JP5324828B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、噴射ノズルから噴射された液柱に沿ってレーザー光線を照射して被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs laser processing on a workpiece by irradiating a laser beam along a liquid column injected from an injection nozzle.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor devices.
近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
レーザー加工装置を用いて半導体ウエーハのストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成すると、半導体ウエーハへのレーザー光線の照射によりデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。従って、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する際には、予め半導体ウエーハの表面に保護被膜を被覆し、この保護被膜を通してレーザー光線を照射するようにしているが、半導体ウエーハの表面に保護被膜を被覆する工程を追加しなければならず、生産性が悪い。また、半導体ウエーハにレーザー光線を照射するとデバイスが加熱されるため、デバイスの品質を低下させるという問題もある。 When a laser processing groove is formed by irradiating a pulsed laser beam along the street of a semiconductor wafer using a laser processing apparatus, debris is generated by the irradiation of the laser beam on the semiconductor wafer, and this debris adheres to the surface of the device. There is a problem of degrading the quality of the device. Therefore, when forming a laser processed groove along the street of a semiconductor wafer, a surface of the semiconductor wafer is coated with a protective film in advance, and a laser beam is irradiated through the protective film. A process for coating the protective coating must be added, and productivity is poor. Further, when a semiconductor wafer is irradiated with a laser beam, the device is heated, so that there is a problem that the quality of the device is deteriorated.
レーザー光線を照射することにより発生するデブリの影響を解消するとともに、被加工物の加熱を防ぐレーザー加工方法として、噴射ノズルから液柱を噴射し、この液柱に沿ってレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法が提案されている。(例えば、特許文献2参照。)
而して、噴射ノズルから噴射される液柱は被加工物の上面で衝突して乱流となり、レーザー光線を屈折させて加工精度を低下させるという問題がある。 Thus, the liquid column ejected from the ejection nozzle collides with the upper surface of the workpiece and becomes a turbulent flow, which refracts the laser beam and lowers the machining accuracy.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、噴射ノズルから噴射される液柱に沿って照射されるレーザー光線が屈折することを防止したレーザー加工装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to provide a laser processing apparatus that prevents the laser beam irradiated along the liquid column ejected from the ejection nozzle from being refracted. It is in.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段がレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた加工ヘッドとを具備するレーザー加工装置において、
該加工ヘッドは、該集光レンズによって集光された該レーザー光線の光軸に沿って液体を噴出する噴射ノズルを備えた液柱形成手段と、該液柱形成手段の下側に配設され該噴射ノズルから噴射される液柱を囲繞する筒状のガスカーテンを形成するガスカーテン形成手段とを具備し、
該ガスカーテン形成手段は、該噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第1の通路を備えた底壁と、該底壁の外周から立設して形成され該液柱形成手段の下端部に嵌合する環状の側壁と、該底壁の下面に突出して形成され該噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第2の通路を備えた第1の筒体と、該第1の筒体を囲繞して配設され該第1の筒体の外周面との間に筒状の隙間を形成する第2の筒体と、該筒状の隙間にガスを供給するガス供給手段とを具備しており、
該第2の筒体の下面は、内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面に形成されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
In order to solve the above main technical problems, according to the present invention, a chuck table for holding a workpiece, a laser beam irradiation means for irradiating a workpiece with a laser beam to the workpiece, a chuck table, and the chuck table A processing head comprising a processing feed means for relatively processing and feeding the laser beam irradiation means, the laser beam irradiation means including a laser beam oscillation means and a condensing lens for condensing the laser beam emitted from the laser beam oscillation means; In a laser processing apparatus comprising:
The processing head is disposed below the liquid column forming unit, with a liquid column forming unit having an ejection nozzle that ejects liquid along the optical axis of the laser beam condensed by the condensing lens. Gas curtain forming means for forming a cylindrical gas curtain surrounding the liquid column ejected from the ejection nozzle,
The gas curtain forming means includes a bottom wall having a first passage through which a liquid column ejected from the injection nozzle passes, and a lower end portion of the liquid column forming means that is formed upright from the outer periphery of the bottom wall. A first cylindrical body having an annular side wall that is fitted to the bottom wall, a second cylinder that protrudes from the bottom surface of the bottom wall and through which a liquid column ejected from the ejection nozzle passes, and the first cylinder A second cylinder that surrounds the body and forms a cylindrical gap with the outer peripheral surface of the first cylinder, and a gas supply means for supplying gas to the cylindrical gap. It has been provided,
The lower surface of the second cylindrical body is formed in a tapered surface inclined downward from the inner periphery toward the outer periphery.
