JP2022069032A - Laser processing device - Google Patents

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利夫 土屋
Toshio Tsuchiya
修 大町
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Abstract

To provide a laser processing device which detects contamination risk of an optical component in advance, and can previously prevent troubles.SOLUTION: A laser processing device comprises a chuck table for holding a work-piece, a laser oscillator, a condenser for condensing laser beam 21 oscillated from the laser oscillator, and an optical component for guiding the laser beam 21 to the condenser from the laser oscillator, and has a light detection unit 26 located at a position where the same can receive light 213 generated by particles 212 existing in a light path 211 of the laser beam 21. The device condenses the laser beam 21 oscillated from the laser oscillator and irradiates the work-piece with the same, and simultaneously, can detect the particles 212 existing in the light path 211 of the laser beam 21 on the basis of a reception amount of the light 213 generated by the particles 212 that have been received by the light detection unit 26.SELECTED DRAWING: Figure 3

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.

半導体ウエーハのような被加工物をチップ化するために、被加工物の表面に設定されたストリートに沿ってレーザービームを照射するレーザー加工装置が用いられる(例えば、特許文献1参照)。 In order to chip a workpiece such as a semiconductor wafer, a laser processing apparatus that irradiates a laser beam along a street set on the surface of the workpiece is used (see, for example, Patent Document 1).

このようなレーザー加工装置は、レーザー発振器を備えており、このレーザー発振器から発振したレーザービームを複数の光学部品を用いて集光レンズへと導き、被加工物に集光照射することで、加工を行っている。 Such a laser processing device is equipped with a laser oscillator, and the laser beam oscillated from this laser oscillator is guided to a condenser lens using a plurality of optical components, and the workpiece is focused and irradiated for processing. It is carried out.

特開2003-320466号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-320466

特許文献1等に示されたレーザー加工装置で用いられる光学部品にパーティクル等が付着し汚染すると、加工点における出力低下やレーザービーム形状の歪みなどに直結する。従って、レーザー加工装置は、これらの光学部品を外部から隔離された箱の内部に配設している。 If particles or the like adhere to and contaminate the optical components used in the laser processing apparatus shown in Patent Document 1 and the like, the output is directly reduced at the processing point and the shape of the laser beam is distorted. Therefore, the laser processing device arranges these optical components inside a box isolated from the outside.

しかしながら、特許文献1等に示されたレーザー加工装置は、箱の内部に配置されている部品から発生するパーティクルや、僅かな隙間から箱の内部に侵入するパーティクルなどはふせぐことができず、箱の密閉度を上げたり汚染物質を排除するなどしてトラブルは減少しているものの、実際に問題が発生してからでないと発見できないという問題があった。 However, the laser processing apparatus shown in Patent Document 1 and the like cannot block particles generated from parts arranged inside the box and particles entering the inside of the box through a slight gap, and the box cannot be blocked. Although the troubles have been reduced by increasing the degree of sealing and eliminating contaminants, there was a problem that it could not be found until the problem actually occurred.

本願発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学部品の汚染リスクを事前に検知し、トラブルを未然に防ぐことが可能なレーザー加工装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of detecting the risk of contamination of optical components in advance and preventing troubles in advance.

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面を有するチャックテーブルと、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、該レーザービームを該レーザー発振器から該集光器へと導く光学部品と、を備え、該チャックテーブルに保持された被加工物と該レーザービームの集光点とを相対的に移動させることで、被加工物に加工を施すレーザー加工装置であって、該レーザービームの光路中に存在するパーティクルによって生じる光を受光可能な位置に配設された光検知ユニットを有し、該レーザー発振器から発振したレーザービームを被加工物に集光照射して被加工物に加工を施しつつ、該光検知ユニットで受光したパーティクルによって生じる光の受光量に基づいてレーザービームの光路中に存在するパーティクルを検知することが可能なことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the laser processing apparatus of the present invention uses a chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a laser oscillator, and a laser beam oscillated from the laser oscillator. A work piece held on the chuck table and a light-collecting point of the laser beam are provided with a light-collecting condenser and an optical component that guides the laser beam from the laser oscillator to the light-collecting condenser. It is a laser processing device that processes a work piece by moving it relatively, and has a light detection unit arranged at a position where it can receive light generated by particles existing in the optical path of the laser beam. Then, the laser beam oscillated from the laser oscillator is focused and irradiated on the work piece to process the work piece, and the optical path of the laser beam is based on the amount of light received by the particles received by the light detection unit. It is characterized by being able to detect particles existing inside.

本発明は、光学部品の汚染リスクを事前に検知し、トラブルを未然に防ぐことが可能になるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to detect the risk of contamination of optical components in advance and prevent troubles in advance.

