JP2021087975A - Laser machining device - Google Patents
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Abstract
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.
特許文献１に開示のレーザー加工装置では、ウェーハにレーザービームを照射することによって、ウェーハをアブレーション加工して、Ｘ軸方向に延在する分割溝を形成する。形成された分割溝に沿ってウェーハを分割することによって、ウェーハを小片化したチップを製造している。
In the laser processing apparatus disclosed in
分割溝の幅は、チップを多く生産するために、狭くされる。このために、形成される分割溝幅に対応した幅を有するスリットが用いられる。スリットを通過することによって幅が狭くなったレーザービームを、ウェーハに照射することによって、幅の狭い分割溝を形成することができる。 The width of the dividing groove is narrowed in order to produce a large number of chips. For this purpose, a slit having a width corresponding to the width of the divided groove to be formed is used. By irradiating the wafer with a laser beam whose width is narrowed by passing through the slit, a narrow dividing groove can be formed.
このようなスリットを用いるために、スリットが形成された板（マスク板）が採用されている。従来、マスク板には、特許文献１および特許文献２に開示のように、幅の異なる複数のスリットが並んで配置されている。マスク板を移動させることにより、使用されるスリットが切り換えられる。
In order to use such a slit, a plate (mask plate) in which the slit is formed is adopted. Conventionally, as disclosed in
しかし、連続的なレーザー加工による加工熱の影響および時間経過によって、レーザー発振器から発振されるレーザービームの光軸がずれて、レーザービームの中心とスリットの中心とがずれる事がある。このような中心ズレが生じると、スリットを通過したレーザービームの出力が、スリットの幅方向で均一にならない。このため、形成された溝に、溝の幅方向において深さ差が生じる（溝の底面が凸凹に形成され溝が歪になる）など、加工不良が発生する可能性がある。 However, due to the influence of processing heat due to continuous laser processing and the passage of time, the optical axis of the laser beam oscillated from the laser oscillator may shift, and the center of the laser beam and the center of the slit may shift. When such a center shift occurs, the output of the laser beam that has passed through the slit is not uniform in the width direction of the slit. For this reason, there is a possibility that processing defects may occur in the formed groove, such as a depth difference in the width direction of the groove (the bottom surface of the groove is formed unevenly and the groove becomes distorted).
したがって、本発明の目的は、スリット幅の中心とレーザービームの中心とを良好に一致させることにある。 Therefore, an object of the present invention is to make the center of the slit width and the center of the laser beam match well.
本発明のレーザー加工装置（本レーザー加工装置）は、該保持面によって被加工物を保持する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ビームの照射によって加工するレーザー加工手段と、該チャックテーブルを該レーザー加工手段に対して該保持面に平行なＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、該チャックテーブルを該レーザー加工手段に対して該保持面に平行で該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、を備えるレーザー加工装置であって、該レーザー加工手段は、該レーザービームを発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器から発振されたレーザービームを集光する集光器と、該レーザー発振器と該集光器との間に配設され、該レーザービームの光軸方向に直交する方向であるＷ軸方向における該レーザービームのエネルギー分布を、裾野部分が垂直なガウシアン分布に修正するエネルギー分布修正手段と、を備え、該エネルギー分布修正手段は、該Ｘ軸方向の第１幅と該Ｗ軸方向における互いに異なる第２幅とによって画定される矩形に形成された複数のスリットが、該Ｗ軸方向に所定の間隔で配置されているマスク板と、該マスク板を該Ｗ軸方向に移動させるマスク板移動手段と、該集光器により集光されたレーザービームのエネルギー量を測定するパワーメータと、を備え、制御手段をさらに有しており、該制御手段は、該スリットと該マスク板に配置されている該スリットの位置とを示した配置表と、該マスク板に配置された複数の該スリットの内の１つを選択する選択部と、該選択部によって選択された該スリットを該レーザービームの光軸に進入させるように、該マスク板移動手段を用いて該マスク板を該Ｗ軸方向に移動させること、および、該マスク板を、該Ｗ軸方向において、−Ｗ方向および＋Ｗ方向にそれぞれ連続的に移動させながら、該パワーメータによって該レーザービームのエネルギー量を測定し、該レーザービームのエネルギー量が最大となるように、該マスク板の該Ｗ軸方向における位置を調整すること、を実施する制御部と、を備える。 The laser processing apparatus of the present invention (the present laser processing apparatus) includes a chuck table that holds a work piece by the holding surface and a laser processing means that processes the work piece held by the chuck table by irradiating a laser beam. An X-axis moving means for moving the chuck table in the X-axis direction parallel to the holding surface with respect to the laser processing means, and an X-axis moving means for moving the chuck table parallel to the holding surface with respect to the laser processing means. A laser processing apparatus including a Y-axis moving means for moving in the Y-axis direction orthogonal to the