JP2019111542A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019111542A JP2019111542A JP2017245017A JP2017245017A JP2019111542A JP 2019111542 A JP2019111542 A JP 2019111542A JP 2017245017 A JP2017245017 A JP 2017245017A JP 2017245017 A JP2017245017 A JP 2017245017A JP 2019111542 A JP2019111542 A JP 2019111542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- mask member
- laser light
- laser beam
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910020177 SiOF Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000033999 Device damage Diseases 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
【課題】レーザ光の一部を遮蔽するマスク部材による該レーザ光の遮蔽に起因する損傷の発生を抑制する。【解決手段】レーザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を集光する集光レンズと、該レーザ発振器及び該集光レンズの間に配設され該レーザ発振器から発振されたレーザ光の一部を遮蔽するマスク部材と、を備えるレーザ加工装置であって、該マスク部材は、光を透過する透過部と、該透過部を囲繞し該レーザ光の該一部を反射する反射膜と、を備える。該マスク部材は、該レーザ光の該一部が該反射膜により反射された後に該レーザ発振器に戻るのを防止する戻り防止構造を備えてもよい。【選択図】図４
Description
本発明は、レーザ加工装置に関する。
半導体デバイスを搭載したＩＣチップ等のデバイスチップには、近年、デバイスに使用される配線層間の層間絶縁膜等として、誘電率の低いいわゆるＬｏｗ−ｋ膜が使用される。層間絶縁膜にＬｏｗ−ｋ膜を使用すると、配線層間に形成される寄生容量を低減でき、デバイスチップの処理能力等を向上できる。Ｌｏｗ−ｋ膜としては、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＢ（ボロシリケートガラス）等の無機系の膜やポリイミド系、パラキシリレン系等のポリマー膜である有機系の膜が知られている。
デバイスチップは、半導体でなる円板状のウェーハの表面に各デバイスを区画するように設定された複数の加工予定ラインに沿ってウェーハを分割することにより形成される。ウェーハの分割は、例えば、円環状の切削ブレードで該加工予定ラインに沿ってウェーハを切削することで実施される。しかし、Ｌｏｗ−ｋ膜は非常に脆い膜であることから、Ｌｏｗ−ｋ膜が形成されたウェーハを切削ブレードにより切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜がウェーハから剥離し、剥離がデバイスに達して該デバイスに損傷が生じてしまう。
そこで、パルス発振されたレーザ光を照射して機能層を除去し、該加工予定ラインの両側に該機能層の厚さよりも深い２条の加工溝を形成し、２条の該加工溝に挟まれた領域を切削ブレードにより切削するウェーハの分割方法が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、レーザ光により機能層を除去して予め加工溝を形成する場合でも、レーザ光の照射により該機能層がウェーハから剥離してデバイスの品質を低下させる場合があった。これは、加工予定ラインに沿って照射されるレーザ光のエネルギー密度がガウシアン分布となることに起因する。特に、ガウシアン分布となるエネルギー密度の分布の裾野部分が機能層の剥離の原因となる。
そこで、この裾野部分を削ぎ落すようにエネルギー分布を修正するエネルギー分布修正手段と、エネルギー分布が修正されたレーザ光のエネルギー密度を調整するエネルギー密度調整手段と、を備えるレーザ加工装置が提案されている（特許文献２参照）。
エネルギー分布修正手段は、例えば、マスク部材である。マスク部材は、この裾野部分を遮蔽してレーザ光のエネルギー分布を修正する。そのため、高出力なレーザ発振器を使用した場合に、マスク部材がレーザ光を吸収して焼けてしまい、マスク部材に損傷が生じてしまう。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ光の一部を遮蔽するマスク部材による該レーザ光の遮蔽に起因する損傷の発生を抑制できるレーザ加工装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、レーザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を集光する集光レンズと、該レーザ発振器及び該集光レンズの間に配設され該レーザ発振器から発振されたレーザ光の一部を遮蔽するマスク部材と、を備え、該マスク部材は、光を透過する透過部と、該透過部を囲繞し該レーザ光の該一部を反射する反射膜と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
