JP5460176B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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本発明は、シリコンウェハの切断等に用いられるレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus used for cutting a silicon wafer or the like.

パルスレーザ光源を用いたレーザ加工において発生する加工分解物(デブリス)は、加工点近傍の表面を汚染し、製品品質を劣化させてしまう。そのため、加工時にデブリスを除去することが望まれている。   A processed decomposition product (debris) generated in laser processing using a pulse laser light source contaminates the surface in the vicinity of the processing point and degrades the product quality. Therefore, it is desired to remove debris during processing.

デブリスに対する方策は、様々に提案されている。例えば、レーザ加工の光軸と同軸にガス噴出口を持つノズルを、加工点を覆い囲むように構成してデブリスを除去回収するものが知られている。また、レーザ加工点とは異なる位置にガス吹き付けノズルを配置し、ガス流で形成される最大圧力勾配の方向にレーザ加工点の移動方向をあわせた方式もある。   Various measures against debris have been proposed. For example, a nozzle having a gas outlet coaxially with the optical axis of laser processing is configured so as to cover a processing point and remove and recover debris. There is also a method in which a gas blowing nozzle is disposed at a position different from the laser processing point, and the moving direction of the laser processing point is aligned with the direction of the maximum pressure gradient formed by the gas flow.

さらに、特許文献1に開示されたものは、レーザ加工の光軸を加工対象物に対して斜めに配置して、加工表面に沿った流れを与えると同時に、飛散してきた分解物を除去するために光軸を横切る筒を設け、その筒の中にエアー流れを形成させる。同時に、筒の開口部からデブリスがさらに飛散しないようにエア−を噴きつける。   Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, the optical axis of laser processing is arranged obliquely with respect to the processing object to provide a flow along the processing surface and at the same time to remove the scattered decomposition products. A tube is provided across the optical axis, and an air flow is formed in the tube. At the same time, air is sprayed from the opening of the tube so that the debris is not further scattered.

特許文献2に開示された構成では、加工対象物の表面近傍に噴出、吸引ノズルを配置して、表面に沿った流れを形成すると同時に、噴出側から加工点近傍に高圧ガスを噴出し、加工点から発生するデブリスを除去する。同時に高圧ガスを噴きつけ、そこから飛散したデブリスが高圧部を避けて、流れる低圧ガスのエアーカーテンで運ばれて吸引ノズルに除去回収される。特に、fθレンズを使用して加工する装置において、加工点全体を高圧ガスで吹き飛ばすように配置されている。   In the configuration disclosed in Patent Document 2, the jet and suction nozzles are arranged near the surface of the workpiece to form a flow along the surface, and at the same time, a high-pressure gas is jetted from the jet side to the vicinity of the machining point. Remove debris from the point. At the same time, high-pressure gas is sprayed, and debris scattered from the high-pressure gas is carried away by the flowing low-pressure gas air curtain, avoiding the high-pressure portion, and removed and collected by the suction nozzle. In particular, in an apparatus for processing using an fθ lens, the entire processing point is disposed so as to be blown away by high-pressure gas.

特開2005−219108号公報JP-A-2005-219108 特開2005−305537号公報JP 2005-305537 A

しかしながら、シリコンウェハのレーザ切断加工では、加工自体が製造工程の最終に近く、加工点近傍には半導体素子が構築されている。切断方向は2方向存在し、格子状となっており、レーザ加工点と半導体素子との間隔は短ければ短いほどよく、通常1mm以下のことが多い。   However, in laser cutting of a silicon wafer, the processing itself is close to the end of the manufacturing process, and a semiconductor element is constructed near the processing point. There are two cutting directions, which are in the form of a lattice. The shorter the distance between the laser processing point and the semiconductor element, the better, and usually it is 1 mm or less.