direction, wherein the laser processing means includes a laser oscillator that oscillates the laser beam and a laser beam oscillated from the laser oscillator. The energy distribution of the laser beam in the W-axis direction, which is arranged between the laser oscillator and the concentrator and is orthogonal to the optical axis direction of the laser beam. An energy distribution correcting means for correcting a Gaussian distribution having a vertical base portion is provided, and the energy distribution correcting means is defined by a first width in the X-axis direction and a second width different from each other in the W-axis direction. A plurality of rectangular slits are collected by a mask plate arranged at predetermined intervals in the W-axis direction, a mask plate moving means for moving the mask plate in the W-axis direction, and a condenser. It is equipped with a power meter for measuring the amount of energy of the emitted laser beam, and further has a control means, and the control means indicates the slit and the position of the slit arranged on the mask plate. A selection table for selecting one of the plurality of slits arranged on the mask plate, and the slit selected by the selection unit so as to enter the optical axis of the laser beam. The mask plate is moved in the W-axis direction by using the mask plate moving means, and the mask plate is continuously moved in the −W direction and the + W direction in the W-axis direction. It is provided with a control unit that measures the energy amount of the laser beam with a power meter and adjusts the position of the mask plate in the W-axis direction so that the energy amount of the laser beam is maximized. ..
本レーザー加工装置では、制御部は、レーザービームのエネルギー量が最大となるように、マスク板のＷ軸方向における位置を調整する。これにより、選択されたスリットの中心と、レーザービームの光軸の中心とが一致し、レーザービームの端部が、スリットによって、対称的に遮られる。その結果、レーザービームのエネルギー分布が、Ｗ軸方向において対称となる。これにより、被加工物に、適切な形状を有する分割溝を形成することができる。 In this laser processing apparatus, the control unit adjusts the position of the mask plate in the W-axis direction so that the amount of energy of the laser beam is maximized. As a result, the center of the selected slit coincides with the center of the optical axis of the laser beam, and the end portion of the laser beam is symmetrically blocked by the slit. As a result, the energy distribution of the laser beam becomes symmetrical in the W-axis direction. As a result, a dividing groove having an appropriate shape can be formed on the workpiece.
また、本レーザー加工装置では、選択されたスリットをレーザービームの光軸に進入させるためにマスク板を移動させる方向が、Ｘ軸方向に直交するＷ軸方向である。このため、マスク板の移動に伴って、スリットの中心とレーザービームの光軸の中心とがＸ軸方向にずれることを、抑制することができる。 Further, in this laser processing apparatus, the direction in which the mask plate is moved in order to allow the selected slit to enter the optical axis of the laser beam is the W-axis direction orthogonal to the X-axis direction. Therefore, it is possible to prevent the center of the slit and the center of the optical axis of the laser beam from shifting in the X-axis direction as the mask plate moves.
また、本レーザー加工装置では、スリットの中心とレーザービームの光軸の中心とを一致させるためにマスク板の位置を調整する方向も、Ｗ軸方向である。このため、１つの移動手段であるマスク板移動手段によって、マスク板の移動および調整を実施することができる。これにより、装置を簡素化することが可能になる。また、移動手段を少なくしたことにより、レーザー加工手段への熱影響を小さくすることができる。その結果、高精度なレーザー加工を実現することができる。 Further, in this laser processing apparatus, the direction of adjusting the position of the mask plate in order to match the center of the slit with the center of the optical axis of the laser beam is also the W-axis direction. Therefore, the mask plate can be moved and adjusted by one moving means, the mask plate moving means. This makes it possible to simplify the device. Further, by reducing the number of transportation means, the heat effect on the laser processing means can be reduced. As a result, high-precision laser machining can be realized.
