JP2018130739A - レーザー加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素な構成で、ポリゴンミラーによって加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持するレーザー加工装置の提供。【解決手段】被加工物の保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハ１０へのレーザー光線照射手段２４と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とＸ方向に相対的に加工送りするＸ方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とＸ方向移動手段と直交するＹ方向に相対的に加工送りするＹ方向移動手段と、を含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー発振器２４２と、レーザー光線を所定の分散角度で分散しＸ方向にスキャンするポリゴンミラー２４５と、Ｘ方向にスキャンされたレーザー光線をウエーハに集光する集光器２４１と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器２４６と、から少なくとも構成されるレーザー加工装置が提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、ポリゴンミラーによってレーザー光線の照射方向を分散し、加工点に複数のレーザー光線を照射するレーザー加工装置に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に備えた切削装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
また、シリコン等の半導体基板の上面に低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が何層も積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハにおいては、切削ブレードで分割予定ラインを切削すると、分割予定ラインに積層された機能層が雲母のように剥離してデバイスの品質を低下させることから切削ブレードで分割予定ラインを切削する前にレーザー加工装置によって分割予定ライン上記積層されたＬｏｗ−ｋ膜を除去する技術が本出願人によって提案されている（特許文献１を参照。）。
更に、レーザー光線を分割予定ラインに照射してアブレーション加工によってＬｏｗ−ｋ膜を除去して分割溝を形成しようとすると、Ｌｏｗ−ｋ膜の溶融物が排出されずにレーザー光線によって形成される溝に埋め戻ることによって必要な幅の分割溝が形成されないおそれがあるため、十分な幅の分割溝を確保すべく分割予定ラインに沿ってレーザー光線を何度も照射しなければならず、生産性が悪いという問題がある。本出願人は、この問題に対処すべく、レーザー発振器と集光器との間にレーザー光線を加工方向に分散して加工点に複数のレーザー光線が照射されるレーザー加工装置を開発し、既に提案している（特許文献２を参照。）。
特開２００５−０６４２３１号公報 特開２０１５−０８５３４７号公報
上記特許文献２に記載された発明によれば、レーザー発振器と集光器との間にレーザー光線を加工方向に分散して加工点に複数のレーザー光線が照射されるように構成したことから、効率よくレーザー光線を加工方向に分散して加工点に複数のレーザー光線が照射させることができる。しかし、加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持しながら生産性を向上させるために、正回転のポリゴンミラーと、逆回転のポリゴンミラーとを設置して、ウエーハを往復加工する際に正回転のポリゴンミラーから逆回転のポリゴンミラーに切り替える構成となっており、構成が複雑になって故障を誘発するという問題を含んでいる。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、簡素な構成であっても、ポリゴンミラーによって加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持することができるレーザー加工装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、レーザー加工装置であって、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とをＸ方向に相対的に加工送りするＸ方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを該Ｘ方向と直交するＹ方向に相対的に加工送りするＹ方向移動手段と、を少なくとも含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器が発振したレーザー光線を所定の分散角度で分散しＸ方向にスキャンするポリゴンミラーと、Ｘ方向にスキャンされたレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に集光する集光器と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器と、から少なくとも構成されるレーザー加工装置が提供される。