なお、本発明の一態様において、該マスク部材は、該レーザ光の該一部が該反射膜により反射された後に該レーザ発振器に戻るのを防止する戻り防止構造を備えてもよい。該戻り防止構造は、該反射膜の該レーザ光を反射する面に形成された凹凸形状であってもよい。また、該戻り防止構造は、該透過部を透過するレーザ光の進行方向に直交する面に対する該反射膜の傾斜であってもよい。
本発明の一態様に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器から発振されたレーザ光の一部を遮蔽するマスク部材を備え、該マスク部材は、光を透過する透過部と、該透過部を囲繞し該レーザ光の該一部を反射する反射膜と、を備える。該マスク部材はレーザ光の一部を該反射膜で反射することで該レーザ光の該一部を遮蔽する。マスク部材は、遮蔽されるレーザ光の該一部を吸収しないため、マスク部材に損傷が生じない。
したがって、本発明により、レーザ光の一部を遮蔽するマスク部材による該レーザ光の遮蔽に起因する損傷の発生を抑制できるレーザ加工装置が提供される。
まず、本実施形態に係るレーザ加工装置の被加工物について説明する。図３は、被加工物１のレーザ加工を模式的に示す斜視図である。被加工物１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる基板である。被加工物１は、例えば、デバイスが形成された基板が樹脂により封止されたモールド樹脂基板でもよく、半導体ウェーハ及び樹脂の積層基板でもよい。
被加工物１の表面は交差する複数の加工予定ライン（ストリート）３で複数の領域に区画されており、区画された各領域にはＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス５が形成されている。最終的に、被加工物１が加工予定ライン３に沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。
デバイス５は、複数層の配線層と、各配線層間を絶縁する層間絶縁膜と、を含む機能層を有する。近年、配線層間に形成される寄生容量を低減するために、層間絶縁膜等に誘電率の低いいわゆるＬｏｗ−ｋ膜が使用される。層間絶縁膜にＬｏｗ−ｋ膜を使用すると、寄生容量を低減でき、デバイスチップの処理能力等を向上できる。Ｌｏｗ−ｋ膜としては、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＢ（ボロシリケートガラス）等の無機系の膜やポリイミド系、パラキシリレン系等のポリマー膜である有機系の膜が知られている。
被加工物１の裏面には、金属製のフレーム９に張られたテープ７が貼着される。被加工物１は、テープ７及びフレーム９と一体となったフレームユニットの状態で該レーザ加工装置に搬入され加工される。
テープ７は、可撓性を有するフィルム状の基材と、該基材の一方の面に形成された糊層（接着剤層）と、を有する。例えば、基材にはＰＯ（ポリオレフィン）が用いられる。ＰＯよりも剛性の高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が用いられても良い。また、糊層（接着剤層）には、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。
次に、本実施形態に係るレーザ加工装置２について、図１を用いて説明する。レーザ加工装置２は、被加工物１を吸引保持するチャックテーブル６と、該チャックテーブル６の上方に配設されたレーザ加工ユニット８と、を備える。レーザ加工装置２は、被加工物１の分割に先立ち、被加工物１の加工予定ライン３に沿ってパルス発振されたレーザ光を被加工物１に照射して、Ｌｏｗ−ｋ膜が使用された層間絶縁膜を含む機能層を加工予定ライン３に沿って除去する。
レーザ加工装置２の基台４の上面の前部には、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１０が設けられており、Ｘ軸ガイドレール１０にはＸ軸移動プレート１２がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動プレート１２の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１０に平行なＸ軸ボールねじ１４が螺合されている。Ｘ軸ボールねじ１４の一端には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。
Ｘ軸移動プレート１２の上には、チャックテーブル６を支持する支持台１８が配設され、該支持台１８上には該チャックテーブル６が配設される。チャックテーブル６は上面側に多孔質部材（不図示）を有する。多孔質部材の上面は、被加工物１を保持する保持面６ａとなる。チャックテーブル６は、保持面６ａに垂直な軸の周りに回転可能である。
チャックテーブル６は、多孔質部材に接続された吸引源（不図示）を有する。保持面６ａ上に被加工物１が載せられ、多孔質部材の孔を通して該被加工物１に対して吸引源により生じた負圧を作用させると、被加工物１はチャックテーブル６に吸引保持される。また、チャックテーブル６の周囲には、フレーム９を固定するクランプ６ｂが備えられている。
Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｘ軸移動プレート１２はＸ軸ガイドレール１０に沿ってＸ軸方向に移動する。一対のＸ軸ガイドレール１０と、Ｘ軸移動プレート１２と、Ｘ軸ボールねじ１４と、Ｘ軸パルスモータ１６と、は、チャックテーブル６に保持される被加工物１をＸ軸方向に加工送りする加工送りユニットとして機能する。すなわち、Ｘ軸方向が加工送り方向となる。