図１に示すレーザー加工装置１０は、レーザービームによるアブレーション加工によって、ウェーハ１に分割溝を形成するものである。
The
レーザー加工装置１０は、直方体状の基台１１、基台１１の一端に立設された立壁部１３、および、レーザー加工装置１０の各部材を制御する制御手段５１を備えている。
The
基台１１の上面には、チャックテーブル４３を移動させるチャックテーブル移動機構１４が設けられている。チャックテーブル移動機構１４は、チャックテーブル４３を、Ｘ軸方向に加工送りするとともに、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向にインデックス送りする。
A chuck
チャックテーブル移動機構１４は、チャックテーブル４３を備えたチャックテーブル部４０、チャックテーブル４３をインデックス送り方向であるＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段２０、および、チャックテーブル４３を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段３０を備えている。チャックテーブル４３は、ウェーハ１を保持するための保持面４４を備えている。
The chuck
Ｙ軸移動手段２０は、チャックテーブル４３を、レーザー加工手段１２に対して、保持面４４に平行でＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させる。
The Y-axis moving means 20 moves the chuck table 43 with respect to the laser processing means 12 in the Y-axis direction parallel to the
Ｙ軸移動手段２０は、Ｙ軸方向に延びる一対のガイドレール２３、ガイドレール２３に載置されたＹ軸テーブル２４、ガイドレール２３と平行に延びるボールネジ２５、および、ボールネジ２５を回転させる駆動モータ２６を含んでいる。
The Y-axis moving means 20 includes a pair of
一対のガイドレール２３は、Ｙ軸方向に平行に、基台１１の上面に配置されている。Ｙ軸テーブル２４は、一対のガイドレール２３上に、これらのガイドレール２３に沿ってスライド可能に設置されている。Ｙ軸テーブル２４上には、Ｘ軸移動手段３０およびチャックテーブル部４０が載置されている。
The pair of
ボールネジ２５は、Ｙ軸テーブル２４の下面側に設けられたナット部（図示せず）に螺合されている。駆動モータ２６は、ボールネジ２５の一端部に連結されており、ボールネジ２５を回転駆動する。ボールネジ２５が回転駆動されることで、Ｙ軸テーブル２４、Ｘ軸移動手段３０およびチャックテーブル部４０が、ガイドレール２３に沿って、インデックス送り方向（Ｙ軸方向）に移動する。
The
Ｘ軸移動手段３０は、チャックテーブル４３を、レーザー加工手段１２に対して、保持面４４に平行なＸ軸方向に移動させる。
The X-axis moving means 30 moves the chuck table 43 with respect to the laser processing means 12 in the X-axis direction parallel to the
Ｘ軸移動手段３０は、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール３１、ガイドレール３１上に載置されたＸ軸テーブル３２、ガイドレール３１と平行に延びるボールネジ３３、および、ボールネジ３３を回転させる駆動モータ３５を備えている。
The X-axis moving means 30 is a drive for rotating a pair of
一対のガイドレール３１は、Ｘ軸方向に平行に、Ｙ軸テーブル２４の上面に配置されている。Ｘ軸テーブル３２は、一対のガイドレール３１上に、これらのガイドレール３１に沿ってスライド可能に設置されている。Ｘ軸テーブル３２上には、チャックテーブル部４０およびパワーメータ８０が載置されている。
The pair of
ボールネジ３３は、Ｘ軸テーブル３２の下面側に設けられたナット部（図示せず）に螺合されている。駆動モータ３５は、ボールネジ３３の一端部に連結されており、ボールネジ３３を回転駆動する。ボールネジ３３が回転駆動されることで、Ｘ軸テーブル３２およびチャックテーブル部４０が、ガイドレール３１に沿って、加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動する。
The ball screw 33 is screwed into a nut portion (not shown) provided on the lower surface side of the X-axis table 32. The
チャックテーブル部４０は、被加工物の一例としてのウェーハ１を保持するために用いられる。図１に示すように、ウェーハ１は、リングフレームＦ、粘着テープＴおよびウェーハ１を含むワークセットＷＳとして、チャックテーブル部４０に保持される。
The chuck table portion 40 is used to hold the
チャックテーブル部４０は、ウェーハ１を保持するチャックテーブル４３、チャックテーブル４３の周囲に設けられたクランプ部４５、および、チャックテーブル４３を支持するθテーブル４７を有している。θテーブル４７は、Ｘ軸テーブル３２の上面に、ＸＹ平面内で回転可能に設けられている。
