JP6917727B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ポリゴンミラーによってレーザー光線の照射方向を分散し、加工点に複数のレーザー光線を照射するレーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that disperses the irradiation direction of a laser beam by a polygon mirror and irradiates a plurality of laser beams to a processing point.
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に備えた切削装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 A wafer formed on the surface of a plurality of devices such as ICs and LSIs separated by a planned division line is divided into individual devices by a cutting device equipped with a rotatable cutting blade, and is used for electric devices such as mobile phones and personal computers. It will be used.
また、シリコン等の半導体基板の上面に低誘電率絶縁膜(Low−k膜)が何層も積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハにおいては、切削ブレードで分割予定ラインを切削すると、分割予定ラインに積層された機能層が雲母のように剥離してデバイスの品質を低下させることから切削ブレードで分割予定ラインを切削する前にレーザー加工装置によって分割予定ライン上記積層されたLow−k膜を除去する技術が本出願人によって提案されている(特許文献1を参照。)。 Further, in a wafer in which a device is formed by a functional layer in which a low dielectric constant insulating film (Low-k film) is laminated on the upper surface of a semiconductor substrate such as silicon, when a cutting blade is used to cut a planned division line, Since the functional layer laminated on the planned division line peels off like a mica and deteriorates the quality of the device, the planned division line is divided by a laser processing device before cutting the planned division line with a cutting blade. A technique for removing a film has been proposed by the applicant (see Patent Document 1).
更に、レーザー光線を分割予定ラインに照射してアブレーション加工によってLow−k膜を除去して分割溝を形成しようとすると、Low−k膜の溶融物が排出されずにレーザー光線によって形成される溝に埋め戻ることによって必要な幅の分割溝が形成されないおそれがあるため、十分な幅の分割溝を確保すべく分割予定ラインに沿ってレーザー光線を何度も照射しなければならず、生産性が悪いという問題がある。本出願人は、この問題に対処すべく、レーザー発振器と集光器との間にレーザー光線を加工方向に分散して加工点に複数のレーザー光線が照射されるレーザー加工装置を開発し、既に提案している(特許文献2を参照。)。 Further, when the low-k film is removed by ablation processing by irradiating the planned division line with a laser beam to form a dividing groove, the melt of the Low-k film is not discharged and is filled in the groove formed by the laser beam. Since there is a possibility that a dividing groove of the required width will not be formed by returning, it is necessary to irradiate the laser beam many times along the planned dividing line in order to secure a dividing groove of sufficient width, which is said to be poor in productivity. There's a problem. In order to deal with this problem, the applicant has developed and already proposed a laser machining apparatus in which a laser beam is dispersed between a laser oscillator and a condenser in the machining direction and a plurality of laser beams are irradiated to the machining point. (See Patent Document 2).
上記特許文献2に記載された発明によれば、レーザー発振器と集光器との間にレーザー光線を加工方向に分散して加工点に複数のレーザー光線が照射されるように構成したことから、効率よくレーザー光線を加工方向に分散して加工点に複数のレーザー光線が照射させることができる。しかし、加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持しながら生産性を向上させるために、正回転のポリゴンミラーと、逆回転のポリゴンミラーとを設置して、ウエーハを往復加工する際に正回転のポリゴンミラーから逆回転のポリゴンミラーに切り替える構成となっており、構成が複雑になって故障を誘発するという問題を含んでいる。
According to the invention described in
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、簡素な構成であっても、ポリゴンミラーによって加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持することができる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 facts, and its main technical problem is that a laser capable of maintaining a predetermined relationship between a processing direction and a laser beam dispersion direction by a polygon mirror even with a simple configuration. The purpose is to provide processing equipment.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、レーザー加工装置であって、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とをX方向に相対的に加工送りするX方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを該X方向と直交するY方向に相対的に加工送りするY方向移動手段と、を少なくとも含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器が発振したレーザー光線を所定の分散角度で分散しX方向にスキャンするポリゴンミラーと、X方向にスキャンされたレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に集光する集光器と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器と、から少なくとも構成され、該反転器は、イメージローテーションプリズムと、該分散角度の中央を回転軸として該イメージローテーションプリズムを90度回転させる駆動部と、該ポリゴンミラーと該イメージローテーションプリズムとの間に配設され該分散角度で分散されたレーザー光線を平行光に修正する第一のリレーレンズと、該イメージローテーションプリズムと該集光器との間に配設され該イメージローテーションプリズムを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズと、から少なくとも構成され、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して往路で加工する際と、復路で加工する際とで、該イメージローテーションプリズムを90度回転させてレーザー光線のスキャン方向を反転させるレーザー加工装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, in the laser processing apparatus, a holding means for holding the workpiece and a laser beam irradiating means for irradiating the workpiece held by the holding means with a laser beam. The holding