JP7328020B2 - レーザー加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、板状の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して加工を施すレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、を備えるレーザー加工装置に関する。
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、レーザー加工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、照明機器等の電気機器に利用される。
また、レーザー加工装置は、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工により分割の起点となる溝を形成するタイプのもの（例えば、特許文献１を参照）、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の内部に位置付けて照射し、分割の起点となる改質層を内部に形成するタイプのもの（例えば、特許文献２を参照）、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の所要の位置に位置付けて照射し、分割の起点となる細孔と細孔を囲繞する非晶質とからなるシールドトンネルを形成するタイプのもの（例えば、特許文献３を参照）、とが存在し、被加工物の種類、加工精度、等によってレーザー加工装置が選択される。
さらに、被加工物に対してアブレーション加工を施すタイプにおいては、レーザー光線が照射された部位からデブリが飛散して、被加工物の表面に形成されたデバイスに付着し、デバイスの品質を低下させるおそれがあることから、レーザー加工を行う前に、ウエーハの表面に液状樹脂を被覆してデブリの付着を防止することが提案されている（例えば特許文献４を参照）。
特開平１０－３０５４２０号公報 特許第３４０８８０５号公報 特開２０１４－２２１４８３号公報 特開２００４－１８８４７５号公報
上記したように、被加工物に対してレーザー加工を行う前に、液状樹脂を被覆する場合、レーザー加工後の液状樹脂は再利用されずに廃棄されることから不経済であると共に、液状樹脂の塗布工程や、除去工程が必要となることから生産性が悪いという問題がある。
また、ウエーハを水没させた状態で、被加工物に対してレーザー光線を照射してデブリを水に浮遊させてウエーハの表面に付着することを防止することも検討されているが、水中に生じるバブルやキャビテーションによってレーザー光線が散乱し、所望の加工が実施できない、という問題も指摘されている。
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、生産性を悪化させずにデブリの飛散を防止すると共に、レーザー光線を散乱さずに適切な加工を実施し得るレーザー加工装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、板状の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して加工を施すレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、を少なくとも含み構成されるレーザー加工装置であって、該レーザー照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該集光器の下端に配設され被加工物の上面に液体の層を形成する液体層形成器と、から少なくとも構成され、該発振器は、パルス幅が短い第１のレーザー光線を発振する第１の発振器と、パルス幅が長い第２のレーザー光線を発振する第２の発振器と、を備え、該移動手段によって該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させながら、同一の光路を経由する該第１のレーザー光線と該第２のレーザー光線とを同一方向から被加工物の同一箇所に照射して、該第１のレーザー光線が該液体の層を介して照射された際に発生するプラズマが、該第２のレーザー光線のエネルギーによって成長させられて、被加工物の照射位置に沿ってレーザー加工が施されることにより該照射位置の下方に向けて所望の深さの加工溝を形成する加工を施すレーザー加工装置が提供される。
より好ましくは、該液体層形成器は、被加工物の上面との間で隙間を形成する底壁を備えた筐体と、該筐体の側壁に形成され該底壁に形成された噴出口を介して該隙間を液体で満たすと共に流下させる液体供給部と、該噴出口に隣接し該底壁に形成されレーザー光線の通過を許容する透明部と、を備え、該透明部と該隙間を満たす液体の層を介してレーザー光線が被加工物に照射される。
さらに、該噴出口は、加工方向に延びるスリットで形成されるように構成することが好ましく、該レーザー照射手段に、レーザー光線を加工送り方向に分散させる分散手段が配設されるように構成することが好ましい。
本発明のレーザー加工装置は、板状の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して加工を施すレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、を少なくとも含み構成されるレーザー加工装置であって、該レーザー照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該集光器の下端に配設され被加工物の上面に液体の層を形成する液体層形成器と、から少なくとも構成され、該発振器は、パルス幅が短い第１のレーザー光線を発振する第１の発振器と、パルス幅が長い第２のレーザー光線を発振する第２の発振器と、を備え、該移動手段によって該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させながら、同一の光路を経由する該第１のレーザー光線と該第２のレーザー光線とを同一方向から被加工物の同一箇所に照射して、該第１のレーザー光線が該液体の層を介して照射された際に発生するプラズマが、該第２のレーザー光線のエネルギーによって成長させられて、被加工物の照射位置に沿ってレーザー加工が施されることにより該照射位置の下方に向けて所望の深さの加工溝を形成する加工を施すようにしていることから、第１の発振器が発振した第１のレーザー光線は、液体の層に閉じ込められた状態で膨張を抑えると共に熱の影響を軽減した状態で第１のプラズマを発生させ、該第１のプラズマが効果的に該第２の発振器が発振した第２のレーザー光線を誘導して成長して、被加工物を良好に加工することが可能になる。
さらに、被加工物の表面に液状樹脂を被覆しなくても、デブリの付着が防止され、液状樹脂のコストを低減することができるだけでなく、液状樹脂を被加工物の表面に被覆し、除去する手間が省けて、生産性が向上する。また、液体の層を集光器の下端と被加工物の上面との間に形成し流下させることで、被加工物上に気泡が発生しても、加工領域から該気泡を速やかに排出することができ、レーザー光線による加工が妨げられることがない。
本実施形態に係るレーザー加工装置の斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置の一部を分解して示す分解斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置に装着される（ａ）液体層形成器の斜視図、及び（ｂ）液体層形成器を分解して示す分解斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置に装着されるレーザー光線照射手段の光学系を説明するためのブロック図である。 図１に示すレーザー加工装置に装着される液体層形成器に関し、加工時における作動状態を示す一部拡大断面図である。 第１のレーザー光線、及び第２のレーザー光線のパルス幅を示す波形図である。 （ａ）レーザー光線によってウエーハに加工が施される際に発生するプラズマを示す一部拡大断面図、（ｂ）（ａ）の結果得られる加工溝を示す一部拡大断面図である。
以下、本発明に基づいて構成されるレーザー加工装置に係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１には、本実施形態のレーザー加工装置２の斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、基台２１上に配置され、被加工物（例えば、シリコン製のウエーハ１０）上に液体を供給する液体供給機構４と、板状の被加工物に対してレーザー光線を照射するレーザー照射手段８と、該被加工物を保持する保持手段２２と、レーザー照射手段８と保持手段２２とを相対的に移動させる移動手段２３と、基台２１上の移動手段２３の側方に矢印Ｚで示すＺ方向に立設される垂直壁部２６１、及び垂直壁部２６１の上端部から水平方向に延びる水平壁部２６２からなる枠体２６と、を備えている。
枠体２６の水平壁部２６２の内部には、保持手段２２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照射手段８を構成する光学系（追って詳述する）が収容される。水平壁部２６２の先端部下面側には、レーザー照射手段８の一部を構成する集光器８６が配設されると共に、集光器８６に対して図中矢印Ｘで示す方向で隣接する位置にアライメント手段９０が配設される。
アライメント手段９０は、保持手段２２を構成するチャックテーブル３４に保持されるウエーハ１０を撮像してレーザー加工を施すべき領域を検出し、集光器８６と、ウエーハ１０の加工位置との位置合わせを行うために利用される。アライメント手段９０には、ウエーハ１０の表面を撮像する可視光線を使用する撮像素子（ＣＣＤ）が備えられるが、ウエーハ１０を構成する材質によっては、赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕える光学系と、該光学系が捕えた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含むことが好ましい。
図に示すように、ウエーハ１０は、例えば、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに支持され、チャックテーブル３４の上面を構成する吸着チャック３５に乗せられて吸引保持される。なお、上記したレーザー加工装置２は、説明の都合上省略されたハウジング等により全体が覆われており、内部に粉塵や埃等が入らないように構成される。
図１に加え図２を参照しながら、本実施形態に係るレーザー加工装置２について詳細に説明する。図２は、図１に記載されたレーザー加工装置２において、液体供給機構４の一部を構成する液体回収プール６０をレーザー加工装置２から取り外し、かつ一部を分解した状態を示す斜視図である。
保持手段２２は、図２に示すように、矢印Ｘで示すＸ方向において移動自在に基台２１に搭載された矩形状のＸ方向可動板３０と、矢印Ｙで示すＸ方向と直交する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にはカバー板３３上に形成された長穴を通って上方に延びるチャックテーブル３４が配設されている。チャックテーブル３４は、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回転可能に構成される。チャックテーブル３４の上面には、通気性を有する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おり、吸着チャック３５の周囲には、間隔をおいてクランプ３６が４つ配置されている。クランプ３６は、ウエーハ１０をチャックテーブル３４に固定する際に、ウエーハ１０を保持するフレームＦを掴む。Ｘ方向、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平面を構成する。
移動手段２３は、Ｘ方向移動手段５０と、Ｙ方向移動手段５２と、を含む。Ｘ方向移動手段５０は、モータ５０ａの回転運動を、ボールねじ５０ｂを介して直線運動に変換してＸ方向可動板３０に伝達し、基台２１上の案内レール２７、２７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５２は、モータ５２ａの回転運動を、ボールねじ５２ｂを介して直線運動に変換し、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３７、３７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、チャックテーブル３４、Ｘ方向移動手段５０、及びＹ方向移動手段５２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、Ｘ方向移動手段５０、Ｙ方向移動手段５２、及び図示しないチャックテーブル３４の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。上記したＸ方向移動手段５０が、保持手段２２を加工送り方向に移動させる加工送り手段であり、Ｙ方向移動手段５２が、保持手段２２を割り出し送り方向に移動させる割り出し送り手段となる。
図１、図２に加え、図３も参照しながら、液体供給機構４について説明する。液体供給機構４は、図１に示すように、液体層形成器４０と、液体供給ポンプ４４と、濾過フィルター４５と、液体回収プール６０と、液体層形成器４０及び液体供給ポンプ４４を接続するパイプ４６ａと、液体回収プール６０及び濾過フィルター４５を接続するパイプ４６ｂと、を備えている。なお、パイプ４６ａ、パイプ４６ｂは、部分的に、あるいは、全体をフレキシブルホースで形成されていることが好ましい。
図３（ａ）に示すように、液体層形成器４０は、集光器８６の下端部に配設される。液体層形成器４０の分解図を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）から理解されるように、液体層形成器４０は、筐体４２と、液体供給部４３とから構成される。筐体４２は、平面視で略矩形状をなし、筐体上部部材４２１と、筐体下部部材４２２とにより構成される。
筐体上部部材４２１は、図中矢印Ｙで示すＹ方向において、二つの領域４２１ａ、４２１ｂに分けられ、図中奥側の領域４２１ａには、集光器８６を挿入するための円形の開口部４２１ｃが形成され、手前側の領域４２１ｂには、板状部４２１ｄが形成される。筐体下部部材４２２において、筐体上部部材４２１の開口部４２１ｃと対向する領域には、開口部４２１ｃと同形状で、平面視で開口部４２１ｃと配設位置が一致する円筒状の開口部４２２ａが形成される。開口部４２２ａの底部には、円板形状の透明部４２３が備えられており、開口部４２２ａの底部を閉塞する。透明部４２３は、後述する第１のレーザー光線ＬＢ１、第２のレーザー光線ＬＢ２の通過を許容する性質を備えるものであり、例えば、ガラス板から形成される。筐体下部部材４２２において、筐体上部部材４２１の板状部４２１ｄと対向する領域には、筐体４２の底壁４２２ｄから液体を噴出するための液体流路部４２２ｂが形成される。液体流路部４２２ｂは、筐体上部部材４２１の板状部４２１ｄと、側壁４２２ｃと、底壁４２２ｄとにより形成される空間である。流体流路部４２２ｂの底壁４２２ｄには、矢印Ｘで示す加工送り方向に延びるスリット状の噴出口４２２ｅが形成され、液体供給部４３が連結される側の側壁には、液体流路部４２２ｂに液体を供給するための液体供給口４２２ｆが形成される。上記した透明部４２３の下面は、加工送り方向に延びるスリット状の噴出口４２２ｅと面一で形成されており、透明部４２３が筐体下部部材４２２の底壁４２２ｄの一部を形成する（図５も参照）。
液体供給部４３は、液体Ｗが供給される供給口４３ａと、筐体４２に形成される液体供給口４２２ｆと対向する位置に形成される排出口（図示は省略）と、供給口４３ａと該排出口とを連通する連通路（図示は省略）と、を備えている。この液体供給部４３を筐体４２の液体供給口４２２ｆが開口する側壁に対しＹ方向から組み付けることにより、液体層形成器４０が形成される。
液体層形成器４０は、上記したような構成を備えており、液体供給ポンプ４４から吐出された液体Ｗが、液体供給部４３を経て、筐体４２の液体供給口４２２ｆに供給され、筐体４２の液体流路部４２２ｂを流れ、底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅから噴射される。液体層形成器４０は、図１に示すように、液体供給部４３と筐体４２とが、Ｙ方向に並ぶように集光器８６の下端部に取り付けられる。これにより、筐体４２の底壁４２２ｄに形成される噴出口４２２ｅは、加工送り方向であるＸ方向に沿って延びるように位置付けられる。
図１、及び図２に戻り、液体回収プール６０について説明する。図２に示すように、液体回収プール６０は、外枠体６１と、二つの防水カバー６６を備えている。
外枠体６１は、図中矢印Ｘで示すＸ方向に延びる外側壁６２ａと、図中矢印Ｙで示すＹ方向に延びる外側壁６２ｂと、外側壁６２ａ、及び６２ｂの内側に所定間隔をおいて平行に配設される内側壁６３ａ、６３ｂと、外側壁６２ａ、６２ｂ、及び内側壁６３ａ、６３ｂの下端を連結する底壁６４とを備える。外側壁６２ａ、６２ｂ、内側壁６３ａ、６３ｂ、及び底壁６４により、長手方向がＸ方向に沿い、短手方向がＹ方向に沿う長方形の液体回収路７０が形成される。液体回収路７０を構成する内側壁６３ａ、６３ｂの内側には、上下に貫通する開口が形成される。液体回収路７０を構成する底壁６４には、Ｘ方向、及びＹ方向において微少な傾斜が設けられており、液体回収路７０の最も低い位置となる角部（図中左方の隅部）には、液体排出孔６５が配設される。液体排出孔６５には、パイプ４６ｂが接続され、パイプ４６ｂを介して濾過フィルター４５に接続される。なお、外枠体６１は、全体が腐食や錆に強いステンレス製の板材により形成されることが好ましい。
二つの防水カバー６６は、門型形状からなる固定金具６６ａと、固定金具６６ａを両端に固着される蛇腹状の樹脂製のカバー部材６６ｂと、を備えている。固定金具６６ａは、Ｙ方向において対向して配設される外枠体６１の二つの内側壁６３ａを跨ぐことができる寸法で形成されている。二つの防水カバー６６の固定金具６６ａの一方は、それぞれ、外枠体６１のＸ方向において対向するように配設される内側壁６３ｂに固定される。このように構成された液体回収プール６０は、レーザー加工装置２の基台２１上に図示しない固定具により固定される。保持手段２２のカバー板３３は、二つの防水カバー６６の固定金具６６ａ同士で挟むようにして取り付けられる。なお、カバー部材３３のＸ方向における端面は、固定金具６６ａと同一の門型形状をなしており、固定金具６６ａと同様に、外枠体６１の内側壁６３ａをＹ方向で跨ぐ寸法である。したがって、カバー部材３３は、液体回収プール６０の外枠体６１を基台２１に設置した後、防水カバー６６に取り付けられる。上記した構成によれば、カバー板３３がＸ方向移動手段５０によってＸ方向に移動されると、カバー板３３は、液体回収プール６０の内側壁６３ａに沿って移動する。なお、防水カバー６６、及びカバー部材３３の取付方法については、上記した手順に限定されず、例えば、二つの防水カバー６６を外枠体６１の内側壁６３ｂに取り付ける前に、予めカバー部材３３を取り付けておき、基台２１に先に取り付けた外枠体６１に対して、カバー部材３３と共に防水カバー６６を取り付けるようにしてもよい。
図１に戻り説明を続けると、液体供給機構４は、上記した構成を備えていることにより、液体供給ポンプ４４の吐出口４４ａから吐出された液体Ｗが、パイプ４６ａを経由して、液体層形成器４０に供給される。液体層形成器４０に供給された液体Ｗは、液体層形成器４０の筐体４２の底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅから下方に向け噴射される。液体層形成器４０から噴射された液体Ｗは、カバー板３３、もしくは、防水カバー６６上を流れ、液体回収プール６０に流下する。液体回収プール６０に流下した液体Ｗは、液体回収路７０を流れ、液体回収路７０の最も低い位置に設けられた液体排出孔６５に集められる。液体排出孔６５に集められた液体Ｗは、パイプ４６ｂを経由して濾過フィルター４５に導かれ、濾過フィルター４５にて、レーザー加工屑（デブリ）や塵、埃等が取り除かれて、液体供給ポンプ４４に戻される。このようにして、液体供給ポンプ４４によって吐出された液体Ｗが液体供給機構４内を循環する。
図４は、レーザー光線照射手段８の光学系の概略を示すブロック図である。図４に示すように、レーザー光線照射手段８は、パルス状のレーザー光線であってパルス幅が短い第１のレーザー光線ＬＢ１を発振する第１の発振器８１２、及びパルス状のレーザー光線であってパルス幅が長い第２のレーザー光線ＬＢ２を発振する第２の発振器８１４を備える発振器８１と、入射した第１のレーザー光線ＬＢ１に１／２波長分の位相差を与え直線偏光を回転させる１／２波長板８２と、入射した第２のレーザー光線ＬＢ２に１／２波長分の位相差を与え直線偏光を回転させる１／２波長板８４と、１／２波長板８２を通過した第１のレーザー光線ＬＢ１のＳ偏光を反射し、且つ１／２波長板８４を通過した第２のレーザー光線ＬＢ２のＰ偏光を通過させて、該反射した第１のレーザー光線ＬＢ１（Ｓ偏光）と、該通過させた第２のレーザー光線ＬＢ２（Ｐ偏光）とをウエーハ１０上の同一箇所に照射すべく合波して、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２として出力する偏光ビームスプリッタ８５と、偏光ビームスプリッタ８５から出力されたレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２の照射方向を分散させる分散手段としてのポリゴンミラー８７と、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を集光し、保持手段２２に保持されたウエーハ１０に照射する集光器８６と、を含む。第１の発振器８１２及び第２の発振器８１４は、例えば、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を発振する。なお、図示は省略するが、レーザー光線照射手段８の光学系には、各レーザー光線の出力を変更するアッテネータ、各レーザー光線の光路を変更する反射ミラー等が適宜含まれてよい。
集光器８６の光路上流に配設されるポリゴンミラー８７は、ポリゴンミラー８７を矢印Ｒで示す方向に高速回転させる図示しないモータを備える。集光器８６の内部には、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を集光してウエーハ１０に照射する集光レンズ（ｆθレンズ）８６ａが配設されている。図に示すように、ポリゴンミラー８７は、複数枚のミラーＭが、ポリゴンミラー８７の回転軸に対して同心状に配置されている。ｆθレンズ８６ａは、上記したポリゴンミラー８７の下方に位置しており、ポリゴンミラー８７によって反射されたレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を集光してチャックテーブル３４上のウエーハ１０に照射する。ポリゴンミラー９１が回転することで、ミラーＭによって反射されるレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２の角度が所定範囲で連続的に変化し、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が、ウエーハ１０上の加工送り方向（Ｘ方向）の所定範囲において分散し、結果的に、分割予定ライン上の所定の領域にレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が繰り返し照射される。
さらに、レーザー光線照射手段８は、図示しない集光点位置調整手段を備えている。集光点位置調整手段の具体的な構成の図示は省略するが、例えば、ナット部が集光器８６に固定され矢印Ｚで示すＺ方向に延びるボールねじと、このボールねじの片端部に連結されたモータとを有する構成でよい。このような構成によりモータの回転運動を直線運動に変換し、Ｚ方向に配設される案内レール（図示は省略）に沿って集光器８６を移動させ、これによって、集光器８６によって集光されるレーザー光線ＬＢの集光点のＺ方向の位置が調整される。
本発明のレーザー加工装置２は、概ね上記したとおりの構成を備えており、その作用について、以下に説明する。
本実施形態のレーザー加工装置２によってレーザー加工を実施するに際し、図１に示すように、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに支持された板状の被加工物、例えば、表面にデバイスが形成されたシリコン（Ｓｉ）からなるウエーハ１０を用意する。ウエーハ１０を用意したならば、保持手段２２を構成するチャックテーブル３４の吸着チャック３５上に、デバイスが形成された表面を上にしてウエーハ１０を乗せ、図示しない吸引手段を作動させると共にクランプ３６等により固定する。
ウエーハ１０を吸着チャック３５に保持したならば、移動手段２３によってチャックテーブル３４をＸ方向、及びＹ方向に適宜移動させ、チャックテーブル３４上のウエーハ１０をアライメント手段９０の直下に位置付ける。ウエーハ１０をアライメント手段９０の直下に位置付けたならば、アライメント手段９０によりウエーハ１０上を撮像する。次いで、アライメント手段９０により撮像したウエーハ１０の画像に基づいて、パターンマッチング等の手法により、ウエーハ１０の加工すべき位置と、集光器８６との位置合わせを行う。この位置合わせによって得られた位置情報に基づいて、チャックテーブル３４を移動させることにより、ウエーハ１０上の加工開始位置の上方に集光器８６を位置付ける。次いで、図示しない集光点位置調整手段によって集光器８６をＺ方向に移動させ、ウエーハ１０のレーザー加工開始位置である分割予定ラインにおける片端部の表面高さに、液体層形成器４０とウエーハ１０上との間に形成される液体Ｗの層の屈折率等を考慮して集光点を位置付ける。
集光器８６とウエーハ１０との位置合わせを実施したならば、液体供給機構４に対し必要十分な液体Ｗを補填し、液体供給ポンプ４４を作動する。液体供給機構４の内部を循環する液体Ｗとしては、例えば、純水が利用される。
図５に液体層形成器４０をＹ方向に切断した概略断面図を示す。図５から理解されるように、液体供給機構４の液体層形成器４０は、集光器８６の下端部に配設されており、ウエーハ１０の表面高さに集光点を位置付けた際に、液体層形成器４０を構成する筐体４２の底壁４２２ｄ及び透明部４２３と、ウエーハ１０の表面とで、例えば、０．５ｍｍ～２．０ｍｍ程度の隙間Ｓが形成されるように設定がなされている。
液体供給機構４は、上記した構成を備えていることにより、液体供給ポンプ４４の吐出口４４ａから吐出された液体Ｗが、液体層形成器４０に供給される。液体層形成器４０に供給された液体Ｗは、液体層形成器４０の筐体４２の底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅから下方に向けて噴射される。噴出口４２２ｅから噴射された液体Ｗは、図５に示すように、筐体４２の底壁４２２ｄとウエーハ１０との間、特に、透明部４２３とウエーハ１０との間に形成される隙間Ｓを満たしながら液体Ｗの層を形成し、その後、チャックテーブル３４外に流出し、液体回収プール６０の液体回収路７０を流れ、液体回収路７０の最も低い位置に設けられた液体排出孔６５に集められる。液体排出孔６５に集められた液体Ｗは、パイプ４６ｂを経由して濾過フィルター４５に導かれ、濾過フィルター４５にて、清浄化されて、液体供給ポンプ４４に戻され、液体供給機構４内を循環する。
液体供給機構４が作動を開始して、所定時間（数分程度）経過することにより、筐体４２の底壁４２２ｄ、特に、透明部４２３とウエーハ１０との間の隙間Ｓが液体Ｗで満たされることにより、バブルやキャビテーションを含まない液体Ｗの層が形成され、液体供給機構４を液体Ｗが安定的に循環する状態となる。
液体供給機構４を液体Ｗが安定的に循環している状態で、レーザー光線照射手段８を作動させながら、移動手段２３を構成するＸ方向移動手段５０を作動させることにより、保持手段２２とレーザー照射手段８とを加工送り方向（Ｘ方向）において、所定の移動速度で相対的に移動させる。
ここで、本実施形態のレーザー光線照射手段８により実現されるレーザー加工について、図５に加え、図６、図７を参照しながら、さらに詳細に説明する。
集光器８６から照射されるレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２は、図５に示すように、液体層形成器４０の透明部４２３、及び液体Ｗの層を通過してウエーハ１０の被加工位置（分割予定ライン）に照射される。レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２は、上記したように、第１のレーザー光線ＬＢ１と、第２のレーザー光線ＬＢ２とを合波したものであるが、図６に示すように、第１のレーザー光線ＬＢ１は、極めて短いパルス幅Ａで設定されると共に、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１に対して長いパルス幅Ｂで設定され、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１と同期するように照射される。
ウエーハ１０にレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を照射する際は、図４に基づき説明したように、ポリゴンミラー８７の回転に伴い、ウエーハ１０に対してレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を分散して照射する。より具体的にいえば、所定のミラーＭにレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が照射された後、ポリゴンミラー８７の回転方向Ｒにおける下流側に位置する次のミラーＭにレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が照射され、ウエーハ１０の分割予定ラインに沿って、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が分散されながら複数回繰り返して照射される。第１の発振器８１２及び第２の発振器８１４からなる発振器８１からレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が発振され、ポリゴンミラー８７が回転している間、このようなレーザー加工が繰り返される。なお、ポリゴンミラー８７を構成するミラーＭの枚数、ポリゴンミラー８７の回転速度等は、被加工物に応じて適宜決定される。
なお、上記したレーザー加工装置２におけるレーザー加工条件は、例えば、以下の加工条件で実施することができる。
＜第１の発振器＞
第１のレーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍ
平均出力 ：１０～３０Ｗ
繰り返し周波数 ：１～１０ＭＨｚ
パルス幅 ：５０ｆｓ～５０ｐｓ
＜第２の発振器＞
第２のレーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍ
平均出力 ：３０Ｗ
繰り返し周波数 ：１～１０ＭＨｚ
パルス幅 ：５０ｎｓ
図６、及び図７（ａ）から理解されるように、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１がウエーハ１０の加工位置に照射されてウエーハ１０の表面近傍で発生するプラズマＰ１に対して導入されるタイミングで照射される。本実施形態では、図６に基づいて説明したように、第１のレーザー光線ＬＢ１は、極めて短いパルス幅で設定されると共に、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１に対して長いパルス幅で設定されており、さらにいえば、第１のレーザー光線ＬＢ１はピーク強度が高く、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１に比して大幅に低くなるように設定されている。
上記したように、ウエーハ１０に対してレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が照射されると、図７（ａ）に示すように、ピーク強度が高くパルス幅が短い第１のレーザー光線ＬＢ１が照射されることで、ウエーハ１０の表面に第１のプラズマＰ１が発生する。さらに、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１と同期するように照射されていることにより、該第１のプラズマＰ１に向けて照射される。これにより、第１のプラズマＰ１に第２のレーザー光線ＬＢ２のエネルギーが誘導され、第２のプラズマＰ２へと成長させられる。そして、ポリゴンミラー８７の作用により、分割予定ラインに沿ってレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が繰り返し照射されて、図７（ｂ）に示すように、照射位置の下方に向けて等方性に優れたレーザー加工が施されて円形に掘り進められ、所望の深さの加工溝１００が分割予定ラインに沿って形成される。
上記した状態でレーザー加工が実施されると、ウエーハ１０のレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が照射される位置にある液体Ｗに気泡が発生することが想定される。これに対し、本実施形態では、図５に基づき説明したように、ウエーハ１０上に形成される隙間Ｓに所定の流速で液体Ｗが常に流される。これにより、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２の照射位置近傍に発生した気泡は、液体Ｗによって速やかにウエーハ１０上に形成される隙間Ｓから外部に流下され除去される。特に、本実施形態によれば、筐体４２の底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅは、同じく底壁４２２ｄに配設された透明部４２３に対し、Ｙ方向において隣接した位置であって、加工送り方向に延びるスリット状で形成される。このように構成されることで、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２が分散する方向であるＸ方向に直交する方向から液体Ｗが供給され、液体Ｗ中に発生した気泡を速やかに排出する。これにより、当該レーザー加工により発生する気泡を避けてウエーハ１０にレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を照射することができる。
さらに、ウエーハ１０上の隙間Ｓを液体Ｗが満たしながら継続して流下することにより、ウエーハ１０の表面から液体Ｗ中にデブリが放出されたとしても、ウエーハ１０上から上記した気泡と同様に速やかに排出される。上記した気泡、及びデブリを含む液体Ｗは、図１から理解されるように、カバー板３３、及び防水カバー６６上を流れ、液体回収プール６０の液体回収路７０に導かれる。液体回収路７０に導かれた液体Ｗは、レーザー加工により発生した気泡を外部に放出しながら液体回収路７０を流れ、液体回収路７０の最底部に形成された液体排出孔６５から排出される。液体排出孔６５から排出された液体Ｗは、パイプ４６ｂを介して濾過フィルター４５に導かれ、再び液体供給ポンプ４４に供給される。このようにして液体Ｗが液体供給機構４を循環することで、濾過フィルター４５によって適宜デブリや塵等が捕捉され、液体Ｗが清浄な状態で維持される。
上記したレーザー加工を所定の分割予定ラインに実施したならば、移動手段２３を作動させることにより、既にレーザー加工を施した分割予定ラインにＹ方向で隣接する未加工の分割予定ラインの片端部に集光器８６を位置付けて、上記したレーザー加工と同様のレーザー加工を実施する。そして、隣接した全ての分割予定ラインに対して該レーザー加工を実施したならば、チャックテーブル３４を９０度回転させることで、先に加工した所定方向の分割予定ラインに直交する未加工の分割予定ラインに対しても同様のレーザー加工を実施する。このようにして、ウエーハ１０上の全ての分割予定ラインに対してレーザー加工を実施し、分割起点となる加工溝１００を形成することができる。
本実施形態では、上記したように、液体Ｗの層を介して所望の照射位置に、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を照射し、第１のプラズマＰ１から成長させた第２のプラズマＰ２によって加工を施す。第１のレーザー光線ＬＢ１のようにパルス幅の短いレーザー光線によって加工を施す場合、加工方向に異方性があるため、第１のレーザー光線ＬＢ１のみによって加工すると、加工部の断面形状はＶ型となり、表面から深さ方向に加工が進むと加工速度が急激に低下する。しかし、本実施形態のようにパルス幅の短い第１のレーザー光線ＬＢ１とパルス幅の長い第２のレーザー光線ＬＢ２とを合波したレーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を照射した場合は、図７に基づき説明したように、等方性に優れた加工となり、該照射位置の下方に向け加工速度が低下することなく円形に掘り進むことができ、良好な加工速度で所望の深さの加工溝１００を分割予定ラインに沿って形成することができる。
本実施形態によれば、ウエーハ１０の表面に液状樹脂を被覆しなくてもウエーハ１０の表面にデブリが付着することを防止することができ、液状樹脂のコストを削減することができ、液状樹脂を被覆し、除去する手間が省けることから、生産性が向上する。
また、第１のレーザー光線ＬＢ１は、液体層形成器４０によって形成された液体Ｗの層（隙間Ｓ）を介してウエーハ１０に照射され、第１のプラズマＰ１を発生させる。このとき、第１のプラズマＰ１は、流下する液体Ｗの層に閉じ込められて発生させられることから、過剰に膨張することが抑制され、さらに熱の影響が軽減される。そして、第２のレーザー光線ＬＢ２は、パルス幅の短い第１のレーザー光線ＬＢ１によって生成された第１のプラズマＰ１に吸収され、流下する液体Ｗの層の中で第２のプラズマを発生させて加工を施すことから、第２のパルスレーザーＬＢのみでレーザー加工を実施する場合と比して、ウエーハ１０の分割予定ラインの周囲へ与える熱影響は限定的であり、ウエーハ１０を個々のデバイスチップに分割した際の抗折強度が向上する。すなわち、本実施形態のように、第１のレーザー光線ＬＢ１と第２のレーザー光線ＬＢ２とを合波して、レーザー光線ＬＢ１＋ＬＢ２を被加工物に照射することにより、第１のレーザー光線ＬＢ１、第２のレーザー光線ＬＢ２のいずれかを単独で照射してレーザー加工を実施する場合に比して、優れたレーザー加工が可能になる。
本発明によれば、上記した実施形態に限定されず、種々の変形例が提供される。たとえば、上記した実施形態では、第２のレーザー光線ＬＢ２は、パルス状のレーザー光線であることを前提に説明したが、本発明はこれに限定されない。第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ２のパルス幅よりも長い幅で照射されるレーザー光線であればよいことから、連続波（ＣＷ）であってもよい。すなわち、本発明の「パルス幅が長い第２のレーザー光線」には、連続波（ＣＷ）であるレーザー光線も含まれる。
上記した実施形態では、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１と同期するように発振されるものであり、図６に示すように、第２のレーザー光線ＬＢ２は、第１のレーザー光線ＬＢ１と同時に照射されるように発振されるように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１のレーザー光線ＬＢ１が照射された後、第１のレーザー光線ＬＢ１によって発生させられた第１のプラズマＰ１が消滅する前に、第２のレーザー光線ＬＢ２が照射されるようにしてもよい。このように、第１のレーザー光線ＬＢ１が照射された後であっても、第１のプラズマＰ１が消滅する前に第２のレーザー光線ＬＢ２を発振すれば、上記したのと同様の作用効果を奏することが可能である。
２：レーザー加工装置
４：液体供給機構
８：レーザー光線照射手段
８１：発振器
８１２：第１の発振器
８１４：第２の発振器
８２：第１の１／２波長板
８４：第２の１／２波長板
８５：偏光ビームスプリッタ
８６：集光器
８７:ポリゴンミラー（分散手段）
１０：ウエーハ
２１：基台
２２：保持手段
２３：移動手段
２６：枠体
２６１：垂直壁部
２６２：水平壁部
３０：Ｘ方向可動板
３１：Ｙ方向可動板
３３：カバー板
３４：チャックテーブル
３５：吸着チャック
４０：液体層形成器
４２：筐体
４２１：筐体上部部材
４２２：筐体下部部材
４２２ｅ：スリット
４２３：透明部
４３：液体供給部
４４：液体供給ポンプ
４５：濾過フィルター
５０：Ｘ方向移動手段
５２：Ｙ方向移動手段
６０：液体回収プール
