JP2017203840A

JP2017203840A - Laser processing device

Info

Publication number: JP2017203840A
Application number: JP2016094601A
Authority: JP
Inventors: 裕工藤; Yutaka Kudo
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2036-05-10
Also published as: JP6662704B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser processing device that improves the accuracy of controlling the deflection angle of a mirror of a resonant scanner, and in turn improves the accuracy of laser processing on a processing target object.SOLUTION: A laser processing device comprises: a lock-in amplifier 80 that detects amplitude information 105 and phase difference information 106 on a resonant scanner 24 from a sensor signal 102 and a reference signal 101 from an amplitude sensor 35; and a control part 64 that adjusts the amplitude information 105 and phase difference information 106 of the resonant scanner 24 to be a target amplitude 103 and target phase difference 104 of the resonant scanner 24, and vibrates the resonant scanner 24 in synchronization with the target amplitude 103 and target phase difference 104.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus.

一般に、半導体デバイスや金属などの被加工物に対してレーザー光線を照射し、該被加工物の表面にビアホールやレーザー加工溝を形成するレーザー加工装置が知られている。この種のレーザー加工装置では、ガルバノスキャナ、もしくは、音響光学素子（ＡＯＤ）等を用いて、レーザー光線を走査することにより、被加工物における加工点位置やレーザー光線の入射方向を変化させている（例えば、特許文献１参照）。また、この種のレーザー加工装置には、レゾナントスキャナを用いてレーザー光線を走査する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。これらのガルバノスキャナ、レゾナントスキャナ、もしくは、音響光学素子（ＡＯＤ）等を用いることにより、レーザー加工における加工速度の向上、および加工対象に応じてより望ましい加工結果を得ることを可能としている。 In general, there is known a laser processing apparatus that irradiates a workpiece such as a semiconductor device or metal with a laser beam to form a via hole or a laser processing groove on the surface of the workpiece. In this type of laser processing apparatus, the position of the processing point on the workpiece and the incident direction of the laser beam are changed by scanning the laser beam using a galvano scanner or an acousto-optic device (AOD) (for example, , See Patent Document 1). In addition, a technology for scanning a laser beam using a resonant scanner has been proposed for this type of laser processing apparatus (see, for example, Patent Document 2). By using these galvano scanners, resonant scanners, acousto-optic elements (AOD), etc., it is possible to improve the processing speed in laser processing and obtain more desirable processing results depending on the processing target.

特開２００８−０６８２７０号公報JP 2008-068270 A 特開２００７−１８９２０９号公報JP 2007-189209 A

ところで、レーザー加工装置において、レゾナントスキャナを用いてレーザー光線を走査する構成を採用した場合、被加工物に対するビアホール加工やグルービング加工をより高速に行うことができる。一方、レゾナントスキャナは、機械共振を利用した高速走査装置であるため、走査用のミラーを任意の角度に停止させることはできない。また、レゾナントスキャナでは、共振周波数や励振信号に対する実際のミラー振動の振幅および位相差が温度によって変動する傾向にある。このため、被加工物の所望の位置に、正確にレーザー光線を走査して照射するためには、レゾナントスキャナのミラーの振れ角（回転角）を正確に検出するとともに該振れ角を精度良く制御し、該ミラーが所望の振れ角となる瞬間にレーザー光線を照射する必要がある。この場合、レーザー光線による加工精度は、レゾナントスキャナのミラーの振れ角の検出精度に依存するため、ミラーの振れ角を正確に検出しつつ、振れ角を精度良く制御する構成が要望される。 By the way, in the laser processing apparatus, when a configuration in which a laser beam is scanned using a resonant scanner is employed, via hole processing and grooving processing can be performed on a workpiece at a higher speed. On the other hand, since the resonant scanner is a high-speed scanning device using mechanical resonance, the scanning mirror cannot be stopped at an arbitrary angle. In the resonant scanner, the actual mirror vibration amplitude and phase difference with respect to the resonance frequency and the excitation signal tend to vary with temperature. For this reason, in order to accurately scan and irradiate the desired position of the workpiece with the laser beam, the deflection angle (rotation angle) of the mirror of the resonant scanner is accurately detected and the deflection angle is accurately controlled. It is necessary to irradiate a laser beam at the moment when the mirror has a desired deflection angle. In this case, since the processing accuracy by the laser beam depends on the detection accuracy of the mirror deflection angle of the resonant scanner, a configuration that accurately controls the deflection angle while detecting the deflection angle of the mirror is desired.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レゾナントスキャナのミラーの振れ角の制御精度を向上し、ひいては被加工物に対するレーザー加工精度の向上を図ったレーザー加工装置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 provides a laser processing apparatus that improves the control accuracy of the deflection angle of a mirror of a resonant scanner, and thus improves the laser processing accuracy of a workpiece. Objective.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持部と、レーザーを発振するレーザー光線発振器と、レーザー光線発振器から発振されたレーザー光線を集光して保持部に保持された被加工物に照射する集光レンズと、レーザー光線発振器と集光レンズとの間に配設され、所定の周波数でミラーを回転振動させてレーザー光線の光軸を偏向させるレゾナントスキャナと、レーザー光線発振器が発振したレーザー光線の繰り返し周波数に同期したパルス信号からレゾナントスキャナの振動に対応する基準信号を生成する同期信号源と、レゾナントスキャナの振れ角と振動を検出し、検出信号として出力するセンサと、レゾナントスキャナの振れ角および基準信号との位相差を設定する条件設定部と、センサで検出された検出信号と、同期信号源からの基準信号とが入力されるロックインアンプと、レゾナントスキャナの振れ角を制御する振れ角制御部と、レゾナントスキャナの振動周期と基準信号との位相差を制御する位相制御部と、振れ角制御部および位相制御部を制御する制御部と、を備え、ロックインアンプは、センサから入力された検出信号と基準信号とを用いて、レゾナントスキャナの振れ角の値と基準信号に対するレゾナントスキャナの振動の位相差とを検出してそれぞれ制御部に出力し、制御部は、振れ角の値および基準信号に対するレゾナントスキャナの振動の位相差を用いてレゾナントスキャナの振れ角および位相差を条件設定部で設定された振れ角および設定された位相差になるよう調整する補正値を算出し、補正値を振れ角制御部および位相制御部に入力することにより、レゾナントスキャナを、設定された振れ角および位相差で基準信号に同期して振動するように調整することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser processing apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds a workpiece, a laser beam oscillator that oscillates a laser, and a laser beam emitted from the laser beam oscillator. The condensing lens for irradiating the workpiece held by the holding unit, and the laser beam oscillator and the condensing lens are disposed between the condensing lens and the optical axis of the laser beam is deflected by rotating the mirror at a predetermined frequency. Resonant scanner, sync signal source that generates reference signal corresponding to vibration of resonant scanner from pulse signal synchronized with repetition frequency of laser beam oscillated by laser beam oscillator, detection angle and vibration of resonant scanner Condition settings for setting the phase difference between the sensor to output and the deflection angle of the resonant scanner and the reference signal , A detection signal detected by the sensor, and a lock-in amplifier to which a reference signal from a synchronization signal source is input, a deflection angle control unit that controls a deflection angle of the resonant scanner, a vibration period and a reference of the resonant scanner A phase control unit that controls the phase difference from the signal, and a control unit that controls the deflection angle control unit and the phase control unit. The lock-in amplifier uses the detection signal and the reference signal input from the sensor. The resonance scanner detects the deflection angle value and the phase difference of the resonance scanner vibration with respect to the reference signal, and outputs them to the control unit. The control unit detects the deflection angle value and the phase difference of the resonance scanner vibration with respect to the reference signal. Is used to calculate a correction value that adjusts the deflection angle and phase difference of the resonant scanner so that the deflection angle and the phase difference set in the condition setting section are the same. By inputting the correction value deflection angle control unit and the phase control unit, the resonant scanner, and adjusting to vibrate in synchronization with the reference signal at the set deflection angle and phase difference.