means and the laser beam irradiating means are processed and fed relative to each other in the X direction, and the holding means and the laser beam irradiating means are processed relative to the Y direction orthogonal to the X direction. The laser beam irradiating means includes at least a Y-direction moving means for feeding, a laser oscillator that oscillates a laser beam, a polygon mirror that disperses the laser beam oscillated by the laser oscillator at a predetermined dispersion angle, and scans in the X direction. A condenser that concentrates the laser beam scanned in the X direction on the workpiece held by the holding means, and an inversion that is arranged between the polygon mirror and the condenser and reverses the scanning direction of the laser beam. The reversing device is composed of at least a device, and the reversing device includes an image rotation prism, a driving unit that rotates the image rotation prism 90 degrees around the center of the dispersion angle, a polygon mirror, and the image rotation prism. A first relay lens arranged between the laser beams dispersed at the dispersion angle to correct the laser beam into parallel light, and parallel arranged between the image rotation prism and the condenser and passing through the image rotation prism. A second relay lens that returns light to the dispersion angle, and at least when the workpiece held by the holding means is irradiated with a laser beam and processed on the outward path and when processed on the return path. the image rotation prism 90 degrees by rotating laser beam laser processing apparatus scanning direction Ru is inverted is provided.
本発明によって構成されるレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とをX方向に相対的に加工送りするX方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを該X方向と直交するY方向に相対的に加工送りするY方向移動手段と、を少なくとも含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器が発振したレーザー光線を所定の分散角度で分散しX方向にスキャンするポリゴンミラーと、X方向にスキャンされたレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に集光する集光器と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器と、から少なくとも構成され、該反転器は、イメージローテーションプリズムと、該分散角度の中央を回転軸として該イメージローテーションプリズムを90度回転させる駆動部と、該ポリゴンミラーと該イメージローテーションプリズムとの間に配設され該分散角度で分散されたレーザー光線を平行光に修正する第一のリレーレンズと、該イメージローテーションプリズムと該集光器との間に配設され該イメージローテーションプリズムを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズと、から少なくとも構成され、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して往路で加工する際と、復路で加工する際とで、該イメージローテーションプリズムを90度回転させてレーザー光線のスキャン方向を反転させるので、ポリゴンミラーによって加工方向とレーザー光線の分散方向とを所定の関係に維持することができるレーザー加工装置を簡素な構成によって実現することができる。 The laser processing apparatus configured by the present invention includes a holding means for holding a work piece, a laser beam irradiating means for irradiating a work piece held by the holding means with a laser beam, the holding means, and the laser beam irradiating means. Includes at least an X-direction moving means that processes and feeds the laser beam relative to the X direction, and a Y-direction moving means that processes and feeds the holding means and the laser beam irradiating means in the Y direction orthogonal to the X direction. The laser beam irradiating means includes a laser oscillator that oscillates a laser beam, a polygon mirror that disperses the laser beam oscillated by the laser oscillator at a predetermined dispersion angle and scans it in the X direction, and a holding means that holds the laser beam scanned in the X direction. a condenser for condensing the workpiece held in the inverter to be inverted scanning direction of the laser beam arranged between the polygon mirror and the condenser unit, at least consists of, said inverter Is disposed between the image rotation prism, a drive unit that rotates the image rotation prism by 90 degrees with the center of the dispersion angle as the rotation axis, and the polygon mirror and the image rotation prism, and is dispersed at the dispersion angle. A first relay lens that corrects the laser beam to parallel light, and a second relay that is arranged between the image rotation prism and the condenser and returns the parallel light that has passed through the image rotation prism to the dispersion angle. A laser beam is formed by rotating the image rotation prism by 90 degrees between when the workpiece, which is composed of at least the lens and is held by the holding means, is irradiated with a laser beam and processed on the outward path and when the object is processed on the return path. it can reverse the scanning direction of Runode, realized by a simple configuration of a laser processing apparatus capable of maintaining the dispersion direction of the working direction and the laser beam in a predetermined relationship by the polygon mirror.