このような半導体素子には様々な素子が形成されており、デブリスなどの汚染物質が付着することはあってはならない。従来は、ダイシングソーという回転砥石を用いて研磨材を流しながら回転切断加工している。この方式では切断後に必ず洗浄工程が必要となっていた。しかしこのような方式では、液状研磨材の管理あるいは洗浄工程での洗浄剤の管理が難しく、同時に付加的な工程の維持費用が膨大となり、問題となっていた
前述のように、レーザ光と同軸にガス噴出口を有する従来の構成では、デブリスの飛散方向は不安定であり、噴出したガスが加工表面とぶつかったところでは、流速が非常に低いよどみ状態が形成される。このよどみ状態は圧力は高いが流速が低い状態をさす。一方、レーザ加工を行うと、加工プロセスで発生する衝撃波によって形成される高圧力衝撃波面が伝播し、その内側でデブリスが再結合して表面に向かう力を受けて表面に至る。このよどみ点圧力に対して衝撃波面の圧力は大幅に大きく、同軸方向に噴出しただけではデブリス飛散を押さえ込むことは不可能である。
Various elements are formed in such a semiconductor element, and contaminants such as debris should not be attached. Conventionally, rotary cutting is performed while flowing an abrasive using a rotating grindstone called a dicing saw. In this method, a cleaning process is always required after cutting. However, in such a system, it is difficult to manage the liquid abrasive or the cleaning agent in the cleaning process, and at the same time, the maintenance cost of the additional process becomes enormous, which has been a problem as described above. In the conventional configuration having a gas jet port at the bottom, the debris scattering direction is unstable, and a stagnation state with a very low flow velocity is formed where the jetted gas collides with the processing surface. This stagnation state indicates a state where the pressure is high but the flow velocity is low. On the other hand, when laser processing is performed, a high-pressure shock wave front formed by a shock wave generated in the processing process propagates, and debris recombines inside to receive the force toward the surface and reach the surface. The pressure of the shock wave front is significantly larger than the stagnation point pressure, and it is impossible to suppress debris scattering only by jetting in the coaxial direction.

また、ガス流で形成される圧力勾配の最大となる位置にレーザ加工点を配置し、加工点の送り方向と圧力勾配の方向を一致させる構成では、衝撃波面を伴う場合は、ガス流の圧力よりまさってしまう。また、圧力勾配が大きいとは必ずしもその流体が持つ速度が大きいことに対応しておらず、速度差が大きいことである。デブリスを除去するにはその加工位置での速度が問題であり、衝撃波面を伴う現象にそのまま適用することは難しい。   In the configuration where the laser machining point is arranged at the position where the pressure gradient formed by the gas flow is maximized and the feed direction of the machining point coincides with the direction of the pressure gradient, the pressure of the gas flow is accompanied by a shock wave front. It will be better. Further, a large pressure gradient does not necessarily correspond to a large velocity of the fluid, but a large velocity difference. In order to remove debris, the speed at the processing position is a problem, and it is difficult to directly apply it to a phenomenon involving a shock wave front.

特許文献1に開示されたものは、主としてレーザ加工における光学素子の保護として流体を使用している。したがって、加工点より離れた光学素子近傍に構成物を設置することでデブリス除去を行っているが、加工点近傍では噴出ノズルと吸引ノズルを配置して流体の流れを形成して除去するのみである。これでは、前述のように衝撃波面を有した加工に対して完全にデブリスを回収することは難しく、表面の汚染が加工位置からずれて発生してしまう。   The one disclosed in Patent Document 1 uses a fluid mainly as protection of an optical element in laser processing. Therefore, debris removal is performed by installing a component in the vicinity of the optical element away from the processing point, but in the vicinity of the processing point, a jet nozzle and a suction nozzle are arranged to form and remove the fluid flow. is there. In this case, as described above, it is difficult to completely recover the debris with respect to the processing having the shock wave front, and the contamination of the surface is generated from the processing position.

特許文献2に開示されたものも同様に、衝撃波面を有する加工で生じる圧力が高く、デブリス発生は阻止されない。特に、低圧ガスでの回収では、強い衝撃波を伴う加工においてデブリス飛散を防ぐことは難しい。   Similarly, the pressure disclosed in Patent Document 2 is high due to the processing having a shock wave front, and debris generation is not prevented. In particular, in the recovery with a low-pressure gas, it is difficult to prevent debris scattering in processing with a strong shock wave.