A laser processing apparatus is provided.
上記ガスカーテン形成手段は、上記筒状の隙間に対して複数の位置に等角度でガスを供給するガス導入通路を備えていることが望ましい。
また、上記ガスカーテン形成手段を構成する上記底壁の上面外周部に環状の支持棚が設けられ、上記環状の側壁が嵌合された上記液柱形成手段の下面と底壁の上面との間に外気導入室が形成されていることが望ましい。
The gas curtain forming means preferably includes a gas introduction passage for supplying gas at a plurality of positions at an equal angle with respect to the cylindrical gap.
Further , an annular support shelf is provided on the outer periphery of the upper surface of the bottom wall constituting the gas curtain forming means, and the gap between the lower surface of the liquid column forming means and the upper surface of the bottom wall is fitted with the annular side wall. It is desirable that an outside air introduction chamber be formed in the outer space.
本発明によるレーザー加工装置においては、加工ヘッドを構成する液柱形成手段の下側に噴射ノズルから噴射される液柱を囲繞する筒状のガスカーテンを形成するガスカーテン形成手段を配設したので、噴射ノズルから噴射される液柱がチャックテーブルに保持された被加工物の表面に衝突して乱流となろうとするが、ガスカーテン形成手段を構成する第1の筒体の外周面と第2の筒体との間の筒状の隙間から噴出される筒状のガスカーテンが乱流になろうとする液体を押圧して被加工物の表面上を流れるようにする。従って、液柱に沿って照射されるパルスレーザー光線は屈折されないので、所定位置に正確に照射される。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the gas curtain forming means for forming the cylindrical gas curtain surrounding the liquid column ejected from the spray nozzle is disposed below the liquid column forming means constituting the machining head. The liquid column ejected from the ejection nozzle collides with the surface of the workpiece held on the chuck table and tends to become turbulent, but the outer peripheral surface of the first cylinder constituting the gas curtain forming means and the first The cylindrical gas curtain ejected from the cylindrical gap between the two cylindrical bodies presses the liquid that is going to be turbulent and flows over the surface of the workpiece. Therefore, since the pulse laser beam irradiated along the liquid column is not refracted, it is irradiated accurately at a predetermined position.
