JP6498553B2 - レーザー加工装置 - Google Patents
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Description
該レーザー光線照射手段は、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段と、該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を反射して該集光器に導くとともにパルスレーザー光線の波長以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーと、該ダイクロイックミラーと該集光器との経路に光を照射するストロボ光照射手段と、該ストロボ光照射手段と該ダイクロイックミラーとの間に配設され該被加工物保持手段に保持された被加工物からの光を分岐するビームスプリッターと、該ビームスプリッターによって分岐された経路に配設された撮像手段と、を具備し、
該制御手段は、該パルスレーザー光線発振手段によって発振され該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射されるパルスレーザー光線のタイミングに合わせて該ストロボ光照射手段と該撮像手段とを作動し、該撮像手段からの画像信号に基づいてパルスレーザー光線が照射された直後のレーザー加工溝の幅を検出する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
また、上記制御手段は、撮像手段からの画像信号に基づいて被加工物に設定された加工すべき領域を特定するターゲットから形成するレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離の設定値と、パルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離のズレ量を検出する。
更に、上記制御手段は、上記設定値とパルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離のズレ量が許容値を超えた場合には、該Y軸方向移動手段を制御してパルスレーザー光線が照射される位置を修正する。
また、上記撮像手段からの画像信号に基づいて被加工物に設定された加工すべき領域を特定するターゲットから形成するレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離の設定値と、パルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離のズレ量を検出し、設定値とパルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離のズレ量が許容値を超えた場合には、上記Y軸方向移動手段を制御してパルスレーザー光線が照射される位置を修正することにより、所望のレーザー加工を維持することができる。
レーザー光線照射手段5は、パルスレーザー光線発振手段51と、該パルスレーザー光線発振手段51から発振されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物Wに照射する集光器52と、パルスレーザー光線発振手段51と集光器52との間に配設されパルスレーザー光線発振手段51から発振されたパルスレーザー光線を集光器52に導くダイクロイックミラー53を具備している。パルスレーザー光線発振手段51は、パルスレーザー光線発振器511と、これに付設された繰り返し周波数設定手段512とから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振手段51のパルスレーザー光線発振器511は、図示の実施形態においては波長が355nmのパルスレーザー光線LBを発振する。上記集光器52は、上記パルスレーザー光線発振手段51から発振されたパルスレーザー光線LBを集光する集光レンズ521を具備している。上記パルスレーザー光線発振手段51と集光器52との間に配設されたダイクロイックミラー53は、パルスレーザー光線発振手段51から発振されたパルスレーザー光線LBを反射して集光器52に導くとともにパルスレーザー光線LBの波長(図示の実施形態においては355nm)以外の波長の光を透過する機能を有している。
図4には、上述したレーザー加工装置によって加工される被加工物としての半導体ウエーハ10の斜視図が示されている。図4に示す半導体ウエーハ10は、シリコンウエーハからなっており、表面10aに複数の分割予定ライン101が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン101によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス102が形成されている。
レーザー光線の光源 :YVO4レーザーまたはYAGレーザー
波長 :355nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :3W
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :100mm/秒
図示の実施形態においては、レーザー光線照射手段5のパルスレーザー光線発振手段51から発振されるパルスレーザー光線の繰り返し周波数が50kHzであるから、チャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10には20μs毎に1パルスのパルスレーザー光線LBが照射される。このようにしてチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10に照射されるパルスレーザー光線の照射位置およびパルスレーザー光線の照射によって半導体ウエーハ10に形成されたレーザー加工溝110の幅を検出するために、制御手段7は、上記ストロボ光照射手段54のストロボ光源541を作動する。このストロボ光源541を作動するタイミングは、パルスレーザー光線LBと重ならないようにパルスレーザー光線LBとパルスレーザー光線LBとの間に照射されるように作動する。即ち、図示の実施形態においては図7に示すように最初はパルスレーザー光線の発振開始から50μsとし、以後100μs毎に作動し、白色光WLをチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10に照射するように設定されている。従って、白色光WLが照射される直前(10μs前)にチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10に照射されたパルスレーザー光線により加工された領域からの光が集光レンズ521、ダイクロイックミラー53、ビームスプリッター55を介して撮像手段56に導かれる。
図8の(b)に示す実施形態においては、第1の撮像画像n1においてターゲット102aからレーザー加工溝110の中心(加工位置)までのY軸方向距離A1(設定値:300μm)が検出されるとともにパルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝110の幅B1(設定値:10μm)が検出された状態が示されており、第2の撮像画像n2においてターゲット102aからレーザー加工溝110の中心(加工位置)までのY軸方向距離A2が検出されるとともにパルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝110の幅B1(設定値:10μm)が検出された状態が示されている。
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:X軸方向移動手段
374:X軸方向位置検出手段
38:Y軸方向移動手段
384:Y軸方向位置検出手段
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
51:パルスレーザー光線発振手段
52:集光器
53:ダイクロイックミラー
54:ストロボ光照射手段
541:ストロボ光源
55:ビームスプリッター
56:撮像手段
562:撮像素子(CCD)
6:アライメント手段
7:制御手段
10:半導体ウエーハ
F:環状のフレーム
T:粘着テープ
Claims (4)
- 被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送り方向(X軸方向)に移動するX軸方向移動手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的にX軸方向と直交する割り出し送り方向(Y軸方向)に移動するY軸方向移動手段と、該レーザー光線照射手段と該X軸方向移動手段と該Y軸方向移動手段を制御する制御手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段と、該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を反射して該集光器に導くとともにパルスレーザー光線の波長以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーと、該ダイクロイックミラーと該集光器との経路に光を照射するストロボ光照射手段と、該ストロボ光照射手段と該ダイクロイックミラーとの間に配設され該被加工物保持手段に保持された被加工物からの光を分岐するビームスプリッターと、該ビームスプリッターによって分岐された経路に配設された撮像手段と、を具備し、
該制御手段は、該パルスレーザー光線発振手段によって発振され該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射されるパルスレーザー光線のタイミングに合わせて該ストロボ光照射手段と該撮像手段とを作動し、該撮像手段からの画像信号に基づいてパルスレーザー光線が照射された直後のレーザー加工溝の幅を検出する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 - 該制御手段は、検出されたレーザー加工溝の幅が許容範囲外である場合には、該レーザー光線照射手段の作動を停止して加工を中断する、請求項1記載のレーザー加工装置。
- 該制御手段は、該撮像手段からの画像信号に基づいて被加工物に設定された加工すべき領域を特定するターゲットから形成するレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離の設定値と、パルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離のズレ量を検出する、請求項1記載のレーザー加工装置。
- 該制御手段は、該設定値とパルスレーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の中心(加工位置)までのY軸方向距離のズレ量が許容値を超えた場合には、該Y軸方向移動手段を制御してパルスレーザー光線が照射される位置を修正する、請求項3記載のレーザー加工装置。
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