JP6991668B2 - Processing equipment - Google Patents
Processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6991668B2 JP6991668B2 JP2018024998A JP2018024998A JP6991668B2 JP 6991668 B2 JP6991668 B2 JP 6991668B2 JP 2018024998 A JP2018024998 A JP 2018024998A JP 2018024998 A JP2018024998 A JP 2018024998A JP 6991668 B2 JP6991668 B2 JP 6991668B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- laser beam
- workpiece
- axis direction
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Description
本発明は、板状の被加工物を加工する際に用いられる加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus used when processing a plate-shaped workpiece.
各種の電子機器に組み込まれるデバイスチップは、基材となるウェーハの表面をストリートと呼ばれる分割予定ラインで複数の領域に区画し、各領域に集積回路等のデバイスを形成した上で、このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより得られる。ウェーハの分割には、例えば、切削ブレードを回転させて切り込ませる切削装置や、高出力のレーザビームを照射できるレーザ加工装置等の加工装置が用いられる。 For device chips to be incorporated in various electronic devices, the surface of the wafer as the base material is divided into multiple areas by a planned division line called a street, and devices such as integrated circuits are formed in each area, and then this wafer is placed. It is obtained by dividing along the planned division line. For dividing the wafer, for example, a cutting device that rotates a cutting blade to cut the wafer, or a processing device such as a laser processing device that can irradiate a high-power laser beam is used.
切削装置やレーザー加工装置等の加工装置では、例えば、ウェーハ等の被加工物を加工する際に生じる加工痕(溝等)を撮像ユニットで撮像し、得られた画像を元に加工痕の状態を確認することによって、加工の条件等を調整している(例えば、特許文献1参照)。ところが、通常の撮像ユニットでは、対象を平面的にしか撮像できないので、加工痕の深さや断面の形状、加工によって発生するデブリの状態等を十分に把握できないという問題があった。 In a processing device such as a cutting device or a laser processing device, for example, a processing mark (groove, etc.) generated when processing a workpiece such as a wafer is imaged by an imaging unit, and the state of the processing mark is based on the obtained image. The processing conditions and the like are adjusted by confirming (see, for example, Patent Document 1). However, since a normal imaging unit can image an object only in a plane, there is a problem that the depth of processing marks, the shape of a cross section, the state of debris generated by processing, and the like cannot be sufficiently grasped.
近年では、被加工物に生じる加工痕の状態を3次元的に検証できる加工装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。この加工装置では、ミラウ型の干渉計が組み込まれた撮像ユニットをZ軸方向(高さ方向)に移動させながら被加工物を撮像し、得られた複数の画像をZ軸方向に重ね合わせることで3次元的な画像を形成している。 In recent years, a processing apparatus capable of three-dimensionally verifying the state of processing marks generated on a workpiece has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this processing device, an image pickup unit incorporating a Mirau-type interferometer is moved in the Z-axis direction (height direction) to image an workpiece, and a plurality of obtained images are superimposed in the Z-axis direction. Form a three-dimensional image.
しかしながら、ミラウ型の干渉計が組み込まれた撮像ユニットを備える上述の加工装置では、3次元的な画像を形成するために撮像ユニットをZ軸方向に移動させなくてはならないので、画像の形成に時間が掛かるという問題がある。そのため、3次元的な画像をより短時間に取得できる加工装置が求められていた。 However, in the above-mentioned processing apparatus including an image pickup unit incorporating a Mirau-type interferometer, the image pickup unit must be moved in the Z-axis direction in order to form a three-dimensional image. There is a problem that it takes time. Therefore, there has been a demand for a processing device capable of acquiring a three-dimensional image in a shorter time.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の加工装置に比べて3次元的な画像を短時間に取得できる加工装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a processing apparatus capable of acquiring a three-dimensional image in a short time as compared with a conventional processing apparatus.