以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a laser processing apparatus configured according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図1に示すレーザー加工装置は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2に上記矢印Xで示す方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構4と、該レーザー光線照射ユニット支持機構4に矢印Zで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット5とを具備している。
FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus constructed according to the present invention. A laser processing apparatus shown in FIG. 1 includes a
上記チャックテーブル機構3は、静止基台2上に矢印Xで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上に矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上に矢印Yで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル36を具備している。このチャックテーブル36は多孔性材料から形成された吸着チャック361を具備しており、吸着チャック361上に被加工物である例えば円盤状のウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル36には、後述するように保護テープを介してウエーハを支持する環状のフレームを固定するためのクランプ362が配設されている。
The
上記第1の滑動ブロック32は、その下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、その上面に矢印Yで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動させるための加工送り手段37を具備している。加工送り手段37は、上記一対の案内レール31と31の間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台2に固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられる。
The first sliding
上記第2の滑動ブロック33は、その下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、矢印Yで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動させるための第1の割り出し送り手段38を具備している。第1の割り出し送り手段38は、上記一対の案内レール322と322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、その一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
The second sliding
上記レーザー光線照射ユニット支持機構4は、静止基台2上に矢印Yで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール41、41と、該案内レール41、41上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台42を具備している。この可動支持基台42は、案内レール41、41上に移動可能に配設された移動支持部421と、該移動支持部421に取り付けられた装着部422とからなっている。装着部422は、一側面に矢印Zで示す方向に延びる一対の案内レール423、423が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構4は、可動支持基台42を一対の案内レール41、41に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動させるための第2の割り出し送り手段43を具備している。第2の割り出し送り手段43は、上記一対の案内レール41、41の間に平行に配設された雄ネジロッド431と、該雄ねじロッド431を回転駆動するためのパルスモータ432等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド431は、その一端が上記静止基台2に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ432の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド431は、可動支持基台42を構成する移動支持部421の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ432によって雄ネジロッド431を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台42は案内レール41、41に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
The laser beam irradiation unit support mechanism 4 includes a pair of
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51と、該ユニットホルダ51に取り付けられたレーザー光線照射手段52を具備している。ユニットホルダ51は、上記装着部422に設けられた一対の案内レール423、423に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝511、511が設けられており、この被案内溝511、511を上記案内レール423、423に嵌合することにより、矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動可能に支持される。
The laser beam irradiation unit 5 in the illustrated embodiment includes a