以下、本発明に基づき構成されるレーザー加工装置の実施形態について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a laser processing apparatus configured based on the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、本実施形態のレーザー加工装置2、及び被加工物であるウエーハ10の全体斜視図が示されている。レーザー加工装置2は、ウエーハ10を保持する保持手段6と、静止基台2a上に配設され該保持手段6を移動させる移動手段8と、該保持手段6に保持されるウエーハ10にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段24と、該静止基台2a上の移動手段8の側方に立設される垂直壁部51、及び該垂直壁部51の上端部から水平方向に延びる水平壁部52からなる枠体50とを備えている。枠体50の水平壁部52内部には、該レーザー光線照射手段24の光学系が内蔵されており、水平壁部52の先端下面には、該レーザー光線照射手段24の集光器241が配設されている。また、該集光器241に対しX方向に隣接した位置には、撮像手段26が配設される。なお、保持手段6には、図中に拡大して示す環状のフレームFに粘着テープTを介して保持されたウエーハ10が保持される。
FIG. 1 shows an overall perspective view of the
該保持手段6は、図中に矢印Xで示すX方向において移動自在に基台2aに搭載された矩形状のX方向可動板30と、図中に矢印Yで示すY方向において移動自在にX方向可動板30に搭載された矩形状のY方向可動板31と、Y方向可動板31の上面に固定された円筒状の支柱32と、支柱32の上端に固定された矩形状のカバー板33とを含む。カバー板33には、X方向に蛇腹が配設され(図示は省略している。)、該カバー板33上に形成されたY方向に伸びる長穴を通って上方に延びる円形状の被加工物を保持し、図示しない回転駆動手段により周方向に回転可能に構成されたチャックテーブル34が配設されている。チャックテーブル34の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック35が配置されている。吸着チャック35は、支柱32を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。なお、X方向は図1に矢印Xで示す方向であり、Y方向は矢印Yで示す方向であってX方向に直交する方向である。X方向、Y方向で規定される平面は実質上水平である。
The holding means 6 has a rectangular X-direction
移動手段8は、X方向移動手段40と、Y方向移動手段41と、を含む。X方向移動手段40は、ボールねじ40aを介してモータ40bの回転運動を直線運動に変換してX方向可動板30に伝達し、基台2a上の案内レールに沿ってX方向可動板30をX方向において進退させる。Y方向移動手段41は、ボールねじ41aを介してモータ41bの回転運動を直線運動に変換し、Y方向可動板31に伝達し、X方向可動板30上の案内レールに沿ってY方向可動板31をY方向において進退させる。なお、図示は省略するが、X方向移動手段40、Y方向移動手段41、該回転駆動手段には、それぞれ位置検出手段が配設されており、チャックテーブル34のX方向の位置、Y方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、図示しない制御手段から指示される信号に基づいてX方向移動手段40、Y方向移動手段41、及び該回転駆動手段が駆動され、任意の位置および角度にチャックテーブル34を正確に位置付けることが可能になっている。
The moving
図2に基づいて、本発明のウエーハの加工装置を実現すべく構成されたレーザー光線照射手段24をより具体的に説明する。図2(a)に示すように、レーザー光線照射手段24は、シリコン(Si)からなるウエーハ10に対して吸収性を有する532nm波長のレーザー光線を該集光器241から照射するためのレーザー発振器242を備えている。レーザー発振器242から発振されたレーザー光線LBは、透過率を調整することによりレーザー光線の出力を調整するアッテネータ243に入射される。アッテネータ243にて所望の出力に調整されたレーザー光線LBは、反射ミラー244にて進行方向が変換され、進行方向が変換されたレーザー光線LBは、ポリゴンミラー245に照射される。該ポリゴンミラー245は、図示しない駆動モータにより図中矢印245’で示す方向に回転させられることでレーザー光線LBの反射方向を所定の分散角度をなすレーザー光線LBa〜LBbの範囲で分散させる複数の反射面245aを備えている。
Based on FIG. 2, the laser beam irradiating means 24 configured to realize the wafer processing apparatus of the present invention will be described more specifically. As shown in FIG. 2A, the laser beam irradiating means 24 provides a