本発明の一態様によれば、被加工物を保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、該保持手段をX軸方向に移動させる加工送り手段と、該加工手段によって被加工物に形成される加工溝を含む被加工物の上面の形状を測定する測定手段と、該測定手段の測定によって得られる結果を出力する出力手段と、を備え、該測定手段は、X軸方向に垂直なZ軸方向における被加工物の該上面の位置を、X軸方向及びZ軸方向に垂直なY軸方向に沿って複数の被検出点で一度に検出して、該加工溝を含む被加工物のY軸方向及びZ軸方向に平行な断面の形状に相当する断面データを生成する2次元レーザ変位センサをそれぞれが含む第1測定ユニット及び第2測定ユニットと、該2次元レーザ変位センサで被加工物の該上面の位置を検出しながら該保持手段をX軸方向に移動させることで得られる複数の該断面データを元に、該加工溝を含む被加工物の3次元形状を示す3次元画像を生成する3次元画像生成部と、を含み、該第1測定ユニットは、X軸方向に沿って該加工手段の一方側に配置されており、該第2測定ユニットは、X軸方向に沿って該加工手段の他方側に配置されており、該2次元レーザ変位センサは、該上面の位置の測定に使用される測定用レーザビームを被加工物に向けて放射する測定用レーザビーム発振器と、被加工物の該上面において該測定用レーザビームの形状をY軸方向に長い帯状に整形するシリンドリカルレンズと、被加工物で反射された該測定用レーザビームの反射光を検出して該断面データを生成する検出部と、を含み、該加工手段と該測定手段の該2次元レーザ変位センサを含む一部とは、該加工溝を形成する際に該保持手段を移動させる方向の前方側が該加工手段、後方側が該測定手段の該一部となるように配置されており、該加工手段によって該加工溝を形成しながら、該加工溝を含む被加工物の形状を該測定手段によって測定する加工装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a holding means having a holding surface for holding a work piece, a processing means for processing a work piece held by the holding means, and the holding means are moved in the X-axis direction. A machining feed means, a measuring means for measuring the shape of the upper surface of the workpiece including a machining groove formed in the workpiece by the machining means, and an output means for outputting the result obtained by the measurement of the measuring means. The measuring means measures the position of the upper surface of the workpiece in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction at a plurality of detected points along the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Z-axis direction. The first measurement unit and each include a two-dimensional laser displacement sensor that detects at once and generates cross-sectional data corresponding to the shape of the cross section parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction of the workpiece including the machined groove. The processing is based on a plurality of cross-sectional data obtained by moving the holding means in the X-axis direction while detecting the position of the upper surface of the workpiece by the second measuring unit and the two-dimensional laser displacement sensor. The first measurement unit is arranged on one side of the processing means along the X-axis direction, including a three-dimensional image generation unit that generates a three-dimensional image showing the three-dimensional shape of the workpiece including the groove. The second measuring unit is arranged on the other side of the processing means along the X-axis direction, and the two-dimensional laser displacement sensor is a measuring laser beam used for measuring the position of the upper surface. A measuring laser beam oscillator that radiates toward the work piece, a cylindrical lens that shapes the shape of the measurement laser beam on the upper surface of the work piece into a long strip in the Y-axis direction, and a cylindrical lens that is reflected by the work piece. A detection unit that detects the reflected light of the measurement laser beam and generates the cross-sectional data, and a part of the processing means and the measuring means including the two-dimensional laser displacement sensor are the processing grooves. The front side in the direction in which the holding means is moved is arranged so as to be the processing means, and the rear side is arranged to be the part of the measuring means. A processing apparatus for measuring the shape of a workpiece including a processing groove by the measuring means is provided.
また、本発明の一態様において、該加工手段は、被加工物の加工に用いられる加工用レーザビームを発振する加工用レーザビーム発振器と、該加工用レーザビーム発振器によって発振された該加工用レーザビームを集光する集光器と、該加工用レーザビーム発振器と該集光器との間に設けられ該加工用レーザビームを走査して該集光器に導くレーザビーム走査部と、を含み、該レーザビーム走査部は、該加工用レーザビーム発振器から発振された該加工用レーザビームの進行方向を変更する音響光学偏向器と、該音響光学偏向器で進行方向が変更された該加工用レーザビームの進行方向を更に変更して該集光器に導くポリゴンスキャナーと、を含み、該音響光学偏向器による該加工用レーザビームの進行方向の変更と該ポリゴンスキャナーによる該加工用レーザビームの進行方向の変更とによって該加工用レーザビームを走査して該保持手段に保持された被加工物に該加工用レーザビームを照射することが好ましい。 Further, in one aspect of the present invention, the processing means includes a processing laser beam oscillator that oscillates a processing laser beam used for processing a workpiece, and the processing laser oscillated by the processing laser beam oscillator. Includes a concentrator that collects the beam and a laser beam scanning unit that is provided between the processing laser beam oscillator and the concentrator and that scans the processing laser beam and guides it to the concentrator. The laser beam scanning unit includes an acoustic-optical deflector that changes the traveling direction of the processing laser beam oscillated from the processing laser beam oscillator, and the processing that the traveling direction is changed by the acoustic-optical deflector. A polygon scanner that further changes the traveling direction of the laser beam to guide the concentrator, and the change of the traveling direction of the processing laser beam by the acoustic optical deflector and the processing laser beam by the polygon scanner. It is preferable to scan the processing laser beam by changing the traveling direction and irradiate the work piece held by the holding means with the processing laser beam.
本発明の一態様に係る加工装置は、被加工物を保持する保持面を有する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、保持手段をX軸方向に移動させる加工送り手段と、加工手段によって被加工物に形成される加工溝を含む被加工物の上面の形状を測定する測定手段と、を備え、測定手段は、X軸方向に垂直なZ軸方向における被加工物の上面の位置を、X軸方向及びZ軸方向に垂直なY軸方向に沿って複数の被検出点で一度に検出する2次元レーザ変位センサを含んでいる。 The processing apparatus according to one aspect of the present invention moves the holding means having a holding surface for holding the workpiece, the processing means for processing the workpiece held by the holding means, and the holding means in the X-axis direction. A machining feed means and a measuring means for measuring the shape of the upper surface of the workpiece including the machining groove formed in the workpiece by the machining means are provided, and the measuring means is in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction. It includes a two-dimensional laser displacement sensor that detects the position of the upper surface of the workpiece at one time at a plurality of detected points along the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Z-axis direction.