本発明は、デブリス発生を抑制し、加工対象物の表面の汚染を回避できるレーザ加工装置を提供することを目的とするものである。   An object of this invention is to provide the laser processing apparatus which can suppress generation | occurrence | production of a debris and can avoid the contamination of the surface of a workpiece.

本発明のレーザ加工装置は、加工対象物をレーザ光によって加工するレーザ加工装置において、加工対象物を前記レーザ光に対して相対的に移動させるステージと、加工対象物の表面に沿って前記ステージの移動方向に延在する一対のガス流動路を形成するための第1のガスポート対と、前記第1のガスポート対の上層側で、前記ステージの移動方向に延在する一対のガス流動路を形成する第2のガスポート対と、を有し、前記第1のガスポート対は、前記一対のガス流動路からそれぞれ前記レーザ光の加工点に向かってガスを噴出し、前記第2のガスポート対は、前記一対のガス流動路のうちの少なくとも一方が、前記レーザ光の加工点から前記ステージの移動方向にガスを吸引するように構成されて、その圧力設定が非対称であり、前記第2のガスポート対の前記一対のガス流動路は、それぞれガスの噴出と吸引とが切り替えられることが可能に構成され、前記ステージの移動方向に応じて前記非対称の圧力設定が切り替えられるように構成され、前記第1のガスポート対によって形成される高圧部は、前記第2のガスポート対による非対称の圧力設定によって前記レーザ光の加工点からずれた位置に形成されていることを特徴とする。 The laser processing apparatus of the present invention is a laser processing apparatus for processing a processing object with laser light, a stage for moving the processing object relative to the laser light, and the stage along the surface of the processing object. A pair of gas flows extending in the moving direction of the stage on the upper layer side of the first gas port pair for forming a pair of gas flow paths extending in the moving direction A second gas port pair that forms a path, and the first gas port pair ejects gas from the pair of gas flow paths toward the processing point of the laser beam, respectively. The gas port pair is configured such that at least one of the pair of gas flow paths sucks gas in the moving direction of the stage from the laser beam processing point , and the pressure setting is asymmetric. Said The pair of gas flow paths of the two gas port pairs are configured to be capable of switching between gas ejection and suction, and configured to switch the asymmetric pressure setting according to the moving direction of the stage. The high-pressure portion formed by the first gas port pair is formed at a position shifted from the processing point of the laser beam by asymmetric pressure setting by the second gas port pair. .

レーザ加工点付近の空間部に加工対象物の表面に沿った高速な流れを形成し、流れによって流されるデブリスとよどみ点圧力を利用して吸引側のガスポートに高圧ガス流を用いて強制的に誘導する。同時に、空間部の上部を低圧にすることで衝撃波伝播速度を上げ、時間的に遅れて発生するデブリスに対して流れが有効に作用するように構成する。   A high-speed flow is formed along the surface of the workpiece in the space near the laser processing point, and the debris and stagnation point pressure flowed by the flow is used to force the suction side gas port using a high-pressure gas flow To guide. At the same time, the shock wave propagation velocity is increased by lowering the upper portion of the space so that the flow effectively acts on debris that is generated with a time delay.

このようなデブリス回収機構をレーザ加工装置に付加することで、ウェット洗浄工程等を排除することが可能となり、完全にドライなレーザ加工システムを実現できる。   By adding such a debris collection mechanism to the laser processing apparatus, it is possible to eliminate the wet cleaning process and the like, and a completely dry laser processing system can be realized.

一実施形態によるレーザ加工装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the laser processing apparatus by one Embodiment. 図1の装置の回収ユニットのみを示すもので、(a)はその断面図、(b)は(a)の主要部を拡大して示す部分拡大断面図である。FIG. 2 shows only the recovery unit of the apparatus of FIG. 1, (a) is a sectional view thereof, and (b) is a partially enlarged sectional view showing an enlarged main part of (a).

図1に示すレーザ加工装置は、加工対象物をレーザ光に対して相対的に移動させるステージであるXYステージ1、Z軸の回りに回転する回転ステージ2、レーザ加工によって生じる加工分解物(デブリス)を回収除去する回収ユニット3等を備える。回転ステージ上に支持される加工対象物は、シリコンウェハであり、集光レンズ4によって集光されるレーザ光により切断加工される。   A laser processing apparatus shown in FIG. 1 includes an XY stage 1 that is a stage for moving a processing object relative to a laser beam, a rotating stage 2 that rotates around a Z axis, and a processed decomposition product (debris) generated by laser processing. ) Is collected. The workpiece to be supported on the rotary stage is a silicon wafer, and is cut by the laser beam condensed by the condenser lens 4.