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51を一対の案内レール423、423に沿って矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動させるための移動手段53を具備している。移動手段53は、一対の案内レール423、423の間に配設された雄ネジロッド(図示せず)と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ532等の駆動源を含んでおり、パルスモータ532によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ51およびレーザー光線照射手段52を案内レール423、423に沿って矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ532を正転駆動することによりレーザー光線照射手段52を上方に移動し、パルスモータ532を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段52を下方に移動するようになっている。
The laser beam irradiation unit 5 in the illustrated embodiment includes a moving means 53 for moving the
上記レーザー光線照射手段52について、図1および図2を参照して説明する。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段52は、ユニットホルダ51に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング521と、該ケーシング521内に配設されたパルスレーザー光線発振手段6と、ケーシング521の先端に装着されパルスレーザー光線発振手段6から発振されたレーザー光線を集光する加工ヘッド7を具備している。パルスレーザー光線発振手段6は、YAGレーザー発振器或いはYVO4レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器61と、これに付設された繰り返し周波数設定手段62とから構成されている。このように構成されたパルスレーザー光線発振手段6は、例えば波長が532nm、繰り返し周波数は50kHz、平均出力が10Wのパルスレーザー光線を発振する。
The laser beam irradiation means 52 will be described with reference to FIGS.
The laser beam irradiation means 52 in the illustrated embodiment includes a
上記加工ヘッド7は、図2に示すようにヘッドハウジング71と、該ヘッドハウジング71内に配設されパルスレーザー光線発振手段6から発振されたレーザー光線を下方に向けて方向変換する方向変換ミラー72と、該方向変換ミラー72によって方向変換されたレーザー光線を集光する集光レンズ73を具備している。ヘッドハウジング71の下部には液柱形成手段74が配設されているとともに、該液柱形成手段74の下側にガスカーテン形成手段75が配設されている。
As shown in FIG. 2, the
ヘッドハウジング71の下部に配設される液柱形成手段74は、液体室741を形成する液体室形成ハウジング740を備えている。液体室形成ハウジング740は、円筒状の側壁742と、該側壁742の上面および下面をそれぞれを閉塞する上壁743および下壁744とからなっている。液体室形成ハウジング740を構成する上壁743には、透明板745が配設されている。液体室形成ハウジング740を構成する円形状の下壁744の中心部には、噴射ノズル746が形成されている。なお、噴射ノズル746の噴射口746aは、集光レンズ73によって集光される集交点が位置付けられるとともにレーザー光線の光軸上に形成されている。
The liquid column forming means 74 disposed under the
液体室形成ハウジング740を構成する側壁742には液体室741に開口する液体導入口741aが形成されており、この液体導入口741aが液体供給手段76に接続されている。液体供給手段76は、水等の液体供給源761と、該液体供給源761と上記液体室形成ハウジング740を構成する側壁742に設けられた液体導入口741aとを接続する配管762と、該配管762中に配設された電磁開閉弁763とからなっている。電磁開閉弁763は、除勢(OFF)されている状態では液体供給源761と液体導入口741aとの連通を遮断しており、附勢(ON)されると液体供給源751と液体導入口741aとを連通するように構成されている。なお、このように構成された液体供給手段76は、例えば13MPaの圧力を有する液体を上記液体導入口741aを通して液体室741に供給する。液体供給手段76によって液体室741に供給された液体は、噴射ノズル746の噴射口746aから液柱70となって後述するガスカーテン形成手段75に向けて噴射される。なお、液柱70の直径は、図示の実施形態においてはφ0.05mmに設定されている。
A
上記液柱形成手段74の下側に配設されるガスカーテン形成手段75は、上記噴射ノズル746から噴出される液柱70が通過する第1の通路751aを備えた底壁751と、該底壁751の外周から立設して形成され液柱形成手段74を構成する液体室形成ハウジング740の下端部に嵌合する環状の側壁752と、底壁751の下面に突出して形成され上記噴射ノズル746から噴出される液柱70が通過する第2の通路753aを備えた第1の筒体753と、該第1の筒体753を囲繞し配設され第1の筒体753の外周面との間に筒状の隙間754を形成する第2の筒体755とからなっており、これらは図示の実施形態においてはステンレス鋼によって形成されている。ガスカーテン形成手段75を構成する底壁751の上面外周部には、環状の支持棚751bが設けられている。従って、ガスカーテン形成手段75を構成する環状の側壁752を液柱形成手段74を構成する液体室形成ハウジング740の下端部に嵌合すると、液体室形成ハウジング740の下端が環状の支持棚751bに当接して、液体室形成ハウジング740の下面と底壁751の上面との間に外気導入室750が形成される。また、ガスカーテン形成手段75を構成する環状の側壁752には図3に示すように90度間隔で4個の雌ねじ穴752aが形成されており、この4個の雌ねじ穴752aに締め付けボルト77が螺合するようになっている。従って、環状の側壁752を上記液柱形成手段74を構成する液体室形成ハウジング740の下端部に嵌合し、締め付けボルト77を螺合して締め付けることにより、ガスカーテン形成手段75は液体室形成ハウジング740の下端部に装着される。
The gas curtain forming means 75 disposed below the liquid