この構成によれば、ロックインアンプが検出したレゾナントスキャナの振れ角の値と基準信号に対するレゾナントスキャナの振動の位相差とを用いて、設定された振れ角および位相差で基準信号に同期して振動するようにレゾナントスキャナの動作を制御するため、レゾナントスキャナのミラーの振れ角を精度良く制御することができ、被加工物に対するレーザー加工精度の向上を図ることができる。 According to this configuration, the value of the shake angle of the resonant scanner detected by the lock-in amplifier and the phase difference of the resonance scanner vibration with respect to the reference signal are used to synchronize with the reference signal at the set shake angle and phase difference. Since the operation of the resonant scanner is controlled so as to vibrate, the deflection angle of the mirror of the resonant scanner can be controlled with high accuracy, and the laser processing accuracy for the workpiece can be improved.

この構成において、基準信号は、パルス信号又は該パルス信号をレゾナントスキャナの振動の周期に対応させ分周した信号であってもよい。また、センサは、磁気検出型のセンサであることが好ましい。 In this configuration, the reference signal may be a pulse signal or a signal obtained by dividing the pulse signal in correspondence with the period of vibration of the resonant scanner. The sensor is preferably a magnetic detection type sensor.

本発明によれば、ロックインアンプが検出したレゾナントスキャナの振れ角の値と基準信号に対するレゾナントスキャナの振動の位相差とを用いて、設定された振れ角および位相差で基準信号に同期して振動するようにレゾナントスキャナの動作を制御するため、レゾナントスキャナのミラーの振れ角を精度良く制御することができ、被加工物に対するレーザー加工精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, the value of the deflection angle of the resonant scanner detected by the lock-in amplifier and the phase difference of the resonance scanner vibration with respect to the reference signal are used to synchronize with the reference signal at the set deflection angle and phase difference. Since the operation of the resonant scanner is controlled so as to vibrate, the deflection angle of the mirror of the resonant scanner can be controlled with high accuracy, and the laser processing accuracy for the workpiece can be improved.

図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a laser processing apparatus according to the present embodiment. 図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のウエーハ等を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a wafer to be processed by the laser processing apparatus shown in FIG. 図３は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザー光線照射手段の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the laser beam irradiation means of the laser processing apparatus shown in FIG. 図４は、図３に示されたレーザー光線照射手段が備えるレゾナントスキャナの構成例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of a resonant scanner provided in the laser beam irradiation means shown in FIG. 図５は、レゾナントスキャナの駆動部の構成例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the drive unit of the resonant scanner. 図６は、レゾナントスキャナのミラーの振れ角と振動周期とを検出するセンサの構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a sensor that detects a deflection angle and a vibration period of a mirror of a resonant scanner. 図７は、レゾナントスキャナおよびレーザー光線照射手段の動作を制御する制御装置の機能ブロック図である。FIG. 7 is a functional block diagram of a control device that controls operations of the resonant scanner and the laser beam irradiation means. 図８は、ロックインアンプにより生成された振幅情報と位相差情報を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating amplitude information and phase difference information generated by the lock-in amplifier. 図９は、本実施形態に係るレーザー加工装置によりビアホールが形成される状態を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a state in which a via hole is formed by the laser processing apparatus according to the present embodiment. 図１０は、ビアホールが形成されたウエーハを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a wafer in which via holes are formed. 図１１は、図１０中のＸＩ部を拡大して示す平面図である。FIG. 11 is an enlarged plan view showing the XI portion in FIG. 図１２は、変形例に係るレゾナントスキャナを示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a resonant scanner according to a modification.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the structures described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the scope of the present invention.

図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のウエーハ等を示す斜視図である。図３は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザー光線照射手段の構成例を示す図である。図４は、図３に示されたレーザー光線照射手段が備えるレゾナントスキャナの構成例を示す斜視図である。図５は、レゾナントスキャナの駆動部の構成例を示す概略図である。図６は、レゾナントスキャナのミラーの振れ角と振動周期とを検出するセンサの構成の一例を示す図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a laser processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a wafer to be processed by the laser processing apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the laser beam irradiation means of the laser processing apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of a resonant scanner provided in the laser beam irradiation means shown in FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the drive unit of the resonant scanner. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a sensor that detects a deflection angle and a vibration period of a mirror of a resonant scanner.

本実施形態に係るレーザー加工装置１は、被加工物としてのウエーハＷに対して、レーザー光線を照射することにより、ウエーハＷを穿孔する装置である。本実施形態では、ウエーハＷを穿孔する構成について説明するが、ウエーハＷに対してレーザー溝加工をすることも可能である。 The laser processing apparatus 1 according to the present embodiment is an apparatus for perforating the wafer W by irradiating the wafer W as a workpiece with a laser beam. In the present embodiment, a configuration for punching the wafer W will be described. However, laser grooving can also be performed on the wafer W.

レーザー加工装置１により穿孔されるウエーハＷは、実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。図２に示すように、ウエーハＷは、表面ＷＳに格子状に形成される複数の分割予定ラインＳｔよって区画された領域にデバイスＤが形成されている。ウエーハＷは、分割予定ラインＳｔに沿って切断することにより、デバイスＤが形成された領域を分割して、個々の半導体チップに製造される。ウエーハＷは、デバイスＤが複数形成されている表面ＷＳに粘着テープＴが貼着され、粘着テープＴの外縁が環状フレームＦに貼着されることで、環状フレームＦの開口に粘着テープＴで支持される。ウエーハＷは、表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲ側からデバイスＤのボンディングパッド（不図示）に達する穿孔（ビアホール；不図示）が形成される。 The wafer W drilled by the laser processing apparatus 1 is a disk-shaped semiconductor wafer or optical device wafer whose base material is silicon, sapphire, gallium or the like in the embodiment. As shown in FIG. 2, the wafer W has a device D formed in a region partitioned by a plurality of division lines St formed on the surface WS in a lattice pattern. The wafer W is manufactured into individual semiconductor chips by dividing the region where the device D is formed by cutting along the planned division line St. The wafer W has an adhesive tape T attached to a surface WS on which a plurality of devices D are formed, and the outer edge of the adhesive tape T is attached to the annular frame F. Supported. The wafer W is formed with perforations (via holes; not shown) that reach the bonding pads (not shown) of the device D from the back surface WR side on the back side of the front surface WS.