図1は、実施形態1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 the laser processing apparatus according to the first embodiment. 図2は、図1に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの概略の構成を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a laser beam irradiation unit of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図3は、図1に示されたレーザー加工装置のレーザー加工中のパーティクルによって生じる光を光検知ユニットが受光する状態を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which the photodetector unit receives light generated by particles during laser processing of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図4は、図3に示された光検知ユニットが受光した光の受光量の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the amount of light received by the photodetector unit shown in FIG. 図5は、実施形態1の変形例に係るレーザー加工装置の制御ユニットが記憶部に記憶する情報を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing information stored in the storage unit by the control unit of the laser processing apparatus according to the modified example of the first embodiment.

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、置換または変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Further, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.

〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係るレーザー加工装置を図面に基づいて説明する。まず、実施形態1に係るレーザー加工装置1の構成を説明する。図1は、実施形態1に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。実施形態1に係る図1に示すレーザー加工装置1は、被加工物200に対してパルス状のレーザービーム21を照射し、被加工物200に対してレーザー加工(加工に相当)を施す装置である。
[Embodiment 1]
The laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of the laser processing apparatus according to the first embodiment. The laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 according to the first embodiment is an apparatus that irradiates a work piece 200 with a pulsed laser beam 21 and performs laser processing (corresponding to processing) on the work piece 200. be.

(被加工物)
図1に示されたレーザー加工装置1の加工対象である被加工物200は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素などの基板201を有する円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。被加工物200は、基板201の表面202に交差するストリート203が複数設定され、ストリート203によって区画された領域にデバイス204が形成されている。
(Workpiece)
The workpiece 200 to be machined by the laser machining apparatus 1 shown in FIG. 1 is a disk-shaped semiconductor wafer or an optical device wafer or the like having a substrate 201 such as silicon, sapphire, or gallium arsenide. In the workpiece 200, a plurality of streets 203 intersecting the surface 202 of the substrate 201 are set, and the device 204 is formed in the area partitioned by the street 203.

デバイス204は、例えば、IC(Integrated Circuit)、又はLSI(Large Scale Integration)等の集積回路、CCD(Charge Coupled Device)、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサである。 The device 204 is, for example, an integrated circuit such as an IC (Integrated Circuit) or an LSI (Large Scale Integration), an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

また、実施形態1において、被加工物200は、被加工物200の外径よりも大径な円板状でかつ外縁部に環状のフレーム207が貼着された粘着テープ208が裏面205に貼着されて、フレーム207の開口209内に支持される。 Further, in the first embodiment, the workpiece 200 has a disk shape having a diameter larger than the outer diameter of the workpiece 200, and an adhesive tape 208 having an annular frame 207 attached to the outer edge portion is attached to the back surface 205. It is worn and supported within the opening 209 of the frame 207.

実施形態1において、被加工物200は、粘着テープ208によりフレーム207の開口209内に支持された状態で、レーザー加工装置1によりレーザー加工が施されるなどして、ストリート203に沿って個々のデバイスチップ206に分割される。なお、デバイスチップ206は、基板201の一部分とデバイス204とを含んでいる。 In the first embodiment, the workpiece 200 is individually laser-processed along the street 203 while being supported in the opening 209 of the frame 207 by the adhesive tape 208 and laser-processed by the laser processing device 1. It is divided into device chips 206. The device chip 206 includes a part of the substrate 201 and the device 204.

(レーザー加工装置)
レーザー加工装置1は、被加工物200に対して、ストリート203に沿ってレーザービーム21を照射して、被加工物200にレーザー加工を施す装置である。レーザー加工装置1は、図1に示すように、被加工物200を保持する保持面11を有するチャックテーブル10と、レーザービーム照射ユニット20と、移動ユニット30と、撮像ユニット40と、制御ユニット100とを備える。
(Laser processing equipment)
The laser processing apparatus 1 is an apparatus that irradiates the workpiece 200 with a laser beam 21 along the street 203 to perform laser processing on the workpiece 200. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a chuck table 10 having a holding surface 11 for holding a workpiece 200, a laser beam irradiation unit 20, a moving unit 30, an imaging unit 40, and a control unit 100. And prepare.

チャックテーブル10は、被加工物200を水平方向と平行な保持面11で保持する。保持面11は、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ている。チャックテーブル10は、保持面11上に載置された被加工物200を吸引保持する。チャックテーブル10の周囲には、被加工物200を開口209内に支持するフレーム207を挟持するクランプ部12が複数配置されている。 The chuck table 10 holds the workpiece 200 on a holding surface 11 parallel to the horizontal direction. The holding surface 11 has a disk shape formed of porous ceramic or the like, and is connected to a vacuum suction source (not shown) via a vacuum suction path (not shown). The chuck table 10 sucks and holds the workpiece 200 placed on the holding surface 11. A plurality of clamp portions 12 for sandwiching the frame 207 that supports the workpiece 200 in the opening 209 are arranged around the chuck table 10.