さらに、回収ユニット3から噴出されるガスの温度を調整するヒータ5、回収ユニット3からガスを噴出させるためのファンモータ6、ガス内のゴミを除去するフィルター7等を有する。また、回収ユニット3から噴出されるガスの流量と圧力を調整する調整弁8、9、吸引ガスのゴミを除去するフィルター10、11、温調ヒータ12、13、吸引と噴出を切り替える2方向電磁弁14、15が設けられている。また、ファン16、吸引ポンプ17、ゴミフィルター18、全体を制御する制御ユニット19等が設けられる。電磁弁14、15は圧力調整機能も有するものを使用している。そのため、制御ユニット19の指令によって、吸引、噴出の切り替えとその圧力調整が可能となっている。   Furthermore, it has a heater 5 for adjusting the temperature of gas ejected from the recovery unit 3, a fan motor 6 for ejecting gas from the recovery unit 3, a filter 7 for removing dust in the gas, and the like. Further, adjustment valves 8 and 9 for adjusting the flow rate and pressure of the gas ejected from the recovery unit 3, filters 10 and 11 for removing dust from the suction gas, temperature control heaters 12 and 13, and two-way electromagnetic for switching between suction and ejection. Valves 14 and 15 are provided. Further, a fan 16, a suction pump 17, a dust filter 18, a control unit 19 for controlling the whole, and the like are provided. The solenoid valves 14 and 15 have a pressure adjustment function. Therefore, it is possible to switch between suction and ejection and adjust the pressure by the command of the control unit 19.

XYステージ1は、制御ユニット19の指令に従ってXY方向に移動する。レーザ光は集光レンズ4によって回転ステージ2の上に配置された加工対象物の表面に集光される。その状態でXYステージ1が直交方向に移動することで、格子状にレーザ加工が行われる。回転ステージ2は、XYステージ1が加工範囲の端部に達したとき必要に応じて90°回転するものである。当然、それ以外の角度も設定することが可能であるので、この装置では格子状以外の形にレーザ加工を行うことも可能となっている。   The XY stage 1 moves in the XY direction according to a command from the control unit 19. The laser beam is condensed by the condenser lens 4 on the surface of the workpiece placed on the rotary stage 2. In this state, when the XY stage 1 moves in the orthogonal direction, laser processing is performed in a lattice shape. The rotary stage 2 rotates 90 ° as necessary when the XY stage 1 reaches the end of the processing range. Of course, other angles can also be set, so this apparatus can also perform laser processing in a shape other than the lattice shape.

回収ユニット3は、それぞれガス流動路を形成するための4つのガスポート21〜24を備える。第1のガスポート対を構成するガスポート21、22は、加工対象物の表面に沿ってXYステージ1の移動方向に延在する一対のガス流動路を形成する。第2のガスポート対を構成するガスポート23、24は、ガスポート21、22より上層側で、XYステージ1の移動方向に延在する一対のガス流動路を形成する。ガスポート23、24は、それぞれ□1mmの大きさの断面を持ち、少なくとも一方のガスポート24は、XYステージ1の移動方向上流側(進行方向)にガスを吸引する。他方のガスポート23は加工点に向かってガスを噴出する。ガスポート21、22は噴出のみであるが、ガスポート23、24は噴出と吸引を切り替えることが可能である。   The recovery unit 3 includes four gas ports 21 to 24 for forming gas flow paths. The gas ports 21 and 22 constituting the first gas port pair form a pair of gas flow paths extending in the moving direction of the XY stage 1 along the surface of the workpiece. The gas ports 23 and 24 constituting the second gas port pair form a pair of gas flow paths extending in the moving direction of the XY stage 1 on the upper layer side than the gas ports 21 and 22. The gas ports 23 and 24 each have a cross section having a size of □ 1 mm, and at least one of the gas ports 24 sucks gas upstream in the moving direction (traveling direction) of the XY stage 1. The other gas port 23 ejects gas toward the processing point. The gas ports 21 and 22 are only ejected, but the gas ports 23 and 24 can be switched between ejection and suction.

