JP4242522B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ光を用いて対象物を加工するレーザ加工装置に係り、とりわけウエハ等の円板状対象物を加工するレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4(a)(b)は従来のレーザ加工装置の一例を示す平面図である。図4(a)(b)に示すように、従来のレーザ加工装置は、ウエハ20の下方に設けられウエハ20の下面を真空吸引等により固定する固定機構31と、ウエハ20の上方に設けられウエハ20の位置および偏心量(固定機構31の回転中心R0とウエハ20の中心W0との位置ずれ量)を測定する位置測定装置32とを備えている。このうち、固定機構31はXYZθ軸駆動機構(図示せず)に連結されており、X,Y,Z,θの各方向に駆動されるようになっている。また、位置測定装置32は位置決め完了後のウエハ20の外周縁に対応して配置された複数の透過センサ33を有している。
【0003】
このような従来のレーザ加工装置においては、まず、図4(a)に示すように、ウエハ20の下面を固定機構31上で固定した後、ウエハ20が位置測定装置32の各透過センサ33の測定領域にかかるようXYZθ軸駆動機構(図示せず)により固定機構31をX,Y方向に移動させる。
【0004】
次に、図4(a)に示すように、固定機構31上で固定されたウエハ20をXYZθ軸駆動機構(図示せず)により時計回り(θ方向)に回転させながら、位置測定装置32によりウエハ20の偏心量を測定する。
【0005】
その後、図4(b)に示すように、このようにして測定された偏心量に基づいて固定機構31の回転中心R0とウエハ20の中心W0とを一致させる。具体的には、固定機構31を下方(Z方向)に移動させてウエハ20の下面から離した後、固定機構31をX,Y方向に移動させて固定機構31の回転中心R0とウエハ20の中心W0とを合わせる。その後、固定機構31を上方(Z方向)に移動させてウエハ20の下面を固定した後、固定機構31をX,Y方向に移動させてウエハ20をX,Y方向に関して位置決めする。
【0006】
そして、図4(b)に示すように、固定機構31上で固定されたウエハ20をXYZθ軸駆動機構(図示せず)により時計回り(θ方向)に回転させながら、位置測定装置32によりウエハ20の外周縁に設けられたノッチ状のオリエンテーションフラグ20aを検出し、オリエンテーションフラグ20aが周方向の所定位置(図4(b)では図面最下部)にくるようウエハ20をθ方向に関して位置決めする。
【0007】
最後に、このようにしてX,Y,θ方向に関して位置決めされたウエハ20に対して、レーザ装置(図示せず)から出射されたレーザ光を導き、ウエハ20上の所定の加工位置にレーザ光を照射してレーザ加工を開始する。
【0008】
なおこのとき、ウエハ20はX,Y,θ方向に関して常に同じ位置に位置決めされるので、図3(b)に示すように、レーザ光の照射位置(加工位置T)は、あらかじめ設定された加工位置情報(例えばウエハ20上でオリエンテーションフラグ20aを基準とした位置情報(図3(b)では(X2,Y2))のみに基づいて決定することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のレーザ加工装置では、X,Y,Z,θの各方向に駆動可能なXYZθ軸駆動機構(図示せず)によりウエハ20をX,Y,θ方向に関して常に同じ位置に位置決めし、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいてレーザ加工を行っている。
【0010】
しかしながら、上述した従来のレーザ加工装置では、固定機構31を駆動する駆動機構として複数の駆動軸を有する駆動機構が必要となるので、装置の構造が複雑となりコストがかさむという問題がある。また、ウエハ20の形状および寸法に応じて透過センサ33の位置の変更等が必要となるので、コストがかさむという問題がある。さらに、固定機構31の回転中心R0とウエハ20の中心W0とを合わせるために固定機構31の上下方向(Z方向)への移動(固定機構31によるウエハ20の持ち替え)が必要となるので、作業時間(タクトタイム)が長期化してしまうという問題がある。
【0011】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、装置の構造を簡素化して簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は参考例として、レーザ装置から出射されたレーザ光により対象物を加工するレーザ加工装置において、前記対象物を固定する固定機構と、前記固定機構上の所定点と前記対象物上の所定点との位置ずれ量を測定する位置測定装置と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光の前記対象物に対する照射位置を調節する照射位置調節機構と、前記対象物上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいて前記照射位置調節機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記位置測定装置で得られた前記位置ずれ量に基づいて前記加工位置情報を補正しつつ前記照射位置調節機構を制御することを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【0013】
本発明は解決手段として、レーザ装置から出射されたレーザ光により円板状対象物を加工するレーザ加工装置において、前記円板状対象物を固定する固定機構と、前記固定機構により固定された前記円板状対象物を回転させる回転駆動機構であって、前記円板状対象物の加工時に前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めする回転駆動機構と、前記回転駆動機構により前記固定機構を回転させた状態で前記固定機構の回転中心と前記円板状対象物の中心との位置ずれ量を測定する位置測定装置と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光の前記円板状対象物に対する照射位置を調節する照射位置調節機構と、前記円板状対象物上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいて前記照射位置調節機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記位置測定装置で得られた前記位置ずれ量に基づいて前記加工位置情報を補正しつつ前記照射位置調節機構を制御することを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【0014】
なお、上述した解決手段においては、前記位置測定装置は前記円板状対象物上に設けられた基準位置マークにより前記円板状対象物の周方向位置を測定し、前記回転駆動機構は前記位置測定装置により測定された前記周方向位置に基づいて前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めすることが好ましい。また、前記基準位置マークは前記円板状対象物上に設けられたオリエンテーションフラグであることが好ましい。さらに、前記照射位置調節機構は前記レーザ装置から出射されたレーザ光を偏向させるビームスキャナ機構であることが好ましい。
【0015】
本発明の参考例によれば、位置測定装置により、固定機構上の所定点と対象物上の所定点との位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量を考慮しつつ照射位置調節機構を制御してレーザ光の照射位置を調節するようにしているので、固定機構を駆動する駆動機構および位置測定装置の構造を簡素化することができ、このため簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【0016】
本発明の解決手段によれば、位置測定装置により、固定機構の回転中心と円板状対象物の中心との位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量を考慮しつつ照射位置調節機構を制御してレーザ光の照射位置を調節するようにしているので、固定機構を駆動する駆動機構および位置測定装置の構造を簡素化することができ、このため簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図3は本発明によるレーザ加工装置の一実施の形態を説明するための図である。なお、本実施の形態では、レーザ光を用いてウエハ(円板状対象物)を加工する場合を例に挙げて説明する。
【0018】
図1に示すように、レーザ加工装置10は、ウエハ20の下方に設けられウエハ20の下面を真空吸引等により固定する固定機構11を備えている。固定機構11にはθ方向に駆動可能なθ軸駆動機構(回転駆動機構)12が連結されており、固定機構11上で固定されたウエハ20をウエハ20の平面内で回転させることができるようになっている。
【0019】
また、レーザ加工装置10は、レーザ光を出射するレーザ装置13と、レーザ装置13から出射されたレーザ光を偏向させてウエハ20に対するレーザ光の照射位置を調節するビームスキャナ機構(照射位置調節機構)14とを備えている。
【0020】
さらに、レーザ加工装置10は、ウエハ20の上方に位置測定装置15を備えており、θ軸駆動機構12により固定機構11を回転させた状態で、ウエハ20の偏心量(固定機構11の回転中心R0とウエハ20の中心W0との位置ずれ量)、およびウエハ20の外周縁に設けられたノッチ状のオリエンテーションフラグ(基準位置マーク)20aの位置を測定することができるようになっている。なお、位置測定装置15としては、リニアセンサやCCD(Charge Coupled Device)等を用いることができる。
【0021】
ここで、ビームスキャナ機構14および位置測定装置15には制御装置16が接続されており、ウエハ20の加工時において、ウエハ20上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるようビームスキャナ機構14を制御することができるようになっている。具体的には、制御装置16は、あらかじめ設定された加工位置情報(例えばウエハ20上でオリエンテーションフラグ20aを基準とした位置情報)と、位置測定装置15で得られたウエハ20の偏心量とに基づいてビームスキャナ機構14を制御する。なお、ウエハ20の加工時には、θ軸駆動機構12により、位置測定装置15により測定された周方向位置に基づいてウエハ20が周方向の所定位置に位置決めされるようになっている。
【0022】
次に、図1乃至図3により、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここで、図2(a)(b)はレーザ加工装置10におけるウエハ20の位置決め方法を説明するための図であり、図3(a)(b)はレーザ加工装置10におけるウエハ20の偏心量と実際の加工位置との関係を従来のレーザ加工装置の場合と比較しながら示す図である。
【0023】
まず、図2(a)に示すように、ウエハ20の下面を固定機構11上で固定する。
【0024】
次に、図2(a)に示すように、固定機構11上で固定されたウエハ20をθ軸駆動機構12により時計回り(θ方向)に回転させながら、位置測定装置15によりウエハ20の偏心量およびオリエンテーションフラグ20aの位置を測定する。
【0025】
その後、図2(b)に示すように、固定機構11上で固定されたウエハ20をθ軸駆動機構12により時計回り(θ方向)に回転させ、オリエンテーションフラグ20aが周方向の所定位置(図2(b)では図面最下部近傍)にくるようウエハ20をθ方向に関して位置決めする。なおここでは、ウエハ20の回転中心WOとオリエンテーションフラグ20aとを結ぶ直線が、固定機構11の回転中心R0と加工座標原点Oを結ぶ直線と平行となるよう、ウエハ20を位置決めする。
【0026】
最後に、このようにしてθ方向に関して位置決めされたウエハ20に対して、レーザ装置13(図1参照)から出射されたレーザ光をビームスキャナ機構14(図1参照)を介して導き、ウエハ20上の所定の加工位置にレーザ光を照射してレーザ加工を開始する。
【0027】
なおこのとき、ウエハ20はθ方向に関してのみ位置決めされているので、図3(a)に示すように、ウエハ20はX,Y方向に関して毎回異なる位置に位置決めされる。このため、本実施の形態では、図3(a)に示すように、レーザ光の照射位置(加工位置T)を、あらかじめ設定された加工位置情報(例えばウエハ20上でオリエンテーションフラグ20aを基準として設定された位置情報(ベクトルNT))と、位置測定装置15で得られたウエハ20の偏心量(ベクトルON)とに基づいて決定する。
【0028】
具体的には、ウエハ20上でのオリエンテーションフラグ20aを基準として設定された位置情報を(X2,Y2)(=ベクトルNT)、θ方向に関して位置決めされた後のウエハ20の偏心量を(X1,Y1)(=ベクトルON)とすると、実際の加工位置(X,Y)(=ベクトルOT)は、
(X,Y)=(X2+X1,Y2+Y1)
として求めることができる。
【0029】
このように本実施の形態によれば、位置測定装置15によりウエハ20の偏心量(固定機構31の回転中心R0とウエハ20の中心W0との位置ずれ量)を測定し、その偏心量を考慮しつつビームスキャナ機構14を制御してレーザ光の照射位置を調節するようにしているので、固定機構11を駆動する駆動機構においてX,Y,Z方向の駆動軸を用いる必要がなく、装置の構造を簡素化してコストを抑えることができる。また、位置測定装置15は主としてウエハ20の偏心量のみを測定すればよいので、ウエハ20の形状および寸法に応じて位置測定装置を変更等する必要がなく、コストを抑えることができる。さらに、固定機構11によりウエハ20を持ち替える必要がないので、作業時間(タクトタイム)を短縮することができる。このため、装置の構造を簡素化して簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【0030】
なお、上述した実施の形態においては、基準位置マークとしてノッチ状のオリエンテーションフラグを利用しているが、オリエンテーションフラグの形態はノッチ状のものに限定されるものではない。また、オリエンテーションフラグに限らず、別途ウエハ20の表面に専用のマーク等を施してもよい。
【0031】
また、上述した実施の形態においては、円板状対象物であるウエハを加工する場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、矩形等の任意の形状の対象物に対しても同様にして本発明を適用することも可能である。この場合には、固定機構上の所定点と対象物上の所定点との位置ずれ量を測定し、この位置ずれ量に基づいて、あらかじめ設定された加工位置情報を補正するようにすればよい。なお、この場合には、対象物の偏心量を求める必要がないことから、θ軸駆動機構を設ける必要がなくなるという利点がある。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、固定機構を駆動する駆動機構および位置測定装置の構造を簡素化することができ、このため簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるレーザ加工装置の一実施の形態を示す平面図。
【図2】図1に示すレーザ加工装置におけるウエハ(円板状対象物)の位置決め方法を説明するための図。
【図3】図1に示すレーザ加工装置におけるウエハの偏心量と実際の加工位置との関係を従来のレーザ加工装置の場合と比較しながら示す図。
【図4】従来のレーザ加工装置におけるウエハ(円板状対象物)の位置決め方法を説明するための図。
【符号の説明】
10 レーザ加工装置
11 固定機構
12 θ軸駆動機構(回転駆動駆動)
13 レーザ装置
14 ビームスキャナ機構(照射位置調節機構)
15 位置測定装置
16 制御装置
20 ウエハ(円板状対象物)
20a オリエンテーションフラグ(基準位置マーク)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus that processes an object using laser light, and more particularly to a laser processing apparatus that processes a disk-shaped object such as a wafer.
[0002]
[Prior art]
4A and 4B are plan views showing an example of a conventional laser processing apparatus. As shown in FIGS. 4A and 4B, the conventional laser processing apparatus is provided above the
[0003]
In such a conventional laser processing apparatus, first, as shown in FIG. 4A, after the lower surface of the
[0004]
Next, as shown in FIG. 4A, the
[0005]
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the rotation center R0 of the
[0006]
Then, as shown in FIG. 4B, the wafer is fixed by the
[0007]
Finally, a laser beam emitted from a laser device (not shown) is guided to the
[0008]
At this time, since the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional laser processing apparatus, the
[0010]
However, the above-described conventional laser processing apparatus requires a drive mechanism having a plurality of drive shafts as a drive mechanism for driving the
[0011]
The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a laser processing apparatus capable of simplifying the structure of the apparatus and performing efficient laser processing simply and inexpensively.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as a reference example , a laser processing apparatus that processes an object using laser light emitted from a laser apparatus, a fixing mechanism that fixes the object, a predetermined point on the fixing mechanism, and a position on the object. A position measuring device that measures the amount of positional deviation from a fixed point, an irradiation position adjusting mechanism that adjusts the irradiation position of the laser beam emitted from the laser device to the object, and a laser at a predetermined processing position on the object A control device that controls the irradiation position adjustment mechanism based on preset processing position information so that light is irradiated, and the control device is based on the positional deviation amount obtained by the position measurement device. Provided is a laser processing apparatus that controls the irradiation position adjusting mechanism while correcting the processing position information.
[0013]
The present invention provides, as a solution , a laser processing apparatus that processes a disk-shaped object with laser light emitted from a laser apparatus, a fixing mechanism that fixes the disk-shaped object, and the fixing mechanism that fixes the disk-shaped object. A rotary drive mechanism for rotating a disk-shaped object, the rotary drive mechanism for positioning the disk-shaped object at a predetermined position in a circumferential direction during processing of the disk-shaped object; A position measuring device that measures the amount of misalignment between the center of rotation of the fixing mechanism and the center of the disk-shaped object while the fixing mechanism is rotated, and the disk-like shape of the laser light emitted from the laser device An irradiation position adjusting mechanism that adjusts an irradiation position with respect to the object, and the irradiation position based on preset processing position information so that a predetermined processing position on the disk-shaped object is irradiated with laser light. A control device for controlling the adjustment mechanism, wherein the control device controls the irradiation position adjustment mechanism while correcting the processing position information based on the positional deviation amount obtained by the position measurement device. Provided is a laser processing apparatus.
[0014]
In the above-described solving means , the position measuring device measures a circumferential position of the disk-shaped object by using a reference position mark provided on the disk-shaped object, and the rotational drive mechanism is configured to move the position of the position measurement device. It is preferable to position the disk-shaped object at a predetermined position in the circumferential direction based on the circumferential position measured by the measuring device. The reference position mark is preferably an orientation flag provided on the disk-shaped object. Furthermore, it is preferable that the irradiation position adjusting mechanism is a beam scanner mechanism that deflects laser light emitted from the laser device.
[0015]
According to the reference example of the present invention, the position measuring device measures the amount of positional deviation between the predetermined point on the fixing mechanism and the predetermined point on the object, and controls the irradiation position adjusting mechanism in consideration of the amount of positional deviation. Since the irradiation position of the laser beam is adjusted, the structure of the drive mechanism that drives the fixing mechanism and the position measuring device can be simplified, and thus efficient laser processing can be performed simply and inexpensively. be able to.
[0016]
According to the solution means of the present invention, the position measuring device measures the amount of misalignment between the center of rotation of the fixing mechanism and the center of the disk-shaped object, and controls the irradiation position adjusting mechanism while considering the amount of misalignment. Since the irradiation position of the laser beam is adjusted, the structure of the drive mechanism that drives the fixing mechanism and the position measuring device can be simplified, and thus efficient laser processing can be performed simply and inexpensively. be able to.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views for explaining an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention. In the present embodiment, a case where a wafer (disk-shaped object) is processed using laser light will be described as an example.
[0018]
As shown in FIG. 1, the
[0019]
The
[0020]
Further, the
[0021]
Here, a
[0022]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 2A and 2B are views for explaining a positioning method of the
[0023]
First, as shown in FIG. 2A, the lower surface of the
[0024]
Next, as shown in FIG. 2 (a), the
[0025]
After that, as shown in FIG. 2B, the
[0026]
Finally, the laser beam emitted from the laser device 13 (see FIG. 1) is guided to the
[0027]
At this time, since the
[0028]
Specifically, the position information set with reference to the
(X, Y) = (X2 + X1, Y2 + Y1)
Can be obtained as
[0029]
As described above, according to the present embodiment, the
[0030]
In the above-described embodiment, the notch-shaped orientation flag is used as the reference position mark, but the orientation flag is not limited to the notch-shaped form. In addition to the orientation flag, a dedicated mark or the like may be provided on the surface of the
[0031]
In the above-described embodiment, the case of processing a wafer that is a disk-shaped object is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an object having an arbitrary shape such as a rectangle is described. Similarly, the present invention can also be applied. In this case, the positional deviation amount between the predetermined point on the fixing mechanism and the predetermined point on the object may be measured, and the preset processing position information may be corrected based on the positional deviation amount. . In this case, since there is no need to obtain the amount of eccentricity of the object, there is an advantage that it is not necessary to provide a θ-axis drive mechanism.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to simplify the structure of the drive mechanism that drives the fixing mechanism and the position measuring device, and therefore, efficient laser processing can be performed easily and inexpensively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.
2 is a view for explaining a wafer (disk-shaped object) positioning method in the laser processing apparatus shown in FIG. 1; FIG.
3 is a diagram showing a relationship between the amount of wafer eccentricity and an actual processing position in the laser processing apparatus shown in FIG. 1 in comparison with a conventional laser processing apparatus.
FIG. 4 is a view for explaining a method of positioning a wafer (disk-shaped object) in a conventional laser processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
13
15
20a Orientation flag (reference position mark)
Claims (4)
前記円板状対象物を固定する固定機構と、
前記固定機構により固定された前記円板状対象物を回転させる回転駆動機構であって、前記円板状対象物の加工時に前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めする回転駆動機構と、
前記回転駆動機構により前記固定機構を回転させた状態で前記固定機構の回転中心と前記円板状対象物の中心との位置ずれ量を測定する位置測定装置と、
前記レーザ装置から出射されたレーザ光の前記円板状対象物に対する照射位置を調節する照射位置調節機構と、
前記円板状対象物上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいて前記照射位置調節機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は前記位置測定装置で得られた前記位置ずれ量に基づいて前記加工位置情報を補正しつつ前記照射位置調節機構を制御することを特徴とするレーザ加工装置。In a laser processing apparatus that processes a disk-shaped object with laser light emitted from a laser apparatus,
A fixing mechanism for fixing the disk-shaped object;
A rotation driving mechanism for rotating the disk-shaped object fixed by the fixing mechanism, wherein the disk-shaped object is positioned at a predetermined position in the circumferential direction when the disk-shaped object is processed. When,
A position measuring device that measures the amount of positional deviation between the center of rotation of the fixing mechanism and the center of the disk-shaped object in a state where the fixing mechanism is rotated by the rotation driving mechanism;
An irradiation position adjusting mechanism for adjusting an irradiation position of the laser beam emitted from the laser device to the disk-shaped object;
A control device for controlling the irradiation position adjusting mechanism based on preset processing position information so that a predetermined processing position on the disk-shaped object is irradiated with laser light;
The laser processing device, wherein the control device controls the irradiation position adjusting mechanism while correcting the processing position information based on the positional deviation amount obtained by the position measuring device.
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