レーザー加工装置１は、図１に示すように、ウエーハＷを保持するチャックテーブル（保持部）１０と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに穿孔を形成するために、レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段２０と、Ｘ軸移動手段４０と、Ｙ軸移動手段５０とを備える。また、レーザー加工装置１は、図３に示すように、該レーザー加工装置１の各部の動作を制御する制御装置６０と、レーザー光線照射手段２０におけるレーザー光線の照射タイミングを調整するための信号を生成するロックインアンプ８０とを備える。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a chuck table (holding unit) 10 that holds a wafer W and laser beam irradiation that irradiates a laser beam to form a hole in the wafer W held on the chuck table 10. Means 20, X-axis moving means 40, and Y-axis moving means 50 are provided. Further, as shown in FIG. 3, the laser processing apparatus 1 generates a control device 60 that controls the operation of each part of the laser processing apparatus 1 and a signal for adjusting the laser beam irradiation timing in the laser beam irradiation means 20. And a lock-in amplifier 80.

チャックテーブル１０は、加工前のウエーハＷが保持面１０ａ上に載置されて、粘着テープＴを介して環状フレームＦの開口に貼着されたウエーハＷを保持するものである。チャックテーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１０ａに載置されたウエーハＷを粘着テープＴを介して吸引することで保持する。なお、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段４０によりＸ軸方向に加工送りされ、かつ回転駆動源（図示せず）により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転されるとともに、Ｙ軸移動手段５０によりＹ軸方向に割り出し送りされる。また、チャックテーブル１０の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動してウエーハＷの周囲の環状フレームＦを挟持するクランプ部１１が複数設けられている。 The chuck table 10 is configured to hold a wafer W on which the unprocessed wafer W is placed on the holding surface 10a and is attached to the opening of the annular frame F via the adhesive tape T. The chuck table 10 has a disk shape in which a portion constituting the holding surface 10a is formed of porous ceramic or the like, and is connected to a vacuum suction source (not shown) via a vacuum suction path (not shown) and placed on the holding surface 10a. The wafer W is held by being sucked through the adhesive tape T. The chuck table 10 is processed and fed in the X-axis direction by the X-axis moving means 40 and rotated around a central axis (parallel to the Z-axis) by a rotation drive source (not shown), and the Y-axis Indexed and fed in the Y-axis direction by the moving means 50. Further, around the chuck table 10, a plurality of clamp portions 11 that are driven by an air actuator and sandwich the annular frame F around the wafer W are provided.

レーザー光線照射手段２０は、図３に示すように、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに対し、ウエーハＷが吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線Ｌを照射し、ウエーハＷの裏面ＷＲ側からビアホールを形成するものである。即ち、レーザー光線照射手段２０は、ウエーハＷの裏面ＷＲ側に吸収性を有する波長のレーザー光線Ｌを照射して、ウエーハＷにアブレーション加工を施すものである。なお、レーザー光線Ｌの波長は、上記した３５５ｎｍの他に、５３２ｎｍや２６７ｎｍを使用することが可能である。 As shown in FIG. 3, the laser beam irradiation means 20 irradiates the wafer W held on the chuck table 10 with a laser beam L having a wavelength (for example, 355 nm) at which the wafer W absorbs, and the back surface WR of the wafer W A via hole is formed from the side. That is, the laser beam irradiating means 20 irradiates the wafer W with an absorptive laser beam L having an absorptive wavelength on the back surface WR side of the wafer W. The wavelength of the laser beam L can be 532 nm or 267 nm in addition to the above-described 355 nm.

レーザー光線照射手段２０は、装置本体２の柱部３（図１に示す）に支持されたケーシング２１と、このケーシング２１内に収容されるレーザー光線発振器２２と、集光レンズ２３と、レゾナントスキャナ（レーザー光線偏向手段）２４と、同期信号源２５とを備える。 The laser beam irradiation means 20 includes a casing 21 supported by the column portion 3 (shown in FIG. 1) of the apparatus main body 2, a laser beam oscillator 22 accommodated in the casing 21, a condensing lens 23, a resonant scanner (laser beam). Deflection means) 24 and a synchronizing signal source 25.

レーザー光線発振器２２は、制御装置６０からの制御信号１１３に基づき、ウエーハＷが吸収性を有する波長のレーザー光線Ｌを所定の照射タイミングで発振する。集光レンズ２３は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに対向してケーシング２１の先端部に設けられている。集光レンズ２３は、レーザー光線発振器２２から発振されたレーザー光線Ｌを集光してチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに導くものである。また、集光レンズ２３として、Ｆ−Θレンズ、望ましくはテレセントリックＦ−Θレンズを用いることができる。テレセントリックＦ−Θレンズは、ウエーハＷに対して、垂直にレーザー光線Ｌを入射することができる。このため、本実施形態では、レーザー加工装置１は、集光レンズ２３として、テレセントリックＦ−Θレンズを用いている。なお、ウエーハＷに対するレーザー光線Ｌの光軸Ｌ_ＡＸの多少の傾きを気にしなければ、他のレンズを使うこともできる。 Based on the control signal 113 from the control device 60, the laser beam oscillator 22 oscillates a laser beam L having a wavelength with which the wafer W has absorption at a predetermined irradiation timing. The condenser lens 23 is provided at the tip of the casing 21 so as to face the holding surface 10 a of the chuck table 10. The condensing lens 23 condenses the laser beam L oscillated from the laser beam oscillator 22 and guides it to the wafer W held on the chuck table 10. As the condenser lens 23, an F-Θ lens, preferably a telecentric F-Θ lens can be used. The telecentric F-Θ lens can enter the laser beam L perpendicularly to the wafer W. For this reason, in this embodiment, the laser processing apparatus 1 uses a telecentric F-Θ lens as the condenser lens 23. It should be noted that other lenses may be used as long as the slight inclination of the optical axis L _AX of the laser beam L with respect to the wafer W is not concerned.