また、チャックテーブル10は、移動ユニット30の回転移動ユニット34により保持面11に対して直交しかつ鉛直方向と平行なZ軸方向と平行な軸心回りに回転される。チャックテーブル10は、回転移動ユニット34とともに、移動ユニット30のX軸移動ユニット31により水平方向と平行なX軸方向に移動されかつY軸移動ユニット32により水平方向と平行でかつX軸方向と直交するY軸方向に移動される。チャックテーブル10は、移動ユニット30によりレーザービーム照射ユニット20の下方の加工領域と、レーザービーム照射ユニット20の下方から離れて被加工物200が搬入、搬出される搬入出領域とに亘って移動される。 Further, the chuck table 10 is rotated by the rotational movement unit 34 of the moving unit 30 about an axial center orthogonal to the holding surface 11 and parallel to the Z-axis direction parallel to the vertical direction. The chuck table 10 is moved in the X-axis direction parallel to the horizontal direction by the X-axis moving unit 31 of the moving unit 30 together with the rotary moving unit 34, and is parallel to the horizontal direction and orthogonal to the X-axis direction by the Y-axis moving unit 32. It is moved in the Y-axis direction. The chuck table 10 is moved by the moving unit 30 over a processing region below the laser beam irradiation unit 20 and a loading / unloading region where the workpiece 200 is carried in and out away from below the laser beam irradiation unit 20. Laser.

レーザービーム照射ユニット20は、チャックテーブル10に保持された被加工物200に対してパルス状のレーザービーム21を照射するユニットである。実施形態1では、レーザービーム照射ユニット20は、被加工物200に対して吸収性を有する波長又は被加工物200に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム21を照射して、被加工物200にレーザー加工を施すレーザービーム照射手段である。 The laser beam irradiation unit 20 is a unit that irradiates the workpiece 200 held on the chuck table 10 with a pulsed laser beam 21. In the first embodiment, the laser beam irradiation unit 20 irradiates the workpiece 200 with a pulsed laser beam 21 having a wavelength that is absorbent or has a wavelength that is transparent to the workpiece 200. This is a laser beam irradiation means for performing laser processing on the work piece 200.

実施形態1では、レーザービーム照射ユニット20の一部は、図1に示すように、装置本体2から立設した立設壁3に設けられた移動ユニット30のZ軸移動ユニット33によりZ軸方向に移動される昇降部材4に支持されている。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a part of the laser beam irradiation unit 20 is in the Z-axis direction by the Z-axis moving unit 33 of the moving unit 30 provided on the erection wall 3 erected from the apparatus main body 2. It is supported by the elevating member 4 that is moved to.

次に、レーザービーム照射ユニット20の構成を説明する。図2は、図1に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの概略の構成を説明する説明図である。レーザービーム照射ユニット20は、図2に示すように、光学部品収容ボックス22と、被加工物200を加工するためのパルス状のレーザービーム21を発振するレーザー発振器23と、チャックテーブル10の保持面11に保持された被加工物200にレーザー発振器23から発振されたレーザービーム21を集光する集光器24と、レーザー発振器23と集光器24との間のレーザービーム21の光路211上に設けられかつレーザー発振器23が発振したレーザービーム21をレーザー発振器23から集光器24へと導く少なくとも一つの光学部品25と、光検知ユニット26とを備える。 Next, the configuration of the laser beam irradiation unit 20 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a laser beam irradiation unit of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the laser beam irradiation unit 20 includes an optical component housing box 22, a laser oscillator 23 that oscillates a pulsed laser beam 21 for processing a workpiece 200, and a holding surface of a chuck table 10. On the optical path 211 of the concentrator 24 that condenses the laser beam 21 oscillated from the laser oscillator 23 on the workpiece 200 held by the laser oscillator 23, and the laser beam 21 between the laser oscillator 23 and the concentrator 24. It includes at least one optical component 25 and a light detection unit 26 that guide the laser beam 21 provided and oscillated by the laser oscillator 23 from the laser oscillator 23 to the condenser 24.

集光器24は、チャックテーブル10の保持面11とZ軸方向に対向する位置に配置された集光レンズ28を備える。集光レンズ28は、レーザー発振器23から発振されたレーザービーム21を透過して、レーザービーム21を集光点21-1に集光する。実施形態1では、レーザービーム照射ユニット20は、光学部品25として、レーザービーム21を反射するミラーを複数備えているが、本発明では、光学部品25は、ミラーに限定されない。 The condenser 24 includes a condenser lens 28 arranged at a position facing the holding surface 11 of the chuck table 10 in the Z-axis direction. The condensing lens 28 transmits the laser beam 21 oscillated from the laser oscillator 23 and condenses the laser beam 21 at the condensing point 21-1. In the first embodiment, the laser beam irradiation unit 20 includes a plurality of mirrors that reflect the laser beam 21 as the optical component 25, but in the present invention, the optical component 25 is not limited to the mirror.

光学部品収容ボックス22は、内側が密閉された箱状に形成されている。実施形態1では、光学部品収容ボックス22は、光学部品25と、光検知ユニット26とを収容している。 The optical component housing box 22 is formed in a box shape with the inside sealed. In the first embodiment, the optical component housing box 22 houses the optical component 25 and the photodetection unit 26.