また、加工手段と測定手段の一部とは、加工溝を形成する際に保持手段を移動させる方向の前方側が加工手段、後方側が測定手段の一部となるように配置されている。よって、加工手段によって加工溝を形成しながら、この加工溝を含む被加工物の形状を測定手段によって測定できる。つまり、本発明の一態様に係る加工装置によれば、加工溝の形成と、加工溝を含む被加工物の形状の測定とを並行して行うことができるので、従来の加工装置に比べて3次元的な画像を短時間に取得できる。 Further, the processing means and a part of the measuring means are arranged so that the front side in the direction in which the holding means is moved when forming the processing groove is the processing means and the rear side is a part of the measuring means. Therefore, the shape of the workpiece including the machined groove can be measured by the measuring means while forming the machined groove by the machined means. That is, according to the processing apparatus according to one aspect of the present invention, the formation of the processing groove and the measurement of the shape of the workpiece including the processing groove can be performed in parallel, so that the processing apparatus can be compared with the conventional processing apparatus. A three-dimensional image can be acquired in a short time.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るレーザ加工装置2の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図1では、レーザ加工装置2の一部の構成要素を機能ブロックで示している。また、以下の説明で用いられるX軸方向(加工送り方向)、Y軸方向(割り出し送り方向)、及びZ軸方向(高さ方向)は、互いに垂直である。
An embodiment according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration example of the
図1に示すように、レーザ加工装置2は、各構成要素を支持する基台4を備えている。基台4の上面後端には、壁状(又は柱状)の支持構造6が設けられている。また、基台4の上面中央側には、移動機構(加工送り手段、割り出し送り手段)8が配置されている。移動機構8は、基台4の上面に固定されY軸方向に概ね平行な一対のY軸ガイドレール10を備えている。Y軸ガイドレール10には、Y軸移動テーブル12がスライド可能に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
Y軸移動テーブル12の下面側には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Y軸ガイドレール12に概ね平行なY軸ボールネジ14が螺合されている。Y軸ボールネジ14の一端部には、Y軸パルスモータ16が連結されている。Y軸パルスモータ16でY軸ボールネジ14を回転させれば、Y軸移動テーブル12は、Y軸ガイドレール10に沿ってY軸方向に移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the lower surface side of the Y-axis moving table 12, and a Y-
Y軸移動テーブル12の上面には、X軸方向に概ね平行な一対のX軸ガイドレール18が設けられている。X軸ガイドレール18には、X軸移動テーブル20がスライド可能に取り付けられている。
A pair of
X軸移動テーブル20の下面側には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、X軸ガイドレール18に概ね平行なX軸ボールネジ22が螺合されている。X軸ボールネジ22の一端部には、X軸パルスモータ24が連結されている。X軸パルスモータ24でX軸ボールネジ22を回転させれば、X軸移動テーブル20は、X軸ガイドレール18に沿ってX軸方向に移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the lower surface side of the X-axis moving table 20, and an
X軸移動テーブル20の上面側には、被加工物11(図2参照)を保持するチャックテーブル(保持手段)26が配置されている。このチャックテーブル26は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、Z軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル26は、上述した移動機構8によってX軸移動テーブル20とともにX軸方向及びY軸方向に移動する(加工送り及び割り出し送り)。
A chuck table (holding means) 26 for holding the workpiece 11 (see FIG. 2) is arranged on the upper surface side of the X-axis moving table 20. The chuck table 26 is connected to a rotation drive source (not shown) such as a motor, and rotates around a rotation axis substantially parallel to the Z-axis direction. Further, the chuck table 26 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction together with the X-axis moving table 20 by the moving
図2は、被加工物11の構成例を模式的に示す斜視図である。図2に示すように、被加工物11は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。この被加工物11の表面11a側は、互いに交差する複数の分割予定ライン(ストリート)13によって複数の領域に区画されており、各領域には、IC(Integrated Circuit)等のデバイス15が形成されている。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration example of the