チャックテーブル４３は、ウェーハ１を吸着保持するための部材である。チャックテーブル４３は、円板状に形成されており、θテーブル４７上に設けられている。
The chuck table portion 40 has a chuck table 43 for holding the
The chuck table 43 is a member for sucking and holding the
チャックテーブル４３の上面には、ポーラスセラミックス材を含む保持面４４が形成されている。この保持面４４は、吸引源（図示せず）に連通されることが可能である。チャックテーブル４３の周囲には、支持アームを含む４つのクランプ部４５が設けられている。４つのクランプ部４５は、エアアクチュエータ（図示せず）により駆動されることで、チャックテーブル４３に保持されているウェーハ１の周囲のリングフレームＦを、四方から挟持固定する。
A holding
レーザー加工装置１０の立壁部１３は、チャックテーブル移動機構１４の後方に立設されている。立壁部１３の前面に、レーザー加工手段１２が設けられている。
The
レーザー加工手段１２は、チャックテーブル４３に保持されたウェーハ１を、レーザービームを照射することによって加工する。本実施形態では、レーザー加工手段１２は、ウェーハ１をレーザービームによってアブレーション加工することによって、ウェーハ１に分割溝を形成する。
The laser processing means 12 processes the
レーザー加工手段１２は、ウェーハ１にレーザービームを照射する加工ヘッド１８、および、加工ヘッド１８を支持するアーム部１７を有している。
The laser processing means 12 has a
アーム部１７は、立壁部１３から、チャックテーブル移動機構１４の方向に突出している。加工ヘッド１８は、チャックテーブル移動機構１４におけるチャックテーブル部４０のチャックテーブル４３あるいはパワーメータ８０に対向するように、アーム部１７の先端に支持されている。
The
アーム部１７および加工ヘッド１８の内部には、レーザー加工手段１２の光学系が設けられている。
The optical system of the laser processing means 12 is provided inside the
図１および図２に示すように、レーザー加工手段１２は、アーム部１７内に、レーザービームＬを発振するレーザー発振器６１、レーザー発振器６１から発振されたレーザービームを平行光に調整するためのビームエキスパンダ６２、および、レーザービームＬのエネルギー分布を修正するエネルギー分布修正器６３を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing means 12 has a
また、図２に示すように、レーザー加工手段１２は、加工ヘッド１８内に、レーザービームＬを反射する反射ミラー６５、および、レーザービームＬを集光して出力する集光器（集光レンズ）６６を有している。
Further, as shown in FIG. 2, the laser processing means 12 includes a
レーザー発振器６１は、たとえば固体レーザー光源である。レーザー発振器６１は、アーム部１７内において、−Ｙ方向にレーザービームＬを発振する。レーザービームＬのエネルギー分布は、ガウシアン分布によって近似することができる。したがって、レーザービームＬのエネルギーは、Ｗ軸方向の断面では、矢印Ａに示すような分布を有する。
The
ここで、Ｗ軸方向は、レーザービームＬの光軸方向（進行方向）に直交するとともに、加工送り方向であるＸ軸方向（図２の紙面に垂直な方向）に直交する方向である。したがって、Ｗ軸方向は、アーム部１７内ではＺ軸方向と一致し、加工ヘッド１８内ではＹ軸方向と一致する。
Here, the W-axis direction is orthogonal to the optical axis direction (traveling direction) of the laser beam L and is orthogonal to the X-axis direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) which is the processing feed direction. Therefore, the W-axis direction coincides with the Z-axis direction in the
エネルギー分布修正器６３は、レーザー発振器６１と集光器６６との間に配設されている。エネルギー分布修正器６３は、レーザービームＬの一部を遮光することが可能なように構成されており、レーザービームＬにおけるＷ軸方向のエネルギー分布の修正に寄与する。
The
エネルギー分布修正器６３を経たレーザービームＬは、加工ヘッド１８内の反射ミラー６５によって−Ｚ方向に反射され、集光器６６に導かれる。集光器６６は、レーザービームＬを集光して、加工ヘッド１８の外部に向けて、−Ｚ方向に照射する。
The laser beam L that has passed through the
集光器６６によって集光されたレーザービームＬは、図１に示したウェーハ１を加工する際には、チャックテーブル４３上のウェーハ１に照射される。
The laser beam L focused by the
一方、レーザービームＬにおけるエネルギー分布の修正時には、図２に示すように、レーザービームＬは、パワーメータ８０に照射される。