光検知ユニット26は、光学部品収容ボックス22のレーザービーム21の光路211中に存在するパーティクル212によって生じる光213を受光可能な位置に配設されている。光検知ユニット26は、パーティクル212によって生じる光213をレンズ27を介して受光する。実施形態1では、光検知ユニット26は、パーティクル212によって生じる光213として、パーティクル212によりレーザービーム21が散乱して生成される散乱光と、レーザービーム21によりパーティクル212が放出する蛍光との少なくともいずれかを受光する。 The photodetection unit 26 is arranged at a position where light 213 generated by the particles 212 existing in the optical path 211 of the laser beam 21 of the optical component housing box 22 can be received. The photodetection unit 26 receives the light 213 generated by the particles 212 through the lens 27. In the first embodiment, the light detection unit 26 has at least one of scattered light generated by scattering the laser beam 21 by the particles 212 and fluorescence emitted by the particles 212 by the laser beam 21 as the light 213 generated by the particles 212. Receives light.

実施形態1では、光検知ユニット26は、受光したパーティクル212によって生じる光213の受光量により変化する電圧値を制御ユニット100に出力するフォトダイオードであるが、本発明では、フォトダイオードに限定されずに、例えば、CCD(Charge Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子等の撮像素子を備えた撮像ユニットでも良い。なお、光検知ユニット26が出力する電圧値は、パーティクル212によって生じる光213の受光量が多くなると高くなり、受光量が少なくなると低くなる。 In the first embodiment, the photodetection unit 26 is a photodiode that outputs a voltage value that changes depending on the amount of light received by the light 213 generated by the received particles 212 to the control unit 100, but the present invention is not limited to the photodiode. In addition, for example, an image pickup unit provided with an image pickup element such as a CCD (Charge Coupled Device) image pickup element or a CMOS (Complementary MOS) image pickup element may be used. The voltage value output by the photodetector unit 26 increases as the amount of light received by the particles 212 increases, and decreases as the amount of light received decreases.

移動ユニット30は、レーザービーム照射ユニット20とチャックテーブル10とをX軸方向、Y軸方向、Z軸方向及びZ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させるものである。X軸方向及びY軸方向は、保持面11と平行な方向である。移動ユニット30は、チャックテーブル10をX軸方向に移動させる加工送りユニットであるX軸移動ユニット31と、チャックテーブル10をY軸方向に移動させる割り出し送りユニットであるY軸移動ユニット32と、レーザービーム照射ユニット20に含まれる集光器24をZ軸方向に移動させるZ軸移動ユニット33と、チャックテーブル10をZ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット34とを備える。 The moving unit 30 relatively moves the laser beam irradiation unit 20 and the chuck table 10 around an axis parallel to the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the Z-axis direction. The X-axis direction and the Y-axis direction are parallel to the holding surface 11. The moving unit 30 includes an X-axis moving unit 31 which is a machining feed unit that moves the chuck table 10 in the X-axis direction, a Y-axis moving unit 32 which is an indexing feed unit that moves the chuck table 10 in the Y-axis direction, and a laser. It includes a Z-axis moving unit 33 that moves the condenser 24 included in the beam irradiation unit 20 in the Z-axis direction, and a rotational moving unit 34 that rotates the chuck table 10 around an axis parallel to the Z-axis direction.

Y軸移動ユニット32は、チャックテーブル10と、レーザービーム照射ユニット20とを相対的に割り出し送りするユニットである。実施形態1では、Y軸移動ユニット32は、レーザー加工装置1の装置本体2上に設置されている。Y軸移動ユニット32は、X軸移動ユニット31を支持した移動プレート15をY軸方向に移動自在に支持している。 The Y-axis moving unit 32 is a unit that relatively indexes and feeds the chuck table 10 and the laser beam irradiation unit 20. In the first embodiment, the Y-axis moving unit 32 is installed on the apparatus main body 2 of the laser processing apparatus 1. The Y-axis moving unit 32 supports the moving plate 15 that supports the X-axis moving unit 31 so as to be movable in the Y-axis direction.

X軸移動ユニット31は、チャックテーブル10と、レーザービーム照射ユニット20とを相対的に加工送りするユニットである。X軸移動ユニット31は、移動プレート15上に設置されている。X軸移動ユニット31は、チャックテーブル10をZ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット34を支持した第2移動プレート16をX軸方向に移動自在に支持している。Z軸移動ユニット33は、立設壁3に設置され、昇降部材4をZ軸方向に移動自在に支持している。 The X-axis moving unit 31 is a unit that relatively processes and feeds the chuck table 10 and the laser beam irradiation unit 20. The X-axis moving unit 31 is installed on the moving plate 15. The X-axis moving unit 31 movably supports a second moving plate 16 that supports a rotational moving unit 34 that rotates the chuck table 10 around an axis parallel to the Z-axis direction. The Z-axis moving unit 33 is installed on the upright wall 3 and supports the elevating member 4 so as to be movable in the Z-axis direction.