回収ユニット3は、加工対象物の表面に対して1mm程度の距離で近接させるものであるため、ガスポート21、22の高さはこの1mm程度となる。レーザ光を通過させる光学ウィンドウ25の表面は、ガスポート23、24によって形成されるガス流動路における流れの抵抗にならないように配置されている。上下のガスポート対は部材によって遮断していて、レーザが照射される部分が開口としてあいている。この開口部の端面形状について、R形状にしたり、テーパをつけてもよい。   Since the collection unit 3 is close to the surface of the workpiece by a distance of about 1 mm, the height of the gas ports 21 and 22 is about 1 mm. The surface of the optical window 25 through which the laser beam passes is arranged so as not to become a flow resistance in the gas flow path formed by the gas ports 23 and 24. The upper and lower gas port pairs are blocked by members, and the portion irradiated with the laser is opened as an opening. The end face shape of the opening may be R-shaped or tapered.

レーザ加工が始まると、図2(a)に示すように、ガスポート21〜24から設定に応じたガスの噴出と吸引がなされる。ガスポート21、22は加工点に向かってガスを噴出する。噴出されるガスは、フィルター7からファン6によって取り込み、ヒータ5を通して温度を設定し、調整弁8、9を用いてガスポート21、22の圧力を制御する。なお、ヒータ5を調整弁8、9の出力側に配置してもかまわない。ヒータ5は、制御ユニット19によって管理されている。部品端部領域では回収ユニット3でデブリスを回収するのではなく直接外に押し出すようにガスポート21〜24の圧力を設定する。たとえば、ガスポート24方向に部品を加工する場合、加工で発生するデブリスはガスポート23方向に押し出す。そのため、圧力設定はガスポート23を吸引あるいは止めて、残りガスポート21、22、24を噴出とする。この際、ガスポート21、22はガスポート24より圧力を高めにすることで、ガスポート24からの噴出がガスポート21、22へ流れないようにする。加工が進行し、部品端面が開口部よりガスポート23側にかかった段階で、ガスポート23を噴出させ、ガスポート21、22を吸引あるいは噴出に切り替える。   When laser processing starts, as shown in FIG. 2A, gas is ejected and sucked from the gas ports 21 to 24 according to the setting. The gas ports 21 and 22 eject gas toward the processing point. The gas to be ejected is taken in by the fan 6 from the filter 7, the temperature is set through the heater 5, and the pressures of the gas ports 21 and 22 are controlled using the regulating valves 8 and 9. The heater 5 may be disposed on the output side of the regulating valves 8 and 9. The heater 5 is managed by the control unit 19. In the part end region, the pressures of the gas ports 21 to 24 are set so that the debris is not recovered by the recovery unit 3 but pushed out directly. For example, when a part is processed in the direction of the gas port 24, debris generated in the processing is pushed out in the direction of the gas port 23. Therefore, the pressure is set such that the gas port 23 is sucked or stopped and the remaining gas ports 21, 22, 24 are ejected. At this time, the pressure of the gas ports 21 and 22 is made higher than that of the gas port 24 so that the jet from the gas port 24 does not flow to the gas ports 21 and 22. When the processing progresses and the end surface of the component is on the gas port 23 side from the opening, the gas port 23 is ejected, and the gas ports 21 and 22 are switched to suction or ejection.

調整弁8、9によりガス圧力は以下のように制御される。レーザ加工においては、XYステージ1の進行方向の反対側にデブリスが出てくるのが一般的であるため、デブリスを有効に除去するためには、飛散するデブリスが吸引ポートに確実に入るように構成することが必要である。   The gas pressure is controlled by the regulating valves 8 and 9 as follows. In laser processing, debris generally comes out on the opposite side of the direction of travel of the XY stage 1, and in order to effectively remove the debris, the scattered debris surely enters the suction port. It is necessary to configure.