レーザ加工装置２の基台４の上面の後部には、Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に沿った一対のＹ軸ガイドレール２０が設けられている。Ｙ軸ガイドレール２０には、支持体２２がスライド可能に取り付けられている。支持体２２は、Ｙ軸ガイドレール２０に取り付けられた基部２２ａと、該基部２２ａに立設する壁部２２ｂと、を備える。
支持体２２の基部２２ａの下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２０に平行なＹ軸ボールねじ２４が螺合されている。Ｙ軸ボールねじ２４の一端には、Ｙ軸パルスモータ２６が連結されている。
Ｙ軸パルスモータ２６でＹ軸ボールねじ２４を回転させると、支持体２２はＹ軸ガイドレール２０に沿ってＹ軸方向に移動する。一対のＹ軸ガイドレール２０と、Ｙ軸ボールねじ２４と、Ｙ軸パルスモータ２６と、は、後述のレーザ加工ユニット８をＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニットとして機能する。すなわち、Ｙ軸方向が割り出し送り方向となる。
支持体２２の壁部２２ｂの後面側には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直なＺ軸方向に沿った一対のＺ軸ガイドレール２８が配設されている。Ｚ軸ガイドレール２８には、ユニットホルダ３０がスライド可能に取り付けられている。ユニットホルダ３０の壁部２２ｂに相対する面にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２８に平行なＺ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。Ｚ軸ボールねじの一端には、Ｚ軸パルスモータ３２が連結されている。
Ｚ軸パルスモータ３２でＺ軸ボールねじを回転させると、ユニットホルダ３０はＺ軸ガイドレール２８に沿ってＺ軸方向に移動する。一対のＺ軸ガイドレール２８と、Ｚ軸ボールねじと、Ｚ軸パルスモータ３２と、は、レーザ加工ユニット８をＺ軸方向に昇降させる昇降ユニットとして機能する。
ユニットホルダ３０には、レーザ加工ユニット８が固定されている。レーザ加工ユニット８は、チャックテーブル６の保持面６ａ上に保持された被加工物１に対してパルス発振されたレーザ光を照射し、被加工物１を加工する機能を有する。
レーザ加工ユニット８は、チャックテーブル６の上方に位置する加工ヘッド３４と、該加工ヘッド３４に隣接する撮像ユニット３６と、を備える。撮像ユニット３６は、チャックテーブル６に保持された被加工物１の表面を撮像でき、加工予定ライン３に沿って被加工物１にレーザ光を照射できるようにアライメントを実施する際に用いられる。
レーザ加工ユニット８の構成について、図２を用いて詳述する。図２は、レーザ加工ユニット８の構成を模式的に示す側面図である。図２に示す通り、レーザ加工ユニット８は、レーザ光４０を発振するレーザ発振器３８と、ミラー４２と、リレーレンズ４６と、シリンドリカルレンズ４８と、集光レンズ５０と、を備える。レーザ加工ユニット８は、レーザ発振器３８と、集光レンズ５０と、の間のレーザ光４０の光路にマスク部材４４を備える。
レーザ発振器３８は、被加工物１に対して吸収性を有する波長のレーザ光４０を発振する機能を有する。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ等を媒体とし発振される波長３５５ｎｍのレーザ光が用いられる。被加工物１のレーザ加工時には、例えば、パルス幅４０ｎｓ以下、周波数１００ｋＨｚ、出力２０Ｗ以下との条件でレーザ光４０が発振される。加工時には、被加工物１の加工送り速度７００ｍｍ／ｓ〜１０００ｍｍ／ｓ、各加工ラインにおける照射回数３回〜４回との条件で被加工物１に該レーザ光４０が照射される。
レーザ発振器３８で発振されたレーザ光４０は、ミラー４２により所定の方向に反射され、リレーレンズ４６と、集光レンズ５０と、を経て、チャックテーブル６に保持された被加工物１に照射される。リレーレンズ４６と、集光レンズ５０と、の間に配されたシリンドリカルレンズ４８は、例えば、レーザ光４０を被加工物１の加工送り方向に直交する方向に長軸を有する楕円形状のレーザ光に変形する機能を有する。
レーザ光４０を被加工物１に照射して加工溝を形成し、Ｌｏｗ−ｋ膜を含む機能層を除去すると機能層が被加工物１から剥離する場合があり、被加工物１から形成されるデバイスチップの品質を低下させる場合があった。これは、加工予定ライン３に沿って照射されるレーザ光４０のエネルギー密度がガウシアン分布となることに起因する。特に、ガウシアン分布となるエネルギー密度の分布の裾野部分が機能層の剥離の原因となる。
マスク部材４４は、この裾野部分を削ぎ落すようにエネルギー分布を修正するエネルギー分布修正手段として機能する。図４（Ａ）は、マスク部材４４の一例を示す斜視図である。図４（Ａ）に示すマスク部材４４ａは、ステンレス鋼、セラミックス、石英等の材料で形成された基材５２ａと、該基材５２ａを上下に貫く透過部５４ａ（貫通孔）と、を含む。
該透過部５４ａの形状は、例えば、該シリンドリカルレンズ４８により楕円形状に変形されるレーザ光４０の長軸に沿った方向に長辺を有する矩形状とされる。マスク部材４４ａの透過部５４ａにレーザ光４０を透過させると、レーザ光４０のエネルギー密度の分布の裾野部分にあたる一部が遮蔽されて、エネルギー密度の分布が修正される。