X軸移動ユニット31、Y軸移動ユニット32及びZ軸移動ユニット33は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、移動プレート15,16をX軸方向又はY軸方向に移動自在に支持するとともに、昇降部材4をZ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。 The X-axis moving unit 31, the Y-axis moving unit 32, and the Z-axis moving unit 33 include a well-known ball screw rotatably provided around the axis, a well-known pulse motor for rotating the ball screw around the axis, and a moving plate. It is provided with a well-known guide rail that movably supports 15 and 16 in the X-axis direction or the Y-axis direction and supports the elevating member 4 movably in the Z-axis direction.

また、レーザー加工装置1は、チャックテーブル10のX軸方向の位置を検出するための図示しないX軸方向位置検出ユニットと、チャックテーブル10のY軸方向の位置を検出するための図示しないY軸方向位置検出ユニットと、レーザービーム照射ユニット20に含まれる集光器24のZ軸方向の位置を検出するZ軸方向位置検出ユニットとを備える。各位置検出ユニットは、検出結果を制御ユニット100に出力する。 Further, the laser processing apparatus 1 includes an X-axis direction position detection unit (not shown) for detecting the position of the chuck table 10 in the X-axis direction, and a Y-axis (not shown) for detecting the position of the chuck table 10 in the Y-axis direction. It includes a direction position detection unit and a Z-axis direction position detection unit that detects the position of the condenser 24 included in the laser beam irradiation unit 20 in the Z-axis direction. Each position detection unit outputs the detection result to the control unit 100.

撮像ユニット40は、チャックテーブル10に保持された被加工物200を撮像するものである。撮像ユニット40は、チャックテーブル10に保持された被加工物200を撮像するCCD(Charge Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子等の撮像素子を備える。実施形態1では、撮像ユニット40は、レーザービーム照射ユニット20の筐体の先端に取り付けられて、レーザービーム照射ユニット20の集光器24の集光レンズ28とX軸方向に並ぶ位置に配置されている。撮像ユニット40は、被加工物200を撮像して、被加工物200とレーザービーム照射ユニット20との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を制御ユニット100に出力する。 The image pickup unit 40 takes an image of the workpiece 200 held on the chuck table 10. The image pickup unit 40 includes an image pickup element such as a CCD (Charge Coupled Device) image pickup element or a CMOS (Complementary MOS) image pickup element that images an image of the workpiece 200 held on the chuck table 10. In the first embodiment, the image pickup unit 40 is attached to the tip of the housing of the laser beam irradiation unit 20 and is arranged at a position aligned with the condenser lens 28 of the condenser 24 of the laser beam irradiation unit 20 in the X-axis direction. ing. The image pickup unit 40 takes an image of the work piece 200, obtains an image for performing alignment for aligning the work piece 200 and the laser beam irradiation unit 20, and outputs the obtained image to the control unit 100. do.

制御ユニット100は、レーザー加工装置1の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物200に対するレーザー加工動作をレーザー加工装置1に実施させるものである。なお、制御ユニット100は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット100の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置1を制御するための制御信号を入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置1の上述した構成要素に出力して、制御ユニット100の機能を実現する。 The control unit 100 controls each of the above-mentioned components of the laser machining apparatus 1 to cause the laser machining apparatus 1 to perform a laser machining operation on the workpiece 200. The control unit 100 is an arithmetic processing unit having a microprocessor such as a CPU (central processing unit), a storage device having a memory such as a ROM (read only memory) or a RAM (random access memory), and input / output. It is a computer having an interface device. The arithmetic processing device of the control unit 100 performs arithmetic processing according to a computer program stored in the storage device, and transmits a control signal for controlling the laser processing apparatus 1 to the laser processing apparatus 1 via an input / output interface apparatus. The function of the control unit 100 is realized by outputting to the above-mentioned components.

また、制御ユニット100は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニット110と、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとが接続されている。入力ユニットは、表示ユニット110に設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。また、制御ユニット100は、情報を記憶可能な記憶部101を備える。記憶部101の機能は、前述した記憶装置により実現される。 Further, the control unit 100 is connected to a display unit 110 composed of a liquid crystal display device or the like for displaying a processing operation state, an image, or the like, and an input unit (not shown) used when an operator registers processing content information or the like. ing. The input unit is composed of at least one of a touch panel provided on the display unit 110 and an external input device such as a keyboard. Further, the control unit 100 includes a storage unit 101 capable of storing information. The function of the storage unit 101 is realized by the above-mentioned storage device.

次に、前述したレーザー加工装置1の加工動作を説明する。図3は、図1に示されたレーザー加工装置のレーザー加工中のパーティクルによって生じる光を光検知ユニットが受光する状態を模式的に示す図である。図4は、図3に示された光検知ユニットが受光した光の受光量の一例を示す図である。 Next, the processing operation of the laser processing apparatus 1 described above will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which the photodetector unit receives light generated by particles during laser processing of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. FIG. 4 is a diagram showing an example of the amount of light received by the photodetector unit shown in FIG.