ガスポート21、22から噴出されるガス圧力は同一であるが、ガスポート23、24のうちの、XYステージ1の進行方向のガスポート24は吸引で、反対側のガスポート23は噴出あるいは吸引となっている。ガスポート23を吸引とする場合は、ガスポート24の圧力を低くする。   The gas pressure ejected from the gas ports 21 and 22 is the same, but the gas port 24 in the traveling direction of the XY stage 1 is suctioned and the gas port 23 on the opposite side is ejected or sucked out of the gas ports 23 and 24. It has become. When the gas port 23 is used for suction, the pressure of the gas port 24 is lowered.

このようにガスポート23、24の圧力設定を非対称にすることで、図2(b)に示すように、ガスポート21、22によって形成される高圧部は各ガスポート対の中心からXYステージ1の移動方向にずれた位置に移動する。すなわち、ガスポート24側へとシフトする。   By making the pressure settings of the gas ports 23 and 24 asymmetric in this way, as shown in FIG. 2 (b), the high-pressure part formed by the gas ports 21 and 22 moves from the center of each gas port pair to the XY stage 1. Move to a position shifted in the moving direction. That is, the shift is made to the gas port 24 side.

また、同様なことはガスポート21、22の圧力を非対称にすることでも実現できる。例えば、吸引側がガスポート24である場合、ガスポート21の圧力をガスポート22より高くする。   The same thing can be realized by making the pressures of the gas ports 21 and 22 asymmetrical. For example, when the suction side is the gas port 24, the pressure of the gas port 21 is made higher than that of the gas port 22.

高圧部をXYステージ1の進行方向にシフトさせると、進行方向と反対側では非常に高速な流れ場が形成され、特に、表面に沿った方向に強くなる。衝撃波を伴うパルスレーザ加工であれば、衝撃波の圧力はこのようなガスでは防ぐことができないほどの圧力であるため、発生した衝撃波はこの高速な流れ場を越えて上部へと伝播する。流れ場以外の領域では比較的低圧であり、この領域に衝撃波が到達すると伝播速度は上昇し、急速に消滅する。一方、デブリスはこの衝撃波発生より時間的に遅れて発生し、この段階では衝撃波の保護は利かず、流れ場の影響を受けてしまい、この高速な流れに沿って飛散することになる。つまり、レーザ加工により発生するデブリスは、この流れ場にしたがって伝播して、先に述べた高圧部を避けるように上層側のガスポート24に至る。その結果、デブリスはこの流れによって回収される。   When the high-pressure part is shifted in the traveling direction of the XY stage 1, a very high-speed flow field is formed on the side opposite to the traveling direction, and in particular, it becomes stronger in the direction along the surface. In the case of pulse laser processing with a shock wave, the pressure of the shock wave is such a pressure that cannot be prevented by such a gas, so that the generated shock wave propagates over the high-speed flow field to the upper part. In regions other than the flow field, the pressure is relatively low. When a shock wave reaches this region, the propagation velocity increases and disappears rapidly. On the other hand, debris is generated with a time delay from the generation of the shock wave. At this stage, the shock wave is not protected and is affected by the flow field, and is scattered along the high-speed flow. That is, debris generated by laser processing propagates according to this flow field, and reaches the gas port 24 on the upper layer side so as to avoid the high-pressure portion described above. As a result, debris is recovered by this flow.