被加工物11の裏面11b側には、被加工物11よりも径の大きい粘着テープ(ダイシングテープ)21が貼付されている。粘着テープ21の外周部分は、環状のフレーム23に固定されている。すなわち、被加工物11は、粘着テープ21を介してフレーム23に支持されている。
An adhesive tape (dicing tape) 21 having a diameter larger than that of the
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハを被加工物11としているが、被加工物11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板等を被加工物11として用いることもできる。同様に、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。被加工物11には、デバイスが形成されていなくても良い。
In the present embodiment, the disk-shaped wafer made of a semiconductor material such as silicon is used as the
チャックテーブル26の上面の一部は、被加工物11(図2参照)を保持するための保持面26aになっている。保持面26aは、X軸方向及びY軸方向に対して概ね平行に形成され、チャックテーブル26の内部に形成された吸引路(不図示)等を介して吸引源(不図示)に接続されている。また、チャックテーブル26の周囲には、被加工物11を支持する環状のフレーム23を四方から固定する4個のクランプ28が設けられている。
A part of the upper surface of the chuck table 26 is a holding
支持構造6の前面側には、前方に突出する支持板6aが設けられている。支持板6aの前端側には、下方に向けて加工用レーザビームを照射するレーザ照射ユニット(加工手段)30が配置されている。また、X軸方向の一方側でレーザ照射ユニット30に隣接する位置には、被加工物11の上面(本実施形態では、表面11a)側の形状を測定する2次元レーザ変位センサ(第1測定ユニット、測定手段)32aが配置されている。
A
更に、X軸方向の他方側でレーザ照射ユニット30に隣接する位置には、被加工物11の上面(表面11a)側の形状を測定する2次元レーザ変位センサ(第2測定ユニット、測定手段)32bが配置されている。すなわち、レーザ照射ユニット30、2次元レーザ変位センサ32a、及び2次元レーザ変位センサ32bは、X軸方向に沿って並んでいる。レーザ照射ユニット30は、2次元レーザ変位センサ32aと2次元レーザ変位センサ32bとの間の領域に配置されている。
Further, at a position adjacent to the
移動機構8、チャックテーブル26、レーザー照射ユニット30、2次元レーザ変位センサ32a、2次元レーザ変位センサ32b等の構成要素は、それぞれ、制御ユニット(測定手段)34に接続されている。この制御ユニット34は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置や、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の記憶装置等で構成される。
Components such as the moving
制御ユニット34は、被加工物11の加工に必要な一連の工程に合わせて、上述した各構成要素を制御する。また、制御ユニット34には、ユーザインタフェースとなるタッチパネル式のモニタ(出力手段)36が接続されている。このモニタ36は、例えば、支持板6aの上面に配置される。
The
図3は、レーザ照射ユニット30の構成例を模式的に示す図である。なお、図3では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。図3に示すように、レーザ照射ユニット30は、被加工物11に対して吸収性を示す波長の加工用レーザビームL1をパルス発振する加工用レーザビーム発振器38を含む。例えば、被加工物11がシリコン等の半導体材料でなるウェーハの場合には、Nd:YAG等のレーザ媒質によって波長が355nmの加工用レーザビームL1を発振できる加工用レーザビーム発振器38を用いることができる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of the
加工用レーザビーム発振器38に隣接する位置には、加工用レーザビーム発振器38から放射された加工用レーザビームL1の光量を調整するアッテネーター等の調整器40が配置されている。調整器40で光量を調整された加工用レーザビームL1は、例えば、ミラー42、44等で反射された後、音響光学偏向器(レーザビーム走査部)46に入射する。音響光学偏向器46は、供給される高周波電圧(RF電圧)の周波数に応じて加工用レーザビームL1の進行方向を変更(偏向)する。
An attenuator or
音響光学偏向器46によって進行方向が変えられた加工用レーザビームL1は、複数の反射面を持つポリゴンミラー(レーザビーム走査部)48に入射する。このポリゴンミラー48は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されている。ポリゴンミラー48を回転させることによって、このポリゴンミラー48の反射面で反射される加工用レーザビームL1の進行方向が変更される。ポリゴンミラー48の回転数は、例えば、5000rpm~30000rpm程度である。
The processing laser beam L1 whose traveling direction is changed by the acoustic-
ポリゴンミラー48で反射された加工用レーザビームL1は、集光器50によって被加工物11の上面(表面11a)又は内部に集光される。集光器50は、テレセントリックfθレンズ52を含んでおり、例えば、ポリゴンミラー48の等速回転運動によるレーザビームL1の移動(進行方向の変更)を、焦点平面上での等速直線運動に変換するとともに、被加工物11の上面(表面11a)に対してレーザビームL1を垂直に入射させる。焦点平面での加工用レーザビームL1の径は、例えば、1μm~10μm程度である。
The processing laser beam L1 reflected by the
なお、本実施形態のレーザ照射ユニット30では、被加工物11に照射される加工用レーザビームL1の進行方向が、音響光学偏向器46によりY軸方向に沿って変更され、ポリゴンミラー48によりX軸方向に沿って変更される。すなわち、本実施形態のレーザ照射ユニット30では、音響光学偏向器46による加工用レーザビームL1の進行方向の変更と、ポリゴンミラー48による加工用レーザビームL1の進行方向の変更と、を組み合わせて加工用レーザビームL1を走査する。
In the
レーザ照射ユニット30によって加工用レーザビームL1が走査される範囲は、例えば、X軸方向において5mm~10mm、代表的には、8mmであり、Y軸方向において20μm~100μm、代表的には、50μmである。ただし、このレーザ照射ユニット30によって加工用レーザビームL1が走査される範囲に特段の制限はない。
The range in which the processing laser beam L1 is scanned by the