On the other hand, when the energy distribution in the laser beam L is corrected, the laser beam L irradiates the
以下に、レーザー加工装置１０におけるエネルギー分布修正手段について説明する。エネルギー分布修正手段は、レーザービームＬにおけるＷ軸方向のエネルギー分布を、矢印Ｂによって示すように、裾野部分が垂直なガウシアン分布に修正する。これにより、レーザービームＬの幅（Ｗ軸方向の長さ）が設定される。
The energy distribution correction means in the
レーザー加工装置１０におけるエネルギー分布修正手段は、エネルギー分布修正器６３に加えて、図２に示すパワーメータ８０を含む。
The energy distribution correction means in the
図２に示すように、エネルギー分布修正器６３は、レーザービームＬの光軸上に配置されたマスク板７０と、マスク板７０をＷ軸方向に移動させるマスク板移動手段７１と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
図２および図３に示すように、マスク板７０は、アーム部１７内でのレーザービームＬの光軸に垂直な面であるＺＸ面に平行となるように、アーム部１７内に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、マスク板７０は、複数のスリットＳ１〜Ｓ３を備えている。スリットＳ１〜Ｓ３は、アーム部１７内でのＷ軸方向（Ｚ軸方向）に沿って、所定の間隔で配置されている。各スリットＳ１〜Ｓ３は、矩形形状を有しており、互いに共通するＸ軸方向の第１幅ＨＸと、互いに異なるＷ軸方向の第２幅ＨＷ１〜ＨＷ３とによって画定されている。
なお、本実施形態では、スリットＳ１の第２幅ＨＷ１、スリットＳ２の第２幅ＨＷ２、および、スリットＳ３の第２幅ＨＷ３は、ＨＷ１＜ＨＷ２＜ＨＷ３の関係にある。
Further, the
In the present embodiment, the second width HW1 of the slit S1, the second width HW2 of the slit S2, and the second width HW3 of the slit S3 have a relationship of HW1 <HW2 <HW3.
マスク板移動手段７１は、マスク板７０をＷ軸方向（Ｚ軸方向）に移動させる。本実施形態では、マスク板移動手段７１によってマスク板７０をＷ軸方向に移動させることにより、レーザービームＬが通過するスリットを選択することが可能となっている。
The mask plate moving means 71 moves the
図１および図２に示したパワーメータ８０は、レーザービームＬの進行方向における集光器６６の下流に配置されている。パワーメータ８０は、集光器６６によって集光されたレーザービームＬの照射を受ける。これにより、パワーメータ８０は、集光器６６によって集光されたレーザービームＬのエネルギー量を測定する。
The
制御手段５１は、レーザー加工装置１０の各部材を制御して、ウェーハ１に対するアブレーション加工を実施する。
The control means 51 controls each member of the
また、制御手段５１は、図２に示したマスク板移動手段７１を制御して、アブレーション加工によってウェーハ１に形成される分割溝の幅および形状を調整するために、レーザービームＬのエネルギー分布修正を実施する。
Further, the control means 51 corrects the energy distribution of the laser beam L in order to control the mask plate moving means 71 shown in FIG. 2 and adjust the width and shape of the dividing groove formed in the
すなわち、制御手段５１は、マスク板移動手段７１を制御して、マスク板７０をＷ軸方向（Ｚ軸方向）に移動させることによって、マスク板７０のスリットＳ１〜Ｓ３のなかから、レーザービームＬを透過させるスリットを選択する。
That is, the control means 51 controls the mask plate moving means 71 to move the
選択されたスリットを抜けたレーザービームＬは、集光器６６によって集光されて、外部に照射される。そして、外部に照射されるレーザービームＬの幅（Ｗ軸方向の長さ）は、選択されたスリットの幅に応じた値となる。さらに、レーザービームＬの幅は、ウェーハ１に形成される分割溝の幅（Ｙ軸方向の長さ）に対応する。
The laser beam L passing through the selected slit is focused by the
したがって、本実施形態にかかるエネルギー分布修正では、制御手段５１は、作業者の望む適切な幅のスリットを選択するように、マスク板移動手段７１を制御する。 Therefore, in the energy distribution correction according to the present embodiment, the control means 51 controls the mask plate moving means 71 so as to select a slit having an appropriate width desired by the operator.