マスク部材４４ａの上面には、透過部５４ａを囲繞する反射膜５６ａが形成されている。該反射膜５６ａが形成されていない場合、レーザ光４０の出力が高くなると、マスク部材４４ａの基材５２ａがレーザ光４０の該一部を吸収して基材５２ａに損傷が生じる場合がある。
これに対して、本発明の一態様に係るレーザ加工装置２は、マスク部材４４ａの上面に反射膜５６ａを備え、レーザ光４０の該一部を反射膜５６ａで反射するため、レーザ光４０の該一部は基材５２ａに到達せず、基材５２ａに損傷が生じない。ただし、反射膜５６ａにより反射されたレーザ光４０の該一部が逆進してレーザ発振器３８に到達すると、レーザ発振器３８に損傷を生じさせたりレーザ発振器３８の動作を不安定化させたりすることがある。
そこで、本実施形態に係るレーザ加工装置２において、マスク部材４４ａは、レーザ光４０の該一部が反射膜５６ａにより反射された後にレーザ発振器３８に戻るのを防止する戻り防止構造を備えるのが好ましい。以下、戻り防止構造について説明する。
図５（Ａ）は、戻り防止構造を備えたマスク部材４４ｃの一例を示す断面図である。マスク部材４４ｃでは、反射膜５６ｃのレーザ光４０の一部を反射する面に凹凸形状が形成されている。反射膜５６ｃは、例えば、上面に凹凸形状を有する基材５２ｃの上面に金属等を蒸着することで形成される。レーザ発振器３８により発振されマスク部材４４ｃに到達するレーザ光４０ａの一部は反射膜５６ｃにより反射されるが、反射膜５６ｃの上面が凹凸形状であるため、反射されたレーザ光４０ｂは散乱する。
したがって、反射されたレーザ光４０ｂがレーザ発振器３８に戻りレーザ発振器３８に損傷を生じさせることもなく、レーザ発振器３８の動作を不安定化させることもない。すなわち、反射膜４６ｃの上面の凹凸形状は、戻り防止構造として機能する。そして、透過部５４ｃを透過しエネルギー分布が修正されたレーザ光４０ａが被加工物１に照射される。
マスク部材の他の例について、図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ｂ）は、戻り防止構造を備えたマスク部材の他の一例を模式的に示す断面図である。図５（Ｂ）に示されたマスク部材４４ｄでは、透過部５４ｄを透過するレーザ光４０ａの進行方向に直交する面に対して反射膜５６ｄが傾斜する。例えば、反射膜５６ｄは、透過部５４ｄの一方側と、該透過部５４ｄの他方側と、が互いに逆方向に傾斜する。
そのため、レーザ発振器３８により発振されマスク部材４４ｄに到達するレーザ光４０ａの一部は、該レーザ光４０ａの進行方向以外の方向に反射される。したがって、反射膜５６ｄにより反射されたレーザ光４０ｂがレーザ発振器３８に戻り、該レーザ発振器３８に悪影響を与える恐れはない。すなわち、マスク部材４４ｄでは、反射膜５６ｄの傾斜が戻り防止構造として機能する。
なお、マスク部材４４ｄを使用すると、反射されたレーザ光４０ｂは特定の方向に進行するため、該レーザ光４０ｂの進行方向のレーザ加工ユニット８の内部に該レーザ光４０ｂを吸収又は散乱する部材を設けても良い。
さらに、マスク部材の他の例について、図６（Ａ）を用いて説明する。図６（Ａ）は、戻り防止構造を備えたマスク部材の一例を模式的に示す断面図である。図６（Ａ）に示されたマスク部材４４ｅには、透過部５４ｅとして基材５２ｅの厚さ方向から傾いた方向に沿った貫通孔が設けられている。マスク部材４４ｅは、レーザ光４０ａの進行方向に該貫通孔の貫通方向が合うように向きが調整されてレーザ加工ユニット８の内部に配設される。
したがって、マスク部材４４ｅにおいても透過部５４ｅを透過するレーザ光４０ａの進行方向に直交する面に対して反射膜５６ｅが傾斜する。この傾斜が戻り防止構造として機能する。この場合、反射膜５６ｅにより反射されたレーザ光４０ｂは一方向に進行するため、反射されたレーザ光４０ｂの進行方向に該レーザ光４０ｂを吸収又は散乱するために設けられる部材は一つで良い。
また、マスク部材のさらに他の例について、図６（Ｂ）を用いて説明する。図６（Ｂ）は、戻り防止構造を備えたマスク部材の他の一例を模式的に示す断面図である。図６（Ｂ）に示されたマスク部材４４ｆの基材５２ｆは、レーザ光４０ａの波長の光を透過する部材で形成される。
該基材５２ｆの上に形成される反射膜５６ｆには開口が形成されており、マスク部材４４ｆにレーザ光４０ａを進行させると、レーザ光４０ａの一部が反射膜５６ｆにより反射され、レーザ光４０ａの該一部以外が該開口を進み基材５２ｆを透過する。したがって、該開口がマスク部材４４ｆの透過部５４ｆを規定する。
マスク部材４４ｆでは、レーザ光４０ａの進行方向に直交する面に対する反射膜５６ｆの傾斜の角度を任意の角度にできる。そのため、該角度を変更することで、レーザ光４０ａの進行方向に直交する方向における透過部５４ｆの幅を変更でき、レーザ光４０ａのエネルギー密度の分布に応じて該幅を設定できる。
以上に説明した通り、本実施形態に係るレーザ加工装置２では、レーザ発振器３８から発振されたレーザ光４０の一部がマスク部材４４の反射膜により反射される。マスク部材４４は、遮蔽されるレーザ光４０の該一部を吸収しないため、マスク部材４４に損傷が生じない。したがって、レーザ光４０の一部を遮蔽するマスク部材４４によるレーザ光４０の遮蔽に起因する損傷の発生を抑制できるレーザ加工装置２が提供される。
また、マスク部材４４が戻り防止構造を備える場合、マスク部材４４の反射膜により反射されたレーザ光はレーザ発振器３８に戻らない。そのため、レーザ発振器３８の損傷の発生や動作の不安定化が抑制される。
反射膜が配設されたマスク部材４４を備えるレーザ加工ユニット８による被加工物１のレーザ加工について説明する。まず、テープ７を介して被加工物１をチャックテーブル６の保持面６ａ上に搬入し、クランプ６ｂにフレーム９を把持させ、被加工物１に負圧を作用させ、チャックテーブル６に被加工物１を保持させる。
次に、撮像ユニット３６ユニットにより被加工物１の表面を撮像し、加工予定ライン３に沿って被加工物１をレーザ加工できるように、加工送りユニットと、割り出し送りユニットと、を制御して被加工物１及び加工ヘッド３４を所定の位置に位置付ける。図３は、被加工物１をレーザ加工する様子を模式的に示す斜視図である。
次に、レーザ発振器３８にパルス発振によりレーザ光４０を発振させ、被加工物１にレーザ光４０を照射して被加工物１を加工予定ライン３に沿ってレーザ加工し、機能層を除去する。照射されるレーザ光４０はマスク部材４４を透過するため、エネルギー密度の分布がマスク部材４４により修正され、該分布の裾野部分が削られる。そのため、被加工物１をレーザ加工しても機能層は剥離せず、その後、被加工物１が分割されて形成されるデバイスチップの品質が低下しない。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記の実施形態では、矩形の平面形状を有する透過部５４ａを備えるマスク部材４４ａについて説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、本発明の一態様に係るレーザ加工装置２では、マスク部材４４が円形の平面形状を有する透過部を備えていても良い。
図４（Ｂ）は、マスク部材の他の一例を模式的に示す斜視図である。図４（Ｂ）に示す通り、レーザ加工装置２は、円形の平面形状を有する透過部５４ｂを備えるマスク部材４４ｂを備えてもよい。マスク部材４４ｂでは、基材５２ｂ及び該基材５２ｂ上の反射膜５６ｂに円形の貫通孔が形成されており、該貫通孔が透過部５４ｂとして機能する。さらに、マスク部材４４ｂは、反射膜５６ｂにより反射されたレーザ光４０がレーザ発振器３８に戻るのを防止する戻り防止構造を備えても良い。
また、マスク部材４４は、例えば、シリンドリカルレンズ４８と、集光レンズ５０と、の間の光路に配設されてもよい。この場合、シリンドリカルレンズ４８により楕円形状に変形されたレーザ光がマスク部材４４に進行され、エネルギー密度の分布が修正される。そのため、透過部の形状及び反射膜の開口の形状は、シリンドリカルレンズ４８により変形されたレーザ光のエネルギー密度の分布を修正できる形状とされる。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１ 被加工物
３ 加工予定ライン
５ デバイス
７ テープ
９ フレーム
２ レーザ加工装置
４ 基台
６ チャックテーブル
６ａ 保持面
６ｂ クランプ
８ レーザ加工ユニット
１０，２０，２８ ガイドレール
１２ Ｘ軸移動プレート
１４，２４ ボールねじ
１６，２６，３２ パルスモータ
１８ 支持台
２２ 支持体
２２ａ 基部
２２ｂ 壁部
３０ ユニットホルダ
３４ 加工ヘッド
３６ 撮像ユニット
３８ レーザ発振器
４０，４０ａ，４０ｂ レーザ光
４２ ミラー
４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ マスク部材
４６ リレーレンズ
４８ シリンドリカルレンズ
５０ 集光レンズ
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ 基材
５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ，５４ｆ 透過部
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ，５６ｆ 反射膜
３ 加工予定ライン
５ デバイス
７ テープ
９ フレーム
２ レーザ加工装置
４ 基台
６ チャックテーブル
６ａ 保持面
６ｂ クランプ
８ レーザ加工ユニット
１０，２０，２８ ガイドレール
１２ Ｘ軸移動プレート
１４，２４ ボールねじ
１６，２６，３２ パルスモータ
１８ 支持台
２２ 支持体
２２ａ 基部
２２ｂ 壁部
３０ ユニットホルダ
３４ 加工ヘッド
３６ 撮像ユニット
３８ レーザ発振器
４０，４０ａ，４０ｂ レーザ光
４２ ミラー
４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ マスク部材
４６ リレーレンズ
４８ シリンドリカルレンズ
５０ 集光レンズ
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ 基材
５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ，５４ｆ 透過部
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ，５６ｆ 反射膜
Claims (4)
- レーザ光を発振するレーザ発振器と、
該レーザ発振器から発振されたレーザ光を集光する集光レンズと、
該レーザ発振器及び該集光レンズの間に配設され該レーザ発振器から発振されたレーザ光の一部を遮蔽するマスク部材と、を備え、
該マスク部材は、光を透過する透過部と、該透過部を囲繞し該レーザ光の該一部を反射する反射膜と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 該マスク部材は、該レーザ光の該一部が該反射膜により反射された後に該レーザ発振器に戻るのを防止する戻り防止構造を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
- 該戻り防止構造は、該反射膜の該レーザ光を反射する面に形成された凹凸形状であることを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
- 該戻り防止構造は、該透過部を透過するレーザ光の進行方向に直交する面に対する該反射膜の傾斜であることを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017245017A JP2019111542A (ja) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | レーザ加工装置 |
| US16/210,272 US20190193199A1 (en) | 2017-12-21 | 2018-12-05 | Laser processing apparatus |
| KR1020180155751A KR20190075805A (ko) | 2017-12-21 | 2018-12-06 | 레이저 가공 장치 |
| CN201811540040.XA CN109940282A (zh) | 2017-12-21 | 2018-12-17 | 激光加工装置 |
| TW107146040A TW201929065A (zh) | 2017-12-21 | 2018-12-20 | 雷射加工裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017245017A JP2019111542A (ja) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019111542A true JP2019111542A (ja) | 2019-07-11 |
Family
ID=66949282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017245017A Pending JP2019111542A (ja) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | レーザ加工装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190193199A1 (ja) |
| JP (1) | JP2019111542A (ja) |
| KR (1) | KR20190075805A (ja) |
| CN (1) | CN109940282A (ja) |
| TW (1) | TW201929065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7353171B2 (ja) | 2019-12-26 | 2023-09-29 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07178577A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-18 | Murata Mfg Co Ltd | レーザーマーキング用マスク |
| JPH10109186A (ja) * | 1996-10-01 | 1998-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ光による配線基板の加工方法及びその装置 |
| JP2002028798A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-29 | Nippon Steel Chem Co Ltd | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| US20060163223A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Shiyu Zhang | Methods and apparatus for truncating an image formed with coherent radiation |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05277776A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Toshiba Corp | レーザビーム用マスク装置 |
| US6080959A (en) * | 1999-03-12 | 2000-06-27 | Lexmark International, Inc. | System and method for feature compensation of an ablated inkjet nozzle plate |
| JP4694845B2 (ja) | 2005-01-05 | 2011-06-08 | 株式会社ディスコ | ウエーハの分割方法 |
| JP5536344B2 (ja) | 2009-01-09 | 2014-07-02 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
-
2017
- 2017-12-21 JP JP2017245017A patent/JP2019111542A/ja active Pending
-
2018
- 2018-12-05 US US16/210,272 patent/US20190193199A1/en not_active Abandoned
- 2018-12-06 KR KR1020180155751A patent/KR20190075805A/ko unknown
- 2018-12-17 CN CN201811540040.XA patent/CN109940282A/zh active Pending
- 2018-12-20 TW TW107146040A patent/TW201929065A/zh unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07178577A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-18 | Murata Mfg Co Ltd | レーザーマーキング用マスク |
| JPH10109186A (ja) * | 1996-10-01 | 1998-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ光による配線基板の加工方法及びその装置 |
| JP2002028798A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-29 | Nippon Steel Chem Co Ltd | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| US20060163223A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Shiyu Zhang | Methods and apparatus for truncating an image formed with coherent radiation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7353171B2 (ja) | 2019-12-26 | 2023-09-29 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190193199A1 (en) | 2019-06-27 |
| TW201929065A (zh) | 2019-07-16 |
| KR20190075805A (ko) | 2019-07-01 |
| CN109940282A (zh) | 2019-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009021476A (ja) | ウエーハの分割方法 | |
| JP2008028113A (ja) | ウエーハのレーザー加工方法 | |
| CN107017159B (zh) | 封装基板的加工方法 | |
| JP2006032419A (ja) | ウエーハのレーザー加工方法 | |
| KR20160088808A (ko) | 웨이퍼의 가공 방법 | |
| KR101530390B1 (ko) | 레이저 가공 장치 | |
| JP6985060B2 (ja) | ウエーハの加工方法 | |
| JP2020068316A (ja) | ウェーハの加工方法 | |
| JP2019111542A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2015133437A (ja) | ウェーハの加工方法 | |
| TWI744499B (zh) | 晶圓的雷射加工方法 | |
| US9455149B2 (en) | Plate-like object processing method | |
| KR20200101841A (ko) | 칩 및 프레임체 중 적어도 어느 것을 제조하는 방법 | |
| JP2005142303A (ja) | シリコンウエーハの分割方法および分割装置 | |
| KR20150102164A (ko) | 기판 절단장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치 제조방법 | |
| KR102488216B1 (ko) | 웨이퍼의 가공 방법 | |
| KR102488215B1 (ko) | 웨이퍼의 가공 방법 | |
| JP2014121718A (ja) | レーザー加工装置 | |
| JP2013010124A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2015142015A (ja) | 半導体ウェーハの加工方法 | |
| JP7286238B2 (ja) | 複数のチップを製造する方法 | |
| TWI834663B (zh) | 被加工物之加工方法 | |
| KR20240035335A (ko) | 레이저 가공 장치 | |
| TW202402434A (zh) | 晶圓的加工方法以及晶圓的加工裝置 | |
| JP2013081949A (ja) | 半導体基板のアブレーション加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210713 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210714 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220125 |