そのため、チャックテーブル26によって保持された被加工物11に対し、レーザ照射ユニット30から加工用レーザビームL1を照射しながらチャックテーブル26をX軸方向に移動させることで、Y軸方向に所定の幅を持つ加工溝(加工痕)17(図4(A)等参照)をX軸方向に沿って形成できる。なお、この加工溝17の幅は、Y軸方向において加工用レーザビームL1が走査される範囲に概ね等しくなる。
Therefore, by moving the chuck table 26 in the X-axis direction while irradiating the
このように、所定の範囲で加工用レーザビームL1を走査しながら被加工物11とレーザ照射ユニット30とを相対的に移動させることで、底の平坦性が高い加工溝17を被加工物11に形成してデバイスチップの抗折強度を高められる。ただし、本実施形態に係るレーザ加工装置2が備えるレーザ照射ユニットの構成に特段の制限はない。レーザ加工装置2は、加工用レーザビームL1を走査しない一般的なレーザ照射ユニットのみを備えても良い。
In this way, by relatively moving the
図4(A)は、2次元レーザ変位センサ32a、32bの構成例を模式的に示す斜視図であり、図4(B)は、2次元レーザ変位センサ32a、32bの構成例を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図4(A)及び図4(B)では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。図4(A)及び図4(B)に示すように、2次元レーザ変位センサ32a、32bは、それぞれ、被加工物11に向けて測定用レーザビームL2を放射する測定用レーザビーム発振器54を備えている。
FIG. 4A is a perspective view schematically showing a configuration example of the two-dimensional
測定用レーザビーム発振器54は、少なくとも、被加工物11で十分に反射する波長の測定用レーザビームL2を発振できる必要がある。このような測定用レーザビーム発振器54としては、例えば、波長が400nm~800nmの測定用レーザビームL2を連続発振できる半導体レーザ等を用いることができる。
The measurement
測定用レーザビーム発振器54に隣接する位置には、測定用レーザビーム発振器54から放射された測定用レーザビームL2を、進行方向に垂直な断面で帯状となるように整形して被加工物11に照射するシリンドリカルレンズ56が配置されている。本実施形態では、測定用レーザビームL2が照射される被加工物11の上面(表面11a)で、測定用レーザビームL2の形状、すなわち、被加工物11の被照射領域11cの形状がY軸方向に長い帯状となるようにシリンドリカルレンズ56が配置される。
At a position adjacent to the
被加工物11の被照射領域11cで反射された測定用レーザビームL2の反射光は、レンズ58等を介して検出部60に入射する。検出部60は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の検出素子、及びCPU等の演算装置を含んでいる。
The reflected light of the measurement laser beam L2 reflected in the irradiated
検出部60の検出素子は、被照射領域11c内の複数の位置(以下、被検出点)で反射された測定用レーザビームL2の反射光を、Y軸方向において一度に検出できるように構成されている。そのため、検出部60は、被加工物11で反射された測定用レーザビームL2の反射光を検出して、Y軸方向及びZ軸方向に平行な断面の形状に相当する断面データを短時間に生成できる。
The detection element of the
図5(A)は、検出部60で検出される断面データの一例である。このように、本実施形態の2次元レーザ変位センサ32a、32bでは、加工溝17を含む被加工物11の上面の高さ(Z軸方向の位置)をY軸方向に沿って複数の被検出点で一度に検出する。そのため、この2次元レーザ変位センサ32a、32bで被加工物11の上面の高さを検出しながら、チャックテーブル26をX軸方向に移動させて複数の断面データを取得することで、加工溝17を含む被加工物11の3次元形状を示す3次元画像を短時間に生成できるようになる。
FIG. 5A is an example of cross-sectional data detected by the
なお、2次元レーザ変位センサ32a、32bで一度に測定される被検出点のY軸方向における間隔(プロファイルデータ間隔)は、加工溝17の幅や、測定に許容される時間等の条件に応じて設定される。例えば、加工溝17の幅が50μm程度の場合には、被検出点の間隔を5μm以下にすることが好ましい。
The interval (profile data interval) of the detected points measured at one time by the two-dimensional
2次元レーザ変位センサ32a、32bで生成された断面データは、レーザ加工装置2の制御ユニット34へと送られる。併せて、この断面データが生成された際のチャックテーブル26のX軸方向の位置に関する情報が、制御ユニット34へと送られる。制御ユニット34は、複数の断面データを元に3次元画像を生成する3次元画像生成部34aを含んでいる。
The cross-section data generated by the two-dimensional
3次元画像生成部34aは、複数の断面データを、各断面データが生成された際のチャックテーブル26のX軸方向における位置に関する情報に応じて重ね合わせ、3次元画像を生成する。3次元画像生成部34aで生成された3次元画像は、例えば、モニタ36に表示される。図5(B)は、3次元画像生成部34aで生成される3次元画像の一例である。
The three-dimensional
なお、2次元レーザ変位センサ32a、32bで取得され、3次元画像生成部34aで重ね合わせられる複数の断面データのX軸方向の間隔に特段の制限はない。本実施形態のレーザ加工装置2では、図4(B)に示すように、レーザ照射ユニット30によって加工溝17を形成しながら、この加工溝17の形状を測定することが想定されている。
There is no particular limitation on the distance between the plurality of cross-sectional data acquired by the two-dimensional
このように、加工溝17の形成と、形状の測定とを並行して行う場合には、加工溝17を形成する際のチャックテーブル26のX軸方向への移動速度と、2次元レーザ変位センサ32a、32bの測定に要する時間と、の関係で複数の断面データのX軸方向の間隔が決まる。ただし、複数の断面データのX軸方向の間隔が大きくなりすぎると、適切な3次元画像を取得できなくなる。そのため、このX軸方向の間隔は、500μm以下であることが好ましい。
In this way, when forming the machined
上述したレーザ加工装置2を用いて被加工物11を加工する際の手順(加工方法)の一例を説明する。まず、被加工物11に貼付されている粘着テープ21をチャックテーブル26の保持面26aに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。併せて、クランプ28でフレーム23を固定する。これにより、被加工物11は、表面11a側が上方に露出した状態でチャックテーブル26及びクランプ28に保持される。