前述した構成のレーザー加工装置1は、オペレータが入力ユニット等を操作して入力した加工条件を制御ユニット100が受け付け、粘着テープ208を介して搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル10の保持面11に被加工物200が載置される。なお、加工条件は、レーザービーム21の出力、繰り返し周波数、加工送り速度であるチャックテーブル10のX軸方向の移動速度、集光点21-1のZ軸方向の位置などを含む。 In the laser machining apparatus 1 having the above-described configuration, the control unit 100 receives the machining conditions input by the operator by operating the input unit and the like, and the holding surface 11 of the chuck table 10 is positioned in the loading / unloading region via the adhesive tape 208. The workpiece 200 is placed on the machine. The processing conditions include the output of the laser beam 21, the repetition frequency, the moving speed of the chuck table 10 in the X-axis direction, which is the processing feed speed, the position of the condensing point 21-1 in the Z-axis direction, and the like.

実施形態1において、レーザー加工装置1は、制御ユニット100が入力ユニットからオペレータの加工動作開始指示を受け付けると、加工動作を開始する。加工動作を開始すると、レーザー加工装置1は、被加工物200を粘着テープ208を介して、チャックテーブル10の保持面11に吸引保持し、クランプ部12でフレーム207をクランプする。 In the first embodiment, the laser machining apparatus 1 starts the machining operation when the control unit 100 receives the operator's machining operation start instruction from the input unit. When the machining operation is started, the laser machining apparatus 1 sucks and holds the workpiece 200 on the holding surface 11 of the chuck table 10 via the adhesive tape 208, and clamps the frame 207 with the clamping portion 12.

実施形態1において、レーザー加工装置1は、移動ユニット30がチャックテーブル10を加工領域に向かって移動して、撮像ユニット40が被加工物200を撮影する。レーザー加工装置1が、撮像ユニット40が撮像して得た画像に基づいて、アライメントを遂行する。 In the first embodiment, in the laser machining apparatus 1, the moving unit 30 moves the chuck table 10 toward the machining region, and the imaging unit 40 photographs the workpiece 200. The laser processing device 1 performs alignment based on the image obtained by the image pickup unit 40.

実施形態1において、レーザー加工装置1は、加工条件に基づいて、移動ユニット30がチャックテーブル10に保持された被加工物200と、レーザービーム照射ユニット20が照射するレーザービーム21の集光点21-1とをストリート203に沿って相対的に移動させながら、レーザービーム照射ユニット20がパルス状のレーザービーム21をストリート203に照射することで、被加工物200にレーザー加工を施す。 In the first embodiment, the laser processing apparatus 1 has a work piece 200 in which the moving unit 30 is held on the chuck table 10 and a condensing point 21 of the laser beam 21 irradiated by the laser beam irradiation unit 20 based on the processing conditions. The laser beam irradiation unit 20 irradiates the street 203 with a pulsed laser beam 21 while moving -1 and -1 relatively along the street 203, thereby performing laser processing on the workpiece 200.

実施形態1において、レーザー加工装置1は、レーザー発振器23から発振したレーザービーム21を被加工物200の加工条件で定められたZ軸方向の位置に集光させながら、レーザービーム21を被加工物200に照射して(即ち、集光照射して)、被加工物200にレーザー加工を施す。また、実施形態1において、レーザー加工装置1は、被加工物200にレーザー加工を施しつつ、光検知ユニット26が、図3に示すように、レーザービーム照射ユニット20の光学部品収容ボックス22内のパーティクル212によって生じる光213を受光する。光検知ユニット26が、受光した光213の受光量に応じた電圧値を制御ユニット100に出力する。 In the first embodiment, the laser processing apparatus 1 focuses the laser beam 21 oscillated from the laser oscillator 23 at a position in the Z-axis direction determined by the processing conditions of the workpiece 200, and causes the laser beam 21 to be focused on the workpiece 200. The 200 is irradiated (that is, focused and irradiated), and the workpiece 200 is laser-processed. Further, in the first embodiment, the laser processing apparatus 1 performs laser processing on the workpiece 200, and the light detection unit 26 is inside the optical component storage box 22 of the laser beam irradiation unit 20 as shown in FIG. It receives the light 213 generated by the particles 212. The photodetection unit 26 outputs a voltage value corresponding to the amount of received light received by the light 213 to the control unit 100.