さらに、制御手段５１は、選択されたスリットの中心（幅の中心）がレーザービームＬの光軸の中心と一致するように、マスク板移動手段７１を制御する。 Further, the control means 51 controls the mask plate moving means 71 so that the center (center of the width) of the selected slit coincides with the center of the optical axis of the laser beam L.
選択されたスリットの中心がレーザービームＬの光軸の中心と一致している場合、スリットを透過したレーザービームＬのエネルギー分布は、垂直な裾野部分を有する適切なガウシアン分布となる。これにより、ウェーハ１に形成される分割溝の形状を、所望の形状とすることができる。
If the center of the selected slit coincides with the center of the optical axis of the laser beam L, the energy distribution of the laser beam L through the slit will be an appropriate Gaussian distribution with a vertical base. As a result, the shape of the dividing groove formed on the
以下に、エネルギー分布修正手段によるエネルギー分布修正の動作について説明する。
図２に示すように、制御手段５１は、スリットの配置表５２、スリットを選択する選択部５３、および、マスク板移動手段７１を制御する制御部５４を備えている。
The operation of energy distribution correction by the energy distribution correction means will be described below.
As shown in FIG. 2, the control means 51 includes a slit arrangement table 52, a
配置表５２は、スリットＳ１〜Ｓ３と、マスク板７０に配置されているスリットＳ１〜Ｓ３の位置とを示すものである。すなわち、配置表５２は、各スリットＳ１〜Ｓ３におけるマスク板７０上の位置を示す情報を含んでいる。
The arrangement table 52 shows the slits S1 to S3 and the positions of the slits S1 to S3 arranged on the
エネルギー分布修正では、まず、選択部５３が、たとえば作業者からの指示に基づいて、マスク板７０に配置された複数のスリットＳ１〜Ｓ３の内の１つを選択する。
In the energy distribution correction, first, the
次に、制御部５４が、たとえば配置表５２に基づいて、選択部５３によって選択されたスリットを、レーザービームＬの光軸に進入させるように、マスク板移動手段７１を用いて、マスク板７０をＷ軸方向に移動させる（マスク板移動工程）。
Next, the
さらに、制御部５４は、マスク板７０を、Ｗ軸方向において、−Ｗ方向および＋Ｗ方向にそれぞれ連続的に、たとえば僅かずつ移動させながら、パワーメータ８０によってレーザービームＬのエネルギー量を測定する。そして、制御部５４は、パワーメータ８０によって測定されるレーザービームＬのエネルギー量が最大となるように、マスク板７０のＷ軸方向における位置を調整する（マスク板調整工程）。
Further, the
たとえば、図３に示すように、選択されたスリットであるスリットＳ２を、マスク板移動工程においてレーザービームＬの光軸に進入させたとき、スリットＳ２の中心Ｓｏと、レーザービームＬの光軸の中心Ｌｏとが、Ｗ軸方向（Ｚ軸方向）において僅かにずれることがある。 For example, as shown in FIG. 3, when the selected slit S2 is brought into the optical axis of the laser beam L in the mask plate moving step, the center So of the slit S2 and the optical axis of the laser beam L The center Lo may be slightly deviated in the W-axis direction (Z-axis direction).