An example of a procedure (machining method) for machining the
次に、チャックテーブル26を回転させて、例えば、加工の対象となる分割予定ライン13(分割予定ライン13の長手方向)をX軸方向に合わせる。また、チャックテーブル26を移動させて、対象となる分割予定ライン13の延長線上方にレーザ照射ユニット30の位置を合わせる。
Next, the chuck table 26 is rotated to align, for example, the scheduled division line 13 (longitudinal direction of the scheduled division line 13) to be machined with the X-axis direction. Further, the chuck table 26 is moved to align the position of the
そして、このレーザ照射ユニット30から被加工物11の上面(表面11a)に向けて加工用レーザビームL1を照射しながらチャックテーブル26をX軸方向に移動させる。これにより、加工の対象となる分割予定ライン13に沿って加工用レーザビームL1を照射し、この分割予定ライン13に沿う加工溝17を被加工物11の上面(表面11a)側に形成できる。
Then, the chuck table 26 is moved in the X-axis direction while irradiating the processing laser beam L1 from the
本実施形態のレーザ加工装置2では、この加工溝17の形成と並行して、形成された直後の加工溝17を含む被加工物11の上面の形状を測定する。具体的には、レーザ照射ユニット30に対し、加工溝17を形成する際にチャックテーブル26を移動させる方向の後方側に配置されるいずれかの2次元レーザ変位センサ32a、32bを用いて、形成された直後の加工溝17を含む被加工物11の上面の形状を測定する。
In the
すなわち、いずれかの2次元レーザ変位センサ32a、32bが備える測定用レーザビーム発振器54から測定用レーザビームL2を放射し、被加工物11の上面において反射される反射光を、同じ2次元レーザ変位センサ32a、32b内の検出部60で検出する。これにより、被加工物11に対して加工溝17を形成しながら、この加工溝17を含む被加工物11の上面の形状を測定できる。
That is, the measurement laser beam L2 is emitted from the measurement
このように、本実施形態に係るレーザ加工装置2は、被加工物11を保持する保持面26aを有するチャックテーブル(保持手段)26と、チャックテーブル26に保持された被加工物11を加工するレーザ照射ユニット(加工手段)30と、チャックテーブル26をX軸方向に移動させる移動機構(加工送り手段)8と、移動機構8によって被加工物11に形成される加工溝17を含む被加工物11の上面の形状を測定する2次元レーザ変位センサ(測定手段)32a、32b及び制御ユニット(測定手段)34と、を備えている。
As described above, the
この2次元レーザ変位センサ32a、32bは、X軸方向に垂直なZ軸方向における被加工物11の上面の位置を、X軸方向及びZ軸方向に垂直なY軸方向に沿って複数の被検出点で一度に検出する。また、レーザ照射ユニット30と2次元レーザ変位センサ32a、32bとは、加工溝17を形成する際にチャックテーブル26を移動させる方向の前方側がレーザ照射ユニット30、後方側が2次元レーザ変位センサ32a、32bとなるように配置されている。
The two-dimensional
よって、レーザ照射ユニット30によって加工溝17を形成しながら、この加工溝17を含む被加工物11の形状を2次元レーザ変位センサ32a、32bによって測定できる。つまり、本実施形態に係るレーザ加工装置2によれば、加工溝17の形成と、加工溝17を含む被加工物11の形状の測定とを並行して行うことができるので、従来の加工装置に比べて3次元的な画像を短時間に取得できる。
Therefore, the shape of the
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、X軸方向の一方側でレーザ照射ユニット30に隣接する2次元レーザ変位センサ(第1測定ユニット、測定手段)32aと、X軸方向の他方側でレーザ照射ユニット30に隣接する2次元レーザ変位センサ(第2測定ユニット、測定手段)32bと、を含むレーザ加工装置2について説明しているが、本発明のレーザ加工装置が備える2次元レーザ変位センサ(測定ユニット、測定手段)は、1組でも良い。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and can be modified in various ways. For example, in the above embodiment, the two-dimensional laser displacement sensor (first measuring unit, measuring means) 32a adjacent to the
この場合には、例えば、加工溝17を形成する際にチャックテーブル26を移動させる方向に合わせて、レーザ照射ユニット30と2次元レーザ変位センサとのX軸方向の位置関係を入れ替えることができるように構成する。これにより、上記実施形態と同様に、レーザ照射ユニット30によって加工溝17を形成しながら、この加工溝17を含む被加工物11の形状を2次元レーザ変位センサによって測定できるようになる。
In this case, for example, the positional relationship between the
また、上記実施形態では、レーザ照射ユニット30を備えるレーザ加工装置2について説明しているが、本発明の加工装置は、切削ブレードが装着される切削ユニット(加工手段)を備えた切削装置等でも良い。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、被加工物11の表面11a側から加工用レーザビームL1及び測定用レーザビームL2を照射しているが、被加工物11の裏面11a側から加工用レーザビームL1及び測定用レーザビームL2を照射しても良い。この場合には、被加工物11の表面11a側に粘着テープ21を貼付し、この表面11a側をチャックテーブル26で保持して裏面11bを上方に露出させることになる。
Further, in the above embodiment, the processing laser beam L1 and the measurement laser beam L2 are irradiated from the
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structure, method, and the like according to the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented as long as they do not deviate from the scope of the object of the present invention.