実施形態1において、レーザー加工装置1は、制御ユニット100が、光検知ユニット26からの光213の受光量に応じた電圧値が図4に示された予め定められたしきい値300を超えた回数と、超えた際の電圧値とを1対1で対応付けた情報102を記憶部101に記憶する。なお、電圧値がしきい値300を超えた回数は、光学部品収容ボックス22内のパーティクル212の数に対応し、超えた際の電圧値は、パーティクル212の粒径に対応する。実施形態1では、しきい値300は、レーザー加工装置1がレーザー加工する際にトラブルを生じさせる恐れがある値である。 In the first embodiment, in the laser processing apparatus 1, the control unit 100 exceeds the predetermined threshold value 300 shown in FIG. 4 in the voltage value corresponding to the amount of received light of the light 213 from the photodetection unit 26. The storage unit 101 stores information 102 in which the number of times and the voltage value when the voltage exceeds the value are associated with each other on a one-to-one basis. The number of times the voltage value exceeds the threshold value 300 corresponds to the number of particles 212 in the optical component accommodating box 22, and the voltage value when the voltage value exceeds the threshold value corresponds to the particle size of the particles 212. In the first embodiment, the threshold value 300 is a value that may cause trouble when the laser processing apparatus 1 performs laser processing.

こうして、レーザー加工装置1は、光検知ユニット26からの光213の受光量に応じた電圧値が図4に示された予め定められたしきい値300を超えた回数と、超えた電圧値とを1対1で対応付けた情報102を記憶部101に記憶することで、光学部品収容ボックス22内のパーティクル212の数と、パーティクル212の粒径に対応した情報を記憶部101に記憶することとなる。また、レーザー加工装置1は、前述した情報102を記憶部101に記憶することで、光検知ユニット26で受光したパーティクル212によって生じる光213の受光量に基づいてレーザービーム21の光路211中に存在するパーティクル212を検知することが可能となる。なお、図4の横軸は、加工動作開始からの経過時間を示し、図4の縦軸は、光検知ユニット26からの電圧値を示している。 In this way, in the laser processing apparatus 1, the number of times the voltage value corresponding to the amount of received light from the light detection unit 26 of the light 213 exceeds the predetermined threshold value 300 shown in FIG. 4, and the voltage value exceeded. By storing the information 102 having a one-to-one correspondence with each other in the storage unit 101, the storage unit 101 stores the number of particles 212 in the optical component accommodating box 22 and the information corresponding to the particle size of the particles 212. It becomes. Further, the laser processing apparatus 1 is present in the optical path 211 of the laser beam 21 based on the amount of light received by the light 213 generated by the particles 212 received by the light detection unit 26 by storing the above-mentioned information 102 in the storage unit 101. It is possible to detect the particles 212 to be generated. The horizontal axis of FIG. 4 shows the elapsed time from the start of the machining operation, and the vertical axis of FIG. 4 shows the voltage value from the photodetection unit 26.

実施形態1において、レーザー加工装置1は、被加工物200の全てのストリート203にレーザービーム21を照射すると、レーザービーム21の照射を停止する。実施形態1においてレーザー加工装置1は、移動ユニット30がチャックテーブル10を搬入出領域に向かって移動し、チャックテーブル10を搬入出領域に停止し、チャックテーブル10が被加工物200の吸引保持を停止するとともに、クランプ部12がフレーム207のクランプを解除し、チャックテーブル10の保持面11から被加工物200が搬出されて、加工動作を終了する。 In the first embodiment, when the laser processing apparatus 1 irradiates all the streets 203 of the workpiece 200 with the laser beam 21, the irradiation of the laser beam 21 is stopped. In the first embodiment, in the laser processing apparatus 1, the moving unit 30 moves the chuck table 10 toward the loading / unloading region, the chuck table 10 is stopped at the loading / unloading region, and the chuck table 10 holds the suction of the workpiece 200. At the same time as stopping, the clamp portion 12 releases the clamp of the frame 207, the workpiece 200 is carried out from the holding surface 11 of the chuck table 10, and the machining operation is completed.

以上説明したように、実施形態1に係るレーザー加工装置1は、レーザービーム21の光路211中に存在するパーティクル212によって生じた光213を受光可能な位置に配設された光検知ユニット26を備えている。そのために、レーザー加工装置1は、光検知ユニット26でパーティクル212によって生じた光213を受光することで、光学部品25の汚染源となりうる光路211内のパーティクル212を検知することが可能となる。その結果、レーザー加工装置1は、光学部品25の汚染リスクを事前に検知し、加工不良などのトラブルの発生を未然に防ぐことが可能になる。 As described above, the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment includes a photodetection unit 26 arranged at a position where light 213 generated by particles 212 existing in the optical path 211 of the laser beam 21 can be received. ing. Therefore, the laser processing apparatus 1 can detect the particles 212 in the optical path 211 which can be a pollution source of the optical component 25 by receiving the light 213 generated by the particles 212 in the photodetection unit 26. As a result, the laser processing apparatus 1 can detect the risk of contamination of the optical component 25 in advance and prevent the occurrence of troubles such as processing defects.

また、実施形態1に係るレーザー加工装置1は、被加工物200のレーザー加工中に前述した情報102を記憶部101に記憶するので、光路211内のトラブルを生じさせる恐れがあるパーティクル212の数とパーティクル212の粒径をレーザー加工中に把握することができる。 Further, since the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment stores the above-mentioned information 102 in the storage unit 101 during laser processing of the workpiece 200, the number of particles 212 that may cause troubles in the optical path 211. And the particle size of the particles 212 can be grasped during laser processing.