ポリゴンミラー245の該反射面245aにて反射されたレーザー光線LBa〜LBbは、反転器246に照射される。該反転器246は、図に示すように、ポリゴンミラー245によって分散されるレーザー光線LBa〜LBbを平行光に修正する第一のリレーレンズ246aと、第一のリレーレンズ246aによって平行光に修正されたレーザー光線が照射され、駆動モータ246bによって回転可能に構成されたイメージローテーションプリズム246cと、該イメージローテーションプリズム246cを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズ246dとから構成されている。該イメージローテーションプリズム246cは、外周部に配設された被駆動ギア246fと駆動モータ246bの駆動ギア246eとが噛み合うことで90度回転させられるように構成される。
The laser beams LBa to LBb reflected by the reflecting
該反転器246は、図2(a)に示すように、ポリゴンミラー245の回転に伴うレーザー光線LBa〜LBbのスキャン方向D1を反転させてスキャン方向D2として出射する状態と、図2(b)に示すように、該入射されたレーザー光線LBa〜LBbのスキャン方向D1を変更せずに、そのままスキャン方向D2’として出射する状態とに切換え可能に構成されている。そして、図2(a)に示すように、該反転器246によってレーザー光線LBa〜LBbのスキャン方向がD2に反転される場合、該反転器246から出射されたレーザー光線LBa〜LBbは、反射ミラー249によって反射され、該集光器241に内蔵されたテレセントリックfθレンズ241aによって集光され、チャックテーブル34に保持されたウエーハ10上に照射される。この際、該集光器241から照射されるレーザー光線は、該分散角度に応じた範囲、すなわち、レーザー光線LBaの照射位置P1からレーザー光線LBbの照射位置P2で示す範囲で矢印D3により示す方向にスキャンされる。また、図2(b)に示すように、該反転器246に入射されるレーザー光線LBa〜LBbのスキャン方向D1が反転されずに維持されてスキャン方向D2’にて出射された場合は、該反転器246から出射されたレーザー光線LBa〜LBbは、チャックテーブル34に保持されたウエーハ10上において、該分散角度に応じた範囲、すなわち、レーザー光線LBaの照射位置P1’からレーザー光線LBbの照射位置P2’で示す位置の範囲で、矢印D3’で示す方向にスキャンされる。なお、ポリゴンミラー245によってもたらされる分散角度は、チャックテーブル34上に照射されるレーザー光線の照射位置P1(P1’)から照射位置P2(P2’)までの距離が8mmとなるように設定されている。
As shown in FIG. 2A, the reversing
該反転器246を構成するイメージローテーションプリズム246c、及び駆動モータ246bの構成の一例について、図3を参照しながら更に詳細に説明する。図に示すように、イメージローテーションプリズム246cは、所謂、像反転プリズムとして一般的に知られているものである。より具体的に説明すると、図3(b)に示すように、レーザー光線が入射される入射面Qを備えた入射側プリズム246c1と、出射面Rを備えた出射側プリズム246c2とを、入射側プリズム246c1の内側斜面Uと、出射側プリズム246c2の内側斜面Vとの間に僅かな隙間246c3を設けて対向させつつ、入射面Qと出射面Rとが平行になるように組み合わせることにより、外側傾斜面S、Tを有する側方視で略台形形状をなす組み合わせプリズムから構成することができる。
An example of the configuration of the
図3を参照しながら、該イメージローテーションプリズム246cによってスキャン方向が反転される原理について説明する。図3(b)には、該イメージローテーションプリズム246cを側方視で台形形状をなす方向から見た状態を概略図で示し、レーザー光線の入射面Qにおける入射位置が矢印W1の方向(図3(a)の矢印d1の方向)で移動する場合の光線経路a、b、cが示されている。なお、光線経路bは、入射面Qの中心位置から入射されるものであり、光線経路a、cの入射位置は、光線経路bの入射位置を中心とした点対象の位置である。また、レーザー光線が光線経路aで進行する場合を実線で、光線経路bで進行する場合を点線で、光線経路cで進行する場合を一点鎖線で示している。
The principle that the scanning direction is reversed by the