2 レーザ加工装置
4 基台
6 支持構造
6a 支持板
8 移動機構(加工送り手段、割り出し送り手段)
10 Y軸ガイドレール
12 Y軸移動テーブル
14 Y軸ボールネジ
16 Y軸パルスモータ
18 X軸ガイドレール
20 X軸移動テーブル
22 X軸ボールネジ
24 X軸パルスモータ
26 チャックテーブル(保持手段)
26a 保持面
28 クランプ
30 レーザ照射ユニット(加工手段)
32a 2次元レーザ変位センサ(第1測定ユニット、測定手段)
32b 2次元レーザ変位センサ(第2測定ユニット、測定手段)
34 制御ユニット(測定手段)
34a 3次元画像生成部
36 モニタ(出力手段)
38 加工用レーザビーム発振器
40 調整器
42、44 ミラー
46 音響光学偏向器(レーザビーム走査部)
48 ポリゴンミラー(レーザビーム走査部)
50 集光器
52 テレセントリックfθレンズ
54 測定用レーザビーム発振器
56 シリンドリカルレンズ
58 レンズ
60 検出部
11 被加工物
11a 表面
11b 裏面
13 分割予定ライン(ストリート)
15 デバイス
17 加工溝(加工痕)
21 粘着テープ(ダイシングテープ)
23 フレーム
L1 加工用レーザビーム
L2 測定用レーザビーム
2 Laser machining equipment 4 Base 6
10 Y-axis guide rail 12 Y-axis moving table 14 Y-axis ball screw 16 Y-
26a Holding surface 28
32a 2D laser displacement sensor (1st measurement unit, measuring means)
32b 2D laser displacement sensor (second measuring unit, measuring means)
34 Control unit (measuring means)
34a
38 Laser beam oscillator for processing 40
48 Polygon mirror (laser beam scanning unit)
50
15
21 Adhesive tape (dicing tape)
23 Frame L1 Laser beam for processing L2 Laser beam for measurement
Claims (2)
該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、
該保持手段をX軸方向に移動させる加工送り手段と、
該加工手段によって被加工物に形成される加工溝を含む被加工物の上面の形状を測定する測定手段と、
該測定手段の測定によって得られる結果を出力する出力手段と、を備え、
該測定手段は、
X軸方向に垂直なZ軸方向における被加工物の該上面の位置を、X軸方向及びZ軸方向に垂直なY軸方向に沿って複数の被検出点で一度に検出して、該加工溝を含む被加工物のY軸方向及びZ軸方向に平行な断面の形状に相当する断面データを生成する2次元レーザ変位センサをそれぞれが含む第1測定ユニット及び第2測定ユニットと、
該2次元レーザ変位センサで被加工物の該上面の位置を検出しながら該保持手段をX軸方向に移動させることで得られる複数の該断面データを元に、該加工溝を含む被加工物の3次元形状を示す3次元画像を生成する3次元画像生成部と、を含み、
該第1測定ユニットは、X軸方向に沿って該加工手段の一方側に配置されており、
該第2測定ユニットは、X軸方向に沿って該加工手段の他方側に配置されており、
該2次元レーザ変位センサは、
該上面の位置の測定に使用される測定用レーザビームを被加工物に向けて放射する測定用レーザビーム発振器と、
被加工物の該上面において該測定用レーザビームの形状をY軸方向に長い帯状に整形するシリンドリカルレンズと、
被加工物で反射された該測定用レーザビームの反射光を検出して該断面データを生成する検出部と、を含み、
該加工手段と該測定手段の該2次元レーザ変位センサを含む一部とは、該加工溝を形成する際に該保持手段を移動させる方向の前方側が該加工手段、後方側が該測定手段の該一部となるように配置されており、
該加工手段によって該加工溝を形成しながら、該加工溝を含む被加工物の形状を該測定手段によって測定することを特徴とする加工装置。 A holding means having a holding surface for holding the work piece,
A processing means for processing the workpiece held by the holding means, and a processing means.
A processing feed means for moving the holding means in the X-axis direction, and a processing feeding means.
A measuring means for measuring the shape of the upper surface of the workpiece including the machining groove formed in the workpiece by the machining means, and a measuring means.
An output means for outputting the result obtained by the measurement of the measuring means is provided.
The measuring means is
The position of the upper surface of the workpiece in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction is detected at a plurality of detected points along the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Z-axis direction, and the machining is performed. The first measurement unit and the second measurement unit, each of which includes a two-dimensional laser displacement sensor that generates cross-sectional data corresponding to the shape of the cross section parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction of the workpiece including the groove, and the second measurement unit.
Based on the plurality of cross-sectional data obtained by moving the holding means in the X-axis direction while detecting the position of the upper surface of the workpiece with the two-dimensional laser displacement sensor, the workpiece including the machining groove. Includes a 3D image generator that generates a 3D image showing the 3D shape of
The first measuring unit is arranged on one side of the processing means along the X-axis direction.
The second measuring unit is arranged on the other side of the processing means along the X-axis direction.
The two-dimensional laser displacement sensor is
A measurement laser beam oscillator that radiates a measurement laser beam used to measure the position of the upper surface toward the workpiece, and a measurement laser beam oscillator.
A cylindrical lens that shapes the shape of the laser beam for measurement into a long strip in the Y-axis direction on the upper surface of the work piece.