該反転器は、イメージローテーションプリズムと、該分散角度の中央を回転軸として該イメージローテーションプリズムを９０度回転させる駆動部と、該ポリゴンミラーと該イメージローテーションプリズムとの間に配設され該分散角度で分散されたレーザー光線を平行光に修正する第一のリレーレンズと、該イメージローテーションプリズムと該集光器との間に配設され該イメージローテーションプリズムを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズと、から少なくとも構成され、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して往路で加工する際と、復路で加工する際とで、該イメージローテーションプリズムを９０度回転させてレーザー光線のスキャン方向を反転させるように構成することができる。
本発明によって構成されるレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とをＸ方向に相対的に加工送りするＸ方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを該Ｘ方向と直交するＹ方向に相対的に加工送りするＹ方向移動手段と、を少なくとも含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器が発振したレーザー光線を所定の分散角度で分散しＸ方向にスキャンするポリゴンミラーと、Ｘ方向にスキャンされたレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に集光する集光器と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器と、から少なくとも構成されるので、ポリゴンミラーによって加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持することができるレーザー加工装置を簡素な構成によって実現することができる。
本発明に基づいて構成されたレーザー加工装置の一実施形態を示す全体斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置に採用されるレーザー光線照射手段を説明するためのブロック図である。 図２に示すレーザー光線照射手段の反転器を構成するイメージローテーションプリズム及びそれを駆動する駆動モータと、イメージローテーションプリズムの反転原理を説明するための説明図である。
以下、本発明に基づき構成されるレーザー加工装置の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、本実施形態のレーザー加工装置２、及び被加工物であるウエーハ１０の全体斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、ウエーハ１０を保持する保持手段６と、静止基台２ａ上に配設され該保持手段６を移動させる移動手段８と、該保持手段６に保持されるウエーハ１０にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段２４と、該静止基台２ａ上の移動手段８の側方に立設される垂直壁部５１、及び該垂直壁部５１の上端部から水平方向に延びる水平壁部５２からなる枠体５０とを備えている。枠体５０の水平壁部５２内部には、該レーザー光線照射手段２４の光学系が内蔵されており、水平壁部５２の先端下面には、該レーザー光線照射手段２４の集光器２４１が配設されている。また、該集光器２４１に対しＸ方向に隣接した位置には、撮像手段２６が配設される。なお、保持手段６には、図中に拡大して示す環状のフレームＦに粘着テープＴを介して保持されたウエーハ１０が保持される。
該保持手段６は、図中に矢印Ｘで示すＸ方向において移動自在に基台２ａに搭載された矩形状のＸ方向可動板３０と、図中に矢印Ｙで示すＹ方向において移動自在にＸ方向可動板３０に搭載された矩形状のＹ方向可動板３１と、Ｙ方向可動板３１の上面に固定された円筒状の支柱３２と、支柱３２の上端に固定された矩形状のカバー板３３とを含む。カバー板３３には、Ｘ方向に蛇腹が配設され（図示は省略している。）、該カバー板３３上に形成されたＹ方向に伸びる長穴を通って上方に延びる円形状の被加工物を保持し、図示しない回転駆動手段により周方向に回転可能に構成されたチャックテーブル３４が配設されている。チャックテーブル３４の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック３５が配置されている。吸着チャック３５は、支柱３２を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。なお、Ｘ方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平である。