ガスカーテン形成手段75を構成する底壁751には、図4に示すように上記外気導入室750に開口する外気導入口751cと、この外気導入口751cを外気に連通する外気導入通路751dが設けられている。また、底壁751の下面中央部にはガス導入室756を形成する凹部751eが形成されている。この凹部751eに上記第1の筒体753を囲繞し第1の筒体753の外周面との間に筒状の隙間754を形成する第2の筒体755が配設される。第2の筒体755は、上記第1の筒体753の外径より大きい内径を有する筒部755aと、該筒部755aの下端部に径方向が外方に突出するフランジ部755bとからなっており、該フランジ部755bの外周部が底壁751の凹部751eを形成する周縁部に溶接によって接合されている。このようにして底壁751に装着された第2の筒体755を構成する筒部755aの上端面と底壁751に形成された凹部751eの底面との間には、隙間755cが形成される。このように構成された第2の筒体755の下面は、内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面755dに形成されている。なお、ガスカーテン形成手段75を構成する底壁751には、図3および図4に示すように上記凹部751eによって形成されたガス導入室756と連通する複数のガス導入通路755fが形成されている。この複数のガス導入通路755fは、図示の実施形態においては2個設けられており、互いに等角度の位置(図示の実施形態においては互いに180度の位置)に設けられている。このように形成されたガス導入通路755fには、ガス供給手段78によってガスが供給される。
As shown in FIG. 4, the
ガス供給手段78は、空気等のガス供給源781と、該ガス供給源781とガス導入通路755fを接続する配管782と、該配管782中に配設された電磁開閉弁783とからなっている。電磁開閉弁783は、除勢(OFF)されている状態ではガス供給源781とガス導入通路755fとの連通を遮断しており、附勢(ON)されるとガス供給源781とガス導入通路755fとを連通するように構成されている。なお、このように構成されたガス供給手段78は、例えば1分間に5リットルの空気等のガスをガス導入通路755fを通してガス導入室756に供給する。従って、ガス導入通路755fを通してガス導入室756に導入されたガスは、図示の実施形態においては第2の筒体755を構成する筒部755aの上端面と底壁751に形成された凹部751eの底面との間の隙間755cを通り、第1の筒体753の外周面と第2の筒体755を構成する筒部755aの内周面との間の筒状の隙間754から3〜5m/秒の速度で噴出される。なお、ガス導入室756にガスを導入するガス導入通路755fは互いに等角度の位置に複数形成することにより、ガス導入室756に均等にガスを供給することができる。
The gas supply means 78 includes a
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、ケーシング521の前端部に配設され上記レーザー光線照射手段52によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段11を備えている。この撮像手段11は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
Referring back to FIG. 1, the laser processing apparatus in the illustrated embodiment includes an
図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段52は以上のように構成されており、以下その作用について図2を参照して説明する。
液体供給手段76の電磁開閉弁763を附勢(ON)すると、液体供給源761から配管762を介して加工ヘッド7を構成する液柱形成手段74の液体室740に高圧液体が供給される。液体室740に供給された高圧液体は、噴射ノズル746の噴射口746aから液柱70となって噴出される。この液柱70は、ガスカーテン形成手段78を構成する底壁751に形成された第1の通路751aおよび第1の筒体753に形成された第2の通路753aを通ってチャックテーブル36に保持されるウエーハWに向けて噴射される。一方、パルスレーザー光線発振手段6から発振されたパルスレーザー光線LBは、方向変換ミラー72によって集光レンズ73に導かれ、該集光レンズ73によって集光されつつ透明板745を通して液柱70に沿って照射される。従って、パルスレーザー光線LBのスポットは液柱70の直径となる。
The laser beam irradiation means 52 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below with reference to FIG.
When the electromagnetic on-off
上述したレーザー光線照射時には、ガス供給手段78の電磁開閉弁783が附勢(ON)され開路される。この結果、ガス供給源781から配管782を介してガスカーテン形成手段75のガス導入通路755fを通してガス導入室756にガスが導入される。ガス導入室756されたガスは、第2の筒体755を構成する筒部755aの上端面と底壁751に形成された凹部751eの底面との隙間755cを通り、第1の筒体753の外周面と第2の筒体755を構成する筒部755aの内周面との間の筒状の隙間754から筒状のガスカーテン79となって上記液柱70を囲繞しつつチャックテーブル36に保持されるウエーハWに向けて噴出される。
During the laser beam irradiation described above, the electromagnetic on-off
ここで、ガスカーテン形成手段75から噴出されるガスの作用について説明する。
上述したように液柱形成手段74を構成する噴射ノズル746の噴射口746aから噴射される液柱70は、チャックテーブル36に保持されるウエーハWの表面に衝突して乱流となる。このようにウエーハWの表面に液体の乱流が発生すると、液柱70に沿って照射されるパルスレーザー光線LBが屈折して所定位置に照射されず、加工精度が悪化する。このとき、ガスカーテン形成手段75から噴出される筒状のガスカーテン79が液柱70を囲繞してウエーハWの表面に向けて噴出されるので、ウエーハWの表面に衝突して乱流になろうとする液体はガスカーテン79を形成するガスによって押圧され層流となってウエーハWの表面上を流れる。従って、液柱70に沿って照射されるパルスレーザー光線LBは屈折されないので、所定位置に正確に照射される。なお、上記液柱70がウエーハWの表面に衝突すると水滴が飛散し、飛散した水滴がガスカーテン形成手段75を構成する第2の筒体755の下面に付着し、この水滴が成長して液柱70落下すると液柱70が乱れてパルスレーザー光線LBを所定位置に正確に照射することができない。しかるに、図示の実施形態においては、第2の筒体755の下面が内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面755dに形成されているので、第2の筒体755の下面に付着した水滴はテーパー面755dに沿って外周に移動して落下するため、液柱70に影響を及ぼすことはない。また、液柱形成手段74を構成する液体室形成ハウジング740に形成された噴射ノズル746から液柱70が噴射されると、液体室形成ハウジング740とガスカーテン形成手段75との間に負圧が発生するが、上述した実施形態においては液柱形成手段74を構成する液体室形成ハウジング740の下面とガスカーテン形成手段75を構成する底壁751の上面との間に外気導入室750が形成され、該外気導入室750に外気導入通路751dを介して外気が導入されるようになっているので、負圧状態となることはない。従って、液体室形成ハウジング740とガスカーテン形成手段75との間に負圧が発生することによって生ずる液柱70への悪影響を防止することができる。
