation into a workpiece |
WO2016059915A1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-21 | 株式会社アマダホールディングス | Direct diode laser machining device and sheet metal machining method using same |
JP2016215222A (en) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 株式会社アマダホールディングス | Laser processing device and laser processing method |
JP2017501884A (en) * | 2013-12-17 | 2017-01-19 | コーニング インコーポレイテッド | Method of laser cutting a sapphire substrate with a laser, and an article comprising sapphire having an edge with a series of defects |
JP2017529311A (en) * | 2014-07-11 | 2017-10-05 | コーニング インコーポレイテッド | Glass cutting system and method by creating perforations with a pulsed laser in a glass article |
CN107796313A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 株式会社迪思科 | Measurer for thickness |
CN107796314A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 株式会社迪思科 | Measurement apparatus |
WO2018134868A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | ギガフォトン株式会社 | Laser processing system and laser processing method |
CN108747053A (en) * | 2018-07-13 | 2018-11-06 | 苏州福唐智能科技有限公司 | A kind of self-calibration laser cutting device |
WO2018210746A1 (en) | 2017-05-17 | 2018-11-22 | Schott Ag | Device and method for processing a workpiece along a predetermined processing line using a pulsed polychromatic laser beam and a filter |
JP7408378B2 (en) | 2019-12-25 | 2024-01-05 | 株式会社ディスコ | Wafer generation method and wafer generation device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005262290A (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Ricoh Co Ltd | Laser beam machining apparatus, laser beam machining method and structure produced by the machining apparatus or machining method |
JP2006064852A (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Dispersion compensator |
JP2006305586A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Cyber Laser Kk | Method for cutting plate-shaped body, and laser beam machining device |
JP2007167875A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Seiko Epson Corp | Method for inner scribing using laser beam |
JP2008288087A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Japan Synchrotron Radiation Research Inst | Beam measuring device, beam measuring method, and pump/probe measuring method using the device |
-
2009
- 2009-01-06 JP JP2009001121A patent/JP2010158686A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005262290A (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Ricoh Co Ltd | Laser beam machining apparatus, laser beam machining method and structure produced by the machining apparatus or machining method |
JP2006064852A (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Dispersion compensator |
JP2006305586A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Cyber Laser Kk | Method for cutting plate-shaped body, and laser beam machining device |
JP2007167875A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Seiko Epson Corp | Method for inner scribing using laser beam |
JP2008288087A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Japan Synchrotron Radiation Research Inst | Beam measuring device, beam measuring method, and pump/probe measuring method using the device |
Cited By (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102554475A (en) * | 2010-11-02 | 2012-07-11 | 株式会社迪思科 | Laser processing device |
JP2012096268A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
KR101745007B1 (en) * | 2010-11-02 | 2017-06-08 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser machining apparatus |
TWI594830B (en) * | 2010-11-02 | 2017-08-11 | Disco Corp | Laser processing equipment (a) |
WO2012108503A1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-08-16 | 住友電気工業株式会社 | Laser processing method |
JP2012196711A (en) * | 2011-02-09 | 2012-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser processing method |
US8933367B2 (en) | 2011-02-09 | 2015-01-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Laser processing method |
KR101180705B1 (en) * | 2011-11-29 | 2012-09-07 | 장인구 | a laser beam patterning device |
WO2013081204A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | Jang Ingu | Laser pattern processing apparatus using a diffractive optic element |
EP2825344A4 (en) * | 2012-03-16 | 2016-02-17 | Ipg Microsystems Llc | Laser scribing with extended depth affectation into a workpiece |
WO2014061438A1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-04-24 | 住友電気工業株式会社 | Laser processing method and laser light irradiation device |
JP2014079802A (en) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser processing method and laser beam irradiation device |
JP2014104484A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser processing apparatus |
JP2015044225A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 三菱重工業株式会社 | Laser processing apparatus |
WO2015029467A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | Laser machining device |
WO2015029466A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | Laser machining device |
CN105636738A (en) * | 2013-08-28 | 2016-06-01 | 三菱重工业株式会社 | Laser machining device |
US20150121961A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Disco Corporation | Laser processing method and laser processing apparatus |
US9475152B2 (en) * | 2013-11-01 | 2016-10-25 | Disco Corporation | Laser processing method and laser processing apparatus |
JP2017501884A (en) * | 2013-12-17 | 2017-01-19 | コーニング インコーポレイテッド | Method of laser cutting a sapphire substrate with a laser, and an article comprising sapphire having an edge with a series of defects |
JP2017529311A (en) * | 2014-07-11 | 2017-10-05 | コーニング インコーポレイテッド | Glass cutting system and method by creating perforations with a pulsed laser in a glass article |
US10471537B2 (en) | 2014-10-14 | 2019-11-12 | Amada Holdings Co., Ltd. | Direct diode laser processing apparatus and sheet metal processing method using the same |
JP2016078048A (en) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 株式会社アマダホールディングス | Direct diode laser processing device and processing method for metal plate using the same |
WO2016059915A1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-21 | 株式会社アマダホールディングス | Direct diode laser machining device and sheet metal machining method using same |
US20170304941A1 (en) * | 2014-10-14 | 2017-10-26 | Amada Holdings Co., Ltd. | Direct diode laser processing apparatus and sheet metal processing method using the same |
JP2016215222A (en) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 株式会社アマダホールディングス | Laser processing device and laser processing method |
CN107796314B (en) * | 2016-09-02 | 2021-03-05 | 株式会社迪思科 | Measuring device |
CN107796314A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 株式会社迪思科 | Measurement apparatus |
TWI734817B (en) * | 2016-09-02 | 2021-08-01 | 日商迪思科股份有限公司 | Measuring device |
TWI730149B (en) * | 2016-09-02 | 2021-06-11 | 日商迪思科股份有限公司 | Thickness measuring device |
CN107796313A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 株式会社迪思科 | Measurer for thickness |
CN110023027B (en) * | 2017-01-17 | 2021-05-11 | 极光先进雷射株式会社 | Laser processing system and laser processing method |
JPWO2018134868A1 (en) * | 2017-01-17 | 2019-11-07 | ギガフォトン株式会社 | Laser processing system and laser processing method |
CN110023027A (en) * | 2017-01-17 | 2019-07-16 | 极光先进雷射株式会社 | Laser-processing system and laser processing |
US10710194B2 (en) | 2017-01-17 | 2020-07-14 | Gigaphoton Inc. | Laser processing system and laser processing method |
WO2018134868A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | ギガフォトン株式会社 | Laser processing system and laser processing method |
DE102017208290A1 (en) | 2017-05-17 | 2018-11-22 | Schott Ag | Apparatus and method for processing a workpiece along a predetermined processing line |
WO2018210746A1 (en) | 2017-05-17 | 2018-11-22 | Schott Ag | Device and method for processing a workpiece along a predetermined processing line using a pulsed polychromatic laser beam and a filter |
CN108747053A (en) * | 2018-07-13 | 2018-11-06 | 苏州福唐智能科技有限公司 | A kind of self-calibration laser cutting device |
JP7408378B2 (en) | 2019-12-25 | 2024-01-05 | 株式会社ディスコ | Wafer generation method and wafer generation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010158686A (en) | Optical device for laser processing, laser processing device and laser processing method | |
JP4736633B2 (en) | Laser irradiation device | |
JP5318544B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP5770436B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
TWI471186B (en) | Laser cutting method | |
JP5379384B2 (en) | Laser processing method and apparatus for transparent substrate | |
JP5620669B2 (en) | Laser dicing method and laser dicing apparatus | |
KR20120127218A (en) | Method for dividing optical device wafer | |
CN101310911A (en) | Laser processing device | |
CN103962728A (en) | Laser processing method | |
TW525240B (en) | Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors | |
TW201921546A (en) | Height detecting device and laser processing device which can appropriately detect the height of the workpiece held on the chuck table | |
JP2013513487A (en) | Method and apparatus for laser lift-off using a beam splitter | |
CN105382420A (en) | Laser processing device | |
WO2012063348A1 (en) | Laser processing method and device | |
CN106463372B (en) | Laser processing method and laser processing apparatus for cutting semiconductor wafer having metal layer formed thereon | |
KR101582632B1 (en) | Substrate cutting method using fresnel zone plate | |
US20170338118A1 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
KR102213577B1 (en) | Wavelength conversion apparatus | |
JP2017056469A (en) | Laser processing method and laser processing device | |
CN108705208A (en) | The cutting method and cutter device of the brittle material substrate of tape tree lipid layer | |
JP2009229266A (en) | Work edge detector, and laser machining method and apparatus | |
KR102399375B1 (en) | Wafer processing method | |
JP6008565B2 (en) | Processing method of optical device wafer | |
JP2019013962A (en) | Laser processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130319 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130322 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130806 |