JP2009269074A - レーザー加工装置 - Google Patents

レーザー加工装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009269074A
JP2009269074A JP2008123382A JP2008123382A JP2009269074A JP 2009269074 A JP2009269074 A JP 2009269074A JP 2008123382 A JP2008123382 A JP 2008123382A JP 2008123382 A JP2008123382 A JP 2008123382A JP 2009269074 A JP2009269074 A JP 2009269074A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
processing
workpiece
point position
condensing point
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.)
Granted
Application number
JP2008123382A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5243098B2 (ja
Inventor
Masashi Kobayashi
賢史 小林
Keiji Nomaru
圭司 能丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Abrasive Systems Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Abrasive Systems Ltd filed Critical Disco Abrasive Systems Ltd
Priority to JP2008123382A priority Critical patent/JP5243098B2/ja
Priority to US12/430,522 priority patent/US8847108B2/en
Publication of JP2009269074A publication Critical patent/JP2009269074A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5243098B2 publication Critical patent/JP5243098B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046Automatically focusing the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

【課題】被加工物の厚さにバラツキがあっても被加工物の表面から所定の深さ位置に正確に加工を施すことができるレーザー加工装置レーザー加工装置を提供する。
【解決手段】高さ位置検出手段8は加工用レーザー光線の波長と異なる波長の検出用レーザー光線を発振する検出用レーザー光線発振手段80と被加工物の上面で反射した検出用レーザー光線の反射光を分析し分析結果を制御手段に送る反射光分析手段85とを具備しており、検出用レーザー光線の集光点位置と加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置変位手段82を備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された板状の被加工物に所定の加工予定ラインに沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
近年、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、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ー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する波長(例えば1064nm)のパルスレーザー光線を照射し、被加工物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、被加工物を分割するものである。(例えば、特許文献1参照。)
特許第3408805号公報
しかるに、半導体ウエーハ等の板状の被加工物にはウネリがあり、その厚さにバラツキがあると、レーザー光線を照射する際に屈折率の関係で所定の深さに均一に変質層を形成することができない。従って、半導体ウエーハ等の内部の所定深さに均一に変質層を形成するためには、予めレーザー光線を照射する領域の凹凸を検出し、その凹凸にレーザー光線照射手段を追随させて加工する必要がある。
上述した問題を解消するために、被加工物を保持する被加工物保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物をレーザー加工するための加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光レンズを備えた集光器と、該集光器の集光レンズによって集光される加工用レーザー光線の集光点を被加工物保持面に垂直な方向に移動する集光点位置調整手段と、チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段によって検出された高さ位置信号に基づいて集光点位置調整手段を制御する制御手段とを具備したレーザー加工装置が提案されている。(例えば、特許文献2参照。)
特開平2008−12566号公報
上記特許文献2に開示されたレーザー加工装置における高さ位置検出手段は、検出用レーザー光線を上記集光レンズを通してチャックテーブルに保持された被加工物の表面に照射し、その反射光の面積に基いてチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置を検出する。
しかるに、上記特許文献2に開示された高さ位置検出手段は、検出用レーザー光線の集光点と加工用レーザー光線の集光点が一致するため、加工用レーザー光線の集光点をチャックテーブルに保持された被加工物の表面から深い位置に集光点を位置付けて加工する際に、被加工物の表面に照射された検出用レーザー光線のスポットの面積が非常に大きなものとなる。この結果、反射光の単位面積あたりの光量が低下するので、チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置を正確に検出することができない。従って、被加工物のウネリに追随して被加工物の表面から所定の深さ位置に正確に加工を施すことができないとうい問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物の厚さにバラツキがあっても被加工物の表面から所定の深さ位置に正確に加工を施すことができるレーザー加工装置を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物をレーザー加工するための加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器と、該集光器によって集光される加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段からの検出信号に基いて該集光点位置調整手段を制御する制御手段と、を具備しているレーザー加工装置において、
該高さ位置検出手段は、該加工用レーザー光線の波長と異なる波長の検出用レーザー光線を発振する検出用レーザー光線発振手段と、該検出用レーザー光線発振手段によって発振された検出用レーザー光線を該集光器に導く検出用レーザー光線照射経路と、該検出用レーザー光線照射経路を介して該集光器から該チャックテーブルに保持された被加工物に照射され反射した反射光を導く検出用レーザー光線反射経路と、該検出用レーザー光線反射経路に配設され被加工物の上面で反射した反射光を分析し分析結果を該制御手段に送る反射光分析手段と、該検出用レーザー光線の集光点位置と該加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置変位手段を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
上記集光点位置変位手段は、一対の凸レンズと、該一対の凸レンズの間隔を調整するための間隔調整手段とからなり、上記検出用レーザー光線の照射経路と加工用レーザー光線の照射経路のいずれか一方に配設されている。この集光点位置変位手段は、該検出用レーザー光線の照射経路に配設されていることが望ましい。
また、上記集光レンズは加工用パルスレーザー光線の集光点位置と検査用レーザー光線の集光点位置を変更せしめる複数の色収差レンズからなり、上記集光点位置変位手段は複数の色収差レンズをそれぞれ加工用パルスレーザー光線および検査用レーザー光線の光軸上に位置付けるレンズ位置付け手段からなっている。
また、上記加工用レーザー光線発振手段は被加工物に対して透過性を有する波長の加工用レーザー光線を発振し、上記検出用レーザー光線発振手段は被加工物に対して反射性を有する波長の検出用レーザー光線を発振する。
本発明によるレーザー加工装置においては、検出用レーザー光線の集光点位置と加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置変位手段を備えているので、検出用レーザー光線の集光点位置を加工用レーザー光線の集光点位置よりレーザー光線照射方向上流側に設定することにより、チャックテーブルに保持された被加工物の上面に照射される検査用レーザー光線のスポットを集光点位置が加工用パルスレーザー光線と一致している場合のスポットより著しく小さくなる。従って、検査用レーザー光線の反射光の単位面積あたりの光量が多くなり、反射光の光量に基いて反射光分析手段によって求めるチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置が正確となる。このため、被加工物の厚さにバラツキがあっても被加工物の上面から所定の深さ位置に正確に加工を施すことができる。
以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図1には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図1に示すレーザー加工装置は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2に上記矢印Xで示す方向(X軸方向)と直角な矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構4と、該レーザー光線ユニット支持機構4に矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット5とを具備している。
上記チャックテーブル機構3は、静止基台2上に矢印Xで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上に矢印Xで示す加工送り方向に(X軸方向)移動可能に配設された第一の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上に矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル36を具備している。このチャックテーブル36は多孔性材料から形成された吸着チャック361を具備しており、被加工物保持面としての吸着チャック361上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル36には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ362が配設されている。
上記第1の滑動ブロック32は、その下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、その上面に矢印Yで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動させるための加工送り手段37を具備している。加工送り手段37は、上記一対の案内レール31と31の間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台2に固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向(X軸方向)に移動せしめられる。
上記第2の滑動ブロック33は、その下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動させるための第1の割り出し送り手段38を具備している。第1の割り出し送り手段38は、上記一対の案内レール322と322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、その一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられる。
上記レーザー光線照射ユニット支持機構4は、静止基台2上に矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に沿って平行に配設された一対の案内レール41、41と、該案内レール41、41上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台42を具備している。この可動支持基台42は、案内レール41、41上に移動可能に配設された移動支持部421と、該移動支持部421に取り付けられた装着部422とからなっている。装着部422は、一側面に矢印Zで示す方向に延びる一対の案内レール423、423が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構4は、可動支持基台42を一対の案内レール41、41に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動させるための第2の割り出し送り手段43を具備している。第2の割り出し送り手段43は、上記一対の案内レール41、41の間に平行に配設された雄ネジロッド431と、該雄ねじロッド431を回転駆動するためのパルスモータ432等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド431は、その一端が上記静止基台2に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ432の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド431は、可動支持基台42を構成する移動支持部421の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ432によって雄ネジロッド431を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台42は案内レール41、41に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられる。
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51と、該ユニットホルダ51に取り付けられたレーザー光線照射手段52を具備している。ユニットホルダ51は、上記装着部422に設けられた一対の案内レール423、423に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝511、511が設けられており、この被案内溝511、511を上記案内レール423、423に嵌合することにより、矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動可能に支持される。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51を一対の案内レール423、423に沿って上記チャックテーブル36被加工物保持面に垂直な方向である矢印Zで示す焦点位置調整方向(Z軸方向)に移動させるための第1の集光点位置調整手段53を具備している。第1の集光点位置調整手段53は、一対の案内レール423、423の間に配設された雄ネジロッド(図示せず)と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ532等の駆動源を含んでおり、パルスモータ532によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ51およびレーザビーム照射手段52を案内レール423、423に沿って矢印Zで示す集光点位置調整方向(Z軸方向)に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ532を正転駆動することによりレーザー光線照射手段52を上方に移動し、パルスモータ532を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段52を下方に移動するようになっている。
図示のレーザー光線照射手段52は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング521を含んでいる。このケーシング521内には図2に示すように加工用パルスレーザー光線発振手段6が配設されており、ケーシング521の先端には加工用パルスレーザー光線発振手段6が発振する加工用パルスレーザー光線を上記チャックテーブル36に保持される被加工物に照射せしめる集光器7が配設されている。加工用パルスレーザー光線発振手段6は、被加工物であるウエーハに対して透過性を有する波長の加工用パルスレーザー光線LB1を発振する。この加工用パルスレーザー光線発振手段6は、例えば波長が1064nmである加工用パルスレーザー光線LB1を発振するYVO4パルスレーザー発振器或いはYAGパルスレーザー発振器を用いることができる。
上記集光器7は、上記加工用パルスレーザー光線発振手段6から発振された加工用パルスレーザー光線LB1を図2において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー71と、該方向変換ミラー71によって方向変換された加工用パルスレーザー光線LB1を集光する集光レンズ72と、該集光レンズ72を収容したケース73をチャックテーブル36の保持面(上面)に対して垂直な方向(図2において上下方向)に移動するためのアクチュエータ74を具備している。アクチュエータ74は、図示の実施形態においては印加する電圧値に対応して軸方向に延びる圧電素子によって構成されたピエゾモータからなっている。従って、ピエゾモータからなるアクチュエータ74は、後述する制御手段によって制御され集光レンズ72を図2において上下方向に移動することにより加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置を変位せしめる第2の集光点位置調整手段として機能する。
図2を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段8を具備している。高さ位置検出手段8は、検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段80と、上記加工用パルスレーザー光線発振手段6と集光器7と間の経路に配設され検査用レーザー光線発振手段80から発振された検査用レーザー光線を集光器7に向けて分光せしめるダイクロックミラー81と、該ダイクロックミラー81と検査用レーザー光線発振手段80との間に配設され検査用レーザー光線発振手段80によって発振された検査用レーザー光線の上記集光器7の集光レンズ72によって集光される集光点位置と上記加工用レーザー光線の上記集光器7の集光レンズ72によって集光される集光点位置を変位せしめる集光点位置変位手段82と、該集光点位置変位手段82とダイクロックミラー81との間に配設され集光点位置変位手段82を通過した検査用レーザー光線をダイクロックミラー81に向ける第1の経路83aに導く第1のビームスプリッター83を具備している。
検査用レーザー光線発振手段80は、上記加工用パルスレーザー光線発振手段6から発振される加工用パルスレーザー光線の波長と異なり被加工物であるウエーハに対して反射性を有する波長の例えば波長が635nmの検査用レーザー光線LB2を発振するHe-Neパルスレーザー発振器を用いることができる。なお、検査用レーザー光線発振手段80から発振される検査用レーザー光線LB2の出力は、図示の実施形態においては10mWに設定されている。ダイクロックミラー81は、加工用パルスレーザー光線LB1は通過するが検査用レーザー光線発振手段80から発振された検査用レーザー光線を集光器7に向けて反射せしめる。集光点位置変位手段82は、図示の実施形態においては検査用レーザー光線LB2の光軸に沿って所定の間隔を持って直列に配設された一対の凸レンズ821、822と、該一対の凸レンズ821、822の間隔を調整するための間隔調整手段823とからなり、該間隔調整手段823が後述する制御手段によって制御されるようになっている。上記第1のビームスプリッター83は、間隔調整手段823を通過した検査用レーザー光線LB2を上記ダイクロックミラー81に向けた第1の経路83aに導くとともに、ダイクロックミラー81によって分光された後述する反射光を第2の経路83bに導く。
図示の実施形態における高さ位置検出手段8は、第2の経路83bに配設され第1のビームスプリッター83によって反射された反射光のうち検査用レーザー光線LB2の波長(図示の実施形態においては635nm)に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルター84と、該バンドパスフィルター84を通過した反射光を分析し分析結果を後述する制御手段に送る反射光分析手段85を具備している。反射光分析手段85は、バンドパスフィルター84を通過した反射光を第3の経路85aと第4の経路85bに分光する第2のビームスプリッター851と、該第2のビームスプリッター851によって第3の経路85aに分光された反射光を100%集光する集光レンズ852と、該集光レンズ852によって集光された反射光を受光する第1の受光素子853を具備している。第1の受光素子853は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における反射光分析手段85は、第2のビームスプリッター851によって第4の経路85bに分光された反射光を受光する第2の受光素子854と、該第2の受光素子854が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段855を具備している。受光領域規制手段855は、図示の実施形態においては第2のビームスプリッター851によって第4の経路85bに分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズ855aと、該シリンドリカルレンズ855aによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスク855bとからなっている。該一次元マスク855bを通過した反射光を受光する第2の受光素子854は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
図2に示す実施形態における高さ位置検出手段8は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
検査用レーザー光線発振手段80から発振された平行光からなる検査用レーザー光線LB2は、集光点位置変位手段82の凸レンズ821と822の間隔を変更することにより、上記集光器7の集光レンズ72によって集光される集光点位置が変異される。即ち、図3の(a)に示すように凸レンズ821の焦点位置と凸レンズ822の焦点位置とを一致すように配置した場合は、凸レンズ821に入光された検査用レーザー光線LB2は凸レンズ822から平行な光線として出力される。一方、図3の(b) に示すように凸レンズ821と822の間隔を図3の(a)より小さくした場合は、凸レンズ821に入光された検査用レーザー光線LB2は凸レンズ822から末広がりの光線として出力される。また、図3の(c) に示すように凸レンズ821と822の間隔を図3の(a)より大きくした場合は、凸レンズ821に入光された検査用レーザー光線LB2は凸レンズ822から末窄まりの光線として出力される。上記図3の(a)に示すように集光点位置変位手段82の凸レンズ822から平行な光線として出力された検査用レーザー光線LB2は、図4の(a)に示すように集光器7の集光レンズ72によって集光点位置P1に集光される。この集光点位置P1は、上記加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置と一致する。一方、上記図3の(b)に示すように集光点位置変位手段82の凸レンズ822から末広がりの光線として出力された検査用レーザー光線LB2は、図4の(b)に示すように集光器7の集光レンズ72によって上記集光点位置P1より下方の集光点位置P2に集光される。また、上記図3の(c)に示すように集光点位置変位手段82の凸レンズ822から末窄まりの光線として出力された検査用レーザー光線LB2は、図4の(c)に示すように集光器7の集光レンズ72によって上記集光点位置Pより上方の集光点位置P3に集光される。
ここで、集光器7によって集光される検査用レーザー光線LB2と加工用パルスレーザー光線LB1との集光点位置について、図5を参照して説明する。なお、集光点位置変位手段82を構成する集光点位置変位手段82の凸レンズ821と822の間隔は上記図3の(c)に示す態様を用いることにする。
加工用パルスレーザー光線LB1は、集光器7の集光レンズ72によって集光点位置Pに集光される。一方、検査用レーザー光線LB2は、上述したように集光器7の集光レンズ72によって集光点位置Pより上方の集光点位置P3に集光される。なお、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置Pと検査用レーザー光線LB2の集光点位置P3の距離(L)は、集光点位置変位手段82の凸レンズ821と822の間隔を調整することにより変更することができる。なお、検査用レーザー光線発振手段80によって発振された検査用レーザー光線の上記集光器7の集光レンズ72によって集光される集光点位置と上記加工用レーザー光線の上記集光器7の集光レンズ72によって集光される集光点位置を変位せしめる集光点位置変位手段82は、上記加工用パルスレーザー光線発振手段6からダイクロックミラー81までの経路に配設してもよい。
そして、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置Pをチャックテーブル36に保持された被加工物Wの下面から所定量上側の位置に位置付けるように上記第2の集光点位置調整手段としてのアクチュエータ74に所定の電圧(例えば5V)の電圧を印加する。このとき、検査用レーザー光線LB2の集光点位置P3が被加工物Wの上面より下側(レーザー光線照射方向下流側)に位置するように集光点位置変位手段82の凸レンズ821と822の間隔を調整する。従って、検査用レーザー光線LB2は、チャックテーブル36に保持された被加工物Wの上面にスポットSで照射され、スポットSの大きさで反射する(反射光)。このようにチャックテーブル36に保持された被加工物Wの上面に照射される検査用レーザー光線LB2のスポットSは、集光点位置が加工用パルスレーザー光線LB1と一致している場合のスポットS0より著しく小さいため、反射光の単位面積あたりの光量が多くなる。従って、反射光の光量に基いて上記反射光分析手段85によって求めるチャックテーブル36に保持された被加工物Wの高さ位置が正確となる。
このように被加工物Wの上面で反射したスポットSの反射光は、図2に示すように集光レンズ72、方向変換ミラー71、ダイクロックミラー81、第1のビームスプリッター83を介してバンドパスフィルター84に達する。なお、上記加工用パルスレーザー光線LB1の反射光も検査用レーザー光線LB2と同様に経路を介してバンドパスフィルター84に達する。バンドパスフィルター84は上述したように検査用レーザー光線LB2の周波数に対応する反射光のみを通過せしめるように構成されているので、加工用パルスレーザー光線LB1の反射光はバンドパスフィルター84によって遮断される。従って、検査用レーザー光線LB2の反射光だけがバンドパスフィルター84を通過し、反射光分析手段85を構成する第2のビームスプリッター851によって第3の経路85aと第4の経路85bに分光される。第3の経路85aに分光された検査用レーザー光線LB2の反射光は、集光レンズ852によって100%集光され第1の受光素子853に受光される。そして、第1の受光素子853は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。一方、第4の経路に85bに分光された検査用レーザー光線LB2の反射光は、受光領域規制手段855のシリンドリカルレンズ855aによって一次元に集光され、一次元マスク855bによって所定の単位長さに規制されて第2の受光素子854に受光される。そして、第2の受光素子854は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
ここで、第1の受光素子853と第2の受光素子854によって受光される検査用レーザー光線LB2の反射光の受光量について説明する。
第1の受光素子853に受光される反射光は、集光レンズ852によって100%集光されるので受光量は一定であり、第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)は一定(例えば10V)となる。一方、第2の受光素子854によって受光される反射光は、受光領域規制手段855のシリンドリカルレンズ855aによって一次元に集光された後、一次元マスク855bによって所定の単位長さに規制されて第2の受光素子854に受光されるので、図5に示すように検査用レーザー光線LB2が被加工物Wの上面に照射される際に、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離、即ち被加工物Wの高さ位置(厚み)によって第2の受光素子854の受光量は変化する。従って、第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)は、検査用レーザー光線LB2が照射される被加工物Wの上面高さ位置によって変化する。
例えば、図6の(a)に示すように被加工物Wの高さ位置が低く(被加工物Wの厚みが薄く)集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)が大きい場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの上面に照射されるスポットS1で反射する。この反射光は上述したように第2のビームスプリッター851によって第3の経路85aと第4の経路85bに分光されるが、第3の経路85aに分光されたスポットS1の反射光は集光レンズ852によって100%集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子853に受光される。一方、第2のビームスプリッター851によって第4の経路85bに分光されたスポットS1の反射光は、シリンドリカルレンズ855aによって一次元に集光されるので断面が略長方形となる。このようにして断面が略長方形に絞られた反射光は、一次元マスク855bによって所定の単位長さに規制されるので、第4の経路85bに分光された反射光の一部が第2の受光素子854によって受光されることになる。従って、第2の受光素子854に受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子853に受光される光量より少なくなる。
次に、図6の(b)に示すように被加工物Wの高さ位置が高く(被加工物Wの厚みが厚く)集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)が小さい場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの上面に照射されるスポットS2で反射する。この環状のスポットS2は上記スポットS1より大きい。このスポットS2の反射光は上述したように第2のビームスプリッター851によって第3の経路85aと第4の経路85bに分光されるが、第3の経路85aに分光されたスポットS2の反射光は集光レンズ852によって100%集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子853に受光される。一方、第2のビームスプリッター851によって第4の経路85bに分光されたスポットS2の反射光は、シリンドリカルレンズ855aによって一次元に集光されるので断面が略長方形となる。この略長方形の長辺の長さは、反射光のスポットS2が上記環状のスポットS1より大きいのでスポットS1の場合より長くなる。このようにして断面が略長方形に集光された反射光は、一次元マスク855bによって所定の長さに区切られ一部が第2の受光素子854によって受光される。従って、第2の受光素子854によって受光される光量は、上記図6の(a)に示す場合より少なくなる。このように第2の受光素子854に受光される反射光の光量は、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ち被加工物Wの高さ位置が低い(被加工物Wの厚みが薄い)程多く、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ち被加工物Wの高さ位置が高い(被加工物Wの厚みが厚い)程少なくなる。
ここで、上記第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比と、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ち被加工物Wの高さ位置との関係について、図7に示す制御マップを参照して説明する。なお、図7において横軸は第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比(V1/V2)で、縦軸は集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの所定の距離(基準値)に対する変位量を示している。図7に示す例においては、上述したように上記第2の集光点位置調整手段としてのアクチュエータ74に所定の電圧(例えば5V)の電圧を印加した状態において、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)が30.0mmの場合を基準値(0)として、上記電圧値の比(V1/V2)が“5”に設定されている。そして、チャックテーブルの保持された被加工物Wの高さ位置が上記基準値より低い(被加工物Wの厚みが薄い)場合には、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)が長くなるので、電圧値の比(V1/V2)が“5”より大きくなる。一方、チャックテーブルの保持された被加工物Wの高さ位置が上記基準値より高い(被加工物Wの厚みが厚い)場合には、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)が短くなるので、電圧値の比(V1/V2)が“5”より小さくなる。従って、上述したように第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比(V1/V2)を求め、この電圧値の比(V1/V2)を図7に示す制御マップに照合することにより、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ち上記基準値からの変位量を求めることができる。なお、図7に示す制御マップは、後述する制御手段のメモリに格納される。
図1に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段52を構成するケーシング521の先端部には、レーザー光線照射手段52によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段9が配設されている。この撮像手段9は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子(CCD)の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図8に示す制御手段10を具備している。制御手段10はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)101と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)102と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)103と、入力インターフェース104および出力インターフェース105とを備えている。制御手段10の入力インターフェース104には、上記第1の受光素子853、第2の受光素子854および撮像手段9等からの検出信号が入力される。そして、制御手段10の出力インターフェース105からは、上記パルスモータ372、パルスモータ382、パルスモータ432、パルスモータ532、加工用パルスレーザー光線発振手段6、第2の集光点位置調整手段としてのアクチュエータ74、検査用レーザー光線発振手段80等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ(RAM)103は、上述した図7に示す制御マップを格納する第1の記憶領域103a、図9に示すように上記第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比(V1/V2)に対応して第2の集光点位置調整手段としてのアクチュエータ74に印加する電圧を設定した制御マップを格納する第2の記憶領域103bや他の記憶領域を備えている。なお、図9に示す制御マップは、上記電圧値比(V1/V2)が“5”のとき5Vに設定されている。そして、電圧値比(V1/V2)が“5”より小さい場合には集光レンズ72を下降させるためにアクチュエータ74に印加する電圧は高く、また、電圧値比(V1/V2)が“5”より大きい場合には集光レンズ72を上昇させるためにアクチュエータ74に印加する電圧は低くなるように設定されている。従って、図9に示す制御マップに従ってアクチュエータ74に印加する電圧を制御することにより、高さ位置検出手段8の第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比(V1/V2)が“5”になるように制御されることになる。この結果、集光器7の集光レンズ72から被加工物Wの上面までの距離(H)は、一定の値に制御される。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図10にはレーザー加工される被加工物として半導体ウエーハ20の斜視図が示されている。図10に示すは、シリコンウエーハからなっており、その表面20aに格子状に配列された複数のストリート201によって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイス202が形成されている。
上述した半導体ウエーハ20のストリート201に沿ってレーザー加工溝を形成するには、半導体ウエーハ20を図11に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着する。このとき、半導体ウエーハ20は、表面20aを上にして裏面側をダイシングテープTに貼着する。
上述したレーザー加工装置を用い、上記半導体ウエーハ20の分割予定ライン201に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウエーハ20にストリート201に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工の実施形態について説明する。
即ち、先ず上述した図1に示すレーザー加工装置のチャックテーブル36上に半導体ウエーハ20の表面20aを上にして載置し、該チャックテーブル36上に半導体ウエーハ20を吸引保持する。半導体ウエーハ20を吸引保持したチャックテーブル36は、加工送り手段37によって撮像手段9の直下に位置付けられる。
チャックテーブル36が撮像手段9の直下に位置付けられると、撮像手段9および制御手段10によって半導体ウエーハ20のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段9および制御手段10は、半導体ウエーハ20の所定方向に形成されているストリート201と、レーザー光線照射手段52の集光器7との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、アライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ20に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート201に対しても、同様にアライメントが遂行される。
上述したようにアライメントが実施されたならば、チャックテーブル36を移動して図12の(a)に示すように所定のストリート201の一端(12の(a)において左端)を集光器7の直下に位置付ける。そして、上記第2の集光点位置調整手段としてのアクチュエータ74に所定の電圧(例えば5V)の電圧を印加することとともに、上記第1の集光点位置調整手段53を作動して加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置と検査用レーザー光線LB2の集光点位置を図5に示す状態にセットする。従って、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置Pは、半導体ウエーハ20の表面から設定された所定の深さ位置に位置付けられることになる。
次に、高さ位置検出手段8を作動してチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ20の上面に検査用レーザー光線LB2を照射し、チャックテーブル36を図12の(a)において矢印X1で示す方向に移動するとともに、加工用パルスレーザー光線発振手段6を作動して加工用パルスレーザー光線LB1を照射する(レーザー加工工程)。このレーザー加工工程においては、制御手段10は高さ位置検出手段8の第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比(V1/V2)を演算し、この電圧値の比(V1/V2)に基いて図9に示す制御マップから上記第2の集光点位置調整手段としてのアクチュエータ74に印加する電圧を求め、この求めた電圧をアクチュエータ74に印加する。即ち、制御手段10は、高さ位置検出手段8の第1の受光素子853から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子854から出力される電圧値(V2)との比(V1/V2)が“5”になるようにアクチュエータ74に印加する電圧を制御する。そして、図12の(b)に示すようにストリート201の他端(12の(b)において右端)が集光器7の直下に達したら、高さ位置検出手段8および加工用パルスレーザー光線発振手段6の作動を停止するとともに、チャックテーブル36の移動を停止する。この結果、12の(c)に示すように集光器7が半導体ウエーハ20の凹凸に対応して上下し、集光器7の集光レンズ73から半導体ウエーハ20上面までの距離(H)は所定の値に制御される。従って、半導体ウエーハ20には、図12の(c)に示すように上面から均一な所定深さ位置に変質層210が形成される。
なお、上記レーザー加工工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
レーザー :YVO4 パルスレーザー
波長 :1064nm
繰り返し周波数 :200kHz
平均出力 :1W
集光スポット径 :φ1μm
加工送り速度 :300mm/秒
なお、半導体ウエーハ20の厚みが厚く、変質層を多層形成する場合には、集光点位置変位手段82の間隔調整手段823を制御して凸レンズ821と822の間隔を調整して加工用パルスレーザー光線LB1の集光点位置と検査用レーザー光線LB2の集光点位置の距離(L)を変更することにより、上記レーザー加工工程を実施すればよい。
また、上記1回目のレーザー加工工程において高さ位置検出手段8により検出された半導体ウエーハ20のストリート201に沿った表面位置の変位量を上記制御手段10のリードオンリメモリ(ROM)102に記憶させておき、2回目のレーザー加工工程においては高さ位置検出手段8による検出を停止しリードオンリメモリ(ROM)102に記憶されたデータに基づいてアクチュエータ74を制御するようにしてもよい。
以上のようにして、半導体ウエーハ20の所定方向に延在する全てのストリート201に沿って上記レーザー加工工程を実行したならば、チャックテーブル36を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリート201に沿って上記レーザー加工を実行する。このようにして、半導体ウエーハ20に形成された全てのストリート201に沿って上記レーザー加工工程を実行したならば、半導体ウエーハ20を保持しているチャックテーブル36は、最初に半導体ウエーハ20を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ20の吸引保持を解除する。そして、半導体ウエーハ20は、図示しない搬送手段によって分割工程に搬送される。
次に、本発明によるレーザー加工装置に装備するチャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段の他の実施形態について、図13乃至図15を参照して説明する。なお、図13乃至図15に示す高さ位置検出手段は、上記図2に示すレーザー加工装置における集光点位置変位手段が相違するが他の構成部材は実質的に同一でよいため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図13乃至図15に示すレーザー加工装置は、上記図2に示す集光点位置変位手段82に代えて集光点位置変位手段820が集光器7に配設されている。図13乃至図15に示すレーザー加工装置の集光点位置変位手段820は、図14に示すように集光器7を構成する集光レンズ720が複数の色収差レンズ720a、720b、720c、720d、720eを備えている。色収差レンズ720a、720b、720c、720d、720eは、図15に示すように加工用パルスレーザー光線LB1(波長が1064nm)の集光点位置Pと検査用レーザー光線LB2(635nm)の集光点位置P3の距離即ち集光点差(L)が集光するレーザー光線の波長に対応して異なるように構成されている。例えば図示の実施形態においては、色収差レンズ720aは集光点差(L)が25μmに設定され、色収差レンズ720bは集光点差(L)が50μmに設定され、色収差レンズ720cは集光点差(L)が100μmに設定され、色収差レンズ720dは集光点差(L)が150μmに設定され、色収差レンズ720eは集光点差(L)が200μmに設定されている。なお、色収差レンズ720a、720b、720c、720d、720eは、いずれも検査用レーザー光線LB2(635nm)の集光点位置P3が加工用パルスレーザー光線LB1(波長が1064nm)の集光点位置Pよりレーザー光線照射方向上流側に位置するように構成されている。
上述したように構成された複数の色収差レンズ720a、720b、720c、720d、720eは、円形のレンズケース74に同一半径を持って周方向に配設されている。そして、円形のレンズケース74には中心に回転軸741が設けられており、この回転軸741がパルスモータ75によって適宜回転せしめられるようになっている。従って、パルスモータ75によって円形のレンズケース74を回転することにより、所定の色収差レンズ720を加工用パルスレーザー光線LB1および検査用レーザー光線LB2の光軸上に位置付けることができる。従って、複数の色収差レンズ720a、720b、720c、720d、720eを収容した円形のレンズケース74およびパルスモータ75は、複数の色収差レンズ720を加工用パルスレーザー光線LB1および検査用レーザー光線LB2の光軸上に位置付けるレンズ位置付け手段として機能する。
上述した複数の色収差レンズ720a、720b、720c、720d、720eを収容した円形のレンズケース74およびパルスモータ75を収容したケース7は、第2の集光点位置調整手段を構成するピエゾモータからなるアクチュエータ740によってチャックテーブル36の保持面(上面)に対して垂直な方向(図13において上下方向)に移動するように構成されている。
本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。 図1に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段およびチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出手段の構成を示すブロック図。 図2に示す高さ位置検出手段を構成する集光点位置変位手段によってレーザー光線の光束を変更させる態様を示す説明図。 図3に示す集光点位置変位手段の各態様に対応して集光器が検査用のレーザー光線を集光する集光状態を示す説明図。 図1に示すレーザー加工装置に装備される集光レンズによって集光される加工用レーザー光線の集光点位置と検査用のレーザー光線の集光点位置を示す説明図。 図2に示す高さ位置検出装置によってチャックテーブルに保持された厚みが異なる被加工物に検査用レーザー光線を照射する状態を示す説明図。 図2に示す高さ位置検出手段を構成する第1の受光素子から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子から出力される電圧値(V2)との比と、集光器から被加工物の上面までの所定距離を基準とした変異との関係を示す制御マップ。 図1に示すレーザー加工装置に装備される制御手段を示すブロック図。 図2に示す高さ位置検出手段を構成する第1の受光素子から出力される電圧値(V1)と第2の受光素子から出力される電圧値(V2)との比と、集光器を構成するアクチュエータに印加する電圧との関係を示す制御マップ。 被加工物としての光デバイスウエーハの斜視図。 図10に示す光デバイスウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態を示す斜視図。 図1に示すレーザー加工装置によって図10に示す光デバイスウエーハのストリートに沿ってレーザー加工を実施するレーザー加工工程の説明図。 図1に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段およびチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出手段の他の実施形態を示す構成を示すブロック図。 図13に示す高さ位置検出装置の集光レンズを構成する複数の色収差レンズおよびレンズ位置付け手段の平面図。 図14に示す高さ位置検出装置の集光レンズを構成する複数の色収差レンズによって集光される加工用レーザー光線の集光点位置と検査用のレーザー光線の集光点位置を示す説明図。
符号の説明
1:レーザー加工装置
2:静止基台
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:加工送り手段
374:X軸方向位置検出手段
38:第1の割り出し送り手段
384:Y軸方向位置検出手段
4:レーザー光線照射ユニット支持機構
42:可動支持基台
43:第2の割り出し送り手段
5:レーザー光線照射ユニット
6:加工用パルスレーザー光線発振手段
7:集光器
71:方向変換ミラー
72:集光レンズ
73:ウインドウレンズ
74:アクチュエータ
8:高さ位置検出装置
80:検査用レーザー光線発振手段
81:ダイクロックミラー
82:集光点位置変位手段
821、822:一対の凸レンズ
823:間隔調整手段
83:第1のビームスプリッター
84:バンドパスフィルター
85:反射光分析手段
851:第2のビームスプリッター
852:集光レンズ
853:第1の受光素子
854:第2の受光素子
9:撮像手段
10:制御手段
20:半導体ウエーハ

Claims (5)

  1. 被加工物を保持する被加工物保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物をレーザー加工するための加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器と、該集光器によって集光される加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段からの検出信号に基いて該集光点位置調整手段を制御する制御手段と、を具備しているレーザー加工装置において、
    該高さ位置検出手段は、該加工用レーザー光線の波長と異なる波長の検出用レーザー光線を発振する検出用レーザー光線発振手段と、該検出用レーザー光線発振手段によって発振された検出用レーザー光線を該集光器に導く検出用レーザー光線照射経路と、該検出用レーザー光線照射経路を介して該集光器から該チャックテーブルに保持された被加工物に照射され反射した反射光を導く検出用レーザー光線反射経路と、該検出用レーザー光線反射経路に配設され被加工物の上面で反射した反射光を分析し分析結果を該制御手段に送る反射光分析手段と、該検出用レーザー光線の集光点位置と該加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置変位手段を具備している、
    ことを特徴とするレーザー加工装置。
  2. 該集光点位置変位手段は、一対の凸レンズと、該一対の凸レンズの間隔を調整するための間隔調整手段とからなり、該検出用レーザー光線の照射経路と該加工用レーザー光線の照射経路のいずれか一方に配設されている、請求項1記載のレーザー加工装置。
  3. 該集光点位置変位手段は、該検出用レーザー光線の照射経路に配設されている、請求項2記載のレーザー加工装置。
  4. 該集光レンズは該加工用パルスレーザー光線の集光点位置と該検査用レーザー光線の集光点位置を変更せしめる複数の色収差レンズからなり、該集光点位置変位手段は該複数の色収差レンズをそれぞれ該加工用パルスレーザー光線および該検査用レーザー光線の光軸上に位置付けるレンズ位置付け手段からなっている、請求項1記載のレーザー加工装置。
  5. 該加工用レーザー光線発振手段は被加工物に対して透過性を有する波長の加工用レーザー光線を発振し、該検出用レーザー光線発振手段は被加工物に対して反射性を有する波長の検出用レーザー光線を発振する、請求項1記載のレーザー加工装置。
JP2008123382A 2008-05-09 2008-05-09 レーザー加工装置 Active JP5243098B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008123382A JP5243098B2 (ja) 2008-05-09 2008-05-09 レーザー加工装置
US12/430,522 US8847108B2 (en) 2008-05-09 2009-04-27 Laser beam machining apparatus with detection laser beam oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008123382A JP5243098B2 (ja) 2008-05-09 2008-05-09 レーザー加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009269074A true JP2009269074A (ja) 2009-11-19
JP5243098B2 JP5243098B2 (ja) 2013-07-24

Family

ID=41266046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008123382A Active JP5243098B2 (ja) 2008-05-09 2008-05-09 レーザー加工装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8847108B2 (ja)
JP (1) JP5243098B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015038438A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 株式会社ディスコ 加工装置
JP2016139724A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置
JP2016139727A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置
KR20170120098A (ko) 2015-01-28 2017-10-30 가부시키가이샤 도교 세이미쓰 레이저 다이싱 장치
KR20180119487A (ko) * 2017-04-25 2018-11-02 가부시기가이샤 디스코 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가용 지그 및 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가 방법
KR20200135949A (ko) 2018-04-09 2020-12-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 레이저 가공 장치, 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법
KR20220021411A (ko) 2020-08-13 2022-02-22 가부시기가이샤 디스코 웨이퍼의 가공 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054977A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Werkzeugmaschinensystem, insbesondere für handgehaltene Werkzeugmaschinen
CA2796369A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 National Research Council Of Canada Laser processing control method
JP5884147B2 (ja) * 2010-12-09 2016-03-15 株式会社ブイ・テクノロジー レーザアニール装置及びレーザアニール方法
US8610902B2 (en) 2011-06-02 2013-12-17 Asm Technology Singapore Pte Ltd Apparatus and method for inspecting an object with increased depth of field
JP5901390B2 (ja) * 2012-03-30 2016-04-06 キヤノン株式会社 発光装置及びそのキャリブレーション方法
JP2013232489A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Fujitsu Ltd 部品の着脱装置、取り付け方法、取り外し方法および着脱用部材
JP6246561B2 (ja) * 2013-11-01 2017-12-13 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP7355637B2 (ja) * 2019-12-16 2023-10-03 株式会社ディスコ 検出装置
CN113751887B (zh) * 2020-05-28 2023-10-10 深圳市大族数控科技股份有限公司 一种激光加工设备的检测方法、装置、设备及存储介质
JP2022077223A (ja) * 2020-11-11 2022-05-23 株式会社ディスコ レーザー加工装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176240A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Shibuya Kogyo Co Ltd ビアホール加工方法及びその装置
JP2008012566A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
JP2008058230A (ja) * 2006-09-01 2008-03-13 Disco Abrasive Syst Ltd 加工孔の深さ検出装置およびレーザー加工機

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3408805B2 (ja) 2000-09-13 2003-05-19 浜松ホトニクス株式会社 切断起点領域形成方法及び加工対象物切断方法
JP2007142000A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
KR20070097189A (ko) * 2006-03-28 2007-10-04 삼성전자주식회사 기판 절단 방법 및 이에 사용되는 기판 절단 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176240A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Shibuya Kogyo Co Ltd ビアホール加工方法及びその装置
JP2008012566A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
JP2008058230A (ja) * 2006-09-01 2008-03-13 Disco Abrasive Syst Ltd 加工孔の深さ検出装置およびレーザー加工機

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015038438A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 株式会社ディスコ 加工装置
KR20150020996A (ko) * 2013-08-19 2015-02-27 가부시기가이샤 디스코 가공 장치
KR102148915B1 (ko) * 2013-08-19 2020-08-28 가부시기가이샤 디스코 가공 장치
US10322467B2 (en) 2015-01-28 2019-06-18 Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Position detecting device and laser processing device
KR20170120098A (ko) 2015-01-28 2017-10-30 가부시키가이샤 도교 세이미쓰 레이저 다이싱 장치
JP2016139727A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置
JP2016139724A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置
KR20180119487A (ko) * 2017-04-25 2018-11-02 가부시기가이샤 디스코 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가용 지그 및 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가 방법
KR102325713B1 (ko) 2017-04-25 2021-11-11 가부시기가이샤 디스코 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가용 지그 및 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가 방법
KR20200135949A (ko) 2018-04-09 2020-12-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 레이저 가공 장치, 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법
KR102669504B1 (ko) 2018-04-09 2024-05-28 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 레이저 가공 장치, 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법
KR20220021411A (ko) 2020-08-13 2022-02-22 가부시기가이샤 디스코 웨이퍼의 가공 방법
US12100621B2 (en) 2020-08-13 2024-09-24 Disco Corporation Method of processing wafer

Also Published As

Publication number Publication date
US20090277889A1 (en) 2009-11-12
US8847108B2 (en) 2014-09-30
JP5243098B2 (ja) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5243098B2 (ja) レーザー加工装置
JP5221254B2 (ja) レーザー加工装置
JP5117920B2 (ja) レーザー加工装置
JP4734101B2 (ja) レーザー加工装置
JP4977411B2 (ja) レーザー加工装置
JP5248825B2 (ja) チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置
JP4813993B2 (ja) ウエーハのレーザー加工方法
JP5010978B2 (ja) レーザー加工装置
JP4814187B2 (ja) チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置
JP6599098B2 (ja) レーザー加工装置
JP2005313182A (ja) レーザー加工装置
JP2010046703A (ja) レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2005297012A (ja) レーザー加工装置
JP2010123723A (ja) ウエーハのレーザー加工方法
JP6494991B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2009283753A (ja) ウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
KR101886357B1 (ko) 레이저 광선의 스폿 형상 검출 방법 및 스폿 형상 검출 장치
KR20130061061A (ko) 레이저 가공 장치
JP2009283566A (ja) ウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP2006187782A (ja) レーザー加工装置
JP5833359B2 (ja) レーザー光線照射装置
JP5242278B2 (ja) レーザー加工装置
JP2010145230A (ja) チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置計測装置
JP6068882B2 (ja) レーザー加工装置
KR102084267B1 (ko) 레이저 가공 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130404

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5243098

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250