Here, the action of the gas ejected from the gas curtain forming means 75 will be described.
As described above, the
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図1に示すように被加工物としての半導体ウエーハWは、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された状態でチャックテーブル36の吸着チャック361上に搬送され、該吸着チャック361に吸引保持される。なお、半導体ウエーハWは、表面に複数のストリートが格子状に形成されており、格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイスが形成されている。このようにして半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル36は、加工送り手段37の作動により案内レール31、31に沿って移動せしめられ撮像手段11の直下に位置付けられる。
The laser processing apparatus in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
As shown in FIG. 1, a semiconductor wafer W as a workpiece is conveyed onto an
上述したようにチャックテーブル36が撮像手段11の直下に位置付けられると、撮像手段11および図示しない制御手段によって半導体ウエーハWの所定方向に形成されているストリートと、上記加工ヘッド7との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、加工領域のアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、半導体ウエーハWに形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリートに対しても、同様に加工領域のアライメントが遂行される。
As described above, when the chuck table 36 is positioned immediately below the image pickup means 11, the street formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer W by the image pickup means 11 and a control means (not shown) is aligned with the
以上のようにしてチャックテーブル36上に保持されている半導体ウエーハWに形成されているストリートを検出し、加工領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル36をレーザー光線照射手段52の加工領域に移動する。そして、半導体ウエーハWに形成された所定のストリートを加工ヘッド7の直下に位置付ける。そして、上述したようにレーザー光線照射手段52を構成する液体供給手段76とパルスレーザー光線発振手段6およびガス供給手段78を作動するとともに、加工送り手段37を作動してチャックテーブル36を加工送りする(レーザー加工工程)。この結果、図2に示すように噴射ノズル746の噴射口746aから液柱70となってチャックテーブル36に保持されたウエーハWに向けて噴出され、パルスレーザー光線発振手段6から発振されたパルスレーザー光線LBが液柱70に沿って照射されるとともに、ガスカーテン形成手段75を構成する第1の筒体753の外周面と第2の筒体755を構成する筒部755aの内周面との間の筒状の隙間754から筒状のガスカーテン79となって上記液柱70を囲繞しつつチャックテーブル36に保持されるウエーハWに向けて噴出される。このようにレーザー加工工程を実施することにより、上述したように液柱70に沿って照射されるパルスレーザー光線LBは屈折されないので、チャックテーブル36に保持された半導体ウエーハWは所定のストリートに沿って正確にレーザー加工される。
As described above, when the street formed on the semiconductor wafer W held on the chuck table 36 is detected and the processing area is aligned, the chuck table 36 holding the semiconductor wafer W is irradiated with the laser beam. Move to the processing area of the
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:加工送り手段
38:第1の割り出し送り手段
43:第2の割り出し送り手段
5:レーザー光線照射ユニット
52:レーザー光線照射手段
6:パルスレーザー光線発振手段
7:加工ヘッド
71:ヘッドハウジング
72:方向変換ミラー
73:集光レンズ
74:液柱形成手段
740:液体室形成ハウジング
741:液体室
745:透明板
746:噴射ノズル
75:ガスカーテン形成手段
750:外気導入室
751:底壁
752:環状の側壁
753:第1の筒体
754:筒状の隙間
755:第2の筒体
76:液体供給手段
761:液体供給源
763:電磁開閉弁
78:ガス供給手段
781:ガス供給源