この場合、レーザービームＬの端部が、スリットＳ２によって、非対称に（歪に）遮られる。その結果、図４に示すように、レーザービームＬのエネルギー分布（密度）が、Ｗ軸方向において非対称となる。この状態でウェーハ１に分割溝を形成すると、形成された分割溝に、Ｗ軸方向（Ｙ軸方向）において深さ差が生じ、溝の底面が凸凹になるなどの加工不良（形状不良）が発生する可能性がある。
また、分割予定ラインにＬＯＷ−Ｋ膜が形成されていて、レーザー加工でＬＯＷ−Ｋ膜を分断させる加工の場合には、ＬＯＷ−Ｋ膜が分断されていなかったり、分断されたＬＯＷ−Ｋ膜の片側が捲れ上がったりする、という加工不良が発生する可能性がある。
In this case, the end of the laser beam L is asymmetrically (distorted) blocked by the slit S2. As a result, as shown in FIG. 4, the energy distribution (density) of the laser beam L becomes asymmetric in the W-axis direction. When a dividing groove is formed on the
Further, in the case where the LOW-K film is formed on the scheduled division line and the LOW-K film is divided by laser processing, the LOW-K film is not divided or the LOW-K film is divided. There is a possibility that processing defects such as one side of the laser being rolled up may occur.
そこで、本実施形態では、制御部５４は、マスク板移動工程の後、マスク板調整工程を実施する。このマスク板調整工程において、制御部５４は、レーザービームＬのエネルギー量が最大となるように、マスク板７０のＷ軸方向における位置を調整する。この調整により、図３および図５に示す例では、マスク板７０が、矢印Ｃによって示すように、−Ｗ方向に下げられる。
Therefore, in the present embodiment, the
これにより、図５に示すように、スリットＳ２の中心Ｓｏと、レーザービームＬの光軸の中心Ｌｏとが一致し、レーザービームＬの端部が、スリットＳ２によって、対称的に遮られる。その結果、図６に示すように、レーザービームＬのエネルギー分布（密度）が、Ｗ軸方向において対称となる。これにより、ウェーハ１に、適切な形状を有する分割溝を形成することができる。
As a result, as shown in FIG. 5, the center So of the slit S2 and the center Lo of the optical axis of the laser beam L coincide with each other, and the end portion of the laser beam L is symmetrically blocked by the slit S2. As a result, as shown in FIG. 6, the energy distribution (density) of the laser beam L becomes symmetrical in the W-axis direction. As a result, a dividing groove having an appropriate shape can be formed on the
また、本実施形態では、マスク板移動工程において、選択されたスリットをレーザービームＬの光軸に進入させるためにマスク板７０を移動させる方向が、Ｘ軸方向に直交するＷ軸方向（Ｚ軸方向）である。このスリットの移動方向は、ウェーハ１に対してＹ軸方向であるため、マスク板７０の移動に伴って、スリットの中心ＳｏとレーザービームＬの光軸の中心ＬｏとがＸ軸方向にずれることを、抑制することができる。
Further, in the present embodiment, in the mask plate moving step, the direction in which the
また、本実施形態では、マスク板移動工程においてスリットを切換える為にマスク板７０を移動させる方向と、スリットの中心ＳｏとレーザービームＬの光軸の中心Ｌｏとを一致させるためにマスク板７０の位置を調整する方向とが、ともにＷ軸方向である。このため、１つの移動手段であるマスク板移動手段７１によって、マスク板７０の移動および調整を実施することができる。これにより、装置を簡素化することが可能になる。また、移動手段を少なくしたことにより、レーザー加工手段１２（レーザー光学系）への熱影響を小さくすることができる。その結果、高精度なレーザー加工を実現することができる。
Further, in the present embodiment, the direction in which the
１：ウェーハ、ＷＳ：ワークセット、
１０：レーザー加工装置、１１：基台、
１４：チャックテーブル移動機構、２０：Ｙ軸移動手段、３０：Ｘ軸移動手段、
４０：チャックテーブル部、４３：チャックテーブル、４４：保持面、
１２：レーザー加工手段、
１７：アーム部、１８：加工ヘッド、
６１：レーザー発振器、６２：ビームエキスパンダ、
６５：反射ミラー、６６：集光器、
Ｌ：レーザービーム、Ｌｏ：レーザービームの中心、
６３：エネルギー分布修正器、
７０：マスク板、７１：マスク板移動手段、８０：パワーメータ、
Ｓ１〜Ｓ３：スリット、Ｓｏ：スリットの中心
５１：制御手段、５２：配置表、５３：選択部、５４：制御部
1: Wafer, WS: Workset,
10: Laser processing equipment, 11: Base,
14: Chuck table moving mechanism, 20: Y-axis moving means, 30: X-axis moving means,
40: Chuck table part, 43: Chuck table, 44: Holding surface,
12: Laser processing means,
17: Arm part, 18: Processing head,
61: Laser oscillator, 62: Beam expander,
65: Reflective mirror, 66: Condenser,
L: Laser beam, Lo: Center of laser beam,
63: Energy distribution corrector,
70: Mask plate, 71: Mask plate moving means, 80: Power meter,
S1 to S3: Slit, So: Center of slit 51: Control means, 52: Arrangement table, 53: Selection unit, 54: Control unit
Claims (1)
該レーザー加工手段は、
該レーザービームを発振するレーザー発振器と、
該レーザー発振器から発振されたレーザービームを集光する集光器と、
該レーザー発振器と該集光器との間に配設され、該レーザービームの光軸方向に直交する方向であるＷ軸方向における該レーザービームのエネルギー分布を、裾野部分が垂直なガウシアン分布に修正するエネルギー分布修正手段と、を備え、
該エネルギー分布修正手段は、
該Ｘ軸方向の第１幅と該Ｗ軸方向における互いに異なる第２幅とによって画定される矩形に形成された複数のスリットが、該Ｗ軸方向に所定の間隔で配置されているマスク板と、
該マスク板を該Ｗ軸方向に移動させるマスク板移動手段と、