図で示すように、レーザー光線は入射面Qに対して直角に入射するように設定されており、入射面Qに対し光線経路aで入射したレーザー光線は、入射側プリズム246c1の内側斜面U、更には外側傾斜面Tにて反射され、出射側プリズム246c2の内側斜面Vに直角に入射する。そして、隙間246c3を直進し、出射側プリズム246c2に入光したレーザー光線は、出射面R、外側傾斜面S、内側斜面Vにて反射した後、出射面Rから出射される。また、光線経路b、cも同様に、入射側プリズム246c1側で2回、出射側プリズム246c2で3回反射し、図3(b)で示すような位置から出射される。図から明らかなように、入射面Qから入射された光線経路a、b、cは、光線経路bを中心に180度回転された状態で出射面Rから照射されることになり、入射面Q側でa、b、cの順、即ち図3(b)において矢印W1で示す方向にレーザー光線がスキャンされると、出射面R側では矢印W2で示す方向にスキャン方向が反転される。また、図3(a)において入射面Qの中心にて矢印d1と直交する矢印d2で示す方向にレーザー光線をスキャンさせる場合は、該レーザー光線が図3(b)の光線経路bで示す位置で、且つ紙面に垂直な方向にその入射位置が移動させられることになり、その場合の出射位置は、図3(b)の出射面Rの光線経路bで示す位置で、且つ紙面に垂直な方向で移動することになるから、入射されるレーザー光線のスキャン方向は反転されることなくそのまま出射させられる。 As shown in the figure, the laser beam is set to be incident at right angles to the incident surface Q, and the laser beam incident on the incident surface Q in the light path a is the inner slope U of the incident side prism 246c1 and further. It is reflected by the outer slope T and is incident on the inner slope V of the exit side prism 246c2 at right angles. Then, the laser beam that travels straight through the gap 246c3 and enters the exit-side prism 246c2 is reflected by the emission surface R, the outer slope S, and the inner slope V, and then is emitted from the exit surface R. Similarly, the light path paths b and c are reflected twice by the incident side prism 246c1 side and three times by the exit side prism 246c2, and are emitted from the position shown in FIG. 3 (b). As is clear from the figure, the light path a, b, and c incident from the incident surface Q are irradiated from the exit surface R in a state of being rotated 180 degrees around the light path b, and the incident surface Q is emitted. When the laser beam is scanned in the order of a, b, c on the side, that is, in the direction indicated by the arrow W1 in FIG. 3B, the scanning direction is reversed in the direction indicated by the arrow W2 on the exit surface R side. Further, when the laser beam is scanned in the direction indicated by the arrow d2 perpendicular to the arrow d1 at the center of the incident surface Q in FIG. 3 (a), the laser beam is at the position indicated by the ray path b in FIG. 3 (b). In addition, the incident position is moved in the direction perpendicular to the paper surface, and the emission position in that case is the position indicated by the light beam path b of the emission surface R in FIG. 3 (b) and in the direction perpendicular to the paper surface. Since it moves, the scanning direction of the incident laser beam is not inverted and is emitted as it is.