3: Chuck table mechanism 36: Chuck table 37: Processing feed means 38: First index feeding means 43: Second index feeding means 5: Laser beam irradiation unit 52: Laser beam irradiation means 6: Pulse laser beam oscillation means 7: Processing head 71: Head housing 72: Direction changing mirror 73: Condensing lens 74: Liquid column forming means 740: Liquid chamber forming housing 741: Liquid chamber 745: Transparent plate 746: Injection nozzle 75: Gas curtain forming means 750: Outside air introduction chamber 751 : Bottom wall 752: annular side wall 753: first cylinder 754: cylindrical gap 755: second cylinder 76: liquid supply means 761: liquid supply source 763: electromagnetic on-off valve 78: gas supply means 781: Gas supply source
Claims (3)
該加工ヘッドは、該集光レンズによって集光された該レーザー光線の光軸に沿って液体を噴出する噴射ノズルを備えた液柱形成手段と、該液柱形成手段の下側に配設され該噴射ノズルから噴射される液柱を囲繞する筒状のガスカーテンを形成するガスカーテン形成手段とを具備し、
該ガスカーテン形成手段は、該噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第1の通路を備えた底壁と、該底壁の外周から立設して形成され該液柱形成手段の下端部に嵌合する環状の側壁と、該底壁の下面に突出して形成され該噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第2の通路を備えた第1の筒体と、該第1の筒体を囲繞して配設され該第1の筒体の外周面との間に筒状の隙間を形成する第2の筒体と、該筒状の隙間にガスを供給するガス供給手段とを具備しており、
該第2の筒体の下面は、内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面に形成されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 A chuck table for holding a workpiece, a laser beam irradiation means for irradiating a workpiece held on the chuck table with a laser beam, and a processing feed means for relatively processing and feeding the chuck table and the laser beam irradiation means In the laser processing apparatus, the laser beam irradiation means comprises a laser beam oscillation means and a processing head provided with a condenser lens that condenses the laser beam oscillated from the laser beam oscillation means,
The processing head is disposed below the liquid column forming unit, with a liquid column forming unit having an ejection nozzle that ejects liquid along the optical axis of the laser beam condensed by the condensing lens. Gas curtain forming means for forming a cylindrical gas curtain surrounding the liquid column ejected from the ejection nozzle,
The gas curtain forming means includes a bottom wall having a first passage through which a liquid column ejected from the injection nozzle passes, and a lower end portion of the liquid column forming means that is formed upright from the outer periphery of the bottom wall. A first cylindrical body having an annular side wall that is fitted to the bottom wall, a second cylinder that protrudes from the bottom surface of the bottom wall and through which a liquid column ejected from the ejection nozzle passes, and the first cylinder A second cylinder that surrounds the body and forms a cylindrical gap with the outer peripheral surface of the first cylinder, and a gas supply means for supplying gas to the cylindrical gap. It has been provided,
The lower surface of the second cylindrical body is formed in a tapered surface inclined downward from the inner periphery toward the outer periphery.
Laser processing equipment characterized by that.
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