同期信号源２５は、制御装置６０からの制御信号１１３に基づき、レーザー光線発振器２２が発振したレーザー光線Ｌの繰り返し周波数（例えば１０ｋＨｚ）に同期したパルス信号から基準信号１０１を生成し、この基準信号１０１をロックインアンプ８０に出力する。基準信号１０１は、レゾナントスキャナ２４が励振（振動）する所定周波数（例えば１０ｋＨｚ）に対応するものであり、パルス信号と同一、もしくは、該パルス信号をレゾナントスキャナ２４の振動周期（１／所定周波数）に対応させて分周した信号である。 The synchronization signal source 25 generates a reference signal 101 from a pulse signal synchronized with the repetition frequency (for example, 10 kHz) of the laser beam L oscillated by the laser beam oscillator 22 based on the control signal 113 from the control device 60, and generates the reference signal 101. Output to the lock-in amplifier 80. The reference signal 101 corresponds to a predetermined frequency (for example, 10 kHz) at which the resonant scanner 24 is excited (vibrated), and is the same as the pulse signal, or the pulse signal is a vibration period (1 / predetermined frequency) of the resonant scanner 24. Is a signal divided in accordance with

レゾナントスキャナ２４は、レーザー光線発振器２２と集光レンズ２３との間に配設され、レーザー光線発振器２２から発振されたレーザー光線Ｌの光軸Ｌ_ＡＸを集光レンズ２３に向けて偏向する。レゾナントスキャナ２４は、図４に示すように、ベース部１８に固定されるシャフト１２と、このシャフト１２の先端部に台座１３を介して支持されるミラー１４と、を備える。このミラー１４をシャフト１２の軸周りに励振（振動）させることにより、ミラー１４で偏向されたレーザー光線ＬはウエーハＷを走査される。 The resonant scanner 24 is disposed between the laser beam oscillator 22 and the condenser lens 23, and deflects the optical axis L _AX of the laser beam L oscillated from the laser beam oscillator 22 toward the condenser lens 23. As shown in FIG. 4, the resonant scanner 24 includes a shaft 12 that is fixed to the base portion 18, and a mirror 14 that is supported on the tip portion of the shaft 12 via a pedestal 13. The laser beam L deflected by the mirror 14 is scanned on the wafer W by exciting (vibrating) the mirror 14 around the axis of the shaft 12.

ミラー１４は、円板状（板状）に形成されたミラー本体（ミラー基材）１６と、このミラー本体１６の一方の面に形成された反射膜１７とを備える。反射膜１７は、アルミニウムなどの金属薄膜や誘電体多層膜で形成される。ミラー本体１６は、例えば、ダイヤモンドのように比剛性［ＧＰａ・ｃｍ^３／ｇ］の高い材料で形成され、所定周波数（例えば１０ｋＨｚ）で励振した際に、ミラー本体１６の撓みを抑えている。 The mirror 14 includes a mirror main body (mirror base material) 16 formed in a disc shape (plate shape), and a reflective film 17 formed on one surface of the mirror main body 16. The reflection film 17 is formed of a metal thin film such as aluminum or a dielectric multilayer film. The mirror body 16 is formed of a material having a high specific rigidity [GPa · cm ³ / g] such as diamond, for example, and suppresses bending of the mirror body 16 when excited at a predetermined frequency (for example, 10 kHz).

また、レゾナントスキャナ２４は、シャフト１２を介して、ミラー１４を軸Ｑ周りに励振（振動）させる駆動部３０を備えている。駆動部３０は、図５に示すように、シャフト１２の軸Ｑに直交して延びる腕部１５に巻き付けられるコイル３１ａ，３１ｂと、これらコイル３１ａ，３１ｂに交流電力を印加する電源部３２と、腕部１５の先端部１５ａ，１５ｂにそれぞれ配置される磁石３２ａ，３２ｂとを備えて構成される。コイル３１ａ，３１ｂは、軸Ｑを挟んで延びる腕部１５にそれぞれ１本の電線を巻き付けて構成される。 In addition, the resonant scanner 24 includes a drive unit 30 that excites (vibrates) the mirror 14 around the axis Q via the shaft 12. As shown in FIG. 5, the drive unit 30 includes coils 31 a and 31 b wound around the arm unit 15 extending orthogonal to the axis Q of the shaft 12, and a power supply unit 32 that applies AC power to the coils 31 a and 31 b. Magnets 32a and 32b are arranged on the tip portions 15a and 15b of the arm portion 15, respectively. Each of the coils 31a and 31b is configured by winding one electric wire around the arm portion 15 extending across the axis Q.

電源部３２は、コイル３１ａ，３１ｂに上記した所定周波数の交流電力を印加する。コイル３１ａ，３１ｂには、所定周波数で電流の流れ方向が切り換えられることにより、この電流の向きに応じた磁場が生じる。このため、コイル３１ａ，３１ｂの巻かれた腕部１５の先端部１５ａ，１５ｂは、それぞれ所定周波数に応じて磁極がＳ極からＮ極へと交互に切り換えられる。磁石３２ａ，３２ｂは、複数（本実施形態では３つ）の磁石を組み合わせて構成される。磁石３２ａは、腕部１５の先端部１５ａを挟んでＮ極３２ａＮとＳ極３２ａＳとが対向するように配置される。また、磁石３２ｂは、腕部１５の先端部１５ｂを挟んでＮ極３２ｂＮとＳ極３２ｂＳとが対向するように配置される。これらＮ極３２ａＮ，３２ｂＮは、それぞれ腕部１５により区切られた空間の同じ側に位置し、Ｓ極３２ａＳ，３２ｂＳは、それぞれＮ極３２ａＮ，３２ｂＮとは反対側に位置している。 The power supply unit 32 applies the AC power having the predetermined frequency to the coils 31a and 31b. A magnetic field corresponding to the direction of the current is generated in the coils 31a and 31b by switching the direction of current flow at a predetermined frequency. For this reason, as for the front-end | tip parts 15a and 15b of the arm part 15 around which the coils 31a and 31b were wound, the magnetic poles are alternately switched from the S pole to the N pole according to a predetermined frequency. The magnets 32a and 32b are configured by combining a plurality of (three in this embodiment) magnets. The magnet 32a is arranged so that the N pole 32aN and the S pole 32aS face each other with the tip portion 15a of the arm portion 15 interposed therebetween. Further, the magnet 32b is arranged so that the N pole 32bN and the S pole 32bS face each other with the tip 15b of the arm portion 15 interposed therebetween. The N poles 32aN and 32bN are located on the same side of the space defined by the arm portion 15, and the S poles 32aS and 32bS are located on the opposite side of the N poles 32aN and 32bN, respectively.

コイル３１ａ，３１ｂに所定周波数の交流電力を印加すると、腕部１５の先端部１５ａ，１５ｂに生じた磁極と磁石３２ａ，３２ｂの磁力とにより、シャフト１２は軸Ｑを中心に周方向（矢印Ｋ方向）に励振（振動）する。このため、シャフト１２に固定されているミラー１４は、図３に破線で示すように、軸Ｑを中心に振れ角θで励振（振動）される。本実施形態では、駆動部３０は、腕部１５の先端部１５ａ，１５ｂにそれぞれ磁石３２ａ，３２ｂを配置した構成としたが、磁石３２ａ，３２ｂに替えて鉄芯を配置する構成としてもよい。 When AC power having a predetermined frequency is applied to the coils 31a and 31b, the shaft 12 is circumferentially centered about the axis Q (arrow K) by the magnetic poles generated at the tip portions 15a and 15b of the arm portion 15 and the magnetic force of the magnets 32a and 32b. Direction). For this reason, the mirror 14 fixed to the shaft 12 is excited (vibrated) at the deflection angle θ about the axis Q as shown by a broken line in FIG. In the present embodiment, the drive unit 30 has a configuration in which the magnets 32a and 32b are arranged at the tip portions 15a and 15b of the arm unit 15, respectively, but an iron core may be arranged instead of the magnets 32a and 32b.

また、レゾナントスキャナ２４は、図３に示すように、駆動部３０を所定周波数で駆動した際に、ミラー１４が実際に励振される振れ角θ（振幅）および振動周期を検出する振幅センサ３５を備えている。この振幅センサ３５は、図６に示すように、ミラー１４の幅方向の端部に設けられた磁性体（例えば鉄片など）３６と、この磁性体３６に空間を介して対向配置されるピックアップコイル３７と、このピックアップコイル３７に生じる電流変化を検出する検出部３８とを備えた磁気検出型のセンサである。磁性体３６は、ミラー１４の幅方向の少なくとも一端部に接着、または、蒸着により取り付けられている。本実施形態では、軸Ｑを中心に励振するミラー１４の重量バランスをとるために、磁性体３６は、ミラー１４の幅方向の両端部に設けられている。ピックアップコイル３７は、例えば、磁石（又は鉄芯）３７Ａにコイル３７Ｂを巻いて形成されている。このピックアップコイル３７は、図６に示すように、磁性体３６との距離がＬ１からＬ２に変化すると、コイル３７Ｂに距離変化に応じた電流が流れる。このため、検出部３８がこの電流を検出することにより、ミラー１４が実際に励振される際の振れ角θおよび振動周期を検出することができる。レゾナントスキャナ２４は、図３に示すように、検出した振れ角θおよび振動周期を含むセンサ信号（検出信号）１０２をロックインアンプ８０に出力する。 In addition, as shown in FIG. 3, the resonant scanner 24 includes an amplitude sensor 35 that detects a deflection angle θ (amplitude) and a vibration period at which the mirror 14 is actually excited when the drive unit 30 is driven at a predetermined frequency. I have. As shown in FIG. 6, the amplitude sensor 35 includes a magnetic body (for example, an iron piece) 36 provided at an end in the width direction of the mirror 14 and a pickup coil disposed to face the magnetic body 36 through a space. 37 and a detection unit 38 that detects a current change generated in the pickup coil 37. The magnetic body 36 is attached to at least one end in the width direction of the mirror 14 by adhesion or vapor deposition. In this embodiment, in order to balance the weight of the mirror 14 that is excited about the axis Q, the magnetic body 36 is provided at both ends of the mirror 14 in the width direction. The pickup coil 37 is formed, for example, by winding a coil 37B around a magnet (or iron core) 37A. As shown in FIG. 6, in the pickup coil 37, when the distance from the magnetic body 36 changes from L1 to L2, a current corresponding to the change in distance flows through the coil 37B. Therefore, the detection unit 38 detects this current, whereby the deflection angle θ and the vibration period when the mirror 14 is actually excited can be detected. As shown in FIG. 3, the resonant scanner 24 outputs a sensor signal (detection signal) 102 including the detected deflection angle θ and vibration cycle to the lock-in amplifier 80.

振幅センサとしては、磁気検出型のセンサの他にも、（Ａ）ミラー１４の後部にレゾナントスキャナ２４の振動周期に検出性能のあるマイクを近接させて配置し、音波の振動によりミラー１４の振れ角θおよび振動周期を検出する構成、（Ｂ）光反射型近接センサを、レゾナントスキャナ２４のミラー１４の後部に配置し、反射光強度を検出することでミラー１４の振れ角θおよび振動周期を検出する構成、または、（Ｃ）静電容量センサを、ミラー１４の後部に近接させて配置し、ミラー１４の幅方向の両端に取り付けられた誘電体、もしくはミラー１４（ミラー本体１６）そのものによる静電容量の変化からミラー１４の振れ角θおよび振動周期を検出する構成としてもよい。この場合、装置構成の簡便さ、検出精度の高さ、および、コストの観点に基づくと、磁気検出型のセンサが最も有効である。 As an amplitude sensor, in addition to a magnetic detection type sensor, (A) a microphone having a detection performance is arranged close to the vibration period of the resonant scanner 24 at the rear part of the mirror 14, and the vibration of the mirror 14 is caused by vibration of sound waves. Configuration for detecting angle θ and vibration period, (B) A light reflection type proximity sensor is disposed at the rear part of mirror 14 of resonant scanner 24, and the reflected light intensity is detected to determine the deflection angle θ and vibration period of mirror 14. Configuration to detect, or (C) a capacitance sensor placed close to the rear part of the mirror 14 and attached to both ends of the mirror 14 in the width direction, or by the mirror 14 (mirror body 16) itself The configuration may be such that the deflection angle θ and the vibration period of the mirror 14 are detected from the change in capacitance. In this case, based on the simplicity of the device configuration, high detection accuracy, and cost, a magnetic detection type sensor is most effective.

ところで、レーザー加工装置１では、レゾナントスキャナ２４のミラー１４を高速（例えば１０ｋＨｚ）に励振（振動）させてレーザー光線Ｌを走査することにより、ウエーハＷに対するビアホール加工などを高速に行うことができる。この場合、ウエーハＷの所望の位置に、正確にレーザー光線Ｌを走査して照射するためには、レゾナントスキャナ２４のミラー１４の振れ角θを正確に検出するとともに該振れ角θを精度良く制御し、該ミラー１４が所望の振れ角となる瞬間にレーザー光線Ｌを照射する必要がある。一方、レゾナントスキャナ２４では、ミラー１４を高速に励振させるために、この励振によりレゾナントスキャナ２４の温度が変動し、この温度変動に伴い所定周波数（例えば１０ｋＨｚ）に対する、ミラー１４の実際の振れ角θおよび位相差が変動するおそれがある。このため、本構成では、ミラー１４の実際の振れ角θを正確に検出しつつ、この振れ角を精度良く制御することでレーザー加工精度の向上を実現している。次に、ミラー１４の実際の振れ角θを正確に検出しつつ、この振れ角を精度良く制御する構成について説明する。 By the way, the laser processing apparatus 1 can perform via hole processing on the wafer W at high speed by scanning the laser beam L by exciting (vibrating) the mirror 14 of the resonant scanner 24 at high speed (for example, 10 kHz). In this case, in order to accurately scan and irradiate the desired position of the wafer W with the laser beam L, the deflection angle θ of the mirror 14 of the resonant scanner 24 is accurately detected and the deflection angle θ is controlled with high accuracy. It is necessary to irradiate the laser beam L at the moment when the mirror 14 has a desired deflection angle. On the other hand, in the resonant scanner 24, in order to excite the mirror 14 at high speed, the temperature of the resonant scanner 24 fluctuates due to this excitation, and the actual deflection angle θ of the mirror 14 with respect to a predetermined frequency (for example, 10 kHz) accompanies this temperature fluctuation. In addition, the phase difference may fluctuate. For this reason, in this configuration, the laser processing accuracy is improved by accurately controlling the deflection angle θ while accurately detecting the actual deflection angle θ of the mirror 14. Next, a configuration for accurately controlling the deflection angle while accurately detecting the actual deflection angle θ of the mirror 14 will be described.

図７は、レゾナントスキャナおよびレーザー光線照射手段の動作を制御する制御装置の機能ブロック図である。制御装置６０は、図７に示すように、条件設定部６１、振れ角制御部６２、位相制御部６３、制御部６４および位相遅延器６５を備える。条件設定部６１は、レゾナントスキャナ２４に対して、目標振幅１０３および基準信号１０１との目標位相差１０４を設定する。これら目標振幅１０３および目標位相差１０４は、レゾナントスキャナ２４を所望条件で駆動させるための設定値であり、事前の実験などによって求められる。設定された目標振幅１０３および目標位相差１０４は、それぞれ振れ角制御部６２、位相制御部６３に出力される。 FIG. 7 is a functional block diagram of a control device that controls operations of the resonant scanner and the laser beam irradiation means. As shown in FIG. 7, the control device 60 includes a condition setting unit 61, a deflection angle control unit 62, a phase control unit 63, a control unit 64, and a phase delay device 65. The condition setting unit 61 sets a target phase difference 104 between the target amplitude 103 and the reference signal 101 for the resonant scanner 24. These target amplitude 103 and target phase difference 104 are set values for driving the resonant scanner 24 under desired conditions, and are obtained by a prior experiment or the like. The set target amplitude 103 and target phase difference 104 are output to the deflection angle control unit 62 and the phase control unit 63, respectively.

振れ角制御部６２は、入力された目標振幅１０３に基づきレゾナントスキャナ２４の振れ角θを制御する。位相制御部６３は、入力された目標位相差１０４に基づき、レゾナントスキャナ２４が所定周波数で駆動される際の振動周期と基準信号１０１との位相差を制御する。制御部６４は、ロックインアンプ８０からのレゾナントスキャナ２４の振幅情報（振れ角の値）と基準信号１０１に対する振動周期の位相差情報とに基づき、振れ角制御部６２および位相制御部６３を制御する。 The shake angle control unit 62 controls the shake angle θ of the resonant scanner 24 based on the input target amplitude 103. The phase control unit 63 controls the phase difference between the oscillation period and the reference signal 101 when the resonant scanner 24 is driven at a predetermined frequency based on the input target phase difference 104. The control unit 64 controls the deflection angle control unit 62 and the phase control unit 63 based on the amplitude information (a deflection angle value) of the resonant scanner 24 from the lock-in amplifier 80 and the phase difference information of the oscillation period with respect to the reference signal 101. To do.

ロックインアンプ８０は、測定したい入力信号に対して参照信号を掛けあわせることで、入力信号の振幅および位相を解析する２位相型のロックインアンプである。本実施形態では、図８に示すように、同期信号源２５からの基準信号１０１を参照信号とし、振幅センサ３５が検出するセンサ信号１０２を入力信号とする。ロックインアンプ８０は、基準信号１０１を参照信号とし、入力信号としてのセンサ信号１０２から、レゾナントスキャナ２４の振幅情報（振れ角の値）１０５と基準信号１０１に対するレゾナントスキャナ２４の振動の位相差情報１０６とを求め、これらを制御部６４に出力する。 The lock-in amplifier 80 is a two-phase lock-in amplifier that analyzes the amplitude and phase of an input signal by multiplying the input signal to be measured by a reference signal. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the reference signal 101 from the synchronization signal source 25 is used as a reference signal, and the sensor signal 102 detected by the amplitude sensor 35 is used as an input signal. The lock-in amplifier 80 uses the reference signal 101 as a reference signal, and from the sensor signal 102 as an input signal, amplitude information (a value of the deflection angle) 105 of the resonant scanner 24 and phase difference information of vibration of the resonant scanner 24 with respect to the reference signal 101. 106 are output to the control unit 64.

具体的には、ロックインアンプ８０は、基準信号１０１を参照信号（sin（ωt））として第１ミキサ部（不図示）に入力されるとともに、９０°位相シフトされた信号（cos（ωt））が第２ミキサ部（不図示）に入力される。また、振幅センサ３５が検出するセンサ信号１０２（主成分としてはＡsin（ωt＋α））が、それぞれ第１ミキサ部および第２ミキサ部に入力される。これら第１ミキサ部および第２ミキサ部からの出力は、それぞれローパスフィルタ（不図示）を経て、それぞれの信号（Ｘ＝（Ａ／２）cos（α）、Ｙ＝（Ａ／２）sin（α））が出力され、これら信号（Ｘ＝（Ａ／２）cos（α）、Ｙ＝（Ａ／２）sin（α））に基づいて、振幅情報１０５および位相差情報１０６を求める。 Specifically, the lock-in amplifier 80 receives the reference signal 101 as a reference signal (sin (ωt)) and is input to a first mixer unit (not shown), and a signal (cos (ωt)) that is 90 ° phase shifted. ) Is input to a second mixer section (not shown). Further, the sensor signal 102 (Asin (ωt + α) as a main component) detected by the amplitude sensor 35 is input to the first mixer unit and the second mixer unit, respectively. The outputs from the first mixer section and the second mixer section are respectively passed through low-pass filters (not shown), and the respective signals (X = (A / 2) cos (α), Y = (A / 2) sin ( α)) is output, and amplitude information 105 and phase difference information 106 are obtained based on these signals (X = (A / 2) cos (α), Y = (A / 2) sin (α))).

制御部６４は、ロックインアンプ８０から送られた振幅情報１０５および位相差情報１０６を用いて、これら振幅情報１０５および位相差情報１０６が、目標振幅１０３および目標位相差１０４となるように調整するための振幅補正値１０７および位相差補正値１０８をそれぞれ算出する。制御部６４は、算出した振幅補正値１０７および位相差補正値１０８をそれぞれ振れ角制御部６２および位相制御部６３に出力する。 The control unit 64 uses the amplitude information 105 and the phase difference information 106 sent from the lock-in amplifier 80 to adjust the amplitude information 105 and the phase difference information 106 so as to become the target amplitude 103 and the target phase difference 104. An amplitude correction value 107 and a phase difference correction value 108 are calculated for this purpose. The control unit 64 outputs the calculated amplitude correction value 107 and phase difference correction value 108 to the deflection angle control unit 62 and the phase control unit 63, respectively.

振れ角制御部６２は、目標振幅１０３と振幅補正値１０７とから励振信号１０９を算出し、この励振信号１０９を位相遅延器６５に出力する。また、位相制御部６３は、目標位相差１０４と位相差補正値１０８とから励振信号の遅延量信号１１０を算出し、この遅延量信号１１０を位相遅延器６５に出力する。振れ角制御部６２および位相制御部６３では、励振信号１０９および遅延量信号１１０を算出するにあたり、例えば、ＰＩＤ制御などが利用される。位相遅延器６５は、レゾナントスキャナ２４の駆動部３０を動作させる制御信号（印可する励振電力）１１２を生成する。位相遅延器６５には、同期信号源２５から繰り返し周波数に同期したパルス信号１１１が入力されており、このパルス信号１１１と、励振信号１０９と、遅延量信号１１０とに基づき、制御信号（印可する励振電力）１１２が生成される。この構成によれば、ロックインアンプ８０が検出した振幅情報１０５および位相差情報１０６を用いて、目標振幅１０３および目標位相差１０４と同期して振動するようにレゾナントスキャナ２４の駆動部３０を動作させる制御信号（印可する励振電力）１１２が生成される。このため、この制御信号１１２に基づいて、レゾナントスキャナ２４を動作させることにより、レゾナントスキャナ２４のミラー１４の振幅及び位相差を精度良く（例えば、誤差０．０１％以上１％未満）制御することができ、ウエーハＷに対するレーザー加工精度の向上を図ることができる。さらに、制御信号１１２に基づいて、レゾナントスキャナ２４を動作させることにより、レゾナントスキャナ２４を含む周囲環境に温度変化があった場合でも安定してレゾナントスキャナ２４を制御することができる（選択する素材によっては、±１０℃以上の温度変化でも安定駆動が可能となる）。また、本実施形態では、ロックインアンプ８０を用いているため、振幅センサ３５の検出信号が微小、もしくは、ノイズが多い環境下であっても、この検出信号から振幅情報１０５および位相差情報１０６を検出することができ、レゾナントスキャナ２４を所定周波数（例えば、数百〜２０ｋＨｚ程度）でレーザー光線の走査を可能とする。 The deflection angle control unit 62 calculates the excitation signal 109 from the target amplitude 103 and the amplitude correction value 107 and outputs the excitation signal 109 to the phase delay unit 65. Further, the phase control unit 63 calculates a delay amount signal 110 of the excitation signal from the target phase difference 104 and the phase difference correction value 108, and outputs this delay amount signal 110 to the phase delay unit 65. In the deflection angle control unit 62 and the phase control unit 63, for example, PID control is used in calculating the excitation signal 109 and the delay amount signal 110. The phase delay unit 65 generates a control signal (applied excitation power) 112 for operating the drive unit 30 of the resonant scanner 24. The pulse signal 111 synchronized with the repetition frequency is input to the phase delay unit 65 from the synchronization signal source 25. Based on the pulse signal 111, the excitation signal 109, and the delay amount signal 110, a control signal (applied) is applied. Excitation power) 112 is generated. According to this configuration, the drive unit 30 of the resonant scanner 24 is operated so as to vibrate in synchronization with the target amplitude 103 and the target phase difference 104 using the amplitude information 105 and the phase difference information 106 detected by the lock-in amplifier 80. A control signal (applied excitation power) 112 to be generated is generated. Therefore, by operating the resonant scanner 24 based on the control signal 112, the amplitude and phase difference of the mirror 14 of the resonant scanner 24 can be controlled with high accuracy (for example, error 0.01% or more and less than 1%). Therefore, the laser processing accuracy for the wafer W can be improved. Furthermore, by operating the resonant scanner 24 based on the control signal 112, the resonant scanner 24 can be stably controlled even when the ambient environment including the resonant scanner 24 changes in temperature (depending on the material selected). Can be driven stably even with a temperature change of ± 10 ° C. or more). In the present embodiment, since the lock-in amplifier 80 is used, the amplitude information 105 and the phase difference information 106 are detected from the detection signal even in an environment where the detection signal of the amplitude sensor 35 is minute or noisy. The resonant scanner 24 can scan the laser beam at a predetermined frequency (for example, about several hundred to 20 kHz).

次に、ウエーハＷの裏面ＷＲにビアホールＶＨを形成する態様について説明する。図９は、レーザー加工によりビアホールが形成される状態を示す模式図である。図１０は、ビアホールが形成されたウエーハを示す平面図である。図１１は、図１０中のＸＩ部を拡大して示す平面図である。 Next, a mode in which the via hole VH is formed on the back surface WR of the wafer W will be described. FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which a via hole is formed by laser processing. FIG. 10 is a plan view showing a wafer in which via holes are formed. FIG. 11 is an enlarged plan view showing the XI portion in FIG.

レーザー光線発振器２２からレーザー光線Ｌを発振させると、図９に示すように、発振されたレーザー光線Ｌは、レゾナントスキャナ２４のミラー１４により偏向され、ウエーハＷの裏面ＷＲにビアホールＶＨを形成する。本実施形態では、ロックインアンプ８０を用いることで、レゾナントスキャナ２４の振幅と位相差とを高精度に制御することができる。このため、制御装置６０は、レゾナントスキャナ２４の振幅（振れ角）とレーザー光線発振器２２とを正確に同期させることにより、レゾナントスキャナ２４のミラー１４で偏向されたレーザー光線ＬをウエーハＷの所望の位置に照射することができる。これによれば、図１１に示すように、複数のビアホールＶＨを、ウエーハＷの所望の位置に並行して形成する同時多点加工を行うことができる。 When the laser beam L is oscillated from the laser beam oscillator 22, the oscillated laser beam L is deflected by the mirror 14 of the resonant scanner 24 to form a via hole VH on the back surface WR of the wafer W as shown in FIG. In the present embodiment, by using the lock-in amplifier 80, the amplitude and phase difference of the resonant scanner 24 can be controlled with high accuracy. For this reason, the control device 60 accurately synchronizes the amplitude (deflection angle) of the resonant scanner 24 with the laser beam oscillator 22 to bring the laser beam L deflected by the mirror 14 of the resonant scanner 24 into a desired position on the wafer W. Can be irradiated. According to this, as shown in FIG. 11, simultaneous multipoint processing for forming a plurality of via holes VH in parallel at desired positions of the wafer W can be performed.

なお、本実施形態では、１台のレゾナントスキャナ２４を用いることで、複数のビアホールＶＨを所望の直線上に離散的に並行して形成しているが、例えば、レゾナントスキャナを２つ設け、振幅（振れ角）を同じとし、かつ、位相差をそれぞれ９０°として各レゾナントスキャナを駆動させてもよい。この構成では、２つのレゾナントスキャナにより、レーザー光線Ｌの光軸を、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ偏向することができ、２次元的（例えば、正方形の頂点となる位置）に、ビアホールを形成することもできる。これにより、複数のビアホールを並行に形成することができ、熱の蓄積による溶融などのダメージを低減して加工品質を向上することができる。 In this embodiment, by using one resonant scanner 24, a plurality of via holes VH are discretely formed in parallel on a desired straight line. However, for example, two resonant scanners are provided and an amplitude is set. Each resonant scanner may be driven with the same (deflection angle) and a phase difference of 90 °. In this configuration, the optical axis of the laser beam L can be deflected, for example, in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, by two resonant scanners, and the via hole can be two-dimensionally (for example, a position that becomes the apex of the square). Can also be formed. As a result, a plurality of via holes can be formed in parallel, and damage such as melting due to heat accumulation can be reduced to improve processing quality.

次に、レゾナントスキャナの変形例について説明する。図１２は、変形例に係るレゾナントスキャナを示す模式図である。この変形例では、レゾナントスキャナ１５０を駆動する第１駆動部１３０および第２駆動部１４０を備える点で、上記したレゾナントスキャナ２４と構成を大きく異にしている。 Next, a modified example of the resonant scanner will be described. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a resonant scanner according to a modification. This modification is greatly different from the above-described resonant scanner 24 in that the first drive unit 130 and the second drive unit 140 that drive the resonant scanner 150 are provided.

レゾナントスキャナ１５０は、シャフト１２に直交して延びる２本の第１腕部１１５および第２腕部１２５を備え、第１駆動部１３０は、第１腕部１１５に設けられ、第２駆動部１４０は、第２腕部１２５に設けられている。第１駆動部１３０は、第１腕部１１５に巻き付けられるコイル１３２Ａ，１３２Ｂを有するコイル１３２と、このコイル１３２に交流電力を印加する電源部１３１とを備える。この図１２では、図示を省略しているが、第１腕部１１５の先端部１１５Ａ，１１５Ｂにそれぞれ磁石が配置されている。 The resonant scanner 150 includes two first arm portions 115 and second arm portions 125 extending orthogonally to the shaft 12, and the first driving unit 130 is provided on the first arm unit 115, and the second driving unit 140. Is provided on the second arm portion 125. The first drive unit 130 includes a coil 132 having coils 132 A and 132 B wound around the first arm unit 115, and a power supply unit 131 that applies AC power to the coil 132. In FIG. 12, although not shown, magnets are arranged at the tip portions 115 A and 115 B of the first arm portion 115.

同様に、第２駆動部１４０は、第２腕部１２５に巻き付けられるコイル１４２Ａ，１４２Ｂを有するコイル１４２と、このコイル１４２に交流電力を印加する電源部１４１とを備える。この図１２では、図示を省略しているが、第２腕部１２５の先端部１２５Ａ，１２５Ｂにそれぞれ磁石が配置されている。その他の構成は、上記したレゾナントスキャナ２４と同等であるため、説明を省略する。 Similarly, the second drive unit 140 includes a coil 142 having coils 142 A and 142 B wound around the second arm unit 125, and a power supply unit 141 that applies AC power to the coil 142. In FIG. 12, although not shown, magnets are disposed at the end portions 125 A and 125 B of the second arm portion 125. The other configuration is the same as that of the resonant scanner 24 described above, and thus the description thereof is omitted.

第１駆動部１３０および第２駆動部１４０の電源部１３１，１４１は、各コイル１３２，１４２にそれぞれ同一の所定周波数（例えば１０ｋＨｚ）の交流電力を印加する。電源部１３１，１４１は、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０に印加される交流電力の位相を調整可能に構成されている。具体的には、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０に交流電力を同位相で印加する第１パターンと、交流電力を逆位相（位相差π）で印加する第２パターンとを選択することができる。 The power supply units 131 and 141 of the first drive unit 130 and the second drive unit 140 apply AC power having the same predetermined frequency (for example, 10 kHz) to the coils 132 and 142, respectively. The power supply units 131 and 141 are configured to be able to adjust the phase of AC power applied to the first drive unit 130 and the second drive unit 140. Specifically, a first pattern in which AC power is applied to the first driving unit 130 and the second driving unit 140 in the same phase and a second pattern in which AC power is applied in the opposite phase (phase difference π) are selected. be able to.

交流電力を同位相で印加する第１パターンでは、シャフト１２を中心に、ミラー１４が振動する振幅（振れ角θ）を大きくすることができる。また、交流電力を逆位相で印加する第２パターンでは、位相差を持った周波数が合成されることにより、所定周波数よりも大きな周波数でミラー１４を振動させることができる。 In the first pattern in which AC power is applied in the same phase, the amplitude (deflection angle θ) at which the mirror 14 vibrates around the shaft 12 can be increased. Further, in the second pattern in which AC power is applied in the opposite phase, the mirror 14 can be vibrated at a frequency larger than the predetermined frequency by synthesizing the frequency having a phase difference.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the said embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention.

１レーザー加工装置
１０チャックテーブル（保持部）
１４ミラー
２０レーザー光線照射手段
２２レーザー光線発振器
２３集光レンズ
２４レゾナントスキャナ
２５同期信号源
３０駆動部
３５振幅センサ（センサ）
６１条件設定部
６２振れ角制御部
６３位相制御部
６４制御部
６５位相遅延器
８０ロックインアンプ
１０１基準信号
１０２センサ信号（検出信号）
１０３目標振幅
１０４目標位相差
１０５振幅情報
１０６位相差情報
１０７振幅補正値
１０８位相差補正値
１０９励振信号
１１０遅延量信号
１１１パルス信号
１１２制御信号
１１３制御信号
Ｌレーザー光線
ＶＨビアホール
Ｗウエーハ（被加工物） 1 Laser processing equipment 10 Chuck table (holding part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Mirror 20 Laser beam irradiation means 22 Laser beam oscillator 23 Condensing lens 24 Resonant scanner 25 Synchronous signal source 30 Drive part 35 Amplitude sensor (sensor)
61 Condition setting unit 62 Swing angle control unit 63 Phase control unit 64 Control unit 65 Phase delay unit 80 Lock-in amplifier 101 Reference signal 102 Sensor signal (detection signal)
103 target amplitude 104 target phase difference 105 amplitude information 106 phase difference information 107 amplitude correction value 108 phase difference correction value 109 excitation signal 110 delay amount signal 111 pulse signal 112 control signal 113 control signal L laser beam VH via hole W wafer (workpiece)

Claims

A holding part for holding a workpiece;
A laser beam oscillator that oscillates a laser beam;
A condenser lens that condenses the laser beam oscillated from the laser beam oscillator and irradiates the workpiece held by the holding unit;
A resonant scanner that is disposed between the laser beam oscillator and the condenser lens and deflects the optical axis of the laser beam by rotating a mirror at a predetermined frequency;
A synchronization signal source for generating a reference signal corresponding to the vibration of the resonant scanner from a pulse signal synchronized with a repetition frequency of a laser beam oscillated by the laser beam oscillator;
A sensor that detects a deflection angle and vibration of the resonant scanner and outputs a detection signal;
A condition setting unit for setting a deflection angle of the resonant scanner and a phase difference with the reference signal;
A lock-in amplifier to which a detection signal detected by the sensor and the reference signal from the synchronization signal source are input;
A deflection angle controller for controlling a deflection angle of the resonant scanner;
A phase control unit for controlling a phase difference between a vibration period of the resonant scanner and the reference signal;
A control unit that controls the deflection angle control unit and the phase control unit,
The lock-in amplifier uses the detection signal input from the sensor and the reference signal to detect a value of a deflection angle of the resonant scanner and a phase difference of vibration of the resonant scanner with respect to the reference signal, respectively. Output to the control unit,
The control unit uses the value of the shake angle and the phase difference of the vibration of the resonant scanner with respect to the reference signal to set the shake angle and the phase difference of the resonant scanner and the shake angle set by the condition setting unit. By calculating a correction value to be adjusted so as to obtain a phase difference and inputting the correction value to the shake angle control unit and the phase control unit, the resonant scanner can be configured to have the set shake angle and phase difference. Laser processing equipment that adjusts to vibrate in synchronization with the reference signal.

The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the reference signal is a signal obtained by dividing the pulse signal or the pulse signal in accordance with a vibration period of the resonant scanner.

The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the sensor is a magnetic detection type sensor.