６０Ａ：開口
６５：液体排出孔
７０：液体回収路
９０：アライメント手段
ＬＢ１：第１のレーザー光線
ＬＢ２：第２のレーザー光線
Ａ：第１のパルス幅
Ｂ：第２のパルス幅
Ｐ１：第１のプラズマ
Ｐ２：第２のプラズマ
Ｗ：液体（純水）
Ｓ：隙間

Claims (4)

  1. 板状の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して加工を施すレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、を少なくとも含み構成されるレーザー加工装置であって、
    該レーザー照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該集光器の下端に配設され被加工物の上面に液体の層を形成する液体層形成器と、から少なくとも構成され、
    該発振器は、パルス幅が短い第１のレーザー光線を発振する第１の発振器と、パルス幅が長い第２のレーザー光線を発振する第２の発振器と、を備え、
    該移動手段によって該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に移動させながら、同一の光路を経由する該第１のレーザー光線と該第２のレーザー光線とを同一方向から被加工物の同一箇所に照射して、該第１のレーザー光線が該液体の層を介して照射された際に発生するプラズマが、該第２のレーザー光線のエネルギーによって成長させられて、被加工物の照射位置に沿ってレーザー加工が施されることにより該照射位置の下方に向けて所望の深さの加工溝を形成する加工を施すレーザー加工装置。
  2. 該液体層形成器は、被加工物の上面との間で隙間を形成する底壁を備えた筐体と、該筐体の側壁に形成され該底壁に形成された噴出口を介して該隙間を液体で満たすと共に流下させる液体供給部と、該噴出口に隣接し該底壁に形成されレーザー光線の通過を許容する透明部と、を備え、
    該透明部と該隙間を満たす液体の層を介してレーザー光線が被加工物に照射される請求項１に記載のレーザー加工装置。
  3. 該噴出口は、加工方向に延びるスリットで形成される請求項２に記載のレーザー加工装置。
  4. 該レーザー照射手段に、レーザー光線を加工送り方向に分散させる分散手段が配設される請求項１乃至３のいずれかに記載されたレーザー加工装置。

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114762913B (zh) * 2022-05-27 2023-12-08 深圳市光族激光科技有限公司 一种激光车削加工机床

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019072762A (ja) 2017-10-19 2019-05-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP2019084550A (ja) 2017-11-02 2019-06-06 株式会社東芝 レーザーピーニング装置およびレーザーピーニング方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3408805A (en) 1965-08-30 1968-11-05 Ethicon Inc Process and apparatus for the manufacture of sutures
JPH10305420A (ja) 1997-03-04 1998-11-17 Ngk Insulators Ltd 酸化物単結晶からなる母材の加工方法、機能性デバイスの製造方法
JP2004188475A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工方法
JP5431831B2 (ja) * 2009-08-21 2014-03-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP5220914B2 (ja) * 2011-05-25 2013-06-26 株式会社スギノマシン レーザー加工装置
US8557683B2 (en) * 2011-06-15 2013-10-15 Applied Materials, Inc. Multi-step and asymmetrically shaped laser beam scribing
JP6151557B2 (ja) 2013-05-13 2017-06-21 株式会社ディスコ レーザー加工方法
WO2015108991A2 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Imra America, Inc. Laser-based modification of transparent materials
JP7023629B2 (ja) * 2017-07-07 2022-02-22 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US11691216B2 (en) * 2018-06-22 2023-07-04 Avava, Inc. Apparatus for materials processing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019072762A (ja) 2017-10-19 2019-05-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP2019084550A (ja) 2017-11-02 2019-06-06 株式会社東芝 レーザーピーニング装置およびレーザーピーニング方法

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