本実施形態の反転器246は、上記したように、駆動モータ246bを備えており、図3(a)に示す状態からイメージローテーションプリズム246cを90度回転させることができるように構成されている。よって、本実施形態のようにポリゴンミラー245により分散させられるレーザー光線のスキャン方向が固定されている場合は、該駆動モータ246bを駆動させてイメージローテ―ションプリズム246cの方向を90度回転させることにより、イメージローテーションプリズム246cの入射面Q上にてスキャンされる方向D1を、反転器246にてスキャン方向が反転される方向(図3(a)にて矢印d1で示す方向)に一致させる状態(図2(a))と、入射面Q上にてスキャンされる方向D1を、スキャン方向が反転されずに出射される方向(図3(a)の矢印d2で示す方向)に一致させる状態(図2(b))とで切替えることができる。
As described above, the reversing
本発明のレーザー加工装置2は、概ね以上のような構成を備えており、レーザー加工装置2によって実施されるレーザー加工について以下に説明する。
The
図1に示すように、被加工物となるウエーハ10に対してレーザー加工を実施するに際し、表面側の機能層に複数のデバイス14が形成されたウエーハ10を、保護テープTを介して環状のフレームFに支持された状態でチャックテーブル34に載置し、吸引保持する。次いで、チャックテーブル34を、移動手段8によって集光器241に対しX方向に隣接した位置に配設された撮像手段26の直下に位置付ける。該ウエーハ10が撮像手段26の直下に位置付けられたならば、パターンマッチング等の画像処理手段を実行し、集光器241とウエーハ10上の加工位置との位置合わせを実施し、位置合わせした結果は、図示しない制御手段に送られ記憶される(アライメント工程)。該アライメント工程を実施したならば、移動手段8を作動してチャックテーブル34上のウエーハ10の所定の分割予定ライン12の一端部側(加工開始位置)を、集光器241の直下に位置付ける。このとき、集光器241から照射されるレーザー光線の集光点を、デバイス14が形成された機能層の上面付近になるように位置付け、反転器246のイメージローテーションプリズム246cを予めスキャン方向が反転される位置になるように該制御手段により設定しておく。
As shown in FIG. 1, when laser machining is performed on a
次に、該制御手段により、レーザー光線発振器242、アッテネータ243を作動させ、ポリゴンミラー245を図示しないモータを作動することで、たとえば5000回転/秒の回転速度で回転させ、チャックテーブル34を図2(a)にて矢印Xで示す往路方向(図中右方から左方)に所定の加工送り速度で移動させて、該分割予定ライン12に沿って所謂アブレーション加工を実施し分割溝を形成する。このとき、図に示すように、矢印Xで示すチャックテーブル34が移動する往路方向に対して、ウエーハ10上のスキャン方向D3は逆方向となる。
Next, the
該往路方向にチャックテーブル34を移動させながらレーザー加工を実行し、分割予定ライン12の他端部側が集光器241の直下位置に達したならば、レーザー光線の照射を一旦停止し、チャックテーブル34の移動を停止する。上記したレーザー加工においては、ポリゴンミラー245の作用により、チャックテーブル34の移動速度に比して矢印Xの方向において高速で且つ繰り返しスキャンされるので、ウエーハ10の分割予定ライン12上にて重複してアブレーション加工が繰り返し施され、レーザー加工による溶融物が形成された分割溝に埋め戻されることを効果的に防止することができる。
Laser machining is performed while moving the chuck table 34 in the outward direction, and when the other end side of the scheduled
なお、上記レーザー加工は、例えば、以下の加工条件で実施される。
レーザー光線の波長 :532nm
繰り返し周波数 :5MHz
平均出力 :10W
加工送り速度 :500mm/秒
The laser processing is performed under the following processing conditions, for example.
Wavelength of laser beam: 532 nm
Repeat frequency: 5MHz
Average output: 10W
Machining feed rate: 500 mm / sec
また、ポリゴンミラーは、例えば、以下のように構成される。
回転ミラーの数 :10枚
回転数 :5000回転/秒
スキャンパルス :100パルス
Further, the polygon mirror is configured as follows, for example.
Number of rotating mirrors: 10 rotations: 5000 rotations / sec Scan pulse: 100 pulses
次に、該制御手段は、Y方向移動手段41を作動して、チャックテーブル34をウエーハ10に形成された分割予定ライン12の間隔だけY方向(割り出し送り方向)に移動すると共に、隣接する分割予定ライン12の他端部側を集光器241のレーザー光線照射位置に位置付ける。このとき、反転器246の駆動モータ246bを作動して、イメージローテーションプリズム246cを90度回転させて、図2(b)の状態とする。すなわち、入射面Qに入射されるレーザー光線LBa〜LBbのスキャン方向が反転されずに、そのままの方向D2’で出射面Rから出射される状態としておく。そして、集光器241から照射されるレーザー光線の集光点を、分割予定ライン12におけるデバイス14が形成された表面付近に位置付けて、上記した往路方向にチャックテーブル34を移動させた場合と同様のレーザー加工条件にてレーザー光線を照射する。それと同時に、チャックテーブル34を図2(b)にて矢印Xで示す復路方向(図中左方から右方)に所定の加工送り速度で移動させて、該分割予定ライン12に沿って所謂アブレーション加工を実施し、分割溝を形成する。図に示すように、この場合も、矢印Xで示すチャックテーブル34の移動方向に対して、ウエーハ10上のスキャン方向D3’は逆方向となる。このようにして、該復路方向に対してもチャックテーブル34を移動させながらレーザー加工を実行し、分割予定ライン12の一端部側が集光器241の直下位置に達したならば、レーザー光線の照射を一旦停止し、チャックテーブル34の移動を停止する。このレーザー加工においても往路方向に移動させる場合と同様に、矢印Xの方向において8mmの範囲で繰り返しスキャンするので、矢印Xの方向において分割予定ライン12上にて重複してアブレーション加工が施され、形成される分割溝にレーザー加工によって溶融物が埋め戻されることを効果的に防止することができる。以降、移動手段8とレーザー光線照射手段24を適宜作動させることにより、ウエーハ10上の全ての分割予定ライン12に対して同様のレーザー加工を施し、分割溝を形成するレーザー加工を実施する。
Next, the control means operates the Y-direction moving means 41 to move the chuck table 34 in the Y direction (indexing feed direction) by the interval of the scheduled division lines 12 formed on the
図2(a)、(b)から理解されるように、本実施形態によれば、チャックテーブル34を復路方向に移動させてレーザー加工を実施する場合においても、往路方向に移動させる場合のレーザー加工と同じ条件で加工することが可能になり、往路方向に移動させながらレーザー加工を実行した場合と、復路方向に移動させながらレーザー加工を実行した場合とで、分割予定ライン12に対応する分割溝の加工品質を同一にすることができる。また、加工品質を同一にするための構成が、反転器246におけるイメージローテーションプリズム246cを90度回転させる構成によって実現できるため、構成が複雑化したり、故障が誘発されたりすることがなく、メンテナンスの手間を削減することができる。
As can be understood from FIGS. 2A and 2B, according to the present embodiment, even when the chuck table 34 is moved in the return direction to perform laser machining, the laser is moved in the outward direction. It is possible to process under the same conditions as processing, and there are cases where laser processing is performed while moving in the outward direction and cases where laser processing is performed while moving in the return direction. The processing quality of the grooves can be made the same. Further, since the configuration for making the processing quality the same can be realized by the configuration in which the
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に含まれる範囲において、種々の変形例が想定される。例えば、上記した実施形態では、イメージローテーションプリズム246cを90度回転させることにより、チャックテーブル34が往路方向、復路方向のいずれに移動する場合も、レーザー光線がスキャンされる方向を逆方向とすることで分割溝を形成した場合の加工品質が同一となるようにしたが、本発明はこれに限定されず、チャックテーブル34が移動する方向に対して設定されるイメージローテーション246cの方向を逆に設定し、チャックテーブル34の移動方向に対して、レーザー光線のスキャン方向が順方向になるように設定することで、分割溝を形成する場合の加工品質を同一にしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are assumed within the scope of the technical scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, by rotating the
また、本実施形態では、反転器246に使用されるイメージローテーションプリズム246cを、入射側プリズム246c1と出射側プリズム246c2とを組み合わせることにより実現したが、本発明はこれに限定されず、像反転機能を奏するその他の光学手段、例えば、台形プリズム、梯形プリズム、ダブプリズム等を採用することもできる。
Further, in the present embodiment, the