このような高速な流れ場によりデブリスを流すと、同時に熱を奪うことも予想されるため、ヒータ12、13、5の設定を変えることで安定化させる。これは、温度変化が光吸収係数に大きく寄与する物質を加工する場合に有効である。使用するガスについては通常は空気を用いる。しかし、デブリスを流れ場に乗せるためには分子量の軽いガスが望ましい。一方で、分子量の少ないガスのみで加工を行うとガスコストがかかり問題となる。したがって、空気に若干分子量の軽いガス(アルゴン、ヘリウムなど)を添加する方式を用いている。また、デブリスを除去する手段としては対象物質と反応してガス化できる反応性ガスを添加する方式もある。分子量の軽いガスを用いると同じように、反応性ガスを添加して流す方式を用いることもある。この場合、ガスポート、電磁弁などの流路内部に配置される物品を構成する物質とは反応しないものを選択する必要がある。それらの通常使用するガスを添加してもヒータにて加熱して、流れによる熱除去を補うことも必要である。   When debris is caused to flow by such a high-speed flow field, heat is also expected to be taken away at the same time. Therefore, stabilization is achieved by changing the settings of the heaters 12, 13, and 5. This is effective when processing a substance whose temperature change greatly contributes to the light absorption coefficient. For the gas used, air is usually used. However, a gas with a low molecular weight is desirable for putting debris on the flow field. On the other hand, if processing is performed only with a gas having a low molecular weight, there is a problem in that the gas cost increases. Therefore, a method of adding a slightly light molecular weight gas (argon, helium, etc.) to air is used. As a means for removing debris, there is a method of adding a reactive gas that can be gasified by reacting with a target substance. In the same manner as when a gas having a low molecular weight is used, a method of adding and flowing a reactive gas may be used. In this case, it is necessary to select a substance that does not react with a substance constituting an article arranged in the flow path such as a gas port or a solenoid valve. Even if these normally used gases are added, it is necessary to supplement the heat removal by the flow by heating with a heater.

次に、ガスポート23、24について詳しく説明する。ガスポート23、24には、フィルター10、11、ヒータ12、13と2方向電磁弁14、15がそれぞれ接続され、2方向電磁弁14、15を制御ユニット19の指令に基づいて制御し、同時に吸引圧力設定も行っている。吸引では先に述べた高圧部がXYステージ1の進行方向にシフトするように構成される。ガスポート24に吸引されたガスはフィルター11をとおり、ヒータ13に至る。排出するガスであるので、温度管理は不必要であるが、閉じた空間で配置された場合はその空間の温度変化を引き起こすものとなるため、排出部においても温度管理は必要となる。その後、2方向電磁弁15を介してして圧力調整され、ポンプ17によって排出される。同様に、ガスポート23が吸引側であれば、吸引されたガスはフィルター10をとおりヒータ12に至り、2方向電磁弁14を介してポンプ17によって排出される。   Next, the gas ports 23 and 24 will be described in detail. The gas ports 23 and 24 are connected to the filters 10 and 11, the heaters 12 and 13, and the two-way solenoid valves 14 and 15, respectively, and control the two-way solenoid valves 14 and 15 based on a command from the control unit 19. The suction pressure is also set. In the suction, the above-described high pressure section is configured to shift in the traveling direction of the XY stage 1. The gas sucked into the gas port 24 passes through the filter 11 and reaches the heater 13. Since it is a gas to be discharged, temperature management is unnecessary, but if it is arranged in a closed space, it will cause a temperature change in that space, so temperature management is also required in the discharge section. Thereafter, the pressure is adjusted via the two-way electromagnetic valve 15 and discharged by the pump 17. Similarly, if the gas port 23 is on the suction side, the sucked gas passes through the filter 10 to the heater 12 and is discharged by the pump 17 through the two-way solenoid valve 14.

ガスポート23からガスを噴出する場合は、フィルター18をとおりファン16を介して2方向電磁弁14に至る。ガス吸引の場合と同様に、2方向電磁弁14で圧力調整も行っている。その後、ガスはヒータ12を経由して温度設定され、フィルター10を通してガスポート23から噴出される。   When gas is ejected from the gas port 23, the gas passes through the filter 18 and reaches the two-way electromagnetic valve 14 via the fan 16. As in the case of gas suction, the pressure is also adjusted by the two-way solenoid valve 14. Thereafter, the temperature of the gas is set via the heater 12 and is ejected from the gas port 23 through the filter 10.

このように、ガスポート23が噴出の場合は、回収ユニット3の中に配置された光学ウィンドウ25の汚れを軽減するためのエアーカーテンを形成する。   As described above, when the gas port 23 is ejected, an air curtain for reducing the contamination of the optical window 25 disposed in the recovery unit 3 is formed.