移動手段８は、Ｘ方向移動手段４０と、Ｙ方向移動手段４１と、を含む。Ｘ方向移動手段４０は、ボールねじ４０ａを介してモータ４０ｂの回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板３０に伝達し、基台２ａ上の案内レールに沿ってＸ方向可動板３０をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段４１は、ボールねじ４１ａを介してモータ４１ｂの回転運動を直線運動に変換し、Ｙ方向可動板３１に伝達し、Ｘ方向可動板３０上の案内レールに沿ってＹ方向可動板３１をＹ方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ方向移動手段４０、Ｙ方向移動手段４１、該回転駆動手段には、それぞれ位置検出手段が配設されており、チャックテーブル３４のＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、図示しない制御手段から指示される信号に基づいてＸ方向移動手段４０、Ｙ方向移動手段４１、及び該回転駆動手段が駆動され、任意の位置および角度にチャックテーブル３４を正確に位置付けることが可能になっている。
図２に基づいて、本発明のウエーハの加工装置を実現すべく構成されたレーザー光線照射手段２４をより具体的に説明する。図２（ａ）に示すように、レーザー光線照射手段２４は、シリコン（Ｓｉ）からなるウエーハ１０に対して吸収性を有する５３２ｎｍ波長のレーザー光線を該集光器２４１から照射するためのレーザー発振器２４２を備えている。レーザー発振器２４２から発振されたレーザー光線ＬＢは、透過率を調整することによりレーザー光線の出力を調整するアッテネータ２４３に入射される。アッテネータ２４３にて所望の出力に調整されたレーザー光線ＬＢは、反射ミラー２４４にて進行方向が変換され、進行方向が変換されたレーザー光線ＬＢは、ポリゴンミラー２４５に照射される。該ポリゴンミラー２４５は、図示しない駆動モータにより図中矢印２４５’で示す方向に回転させられることでレーザー光線ＬＢの反射方向を所定の分散角度をなすレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂの範囲で分散させる複数の反射面２４５ａを備えている。
ポリゴンミラー２４５の該反射面２４５ａにて反射されたレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂは、反転器２４６に照射される。該反転器２４６は、図に示すように、ポリゴンミラー２４５によって分散されるレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂを平行光に修正する第一のリレーレンズ２４６ａと、第一のリレーレンズ２４６ａによって平行光に修正されたレーザー光線が照射され、駆動モータ２４６ｂによって回転可能に構成されたイメージローテーションプリズム２４６ｃと、該イメージローテーションプリズム２４６ｃを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズ２４６ｄとから構成されている。該イメージローテーションプリズム２４６ｃは、外周部に配設された被駆動ギア２４６ｆと駆動モータ２４６ｂの駆動ギア２４６ｅとが噛み合うことで９０度回転させられるように構成される。
該反転器２４６は、図２（ａ）に示すように、ポリゴンミラー２４５の回転に伴うレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂのスキャン方向Ｄ１を反転させてスキャン方向Ｄ２として出射する状態と、図２（ｂ）に示すように、該入射されたレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂのスキャン方向Ｄ１を変更せずに、そのままスキャン方向Ｄ２’として出射する状態とに切換え可能に構成されている。そして、図２（ａ）に示すように、該反転器２４６によってレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂのスキャン方向がＤ２に反転される場合、該反転器２４６から出射されたレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂは、反射ミラー２４９によって反射され、該集光器２４１に内蔵されたテレセントリックｆθレンズ２４１ａによって集光され、チャックテーブル３４に保持されたウエーハ１０上に照射される。この際、該集光器２４１から照射されるレーザー光線は、該分散角度に応じた範囲、すなわち、レーザー光線ＬＢａの照射位置Ｐ１からレーザー光線ＬＢｂの照射位置Ｐ２で示す範囲で矢印Ｄ３により示す方向にスキャンされる。また、図２（ｂ）に示すように、該反転器２４６に入射されるレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂのスキャン方向Ｄ１が反転されずに維持されてスキャン方向Ｄ２’にて出射された場合は、該反転器２４６から出射されたレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂは、チャックテーブル３４に保持されたウエーハ１０上において、該分散角度に応じた範囲、すなわち、レーザー光線ＬＢａの照射位置Ｐ１’からレーザー光線ＬＢｂの照射位置Ｐ２’で示す位置の範囲で、矢印Ｄ３’で示す方向にスキャンされる。なお、ポリゴンミラー２４５によってもたらされる分散角度は、チャックテーブル３４上に照射されるレーザー光線の照射位置Ｐ１（Ｐ１’）から照射位置Ｐ２（Ｐ２’）までの距離が８ｍｍとなるように設定されている。
該反転器２４６を構成するイメージローテーションプリズム２４６ｃ、及び駆動モータ２４６ｂの構成の一例について、図３を参照しながら更に詳細に説明する。図に示すように、イメージローテーションプリズム２４６ｃは、所謂、像反転プリズムとして一般的に知られているものである。より具体的に説明すると、図３（ｂ）に示すように、レーザー光線が入射される入射面Ｑを備えた入射側プリズム２４６ｃ１と、出射面Ｒを備えた出射側プリズム２４６ｃ２とを、入射側プリズム２４６ｃ1の内側斜面Ｕと、出射側プリズム２４６ｃ２の内側斜面Ｖとの間に僅かな隙間２４６ｃ３を設けて対向させつつ、入射面Ｑと出射面Ｒとが平行になるように組み合わせることにより、外側傾斜面Ｓ、Ｔを有する側方視で略台形形状をなす組み合わせプリズムから構成することができる。
図３を参照しながら、該イメージローテーションプリズム２４６ｃによってスキャン方向が反転される原理について説明する。図３（ｂ）には、該イメージローテーションプリズム２４６ｃを側方視で台形形状をなす方向から見た状態を概略図で示し、レーザー光線の入射面Ｑにおける入射位置が矢印Ｗ１の方向（図３（ａ）の矢印ｄ１の方向）で移動する場合の光線経路ａ、ｂ、ｃが示されている。なお、光線経路ｂは、入射面Ｑの中心位置から入射されるものであり、光線経路ａ、ｃの入射位置は、光線経路ｂの入射位置を中心とした点対象の位置である。また、レーザー光線が光線経路ａで進行する場合を実線で、光線経路ｂで進行する場合を点線で、光線経路ｃで進行する場合を一点鎖線で示している。
図で示すように、レーザー光線は入射面Ｑに対して直角に入射するように設定されており、入射面Ｑに対し光線経路ａで入射したレーザー光線は、入射側プリズム２４６ｃ１の内側斜面Ｕ、更には外側傾斜面Ｔにて反射され、出射側プリズム２４６ｃ２の内側斜面Ｖに直角に入射する。そして、隙間２４６ｃ３を直進し、出射側プリズム２４６ｃ２に入光したレーザー光線は、出射面Ｒ、外側傾斜面Ｓ、内側斜面Ｖにて反射した後、出射面Ｒから出射される。また、光線経路ｂ、ｃも同様に、入射側プリズム２４６ｃ１側で２回、出射側プリズム２４６ｃ２で３回反射し、図３（ｂ）で示すような位置から出射される。図から明らかなように、入射面Ｑから入射された光線経路ａ、ｂ、ｃは、光線経路ｂを中心に１８０度回転された状態で出射面Ｒから照射されることになり、入射面Ｑ側でａ、ｂ、ｃの順、即ち図３（ｂ）において矢印Ｗ１で示す方向にレーザー光線がスキャンされると、出射面Ｒ側では矢印Ｗ２で示す方向にスキャン方向が反転される。また、図３（ａ）において入射面Ｑの中心にて矢印ｄ１と直交する矢印ｄ２で示す方向にレーザー光線をスキャンさせる場合は、該レーザー光線が図３（ｂ）の光線経路ｂで示す位置で、且つ紙面に垂直な方向にその入射位置が移動させられることになり、その場合の出射位置は、図３（ｂ）の出射面Ｒの光線経路ｂで示す位置で、且つ紙面に垂直な方向で移動することになるから、入射されるレーザー光線のスキャン方向は反転されることなくそのまま出射させられる。
本実施形態の反転器２４６は、上記したように、駆動モータ２４６ｂを備えており、図３（ａ）に示す状態からイメージローテーションプリズム２４６ｃを９０度回転させることができるように構成されている。よって、本実施形態のようにポリゴンミラー２４５により分散させられるレーザー光線のスキャン方向が固定されている場合は、該駆動モータ２４６ｂを駆動させてイメージローテ―ションプリズム２４６ｃの方向を９０度回転させることにより、イメージローテーションプリズム２４６ｃの入射面Ｑ上にてスキャンされる方向Ｄ１を、反転器２４６にてスキャン方向が反転される方向（図３（ａ）にて矢印ｄ１で示す方向）に一致させる状態（図２（ａ））と、入射面Ｑ上にてスキャンされる方向Ｄ１を、スキャン方向が反転されずに出射される方向（図３（ａ）の矢印ｄ２で示す方向）に一致させる状態（図２（ｂ））とで切替えることができる。
本発明のレーザー加工装置２は、概ね以上のような構成を備えており、レーザー加工装置２によって実施されるレーザー加工について以下に説明する。
図１に示すように、被加工物となるウエーハ１０に対してレーザー加工を実施するに際し、表面側の機能層に複数のデバイス１４が形成されたウエーハ１０を、保護テープＴを介して環状のフレームＦに支持された状態でチャックテーブル３４に載置し、吸引保持する。次いで、チャックテーブル３４を、移動手段８によって集光器２４１に対しＸ方向に隣接した位置に配設された撮像手段２６の直下に位置付ける。該ウエーハ１０が撮像手段２６の直下に位置付けられたならば、パターンマッチング等の画像処理手段を実行し、集光器２４１とウエーハ１０上の加工位置との位置合わせを実施し、位置合わせした結果は、図示しない制御手段に送られ記憶される（アライメント工程）。該アライメント工程を実施したならば、移動手段８を作動してチャックテーブル３４上のウエーハ１０の所定の分割予定ライン１２の一端部側（加工開始位置）を、集光器２４１の直下に位置付ける。このとき、集光器２４１から照射されるレーザー光線の集光点を、デバイス１４が形成された機能層の上面付近になるように位置付け、反転器２４６のイメージローテーションプリズム２４６ｃを予めスキャン方向が反転される位置になるように該制御手段により設定しておく。
次に、該制御手段により、レーザー光線発振器２４２、アッテネータ２４３を作動させ、ポリゴンミラー２４５を図示しないモータを作動することで、たとえば５０００回転／秒の回転速度で回転させ、チャックテーブル３４を図２（ａ）にて矢印Ｘで示す往路方向（図中右方から左方）に所定の加工送り速度で移動させて、該分割予定ライン１２に沿って所謂アブレーション加工を実施し分割溝を形成する。このとき、図に示すように、矢印Ｘで示すチャックテーブル３４が移動する往路方向に対して、ウエーハ１０上のスキャン方向Ｄ３は逆方向となる。
該往路方向にチャックテーブル３４を移動させながらレーザー加工を実行し、分割予定ライン１２の他端部側が集光器２４１の直下位置に達したならば、レーザー光線の照射を一旦停止し、チャックテーブル３４の移動を停止する。上記したレーザー加工においては、ポリゴンミラー２４５の作用により、チャックテーブル３４の移動速度に比して矢印Ｘの方向において高速で且つ繰り返しスキャンされるので、ウエーハ１０の分割予定ライン１２上にて重複してアブレーション加工が繰り返し施され、レーザー加工による溶融物が形成された分割溝に埋め戻されることを効果的に防止することができる。
なお、上記レーザー加工は、例えば、以下の加工条件で実施される。
レーザー光線の波長 ：５３２ｎｍ
繰り返し周波数 ：５ＭＨｚ
平均出力 ：１０Ｗ
加工送り速度 ：５００ｍｍ／秒
また、ポリゴンミラーは、例えば、以下のように構成される。
回転ミラーの数 ：１０枚
回転数 ：５０００回転／秒
スキャンパルス ：１００パルス
次に、該制御手段は、Ｙ方向移動手段４１を作動して、チャックテーブル３４をウエーハ１０に形成された分割予定ライン１２の間隔だけＹ方向（割り出し送り方向）に移動すると共に、隣接する分割予定ライン１２の他端部側を集光器２４１のレーザー光線照射位置に位置付ける。このとき、反転器２４６の駆動モータ２４６ｂを作動して、イメージローテーションプリズム２４６ｃを９０度回転させて、図２（ｂ）の状態とする。すなわち、入射面Ｑに入射されるレーザー光線ＬＢａ〜ＬＢｂのスキャン方向が反転されずに、そのままの方向Ｄ２’で出射面Ｒから出射される状態としておく。そして、集光器２４１から照射されるレーザー光線の集光点を、分割予定ライン１２におけるデバイス１４が形成された表面付近に位置付けて、上記した往路方向にチャックテーブル３４を移動させた場合と同様のレーザー加工条件にてレーザー光線を照射する。それと同時に、チャックテーブル３４を図２（ｂ）にて矢印Ｘで示す復路方向（図中左方から右方）に所定の加工送り速度で移動させて、該分割予定ライン１２に沿って所謂アブレーション加工を実施し、分割溝を形成する。図に示すように、この場合も、矢印Ｘで示すチャックテーブル３４の移動方向に対して、ウエーハ１０上のスキャン方向Ｄ３’は逆方向となる。このようにして、該復路方向に対してもチャックテーブル３４を移動させながらレーザー加工を実行し、分割予定ライン１２の一端部側が集光器２４１の直下位置に達したならば、レーザー光線の照射を一旦停止し、チャックテーブル３４の移動を停止する。このレーザー加工においても往路方向に移動させる場合と同様に、矢印Ｘの方向において８ｍｍの範囲で繰り返しスキャンするので、矢印Ｘの方向において分割予定ライン１２上にて重複してアブレーション加工が施され、形成される分割溝にレーザー加工によって溶融物が埋め戻されることを効果的に防止することができる。以降、移動手段８とレーザー光線照射手段２４を適宜作動させることにより、ウエーハ１０上の全ての分割予定ライン１２に対して同様のレーザー加工を施し、分割溝を形成するレーザー加工を実施する。
図２（ａ）、（ｂ）から理解されるように、本実施形態によれば、チャックテーブル３４を復路方向に移動させてレーザー加工を実施する場合においても、往路方向に移動させる場合のレーザー加工と同じ条件で加工することが可能になり、往路方向に移動させながらレーザー加工を実行した場合と、復路方向に移動させながらレーザー加工を実行した場合とで、分割予定ライン１２に対応する分割溝の加工品質を同一にすることができる。また、加工品質を同一にするための構成が、反転器２４６におけるイメージローテーションプリズム２４６ｃを９０度回転させる構成によって実現できるため、構成が複雑化したり、故障が誘発されたりすることがなく、メンテナンスの手間を削減することができる。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に含まれる範囲において、種々の変形例が想定される。例えば、上記した実施形態では、イメージローテーションプリズム２４６ｃを９０度回転させることにより、チャックテーブル３４が往路方向、復路方向のいずれに移動する場合も、レーザー光線がスキャンされる方向を逆方向とすることで分割溝を形成した場合の加工品質が同一となるようにしたが、本発明はこれに限定されず、チャックテーブル３４が移動する方向に対して設定されるイメージローテーション２４６ｃの方向を逆に設定し、チャックテーブル３４の移動方向に対して、レーザー光線のスキャン方向が順方向になるように設定することで、分割溝を形成する場合の加工品質を同一にしてもよい。
また、本実施形態では、反転器２４６に使用されるイメージローテーションプリズム２４６ｃを、入射側プリズム２４６ｃ１と出射側プリズム２４６ｃ２とを組み合わせることにより実現したが、本発明はこれに限定されず、像反転機能を奏するその他の光学手段、例えば、台形プリズム、梯形プリズム、ダブプリズム等を採用することもできる。
２：レーザー加工装置
６：保持手段
８：移動手段
１０：ウエーハ
１２：分割予定ライン
１４：デバイス
２４：レーザー光線照射手段
２４１：集光器
２４２：レーザー発振器
２４３：アッテネータ
２４５：ポリゴンミラー
２４６：反転器
２４６ｂ：駆動モータ
２４６ｃ：イメージローテーションプリズム
２６：撮像手段
４０：Ｘ方向移動手段
４１：Ｙ方向移動手段

Claims (2)

  1. レーザー加工装置であって、
    被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とをＸ方向に相対的に加工送りするＸ方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを該Ｘ方向と直交するＹ方向に相対的に加工送りするＹ方向移動手段と、を少なくとも含み、
    該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器が発振したレーザー光線を所定の分散角度で分散しＸ方向にスキャンするポリゴンミラーと、Ｘ方向にスキャンされたレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に集光する集光器と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器と、から少なくとも構成されるレーザー加工装置。
  2. 該反転器は、イメージローテーションプリズムと、該分散角度の中央を回転軸として該イメージローテーションプリズムを９０度回転させる駆動部と、該ポリゴンミラーと該イメージローテーションプリズムとの間に配設され該分散角度で分散されたレーザー光線を平行光に修正する第一のリレーレンズと、該イメージローテーションプリズムと該集光器との間に配設され該イメージローテーションプリズムを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズと、から少なくとも構成され、
    該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して往路で加工する際と、復路で加工する際とで、該イメージローテーションプリズムを９０度回転させてレーザー光線のスキャン方向を反転させる請求項１に記載のレーザー加工装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894739A (zh) * 2019-03-04 2019-06-18 无锡蓝智自动化科技有限公司 用于发动机气缸圈的全自动激光刻印装置
JP2022065693A (ja) * 2020-10-16 2022-04-28 国立大学法人信州大学 光学ユニット、並びにレーザー加工装置、レーザー加工方法、及び三次元加工装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204514A (ja) * 1990-11-30 1992-07-24 Citizen Watch Co Ltd 光ビームの走査装置