2:レーザー加工装置
6:保持手段
8:移動手段
10:ウエーハ
12:分割予定ライン
14:デバイス
24:レーザー光線照射手段
241:集光器
242:レーザー発振器
243:アッテネータ
245:ポリゴンミラー
246:反転器
246b:駆動モータ
246c:イメージローテーションプリズム
26:撮像手段
40:X方向移動手段
41:Y方向移動手段
2: Laser processing device 6: Holding means 8: Moving means 10: Wafer 12: Scheduled division line 14: Device 24: Laser beam irradiation means 241: Condenser 242: Laser oscillator 243: Attenuator 245: Polygon mirror 246:
Claims (1)
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とをX方向に相対的に加工送りするX方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを該X方向と直交するY方向に相対的に加工送りするY方向移動手段と、を少なくとも含み、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器が発振したレーザー光線を所定の分散角度で分散しX方向にスキャンするポリゴンミラーと、X方向にスキャンされたレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に集光する集光器と、該ポリゴンミラーと該集光器との間に配設されレーザー光線のスキャン方向を反転させる反転器と、から少なくとも構成され、
該反転器は、イメージローテーションプリズムと、該分散角度の中央を回転軸として該イメージローテーションプリズムを90度回転させる駆動部と、該ポリゴンミラーと該イメージローテーションプリズムとの間に配設され該分散角度で分散されたレーザー光線を平行光に修正する第一のリレーレンズと、該イメージローテーションプリズムと該集光器との間に配設され該イメージローテーションプリズムを通過した平行光を該分散角度に戻す第二のリレーレンズと、から少なくとも構成され、
該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して往路で加工する際と、復路で加工する際とで、該イメージローテーションプリズムを90度回転させてレーザー光線のスキャン方向を反転させるレーザー加工装置。 It is a laser processing device
X that holds the workpiece, the laser beam irradiating means that irradiates the workpiece held by the holding means with a laser beam, and the holding means and the laser beam irradiating means that are relatively processed and fed in the X direction. At least a directional moving means and a Y-direction moving means for processing and feeding the holding means and the laser beam irradiating means in the Y direction orthogonal to the X direction are included.
The laser beam irradiating means uses a laser oscillator that oscillates a laser beam, a polygon mirror that disperses the laser beam oscillated by the laser oscillator at a predetermined dispersion angle and scans it in the X direction, and a laser beam scanned in the X direction as the holding means. It is composed of at least a concentrator that condenses on the held workpiece and a reversing device that is arranged between the polygon mirror and the concentrator and reverses the scanning direction of the laser beam .
The reversing device is arranged between an image rotation prism, a drive unit that rotates the image rotation prism by 90 degrees with the center of the dispersion angle as a rotation axis, and the polygon mirror and the image rotation prism, and the dispersion angle. A first relay lens that corrects the laser beam dispersed in the above to parallel light, and a second relay lens that is arranged between the image rotation prism and the condenser and returns the parallel light that has passed through the image rotation prism to the dispersion angle. Consists of at least two relay lenses,
And time of processing in the forward by irradiating a laser beam to the workpiece held by the holding means, a laser in the case of processing the return path, Ru rotate the image rotation prism 90 ° by inverting the scanning direction of the laser beam Processing equipment.
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