〔変形例〕
本発明の実施形態1の変形例に係るレーザー加工装置を図面に基づいて説明する。図5は、実施形態1の変形例に係るレーザー加工装置の制御ユニットが記憶部に記憶する情報を示す図である。変形例に係るレーザー加工装置1は、加工動作中に記憶部101に記憶する情報102-1が異なること以外、実施形態1と同じである。
[Modification example]
A laser processing apparatus according to a modified example of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing information stored in the storage unit by the control unit of the laser processing apparatus according to the modified example of the first embodiment. The laser machining apparatus 1 according to the modified example is the same as that of the first embodiment except that the information 102-1 stored in the storage unit 101 is different during the machining operation.

図5に示された変形例に係るレーザー加工装置1の制御ユニット100が記憶部101に記憶する情報102-1は、光検知ユニット26からの電圧値がしきい値300を超えた時(即ち、パーティクル212を検知した時)の電圧値と加工条件と時刻とを1対1で対応付けている。 The information 102-1 stored in the storage unit 101 by the control unit 100 of the laser processing apparatus 1 according to the modification shown in FIG. 5 is when the voltage value from the photodetection unit 26 exceeds the threshold value 300 (that is,). , When the particle 212 is detected), the processing conditions and the time are associated with each other on a one-to-one basis.

変形例に係るレーザー加工装置1は、制御ユニット100が、しきい値300を超えた際の電圧値と加工条件と時刻とを1対1で対応付けた情報102-1を記憶部101に記憶するので、記憶部101に記憶した情報102-1を解析することによりパーティクル212の発生傾向を分析することが可能となり、パーティクル212発生の原因の究明が容易になる。 In the laser processing apparatus 1 according to the modified example, the control unit 100 stores in the storage unit 101 information 102-1 in which the voltage value when the threshold value exceeds 300, the processing conditions, and the time are associated with each other on a one-to-one basis. Therefore, by analyzing the information 102-1 stored in the storage unit 101, it becomes possible to analyze the generation tendency of the particles 212, and it becomes easy to investigate the cause of the generation of the particles 212.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明では、レーザー加工装置1は、しきい値300を超えた際に情報102,102-1を記憶することなく、エラーを発して加工動作を中断しても良い。この場合、レーザー加工装置1は、加工動作中のパーティクル212の発生をオペレータに速やかに認識させることができる。また。本発明では、光検知ユニット26とレンズ27との間に光213を透過する各種のフィルタ(紫外線フィルタ)を配置して、光213を光検知ユニット26に受光しても良い。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be variously modified and carried out within a range that does not deviate from the gist of the present invention. For example, in the present invention, the laser machining apparatus 1 may issue an error and interrupt the machining operation without storing the information 102 and 102-1 when the threshold value 300 is exceeded. In this case, the laser machining apparatus 1 can promptly make the operator recognize the generation of the particles 212 during the machining operation. Also. In the present invention, various filters (ultraviolet rays filters) that transmit light 213 may be arranged between the photodetection unit 26 and the lens 27, and the light 213 may be received by the photodetection unit 26.

1 レーザー加工装置
10 チャックテーブル
11 保持面
21 レーザービーム
23 レーザー発振器
24 集光器
26 光検知ユニット
200 被加工物
211 光路
212 パーティクル
213 光
1 Laser Machining Equipment 10 Chuck Table 11 Holding Surface 21 Laser Beam 23 Laser Oscillator 24 Condenser 26 Light Detection Unit 200 Work Material 211 Optical Path 212 Particles 213 Light

Claims (1)

被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
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、
該レーザービームを該レーザー発振器から該集光器へと導く光学部品と、を備え、
該チャックテーブルに保持された被加工物と該レーザービームの集光点とを相対的に移動させることで、被加工物に加工を施すレーザー加工装置であって、
該レーザービームの光路中に存在するパーティクルによって生じる光を受光可能な位置に配設された光検知ユニットを有し、
該レーザー発振器から発振したレーザービームを被加工物に集光照射して被加工物に加工を施しつつ、該光検知ユニットで受光したパーティクルによって生じる光の受光量に基づいてレーザービームの光路中に存在するパーティクルを検知することが可能なレーザー加工装置。
A chuck table with a holding surface for holding the work piece,
With a laser oscillator,
A condenser that collects the laser beam oscillated from the laser oscillator, and
It comprises an optical component that guides the laser beam from the laser oscillator to the condenser.
A laser processing device that processes a work piece by relatively moving the work piece held on the chuck table and the condensing point of the laser beam.
It has a photodetection unit arranged at a position where it can receive light generated by particles existing in the optical path of the laser beam.
While processing the work piece by condensing and irradiating the work piece with the laser beam oscillated from the laser oscillator, the laser beam is placed in the optical path of the laser beam based on the amount of light received by the particles received by the light detection unit. A laser processing device that can detect existing particles.
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