該集光器により集光されたレーザービームのエネルギー量を測定するパワーメータと、を備え、
制御手段をさらに有しており、
該制御手段は、
該スリットと該マスク板に配置されている該スリットの位置とを示した配置表と、
該マスク板に配置された複数の該スリットの内の１つを選択する選択部と、
該選択部によって選択された該スリットを該レーザービームの光軸に進入させるように、該マスク板移動手段を用いて該マスク板を該Ｗ軸方向に移動させること、および、該マスク板を、該Ｗ軸方向において、−Ｗ方向および＋Ｗ方向にそれぞれ連続的に移動させながら、該パワーメータによって該レーザービームのエネルギー量を測定し、該レーザービームのエネルギー量が最大となるように、該マスク板の該Ｗ軸方向における位置を調整すること、を実施する制御部と、
を備えるレーザー加工装置。 A chuck table that holds the work piece by the holding surface, a laser processing means that processes the work piece held on the chuck table by irradiating a laser beam, and a holding surface that holds the chuck table with respect to the laser processing means. An X-axis moving means for moving the chuck table in the X-axis direction parallel to the laser processing means, and a Y-axis moving means for moving the chuck table in the Y-axis direction parallel to the holding surface and orthogonal to the X-axis direction with respect to the laser processing means. A laser processing device equipped with,
The laser processing means is
A laser oscillator that oscillates the laser beam and
A condenser that collects the laser beam oscillated from the laser oscillator, and
The energy distribution of the laser beam in the W-axis direction, which is arranged between the laser oscillator and the concentrator and is orthogonal to the optical axis direction of the laser beam, is corrected to a Gaussian distribution in which the base portion is vertical. With energy distribution correction means
The energy distribution correction means
A mask plate in which a plurality of rectangular slits defined by a first width in the X-axis direction and a second width different from each other in the W-axis direction are arranged at predetermined intervals in the W-axis direction. ,
A mask plate moving means for moving the mask plate in the W-axis direction,
A power meter for measuring the amount of energy of the laser beam focused by the condenser is provided.
It has more control means
The control means
An arrangement table showing the slits and the positions of the slits arranged on the mask plate, and
A selection unit that selects one of the plurality of slits arranged on the mask plate, and
The mask plate is moved in the W-axis direction by using the mask plate moving means so that the slit selected by the selection unit enters the optical axis of the laser beam, and the mask plate is moved. In the W-axis direction, the energy amount of the laser beam is measured by the power meter while continuously moving in the −W direction and the + W direction, respectively, and the mask is used so that the energy amount of the laser beam is maximized. A control unit that adjusts the position of the plate in the W-axis direction, and
Laser processing equipment equipped with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019219669A JP2021087975A (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Laser machining device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019219669A JP2021087975A (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Laser machining device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021087975A true JP2021087975A (en) | 2021-06-10 |
Family
ID=76218908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019219669A Pending JP2021087975A (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | Laser machining device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021087975A (en) |
-
2019
- 2019-12-04 JP JP2019219669A patent/JP2021087975A/en active Pending
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