また、XYステージ1の移動によって加工位置が変化した場合は、制御ユニット19よりXYステージ1の位置情報から指令を与えて、ガスポート21〜24の構成を変化させる。また、そのときは回転ステージ2の情報も考慮し、XYステージ1の進行方向に高圧部が形成できるようにガスポート21〜24の設定を変化させる。   Further, when the machining position changes due to the movement of the XY stage 1, a command is given from the position information of the XY stage 1 from the control unit 19 to change the configuration of the gas ports 21 to 24. At that time, the information of the rotary stage 2 is also taken into consideration, and the settings of the gas ports 21 to 24 are changed so that the high pressure part can be formed in the traveling direction of the XY stage 1.

1 XYステージ
2 回転ステージ
3 回収ユニット
4 集光レンズ
14、15 2方向電磁弁
21〜24 ガスポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 XY stage 2 Rotating stage 3 Recovery unit 4 Condensing lens 14, 15 Two-way solenoid valve 21-24 Gas port

Claims (4)

加工対象物をレーザ光によって加工するレーザ加工装置において、
加工対象物を前記レーザ光に対して相対的に移動させるステージと、
加工対象物の表面に沿って前記ステージの移動方向に延在する一対のガス流動路を形成するための第1のガスポート対と、
前記第1のガスポート対の上層側で、前記ステージの移動方向に延在する一対のガス流動路を形成する第2のガスポート対と、を有し、
前記第1のガスポート対は、前記一対のガス流動路からそれぞれ前記レーザ光の加工点に向かってガスを噴出し、
前記第2のガスポート対は、前記一対のガス流動路のうちの少なくとも一方が、前記レーザ光の加工点から前記ステージの移動方向にガスを吸引するように構成されて、その圧力設定が非対称であり、
前記第2のガスポート対の前記一対のガス流動路は、それぞれガスの噴出と吸引とが切り替えられることが可能に構成され、前記ステージの移動方向に応じて前記非対称の圧力設定が切り替えられるように構成され、
前記第1のガスポート対によって形成される高圧部は、前記第2のガスポート対による非対称の圧力設定によって前記レーザ光の加工点からずれた位置に形成されていることを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that processes an object to be processed with laser light,
A stage for moving the workpiece relative to the laser beam;
A first gas port pair for forming a pair of gas flow paths extending in the moving direction of the stage along the surface of the workpiece;
A second gas port pair forming a pair of gas flow paths extending in the moving direction of the stage on the upper layer side of the first gas port pair;
The first gas port pair ejects gas from the pair of gas flow paths toward the laser beam processing point,
The second gas port pair is configured such that at least one of the pair of gas flow paths sucks gas from the laser beam processing point in the moving direction of the stage , and the pressure setting is asymmetric. And
The pair of gas flow paths of the second gas port pair are configured to be able to switch between gas ejection and suction, respectively, so that the asymmetric pressure setting is switched according to the moving direction of the stage. Composed of
The high-pressure portion formed by the first gas port pair is formed at a position shifted from the processing point of the laser beam by asymmetric pressure setting by the second gas port pair. apparatus.
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、  The laser processing apparatus according to claim 1,
前記第2のガスポート対の前記一対のガス流動路は、前記ステージの移動方向の側の圧力を低くして前記非対称の圧力設定が切り替えられるように構成され、The pair of gas flow paths of the second gas port pair is configured to switch the asymmetric pressure setting by lowering the pressure on the stage moving direction side,
前記第1のガスポート対によって形成される高圧部は、前記第2のガスポート対による非対称の圧力設定によって前記レーザ光の加工点から前記ステージの移動方向にずれた位置に形成されることを特徴とするレーザ加工装置。  The high pressure portion formed by the first gas port pair is formed at a position shifted in the moving direction of the stage from the laser beam processing point by asymmetric pressure setting by the second gas port pair. A featured laser processing apparatus.
請求項1又は2に記載されたレーザ加工装置において、
前記第2のガスポート対の前記一対のガス流動路のうちの他方は、前記レーザ光の加工点に向かってガスを噴出するように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The other of the pair of gas flow paths of the second gas port pair is configured to eject gas toward a processing point of the laser beam.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記第1のガスポート対及び前記第2のガスポート対から噴出するガスを加熱するヒータを有することを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
A laser processing apparatus comprising: a heater for heating gas ejected from the first gas port pair and the second gas port pair .
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