JPH04255819A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Citizen Watch Co Ltd 光ビ−ムの走査装置
JPH0628509A (ja) * 1992-07-07 1994-02-04 Copal Co Ltd マルチパタン光スキャニング装置
JP2013004877A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd レーザ照射装置及びレーザ照射方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3457422A (en) * 1967-02-21 1969-07-22 Ibm Optical system adapted for rotation of an image to be scanned with reference to a scanning path
US5166820A (en) * 1990-03-13 1992-11-24 Citizen Watch Co., Ltd. Light beam scanning apparatus
JP2005064231A (ja) 2003-08-12 2005-03-10 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の分割方法
JP4253708B2 (ja) * 2004-04-28 2009-04-15 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置
JP4204514B2 (ja) 2004-05-19 2009-01-07 日信工業株式会社 加工装置
CN101009519B (zh) * 2007-01-25 2010-09-01 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种双通结构的衍射光栅光信号监测仪
JP2011025279A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Disco Abrasive Syst Ltd 光学系及びレーザ加工装置
CN102950385A (zh) * 2012-11-16 2013-03-06 中科中涵激光设备（福建）股份有限公司 一种激光束旋转加工微小圆锥形孔的系统及方法
JP6189178B2 (ja) * 2013-10-29 2017-08-30 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6367048B2 (ja) * 2014-08-28 2018-08-01 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP2016068149A (ja) * 2014-10-02 2016-05-09 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN204679710U (zh) * 2015-06-12 2015-09-30 湖北久之洋红外系统股份有限公司 高清透雾连续变焦光学消旋装置
CN204964029U (zh) * 2015-10-10 2016-01-13 铁岭铁光仪器仪表有限责任公司 一体式双ccd比色测温系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204514A (ja) * 1990-11-30 1992-07-24 Citizen Watch Co Ltd 光ビームの走査装置
JPH04255819A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Citizen Watch Co Ltd 光ビ−ムの走査装置
JPH0628509A (ja) * 1992-07-07 1994-02-04 Copal Co Ltd マルチパタン光スキャニング装置
JP2013004877A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd レーザ照射装置及びレーザ照射方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894739A (zh) * 2019-03-04 2019-06-18 无锡蓝智自动化科技有限公司 用于发动机气缸圈的全自动激光刻印装置
CN109894739B (zh) * 2019-03-04 2024-04-09 无锡蓝智自动化科技有限公司 用于发动机气缸圈的全自动激光刻印装置
JP2022065693A (ja) * 2020-10-16 2022-04-28 国立大学法人信州大学 光学ユニット、並びにレーザー加工装置、レーザー加工方法、及び三次元加工装置

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