Includes a detection unit that detects the reflected light of the measurement laser beam reflected by the workpiece and generates the cross-sectional data.
The processing means and a part of the measuring means including the two-dimensional laser displacement sensor are such that the front side in the direction in which the holding means is moved when forming the processing groove is the processing means, and the rear side is the measuring means. Arranged to be part of
A processing apparatus characterized in that the shape of a workpiece including the processing groove is measured by the measuring means while forming the processing groove by the processing means.
被加工物の加工に用いられる加工用レーザビームを発振する加工用レーザビーム発振器と、
該加工用レーザビーム発振器によって発振された該加工用レーザビームを集光する集光器と、
該加工用レーザビーム発振器と該集光器との間に設けられ該加工用レーザビームを走査して該集光器に導くレーザビーム走査部と、を含み、
該レーザビーム走査部は、
該加工用レーザビーム発振器から発振された該加工用レーザビームの進行方向を変更する音響光学偏向器と、
該音響光学偏向器で進行方向が変更された該加工用レーザビームの進行方向を更に変更して該集光器に導くポリゴンスキャナーと、を含み、
該音響光学偏向器による該加工用レーザビームの進行方向の変更と該ポリゴンスキャナーによる該加工用レーザビームの進行方向の変更とによって該加工用レーザビームを走査して該保持手段に保持された被加工物に該加工用レーザビームを照射することを特徴とする請求項1に記載の加工装置。 The processing means is
A processing laser beam oscillator that oscillates a processing laser beam used for processing a workpiece,
A condenser that condenses the processing laser beam oscillated by the processing laser beam oscillator, and
A laser beam scanning unit provided between the processing laser beam oscillator and the condenser, which scans the processing laser beam and guides the processing laser beam to the condenser, is included.
The laser beam scanning unit is
An acoustic-optical deflector that changes the traveling direction of the processing laser beam oscillated from the processing laser beam oscillator.
A polygon scanner, which further changes the traveling direction of the processing laser beam whose traveling direction is changed by the acoustic-optical deflector and guides the concentrator, is included.
The processing laser beam is scanned by the change of the traveling direction of the processing laser beam by the acoustic-optical deflector and the traveling direction of the processing laser beam by the polygon scanner, and is held by the holding means. The processing apparatus according to claim 1, wherein the processed material is irradiated with the processing laser beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018024998A JP6991668B2 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018024998A JP6991668B2 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019136765A JP2019136765A (en) | 2019-08-22 |
JP6991668B2 true JP6991668B2 (en) | 2022-01-12 |
Family
ID=67692692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018024998A Active JP6991668B2 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6991668B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108672885A (en) * | 2018-05-23 | 2018-10-19 | 中建钢构四川有限公司 | A kind of steel processing unit (plant) |
JP7475782B2 (en) | 2020-06-29 | 2024-04-30 | 株式会社ディスコ | Processing Equipment |
JP7530763B2 (en) * | 2020-08-06 | 2024-08-08 | Towa株式会社 | Cutting device and manufacturing method of cut products |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009172669A (en) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Toray Eng Co Ltd | Laser scribing apparatus and method |
WO2013038606A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | パナソニック株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
JP2015088515A (en) | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 株式会社ディスコ | Processing device |
JP2016068149A (en) | 2014-10-02 | 2016-05-09 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
JP2017135132A (en) | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
-
2018
- 2018-02-15 JP JP2018024998A patent/JP6991668B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009172669A (en) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Toray Eng Co Ltd | Laser scribing apparatus and method |
WO2013038606A1 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | パナソニック株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
JP2015088515A (en) | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 株式会社ディスコ | Processing device |
JP2016068149A (en) | 2014-10-02 | 2016-05-09 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
JP2017135132A (en) | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019136765A (en) | 2019-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102148915B1 (en) | Machining apparatus | |
JP4959318B2 (en) | Wafer measuring device and laser processing machine | |
KR102240331B1 (en) | Machining apparatus | |
JP5395411B2 (en) | Wafer laser processing method | |
KR102226222B1 (en) | Laser machining apparatus | |
JP5980504B2 (en) | Wafer processing method and laser processing apparatus | |
JP6991668B2 (en) | Processing equipment | |
JP6912267B2 (en) | Laser processing method | |
KR101886357B1 (en) | Method for detecting laser beam spot shape and apparatus for detecting laser beam spot shape | |
CN112658473B (en) | Laser processing device | |
JP5242278B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP5420890B2 (en) | Device for measuring the height position of the workpiece held on the chuck table | |
KR102069906B1 (en) | Detecting apparatus | |
JP5389613B2 (en) | Method for managing consumption of cutting blade in cutting apparatus | |
JP6821259B2 (en) | Processing method of work piece | |
JP6328507B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP7292798B2 (en) | How to check the tilt | |
JP2012192415A (en) | Laser processing device | |
JP7305271B2 (en) | Confirmation method of processing performance of laser processing equipment | |
TW202431401A (en) | Cutting device and cutting device control method | |
CN118372383A (en) | Cutting device and control method thereof | |
KR102351455B1 (en) | Laser machining apparatus | |
JP2020196038A (en) | Inclination check method | |
JP2021000645A (en) | Laser processing device | |
JP2021037540A (en) | Method for confirming optical axis of laser beam machining device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210914 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210915 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211105 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6991668 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |