KR101455412B1 - 레이저 가공장치 - Google Patents

레이저 가공장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101455412B1
KR101455412B1 KR1020097003669A KR20097003669A KR101455412B1 KR 101455412 B1 KR101455412 B1 KR 101455412B1 KR 1020097003669 A KR1020097003669 A KR 1020097003669A KR 20097003669 A KR20097003669 A KR 20097003669A KR 101455412 B1 KR101455412 B1 KR 101455412B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
laser light
laser
processing
lens
Prior art date
Application number
KR1020097003669A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090073086A (ko
Inventor
고지 구노
다츠야 스즈키
노리오 구리타
데츠야 오사지마
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20090073086A publication Critical patent/KR20090073086A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101455412B1 publication Critical patent/KR101455412B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B23K26/048—Automatically focusing the laser beam by controlling the distance between laser head and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Abstract

가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하는데 필요로 하는 시간을 단축한다. 장치(100)는 재치대(107)와 직선 편광의 레이저광(L)을 출사하는 광원(101)과, 레이저광(L3)을 출사하는 광원(41)과, 레이저광(L)의 편광방향을 변경하는 파장판(51)과, 레이저광(L)을 편광방향이 X축방향인 레이저광(L1) 및 편광방향이 Y축방향인 레이저광(L2)으로 분기하는 편광판(52)과, 분기된 레이저광(L2)의 편광방향을 X축방향으로 하는 파장판(55)과, 레이저광(L1, L3)을 집광하는 렌즈(31)와, X축방향에 따라서 렌즈(31)와 병설되어 X축방향을 편광방향으로 한 레이저광(L2)을 집광하는 렌즈(32)와, 반사광(L4)을 검출함으로써 레이저광(L2)의 집광점이 표면(3)을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 소자(29)를 제어하는 제어부(105)와, X축방향을 라인(5)과 대략 일치시켜 재치대(107)를 라인(5)에 따라서 이동시키는 제어부(115)를 구비한다.

Description

레이저 가공장치{LASER PROCESSING DEVICE}
본 발명은 판상(板狀)의 가공대상물을 절단예정라인에 따라서 절단하기 위한 레이저 가공장치에 관한 것이다.
종래의 레이저 가공장치로서, 판상의 가공대상물의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어 가공용 레이저광을 조사하는 것에 의해, 가공대상물의 절단예정라인에 따라서 절단의 기점(起点)이 되는 개질(改質)영역을 가공대상물의 내부에 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본국 특개2004-343008호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그런데, 상술과 같은 레이저 가공장치에서는, 예를 들면 두께가 100㎛이상이라고 하는 비교적 두꺼운 가공대상물을 절단하는 경우, 이하의 것이 필요하다. 즉, 가공대상물의 레이저광 조사면으로부터 소정의 위치에 개질영역을 정밀도 좋게 형성하기 위해서, 가공용 레이저광을 조사하여 개질영역을 형성하기 전에, 레이저광 조사면의 변위를 측정하기 위한 측정용 레이저광을 절단예정라인에 따라서 조사하는 것(트레이스(trace))이 미리 필요하다. 또한, 가공대상물을 정밀도 좋게 절단하기 위해서, 개질영역을 가공대상물의 두께방향으로 복수열 형성하는 것이 요구되며, 따라서, 동일한 절단예정라인에 따른 가공용 레이저광의 스캔을 개질영역의 열수에 따라 복수회 반복하여 실시하는 것이 필요하다. 따라서, 상술과 같은 레이저 가공장치에서는 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하는데 필요로 하는 시간이 길어지고, 나아가서는 러닝 코스트(running cost)가 커질 우려가 있다.
그래서, 본 발명은 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하는데 필요로 하는 시간을 단축할 수 있는 레이저 가공장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 레이저 가공장치는 판상의 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광을 조사하는 것에 의해, 가공대상물의 절단예정라인에 따라서 절단의 기점이 되는 개질영역을 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서, 가공대상물이 놓여지는 재치대(載置臺)와, 가공용 레이저광을 직선 편광(偏光)으로 하여 출사하는 가공용 레이저광원과, 가공대상물에 조사하기 위한 측정용 레이저광을 출사하는 측정용 레이저광원과, 가공용 레이저광원으로부터 출사된 가공용 레이저광의 편광방향을 변경하는 제1 1/2파장판과, 제1 1/2파장판을 통과한 가공용 레이저광을 소정의 방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광 및 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광으로 분기(分岐)하는 편광판과, 편광판에 의해 분기되고 또한 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광의 편광방향을 소정의 방향으로 변경하는 제2 1/2파장판과, 편광판에 의해 분기되고 또한 소정의 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광 및 측정용 레이저광원으로부터 출사된 측정용 레이저광을 가공대상물을 향하여 집광하는 제1 집광용 렌즈와, 소정의 방향에 따라서 제1 집광용 렌즈와 병설되어 제2 1/2파장판을 통과하고 또한 소정의 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광을 가공대상물을 향하여 집광하는 제2 집광용 렌즈와, 가공대상물에서 측정용 레이저광이 조사되는 레이저광 조사면에서 반사된 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 제2 집광용 렌즈에 의해 집광되는 가공용 레이저광의 집광점이 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 레이저광 조사면과 제2 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 제어수단과, 소정의 방향이 절단예정라인과 대략 일치한 상태로 제1 및 제2 집광용 렌즈 및 재치대의 적어도 한쪽을 절단예정라인에 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관한 레이저 가공장치는 판상의 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광을 조사하는 것에 의해, 가공대상물의 절단예정라인에 따라서 절단의 기점이 되는 개질영역을 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서, 가공대상물이 놓여지는 재치대와, 가공용 레이저광을 직선 편광으로 하여 출사하는 가공용 레이저광원과, 가공대상물에 조사하기 위한 측정용 레이저광을 출사하는 측정용 레이저광원과, 가공용 레이저광원으로부터 출사된 가공용 레이저광의 편광방향을 변경하는 제1 1/2파장판과, 제1 1/2파장판을 통과한 가공용 레이저광을 소정의 방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광 및 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광으로 분기하는 편광판과, 편광판에 의해 분기되고 또한 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광의 편광방향을 소정의 방향으로 변경하는 제2 1/2파장판과, 제1 1/2파장판을 통과하고 또한 소정의 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광 및 측정용 레이저광원으로부터 출사된 측정용 레이저광을 가공대상물을 향하여 집광하는 제1 집광용 렌즈와, 소정의 방향에 따라서 제1 집광용 렌즈에 병설되어 편광판에 의해 분기되고 또한 소정의 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광을 가공대상물을 향하여 집광하는 제2 집광용 렌즈와, 가공대상물에서 측정용 레이저광이 조사되는 레이저광 조사면에서 반사된 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 제2 집광용 렌즈에 의해 집광되는 가공용 레이저광의 집광점이 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 레이저광 조사면과 제2 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 제어수단과, 소정의 방향이 절단예정라인과 대략 일치한 상태로 제1 및 제2 집광용 렌즈 및 재치대의 적어도 한쪽을 절단예정라인에 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 본 발명에 관한 레이저 가공장치에서는, 직선 편광인 가공용 레이저광은 가공용 레이저광원으로부터 출사되고, 제1 1/2파장판에 의해 편광방향이 변경되어 편광판에 입사한다. 이 편광판에 의해, 가공용 레이저광은 소정의 방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광 및 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광으로 분기된다. 그리고, 편광판에 의해 분기되고 또한 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 한 가공용 레이저광은 제2 1/2파장판에 의해 편광방향을 소정의 방향으로 변경된다. 즉, 직선 편광의 가공용 레이저광은 소정의 방향을 편광방향으로 하여, 제1 집광용 렌즈에 입사하는 것과 제2 집광용 렌즈에 입사하는 것으로 분기된다. 그리고, 예를 들면, 이동수단에 의해, 소정의 방향이 절단예정라인과 대략 일치한 상태로 제1 및 제2 집광용 렌즈 및 재치대의 적어도 한쪽이 절단예정라인에 따라서 상대이동하게 되며 아울러, 측정용 레이저광원으로부터 측정용 레이저광이 출사되고, 제어수단에 의해 가공대상물의 레이저광 조사면에서 반사된 측정용 레이저광의 반사광이 검출됨으로써, 제2 집광용 렌즈에 의해 집광되는 가공용 레이저광의 집광점이 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 레이저광 조사면과 제2 집광용 렌즈와의 거리가 제어된다. 따라서, 이들에 의해, 측정용 레이저광에 의한 레이저광 조사면의 변위측정과 가공용 레이저광에 의한 개질영역의 형성을 동시에 실시하는 것이 가능하게 되고, 가공대상물의 두께가 비교적 두꺼운 경우에서도 미리 트레이스를 실시하는 것이 불필요하게 된다. 따라서, 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하는데 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또, 제어수단은 레이저광 조사면에서 반사된 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 제1 집광용 렌즈에 의해 집광되는 가공용 레이저광의 집광점이 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 레이저광 조사면과 제1 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우, 예를 들면, 이동수단에 의해 소정의 방향이 절단예정라인과 대략 일치한 상태로 제1 및 제2 집광용 렌즈 및 재치대의 적어도 한쪽이 절단예정라인에 따라서 상대이동하게 되며 아울러, 측정용 레이저광원으로부터 측정용 레이저광이 출사되고, 제어수단에 의해 가공대상물의 레이저광 조사면에서 반사된 측정용 레이저광의 반사광이 검출됨으로써, 제1 집광용 렌즈에 의해 집광되는 가공용 레이저광의 집광점이 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 레이저광 조사면과 제1 집광용 렌즈와의 거리가 제어됨과 동시에, 제2 집광용 렌즈에 의해 집광되는 가공용 레이저광의 집광점이 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 레이저광 조사면과 제2 집광용 렌즈와의 거리가 제어된다. 따라서, 적어도 2열의 개질영역을 가공대상물의 내부에 동시에 형성할 수 있다. 그 결과, 가공대상물의 두께방향으로 개질영역을 복수열 형성하는 경우, 가공용 레이저광의 동일한 절단예정라인에 따른 스캔의 반복 회수를 저감하는 것이 가능하게 된다.
또, 제1 1/2파장판은 가공용 레이저광의 편광방향을 임의의 방향으로 변경하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 1/2파장판을 통과한 가공용 레이저광의 편광방향에 따라, 편광판에 의해 분기되는 각 가공용 레이저광의 광량의 배분을 임의로 조절할 수 있다.
또, 가공용 레이저광의 광로에서 가공용 레이저광원과 제1 1/2파장판 사이에 배치되어 가공용 레이저광의 광량을 조절하는 어테뉴에이터(attenuator)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 어테뉴에이터에 의해 제1 1/2파장판에 입사하는 가공용 레이저광의 광량을 조절하여 가공용 레이저광의 전체 출력을 자유롭게 변경할 수 있다.
또, 가공용 레이저광의 광로에서 편광판과 제1 집광용 렌즈 사이에 배치되어 가공용 레이저광이 제1 집광렌즈에 입사하는 것을 차단하는 셔터(shutter)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 셔터를 닫음으로써, 제1 집광용 렌즈에 의해 가공용 레이저광이 가공대상물을 향하여 집광되는 것을 확실하고 또한 용이하게 억제할 수 있다. 이는 제1 집광용 렌즈를 이용하여 측정용 레이저광에 의한 레이저광 조사면의 변위측정만을 실시하는 경우에 특히 유효하다.
또, 제2 집광용 렌즈는 제1 집광용 렌즈와 소정의 거리만큼 떨어져 병설되어 있고, 제어수단은 레이저광 조사면과 제1 집광용 렌즈와의 거리가 일정하게 되도록 제1 집광용 렌즈를 동작함과 동시에 해당 동작에 관한 동작정보를 취득하면서, 동작정보 및 소정의 거리에 근거하여 제2 집광용 렌즈를 동작하는 제어와, 미리 취득된 동작정보에 근거하여 제1 집광용 렌즈를 동작함과 동시에, 미리 취득된 동작정보 및 소정의 거리에 근거하여 제2 집광용 렌즈를 동작하는 제어를 실행하는 경우가 있다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면, 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하는데 필요로 하는 시간을 단축할 수 있는 레이저 가공장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 의한 레이저 가공중의 가공대상물의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 가공대상물의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 의한 레이저 가공후의 가공대상물의 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 가공대상물의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 가공대상물의 V-V선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 의해 절단된 가공대상물의 평면도이다.
도 7은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에서의 전계강도와 크랙스폿의 크기와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치의 제1 공정에서의 가공대상물의 단면도이다.
도 9는 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치의 제2 공정에서의 가공대상물의 단면도이다.
도 10은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치의 제3 공정에서의 가공대상물의 단면도이다.
도 11은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치의 제4 공정에서의 가공대상물의 단면도이다.
도 12는 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 의해 절단된 실리콘웨이퍼의 일부에서의 단면의 사진을 나타내는 도이다.
도 13은 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에서의 레이저광의 파장과 실리콘기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 가공대상물을 나타내는 정면도이다.
도 15는 도 14 중의 ⅩV-ⅩV선에 따른 부분 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구 성도이다.
도 17은 도 16의 레이저 가공장치에 의한 레이저 가공방법을 설명하기 위한 도 14중의 ⅩVⅡ-ⅩVⅡ선에 따른 부분 단면도이다.
도 18은 도 17에 나타내는 레이저 가공방법의 순서를 설명하기 위한 도 14 중의 ⅩVⅡ-ⅩVⅡ선에 따른 부분 단면도이다.
도 19는 도 18에 나타내는 레이저 가공방법의 순서를 설명하기 위한 도 14중의 ⅩVⅡ-ⅩVⅡ선에 따른 부분 단면도이다.
<부호의 설명>
1 … 가공 대상물, 3 … 표면(레이저광 조사면), 5 … 절단예정라인, 7 … 개질영역, 31 … 집광용 렌즈(제1 집광용 렌즈), 32 … 집광용 렌즈(제2 집광용 렌즈), 33, 34 … 셔터, 41 … 측정용 레이저 광원, 42 … 4분할 포토다이오드(변위취득수단), 51 … 1/2파장판(제1 파장판), 52 … 편광판, 55 … 1/2파장판(제2 파장판), 101 … 가공용 레이저 광원, 102 … 어테뉴에이터, 105 … 집광용 렌즈 제어부(제어수단), 107 … 재치대, 115 … 이동제어부(이동수단), L, L1, L2 … 가공용 레이저광, L3 … 측정용 레이저광, L4 … 반사광, P … 집광점.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태의 레이저 가공방법에서는 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하기 위해서 다광자 흡수라고 하는 현상을 이용한다. 그래서, 최초로 다광자 흡 수에 의해 개질영역을 형성하기 위한 레이저 가공방법에 대해 설명한다.
재료 흡수의 밴드 갭 EG보다도 광자의 에너지 hν가 작으면 광학적으로 투명하게 된다. 따라서, 재료에 흡수가 생기는 조건은 hν > EG이다. 그러나, 광학적으로 투명해도 레이저광의 강도를 매우 크게 하면 nhν > EG의 조건(n = 2, 3, 4, …)에서 재료에 흡수가 생긴다. 이 현상을 다광자 흡수라고 한다. 펄스파의 경우, 레이저광의 강도는 레이저광의 집광점의 피크파워밀도(W/㎠)로 정해지고, 예를 들면 피크파워밀도가 1 × 108(W/㎠) 이상의 조건에서 다광자 흡수가 생긴다. 피크파워밀도는 (집광점에서의 레이저광의 1펄스당 에너지) ÷ (레이저광의 빔스폿 단면적 × 펄스폭)에 의해 구해진다. 또, 연속파의 경우, 레이저광의 강도는 레이저광의 집광점의 전계강도(W/㎠)로 정해진다.
이와 같은 다광자 흡수를 이용하는 본 실시형태에 관한 레이저 가공방법의 원리에 대해서, 도 1 ~ 도 6을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 모양(판상)의 가공대상물(1)의 표면(3)에는 가공대상물(1)을 절단하기 위한 절단예정라인(5)이 있다. 절단예정라인(5)은 직선 모양으로 연장된 가상선이다. 본 실시형태에 관한 레이저 가공방법에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 가공대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추어 레이저광(L)을 조사하여 개질영역(7)을 형성한다. 또한, 집광점(P)은 레이저광(L)이 집광하는 개소이다. 또, 절단예정라인(5)은 직선 모양으로 한정하지 않고 곡선 모양이어도 되며, 가상선으로 한정하지 않고 가공대상물(1)에 실제로 그은 선이어도 된다.
그리고, 레이저광(L)을 절단예정라인(5)에 따라서(즉, 도 1의 화살표 A방향으로) 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 집광점(P)을 절단예정라인(5)에 따라서 이동시킨다. 이것에 의해, 도 3 ~ 도 5에 나타내는 바와 같이, 개질영역(7)이 절단예정라인(5)에 따라서 가공대상물(1)의 내부에 형성되고, 이 개질영역(7)이 절단기점영역(8)이 된다. 여기서, 절단기점영역(8)은 가공대상물(1)이 절단될 때에 절단(갈라짐)의 기점이 되는 영역을 의미한다. 이 절단기점영역(8)은 개질영역(7)이 연속적으로 형성됨으로써 형성되는 경우도 있고, 개질영역(7)이 단속적으로 형성됨으로써 형성되는 경우도 있다.
본 실시형태에 관한 레이저 가공방법에서는 가공대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저광(L)이 거의 흡수되지 않기 때문에, 가공대상물(1)의 표면(3)이 용융되지 않는다.
가공대상물(1)의 내부에 절단기점영역(8)을 형성하면, 이 절단기점영역(8)을 기점으로 하여 갈라짐이 발생하기 쉬워지기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 비교적 작은 힘으로 가공대상물(1)을 절단할 수 있다. 따라서, 가공대상물(1)의 표면(3)에 불필요한 갈라짐을 발생시키지 않고, 가공대상물(1)을 고정밀도로 절단하는 것이 가능하게 된다.
이 절단기점영역(8)을 기점으로 한 가공대상물(1)의 절단에는 다음의 2가지 방법이 고려된다. 하나는 절단기점영역(8) 형성후, 가공대상물(1)에 인위적인 힘이 인가되는 것에 의해, 절단기점영역(8)을 기점으로 하여 가공대상물(1)이 갈라져 가공대상물(1)이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 가공대상물(1)의 두께가 큰 경우의 절단이다. 인위적인 힘이 인가된다는 것은, 예를 들면, 가공대상물(1)의 절단기점영역(8)에 따라서 가공대상물(1)에 굽힘응력이나 전단응력을 가하거나, 가공대상물(1)에 온도차를 주는 것에 의해 열응력을 발생시키거나 하는 것이다. 다른 하나는 절단기점영역(8)을 형성하는 것에 의해, 절단기점영역(8)을 기점으로 하여 가공대상물(1)의 단면방향(두께방향)을 향하여 자연히 갈라져, 결과적으로 가공대상물(1)이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 가공대상물(1)의 두께가 작은 경우에는 1열의 개질영역(7)에 의해 절단기점영역(8)이 형성되는 것으로 가능하게 되고, 가공대상물(1)의 두께가 큰 경우에는 두께방향으로 복수열 형성된 개질영역(7)에 의해 절단기점영역(8)이 형성되는 것으로 가능하게 된다. 또한, 이 자연히 갈라지는 경우도 절단하는 개소에서 절단기점영역(8)이 형성되어 있지 않은 부위에 대응하는 부분의 표면(3) 위에까지 갈라짐이 앞서 나아가지 않아 절단기점영역(8)을 형성한 부위에 대응하는 부분만을 할단(割斷, 클리빙(cleaving))할 수 있으므로, 할단제어를 좋게 할 수 있다. 최근, 실리콘웨이퍼 등의 가공대상물(1)의 두께는 얇아지는 경향이 있으므로, 이와 같은 제어성이 좋은 할단방법은 매우 유효하다.
그런데, 본 실시형태에 관한 레이저 가공방법에서 개질영역으로서는 다음의 (1) ~ (3)의 경우가 있다.
(1) 개질영역이 1개 또는 복수의 크랙을 포함한 크랙영역인 경우
가공대상물(예를 들면 유리나 LiTaO3로 이루어진 압전재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에서의 전계강도가 1 × 108(W/㎠) 이상이며 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건에서 레이저광을 조사한다. 이 펄스폭의 크기는 다광자 흡수를 일으키게 하면서 가공대상물의 표면에 불필요한 데미지를 주지 않고 가공대상물의 내부에만 크랙영역을 형성할 수 있는 조건이다. 이것에 의해, 가공대상물의 내부에는 다광자 흡수에 의한 광학적 손상이라고 하는 현상이 발생한다. 이 광학적 손상에 의해 가공대상물의 내부에 열변형이 야기되고, 이것에 의해 가공대상물의 내부에 크랙영역이 형성된다. 전계강도의 상한값으로서는, 예를 들면 1 × 1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1㎱ ~ 200㎱가 바람직하다. 또한, 다광자 흡수에 의한 크랙영역의 형성은, 예를 들면, 제45회 레이저열가공 연구회 논문집(1998년 12월)의 제23 페이지 ~ 제28 페이지의 「고체레이저 고주파에 의한 유리기판의 내부마킹」에 기재되어 있다.
본 발명자는 전계강도와 크랙의 크기와의 관계를 실험에 의해 구했다. 실험 조건은 다음과 같다.
(A) 가공대상물 : 파이렉스(Pyrex)(등록상표) 유리(두께 700㎛)
(B) 레이저
광원 : 반도체 레이저 여기(勵起) Nd : YAG 레이저
파장 : 1064㎚
레이저광 스폿 단면적 : 3. 14 × 10-8㎠
발진(發振)형태 : Q스위치 펄스
반복 주파수 : 100㎑
펄스폭 : 30㎱
출력 : 출력 < 1mJ/펄스
레이저광 품질 : TEM00
편광특성 : 직선 편광
(C) 집광용 렌즈
레이저광 파장에 대한 투과율 : 60퍼센트
(D) 가공대상물이 놓여지는 재치대의 이동속도 : 100㎜/초
또한, 레이저광 품질이 TEM00이라는 것은 집광성이 높고 레이저광의 파장 정도까지 집광가능을 의미한다.
도 7은 상기 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 피크파워밀도이며, 레이저광이 펄스 레이저광이므로 전계강도는 피크파워밀도로 나타낸다. 세로축은 1펄스의 레이저광에 의해 가공대상물의 내부에 형성된 크랙부분(크랙스폿)의 크기를 나타내고 있다. 크랙스폿이 모여 크랙영역이 된다. 크랙스폿의 크기는 크랙스폿의 형상 중 최대길이가 되는 부분의 크기이다. 그래프중의 검은점으로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 100배, 개구수(NA)가 0.80인 경우이다. 한편, 그래프중의 흰점으로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 50배, 개구수(NA)가 0.55인 경우이다. 피크파워밀도가 1011(W/㎠) 정도부터 가공대상물의 내부에 크랙스폿이 발생하고, 피크파워밀도가 커짐에 따라 크랙스폿도 커지는 것을 알 수 있다.
다음으로, 크랙영역 형성에 의한 가공대상물의 절단 메카니즘에 대해서, 도 8 ~ 도 11을 참조하여 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 가공대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추어 레이저광(L)을 조사하여 절단예정라인에 따라서 내부에 크랙영역(9)을 형성한다. 크랙영역(9)은 1개 또는 복수의 크랙을 포함한 영역이다. 이와 같이 형성된 크랙영역(9)이 절단기점영역이 된다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 크랙영역(9)을 기점으로 하여(즉, 절단기점영역을 기점으로 하여) 크랙이 더욱 성장하고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 크랙이 가공대상물(1)의 표면(3)과 이면(21)에 도달하며, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가공대상물(1)이 갈라지는 것에 의해 가공대상물(1)이 절단된다. 가공대상물(1)의 표면(3)과 이면(21)에 도달하는 크랙은 자연히 성장하는 경우도 있고, 가공대상물(1)에 힘이 인가되는 것에 의해 성장하는 경우도 있다.
(2) 개질영역이 용융처리영역인 경우
가공대상물(예를 들면 실리콘과 같은 반도체재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에서의 전계강도가 1 × 108(W/㎠) 이상이며 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건에서 레이저광을 조사한다. 이것에 의해 가공대상물의 내부는 다광자 흡수에 의해서 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 가공대상물의 내부에 용융처리영역이 형성된다. 용융처리영역은 일단 용융후 재고화(再固化)한 영역이나, 확실히 용융상태인 영역이나, 용융상태로부터 재고화하는 상태인 영역이며, 상(相)변화한 영역이나 결정구조가 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 또, 용융처리영역은 단결정구조, 비정질구조, 다결정구조에서, 어느 구조가 다른 구조로 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 즉, 예를 들면, 단결정구조로부터 비정질구조로 변화한 영역, 단결정구조로부터 다결정구조로 변화한 영역, 단결정구조로부터 비정질구조 및 다결정구조를 포함하는 구조로 변화한 영역을 의미한다. 가공대상물이 실리콘 단결정구조인 경우, 용융처리영역은 예를 들면 비정질 실리콘 구조이다. 전계강도의 상한값으로서는, 예를 들면 1 × 1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1㎱ ~ 200㎱가 바람직하다.
본 발명자는 실리콘웨이퍼(반도체기판)의 내부에서 용융처리영역이 형성되는 것을 실험에 의해 확인했다. 실험 조건은 다음과 같다.
(A) 가공대상물 : 실리콘웨이퍼(두께 350㎛, 외경 4인치)
(B) 레이저
광원 : 반도체 레이저 여기 Nd : YAG 레이저
파장 : 1064㎚
레이저광 스폿 단면적 : 3. 14 × 10-8㎠
발진형태 : Q스위치 펄스
반복 주파수 : 100㎑
펄스폭 : 30㎱
출력 : 20μJ/펄스
레이저광 품질 : TEM00
편광특성 : 직선 편광
(C) 집광용 렌즈
배율 : 50배
N.A. : 0.55
레이저광 파장에 대한 투과율 : 60퍼센트
(D) 가공대상물이 놓여지는 재치대의 이동속도 : 100㎜/초
도 12는 상기 조건에서의 레이저 가공에 의해 절단된 실리콘웨이퍼의 일부에서의 단면의 사진을 나타낸 도이다. 실리콘웨이퍼(11)의 내부에 용융처리영역(13)이 형성되어 있다. 또한, 상기 조건에 의해 형성된 용융처리영역(13)의 두께방향의 크기는 100㎛정도이다.
용융처리영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성된 것을 설명한다. 도 13은 레이저광의 파장과 실리콘기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다. 다만, 실리콘기판의 표면 측과 이면 측 각각의 반사성분을 제거하여 내부만의 투과율을 나타내고 있다. 실리콘기판의 두께(t)가 50㎛, 100㎛, 200㎛, 500㎛, 1000㎛의 각각에 대해 상기 관계를 나타냈다.
예를 들면, Nd : YAG 레이저의 파장인 1064㎚에서 실리콘기판의 두께가 500㎛이하인 경우, 실리콘기판의 내부에서는 레이저광이 80％이상 투과하는 것을 알 수 있다. 도 12에 나타내는 실리콘웨이퍼(11)의 두께는 350㎛이므로, 다광자 흡수에 의한 용융처리영역(13)은 실리콘웨이퍼(11)의 중심 부근, 즉 표면으로부터 175㎛의 부분에 형성된다. 이 경우의 투과율은 두께 200㎛의 실리콘웨이퍼를 참고로 하면, 90％이상이므로, 레이저광이 실리콘웨이퍼(11)의 내부에서 흡수되는 것은 거 의 없으며, 대부분이 투과한다. 이것은 실리콘웨이퍼(11)의 내부에서 레이저광이 흡수되어 용융처리영역(13)이 실리콘웨이퍼(11)의 내부에 형성(즉 레이저광에 의한 통상의 가열로 용융처리영역이 형성)된 것이 아니고, 용융처리영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성된 것을 의미한다. 다광자 흡수에 의한 용융처리영역의 형성은, 예를 들면, 용접학회 전국대회 강연개요 제66집(2000년 4월)의 제72 페이지 ~ 제73 페이지의 「피코(pico)초펄스 레이저에 의한 실리콘의 가공특성평가」에 기재되어 있다.
또한, 실리콘웨이퍼는 용융처리영역에 의해서 형성되는 절단기점영역을 기점으로 하여 단면방향을 향하여 갈라짐을 발생시키고, 그 갈라짐이 실리콘웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 것에 의해, 결과적으로 절단된다. 실리콘웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 이 갈라짐은 자연히 성장하는 경우도 있고, 실리콘웨이퍼에 힘이 인가되는 것에 의해 성장하는 경우도 있다. 그리고, 절단기점영역으로부터 실리콘웨이퍼의 표면과 이면에 갈라짐이 자연히 성장하는 경우에는 절단기점영역을 형성하는 용융처리영역이 용융하고 있는 상태로부터 갈라짐이 성장하는 경우와, 절단기점영역을 형성하는 용융처리영역이 용융하고 있는 상태로부터 재고화 할 때에 갈라짐이 성장하는 경우도 있다. 다만, 어느 쪽의 경우도 용융처리영역은 실리콘웨이퍼의 내부에만 형성되고, 절단후의 절단면에는 도 12와 같이 내부에만 용융처리영역이 형성되어 있다. 이와 같이, 가공대상물의 내부에 용융처리영역에 의해서 절단기점영역을 형성하면, 할단시, 절단기점영역 라인으로부터 벗어난 불필요한 갈라짐이 생기기 어렵기 때문에, 할단제어가 용이하게 된다. 덧붙여서, 용융처리영역의 형성 은 다광자 흡수가 원인인 경우뿐만 아니라, 다른 흡수작용이 원인인 경우도 있다.
(3) 개질영역이 굴절률 변화영역인 경우
가공대상물(예를 들면 유리)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에서의 전계강도가 1 × 108(W/㎠) 이상이며 또한 펄스폭이 1㎱이하인 조건에서 레이저광을 조사한다. 펄스폭을 지극히 짧게 하여 다광자 흡수를 가공대상물의 내부에 일으키게 하면, 다광자 흡수에 의한 에너지가 열에너지로 바뀌지 않고, 가공대상물의 내부에는 이온가수변화, 결정화 또는 분극배향(分極配向) 등의 영속적인 구조변화가 야기되어 굴절률 변화영역이 형성된다. 전계강도의 상한값으로서는, 예를 들면 1 × 1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1㎱이하가 바람직하고, 1ps이하가 더욱 바람직하다. 다광자 흡수에 의한 굴절률 변화영역의 형성은, 예를 들면, 제42회 레이저열가공 연구회 논문집(1997년 11월)의 제105페이지 ~ 제111페이지의 「펨토(femto)초 레이저 조사에 의한 유리 내부로의 광야기구조 형성」에 기재되어 있다.
이상, 개질영역으로서 (1) ~ (3)의 경우를 설명했지만, 웨이퍼 모양의 가공대상물의 결정구조나 그 벽개성(劈開性) 등을 고려하여 절단기점영역을 다음과 같이 형성하면, 그 절단기점영역을 기점으로 하여 보다 한층 작은 힘으로, 게다가 정밀도 좋게 가공대상물을 절단하는 것이 가능하게 된다.
즉, 실리콘 등의 다이아몬드 구조의 단결정반도체로 이루어진 기판의 경우는 (111)면(제1 벽개면)이나 (110)면(제2 벽개면)에 따른 방향으로 절단기점영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또, GaAs 등의 섬(閃)아연광형 구조의 Ⅲ-V족 화합물 반 도체로 이루어진 기판의 경우는 (110)면에 따른 방향으로 절단기점영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 사파이어(Al2O3) 등의 육방정계(六方晶系)의 결정구조를 가지는 기판의 경우는 (0001)면(C면)을 주면(主面)으로 하여 (1120)면(A면) 혹은 (1100)면(M면)에 따른 방향으로 절단기점영역을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 절단기점영역을 형성해야 하는 방향(예를 들면, 단결정 실리콘기판에서의 (111)면에 따른 방향) 혹은 절단기점영역을 형성해야 하는 방향에 직교하는 방향에 따라서 기판에 오리엔테이션 플랫(orientation flat)을 형성하면, 그 오리엔테이션 플랫을 기준으로 함으로써, 절단기점영역을 형성해야 하는 방향에 따른 절단기점영역을 용이하고 또한 정확하게 기판에 형성하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.
도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 가공대상물(1)은 두께 300㎛, 직경 8인치의 실리콘웨이퍼(11)와, 복수의 기능소자(15)를 포함하여 실리콘웨이퍼(11)의 표면(11a)에 형성된 기능소자층(16)을 구비하고 있다.
기능소자(15)는, 예를 들면, 결정성장에 의해 형성된 반도체 동작층, 포토다이오드 등의 수광소자, 레이저 다이오드 등의 발광소자 혹은 회로로서 형성된 회로소자 등이며, 실리콘웨이퍼(11)의 오리엔테이션 플랫(6)에 평행한 방향 및 수직인 방향으로 매트릭스 모양으로 다수 형성되어 있다. 이와 같은 가공대상물(1)은 서로 인접하는 기능소자 사이를 통과하도록 격자모양으로 설정된 절단예정라인(5)에 따라서 절단되고, 예를 들면 칩 사이즈가 1㎜ × 1㎜의 칩으로 된다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공장치(100)는 판상의 가공대상물(1)의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광(가공용 레이저광)(L)을 조사하는 것에 의해, 가공대상물(1)의 절단예정라인(5)에 따라서, 절단의 기점이 되는 개질영역을 가공대상물(1)의 내부에 복수열 형성하는 것이다.
레이저 가공장치(100)는 가공대상물(1)이 수평하게 놓여지는 재치대(107)와, 레이저 유니트(110)와, 재치대(107) 및 레이저 유니트(110)를 이동시키는 이동제어부(이동수단)(115)를 구비하고 있다. 이동제어부(115)는 재치대(107)를 수평방향(X축방향 및 Y축방향)으로 이동시켜, 레이저 유니트(110)를 연직방향(Z축방향)으로 이동시킨다.
레이저 유니트(110)는 X축방향(소정의 방향)을 편광방향으로 하는 직선 편광의 가공용 레이저광(L)을 펄스 발진하는 가공용 레이저광원(101)을 구비하고 있다. 이 가공용 레이저광원(101)으로부터 출사된 가공용 레이저광(L)은 가공용 레이저광(L)의 광량을 조절하는 어테뉴에이터(102)를 통과하고, X축방향을 편광방향으로 하는 직선 편광의 가공용 레이저광(L1)과 Y축방향(소정의 방향과 교차하는 방향)을 편광방향으로 하는 직선 편광의 가공용 레이저광(L2)으로 분기하는 세퍼레이터(separator)(103)로 유도된다.
분기된 가공용 레이저광(L1)은 가공용 레이저광(L1)의 통과 또는 차단을 실시하는 셔터(33), 빔 사이즈를 확대하는 빔 익스팬더(beam expander)(35), 다이클로익 미러(dichroic mirror)(48)로 순차적으로 유도되고, 집광용 렌즈(제1 집광용 렌즈)(31)에 의해 집광되어 가공대상물(1)에 조사된다. 집광용 렌즈(31)는 가공용 레이저광(L1) 및 후술하는 측정용 레이저광(L3)을 가공대상물(1)을 향하여 집광하는 것이다. 이 집광용 렌즈(31)에는 피에조(piezo) 소자(28)가 부착되어 있고, 해당 피에조 소자(28)에 의해 집광용 렌즈(31)의 Z축방향 위치가 조정된다. 다이클로익 미러(48)는 가공용 레이저광(L1)을 투과함과 동시에, 후술하는 측정용 레이저광(L3) 및 그 반사광(L4)을 반사시킨다.
한편, 분기된 가공용 레이저광(L2)은 미러(22), 셔터(34), 빔 익스팬더(36)로 순차적으로 유도되고, 어테뉴에이터(104)에 의해 X축방향을 편광방향으로 하는 직선 편광으로 되며, 집광용 렌즈(제2 집광용 렌즈)(32)에 의해 집광되어 가공대상물(1)에 조사된다. 집광용 렌즈(32)는 집광용 렌즈(31)와 X축방향으로 소정의 거리(D)만큼 떨어져서 병설되어 있고, 가공용 레이저광(L2)을 가공대상물(1)을 향하여 집광하는 것이다. 여기서는, 거리(D)는 35㎜로 하고 있다. 이 집광용 렌즈(32)에도 집광용 렌즈(31)와 마찬가지로, 피에조 소자(29)가 부착되어 있고, 해당 피에조 소자(29)에 의해 집광용 렌즈(32)의 Z축방향 위치가 조정된다.
또, 레이저 유니트(110)는 예를 들면 레이저 다이오드를 이용한 측정용 레이저광원(41)을 가지고 있다. 이 측정용 레이저광원(41)은 가공대상물(1)에 조사하기 위한 측정용 레이저광(L3)을 출사하는 것이고, 이것에 의해, 가공대상물(1)의 표면(3)의 변위를 측정하여, 가공대상물(1)의 내부에서의 소망한 위치에 개질영역을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 측정용 레이저광원(41)으로부터 출사된 측정용 레이저광(L3)은 미러(46), 하프 미러(47)에 의해 순차적으로 반사되어, 다이클로익 미러(48)로 유도된다. 그리고, 측정용 레이저광(L3)은 가공용 레이저광(L1)의 광축 상(光軸上)을 아래쪽으로 향하여 진행하고, 집광용 렌즈(31)에 의해 집광되어 가공대상물(1)에 조사된다. 가공대상물(1)의 표면(레이저광 조사면)(3)에서 반사된 측정용 레이저광(L3)의 반사광(L4)은 집광용 렌즈(31)에 재입사하여 가공용 레이저광(L1)의 광축상을 위쪽으로 향하여 진행하며, 다이클로익 미러(48)에 의해 반사되어 하프 미러(47)를 통과한다.
하프 미러(47)를 통과한 측정용 레이저광의 반사광(L4)은 실린더리컬(cylindrical) 렌즈와 평볼록 렌즈로 이루어지는 정형(整形) 광학계(49)에 의해 비점수차(非点收差)가 부가되어 집광되고, 포토다이오드를 4등분 하여 이루어지는 4분할 포토다이오드(42) 위로 조사되어, 4분할 포토다이오드(42)의 수광면에 집광상을 형성한다. 이 집광상은 정형 광학계(49)에서 비점수차가 부가되고 있는 것에 의해, 가공대상물(1)의 표면(3)의 변위에 따라 변화한다. 따라서, 4분할 포토다이오드(42)는 표면(3)의 변위에 따라 변위정보를 전압값으로서 취득한다. 이 4분할 포토다이오드(42)에는 집광용 렌즈 제어부(제어수단)(105)가 접속되어 있다. 집광용 렌즈 제어부(105)에는 상술한 피에조 소자(28, 29)가 접속되어 있고, 집광용 렌즈 제어부(105)는 취득한 전압값 등에 근거하여, 집광용 렌즈(31, 32)에 의해 집광되는 가공용 레이저광(L1, L2)의 집광점이 표면(3)을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 피에조 소자(28, 29)의 구동을 제어한다.
구체적으로는, 집광용 렌즈 제어부(105)는 4분할 포토다이오드(42)에 의해 취득된 전압값에 근거하여, 가공대상물(1)의 표면(3)과 집광용 렌즈(31)와의 거리가 일정하게 되도록 집광용 렌즈(31)를 동작시킴과 동시에 해당 동작에 관한 동작 정보를 취득하면서, 동작정보 및 거리(D)에 근거하여, 집광용 렌즈(32)를 동작시키는 제어를 실행한다.
보다 구체적으로는, 집광용 렌즈 제어부(105)는 이하의 제어를 실행한다. 즉, 집광용 렌즈(31) 및 집광용 렌즈(32)가 동일한 절단예정라인(5) 위에 배치되는 상태(가공용 레이저광의 편광방향인 X축방향이 절단예정라인(5)과 대략 일치한 상태)로 재치대(107)를 해당 절단예정라인(5)에 따라서 상대이동시킬 때, 4분할 포토다이오드(42)에 의해 취득된 전압값이 일정하게 되도록 피에조 소자(28)를 구동하고, 가공대상물(1)의 표면(3)과 집광용 렌즈(31)와의 거리가 일정 거리를 유지하도록 집광용 렌즈(31)를 동작시킨다. 이와 함께, 피에조 소자(28)를 구동시킨 지령전압을 절단예정라인(5)에 따른 좌표와 관련지어, 지령전압 데이터로서 메모리(기억)하면서, 해당 지령전압 데이터에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표(집광용 렌즈(31)의 X좌표에 거리(D)만큼 가산한 좌표)에서의 지령전압 데이터를 피에조 소자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다. 바꾸어 말하면, 메모리한 지령전압 데이터를 재치대(107)가 거리(D)를 상대이동하기 위해서 필요한 시간만큼 늦추어 피에조 소자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다.
또, 집광용 렌즈 제어부(105)는 미리 취득된 동작정보에 근거하여, 집광용 렌즈(31)를 동작시킴과 동시에, 미리 취득된 동작정보 및 거리(D)에 근거하여, 집광용 렌즈(32)를 동작시키는 제어를 실행한다.
보다 구체적으로는, 집광용 렌즈 제어부(105)는 이하의 제어를 실행한다. 즉, 집광용 렌즈(31) 및 집광용 렌즈(32)가 동일한 절단예정라인(5) 위에 배치되는 상태로 재치대(107)를 해당 절단예정라인(5)에 따라서 상대이동시킬 때, 이미 메모리된 지령전압 데이터에서 집광용 렌즈(31)의 X좌표에서의 전압지령 데이터를 피에조 소자(28)로 재생하여 집광용 렌즈(31)를 동작시킨다. 이와 함께, 이미 메모리된 지령전압 데이터에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표에서의 전압지령 데이터를 피에조 소자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다.
그런데, 레이저 가공장치(100)에는, 상술한 바와 같이, 세퍼레이터(103)가 설치되어 있다. 세퍼레이터(103)는 1/2파장판(제1 1/2파장판)(51)과 편광판(52)을 가지고 있다. 구체적으로는, 1/2파장판(51)과 편광판(52)은 가공용 레이저광(L)의 출사방향으로 이 순서로 가공용 레이저광(L)의 광축상에 배치되어 있다.
1/2파장판(51)은 가공용 레이저광(L)의 광축 둘레에 회전가능하게 되어 있고, 가공용 레이저광(L)의 편광방향을 임의의 방향으로 변경할 수 있다. 즉, 1/2파장판(51)은 X축방향의 편광방향을 가지는 가공용 레이저광(L)을, 예를 들면, 수평면(X-Y평면) 내에서 X축과 이루는 각도가 45°인 방향을 편광방향으로 하거나, 수평면 내에서 X축과 이루는 각도가 60°인 방향을 편광방향으로 하거나 하는 것이다.
편광판(52)은 가공용 레이저광(L)을 X축방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광(L1)과 Y축방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광(L2)으로 분기한다. 구체적으로는, 편광판(52)은 가공용 레이저광(L) 중 편광방향이 X축방향인 가공용 레이저광을 집광용 렌즈(31)를 향하여 가공용 레이저광(L1)로서 투과함과 동시에, 편광방향이 Y축방향인 레이저광을 집광용 렌즈(32)를 향하여 가공용 레이저광(L2)으 로서 반사한다.
또, 레이저 가공장치(100)에는, 상술한 바와 같이, 어테뉴에이터(102) 및 어테뉴에이터(104)가 설치되어 있다. 어테뉴에이터(102)는 1/2파장판(53)과 편광판(54)을 가지고, 가공용 레이저광(L)의 출사방향으로 이 순서로 가공용 레이저광(L)의 광축상에 배치되어 있다. 이 어테뉴에이터(102)는 1/2파장판(53)에 의해 가공용 레이저광(L)의 편광의 방향을 변경하여 편광판(54)에 의해 편광방향이 X축방향인 가공용 레이저광(L)만을 투과한다. 즉, 어테뉴에이터(102)는 가공용 레이저광(L)의 광량을 조정하여 가공용 레이저광(L)의 전체 출력을 자유롭게 조정(변경)하는 이른바 감쇠기로서 주로 기능한다.
어테뉴에이터(104)는 1/2파장판(제2 1/2파장판)(55)과 편광판(56)을 가지고, 가공용 레이저광(L2)의 출사방향으로 이 순서로 가공용 레이저광(L2)의 광축상에 배치되어 있다. 1/2파장판(55)은 가공용 레이저광(L2)의 편광방향을 가공용 레이저광(L1)과 같은 X축방향으로 변경한다. 즉, 1/2파장판(55)은 가공용 레이저광(L2)의 편광방향을 가공용 레이저광(L1)와 동일하게 하는 이른바 편광자로서 주로 기능한다. 그리고, 편광판(56)은 편광방향이 X축방향인 가공용 레이저광(L2)만을 집광용 렌즈(32)에 투과한다.
이상, 설명한 레이저 가공장치(100)를 이용하여 가공대상물(1)을 절단하는 경우, 우선, 가공대상물(1)의 이면(21)에, 예를 들면 익스팬드 테이프를 붙여 해당 가공대상물(1)을 재치대(107) 위에 놓는다. 이어서, 가공대상물(1)의 표면(3)으로부터 실리콘웨이퍼(11)의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광(L)을 조사하여, 각 절단예정라인(5)에 따라서, 절단의 기점이 되는 개질영역을 가공대상물(1)의 내부에 형성한다. 그리고, 익스팬드 테이프를 확장시킨다. 이것에 의해, 개질영역을 절단의 기점으로 하여 가공대상물(1)이 절단예정라인(5)에 따라서 기능소자(15) 마다 정밀도 좋게 절단되어 복수의 반도체 칩이 서로 떨어지게 된다. 또한, 개질영역은 용융처리영역 외에 크랙영역 등을 포함하는 경우가 있다.
여기서, 상술한 개질영역의 형성에 대해 보다 상세하게 설명한다. 또한, 여기서는, 상기와 마찬가지로, 절단예정라인(5)에 따른 방향을 X축방향(X좌표), 가공대상물(1)의 두께방향을 Z축방향(Z좌표)으로 하여 설명한다.
[높이 설정(height set)]
우선, 가공대상물(1)의 표면(3)에 투영한 예를 들면 레티클(reticle) 화상의 핀트를 맞춘 상태로 측정용 레이저광(L3)을 조사하고, 표면(3)에서 반사된 측정용 레이저광(L3)의 반사광(L4)을 전압값으로서 검출하며, 검출된 전압값(V0)을 메모리한다. 이 때의 집광용 렌즈(31)의 Z좌표를 기준값(0㎛)으로 하고, 표면(3) 측으로부터 이면(21) 측으로 향하는 방향을 정방향으로 한다.
[제1 업 컷(up-cut) 가공]
이어서, 도 17의 (a)에 나타내는 바와 같이, 집광용 렌즈(31)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단(右端)으로부터, 예를 들면 25㎜ 떨어진 X좌표가 되도록 재치대(107)를 이동시킨다. 이 집광용 렌즈(31)의 X좌표는 재치대(107)의 이동속도가 일정하게 될 때까지의 재치대(107)의 가감속거리이다. 가감속거리는 재치대(107)의 이동속도에 따라 적당하게 설정하여도 된다.
이어서, 집광용 렌즈(31) 및 집광용 렌즈(32)가 동일한 절단예정라인(5) 위에 배치되도록 하여, 이동제어부(115)에 의해 재치대(107)를 절단예정라인(5)에 따라서 우측 방향으로 이동시킨다, 즉, 집광용 렌즈(31, 32)를 가공대상물(1)의 우단으로부터 좌단으로 향하는 방향(업 컷 방향)으로 상대이동시킨다. 이 이동과 함께, 이하의 동작을 실행한다.
도 17의 (b)에 나타내는 바와 같이, 측정용 레이저광원(41)에 의해 측정용 레이저광(L3)을 조사하고, 4분할 포토다이오드(42)에 의해 반사광(L4)의 전압값을 검출하며, 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 해당 전압값이 전압값(V0)이 되도록 피에조 소자(28)를 구동하고, 가공대상물(1)의 표면(3)과 집광용 렌즈(31)와의 거리가 높이 설정시의 거리를 유지하도록 집광용 렌즈(31)를 Z축방향으로 동작시킨다. 이와 함께, 이 피에조 소자(28)를 구동시킨 지령전압을 X좌표와 관련지어, 지령전압 데이터(C)로서 집광용 렌즈 제어부(105)에 메모리(기억)한다. 여기서, 메모리할 때에는 셔터(33)는 닫음으로 하고 있고, 이것에 의해, 측정용 레이저광(L3)을 조사시에 집광용 렌즈(31)로부터 가공용 레이저광(L1)이 출사하는 것을 확실하고 또한 용이하게 억제하고 있다. 이는 집광용 렌즈(31)를 이용하여 측정용 레이저광(L3)에 의한 표면(3)의 변위측정만을 실시하는 경우에 특히 유효하다.
그리고, 집광용 렌즈(32)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단에 도달한 시점으로부터(즉, 집광용 렌즈(31)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단으로부터 거리(D)만큼 좌단 측에 도달한 시점으로부터), 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 메모리한 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표에서의 지령전압 데이터를 피에조 소 자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다. 이와 함께, 도 17의 (b)에 나타내는 바와 같이, 셔터(34)를 열림으로 하고, 가공대상물(1)의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광(L2)을 가공대상물(1)에 조사하여, 가공대상물(1)의 표면(3)을 기준으로 하여 Z축방향으로 73㎛의 위치에 개질영역을 형성한다.
집광용 렌즈(32)의 X좌표가 가공대상물(1)의 좌단에 도달한 시점으로부터 재치대(107)의 이동속도를 감속함과 동시에 셔터(34)를 닫음으로 하여 가공용 레이저광(L2)의 조사를 정지한다. 그 후, 도 17의 (c)에 나타내는 바와 같이, 해당 좌표가 가공대상물(1)의 좌단으로부터 25㎜ 떨어진 좌표가 된 시점에서 재치대(107)의 이동을 정지한다.
[제1 다운 컷(down-cut) 가공]
이어서, 이동제어부(115)에 의해 레이저 가공 유니트(110)를 Z축방향으로 이동시키고, 집광용 렌즈(31)의 Z좌표를 예를 들면 65㎛로 한다. 그리고, 집광용 렌즈(31) 및 집광용 렌즈(32)가 동일한 절단예정라인(5) 위에 배치되도록 하여, 이동제어부(115)에 의해 재치대(107)를 절단예정라인(5)에 따라서 좌측 방향으로 이동시킨다. 즉, 집광용 렌즈(31, 32)를 가공대상물(1)의 좌단으로부터 우단으로 향하는 방향(다운 컷 방향)으로 상대이동시킨다. 이 이동과 함께, 이하의 동작을 실행한다.
도 18의 (a)에 나타내는 바와 같이, 집광용 렌즈(32)의 X좌표가 가공대상물(1)의 좌단에 도달한 시점으로부터 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 이미 메모리된 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표에서의 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다. 바꾸어 말하면, 메모리한 지령전압 데이터(C)를 취득한 순서와 역으로 피에조 소자(29)로 재생(역재생)하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다. 이와 함께, 셔터(34)를 열림으로 하고, 가공대상물(1)의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광(L2)을 가공대상물(1)에 조사하여, 가공대상물(1)의 표면(3)을 기준으로 하여 Z축방향으로 65㎛의 위치에 개질영역을 형성한다.
도 18의 (b)에 나타내는 바와 같이, 집광용 렌즈(31)의 X좌표가 가공대상물(1)의 좌단에 도달한 시점으로부터 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 이미 메모리된 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(31)의 X좌표에서의 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(28)로 재생하여 집광용 렌즈(31)를 동작시킨다. 바꾸어 말하면, 메모리한 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(28)로 역재생하여 집광용 렌즈(31)를 동작시킨다. 이와 함께, 셔터(33)를 열림으로 하고, 가공대상물(1)의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광(L1)을 가공대상물(1)에 조사하여, 가공대상물(1)의 표면(3)을 기준으로 하여 Z축방향으로 57㎛의 위치에 개질영역을 형성한다.
그리고, 집광용 렌즈(32)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단에 도달한 시점으로부터 셔터(34)를 닫음으로 하여 가공용 레이저광(L2)의 조사를 정지한 후, 집광용 렌즈(31)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단에 도달한 시점으로부터 재치대(107)의 이동속도를 감속함과 동시에, 셔터(33)를 닫음으로 하여 가공용 레이저광(L1)의 조사를 정지한다. 그 후, 도 18의 (c)에 나타내는 바와 같이, 해당 좌표가 가공대상물(1)의 우단으로부터 25㎜ 떨어진 좌표가 된 시점에서 재치대(107)의 이동을 정 지한다.
[제2 업 컷 가공]
이어서, 이동제어부(115)에 의해 레이저 가공 유니트(110)를 Z축방향으로 이동시켜 집광용 렌즈(31)의 Z좌표를 예를 들면 48㎛로 한다. 그리고, 집광용 렌즈(31) 및 집광용 렌즈(32)가 동일한 절단예정라인(5) 위에 배치되도록 하여, 이동제어부(115)에 의해 재치대(107)를 절단예정라인(5)에 따라서 우측 방향으로 다시 이동한다. 이 이동과 함께, 이하의 동작을 실행한다.
도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 집광용 렌즈(31)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단에 도달한 시점으로부터 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 이미 메모리된 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(31)의 X좌표에서의 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(28)로 재생하여 집광용 렌즈(31)를 동작시킨다. 이와 함께, 셔터(33)를 열림으로 하고, 가공대상물(1)의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광(L1)을 가공대상물(1)에 조사하여, 가공대상물(1)의 표면(3)을 기준으로 하여 Z축방향으로 48㎛의 위치에 개질영역을 형성한다.
도 19의 (b)에 나타내는 바와 같이, 집광용 렌즈(32)의 X좌표가 가공대상물(1)의 우단에 도달한 시점으로부터 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 메모리한 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표에서의 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킨다. 이와 함께, 셔터(34)를 열림으로 하고, 가공대상물(1)의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광(L2)을 가공대상물(1)에 조사하여, 가공대상물(1)의 표면(3)을 기준으로 하여 Z축방향으로 38㎛의 위치에 개질영역을 형성한다.
그리고, 집광용 렌즈(31)의 X좌표가 가공대상물(1)의 좌단에 도달한 시점으로부터 셔터(33)를 닫음으로 하여 가공용 레이저광(L1)의 조사를 정지한 후, 집광용 렌즈(32)의 X좌표가 가공대상물(1)의 좌단에 도달한 시점으로부터 재치대(107)의 이동속도를 감속함과 동시에 셔터(34)를 닫음으로 하여 가공용 레이저광(L2)의 조사를 정지한다. 그 후, 도 19의 (c)에 나타내는 바와 같이, 해당 좌표가 가공대상물(1)의 우단으로부터 25㎜ 떨어진 좌표가 된 시점에서 재치대(107)의 이동을 정지한다.
[제2 다운 컷 가공]
이어서, 이동제어부(115)에 의해 레이저 가공 유니트(110)를 Z축방향으로 이동시키고, 집광용 렌즈(31)의 Z좌표를 예를 들면 25㎛로 한다. 그리고, 집광용 렌즈(31) 및 집광용 렌즈(32)가 동일한 절단예정라인(5) 위에 배치되도록 하여, 이동제어부(115)에 의해 재치대(107)를 절단예정라인(5)에 따라서 좌측 방향으로 이동한다. 이 이동과 함께, 상기 제1 다운 컷에서의 동작과 동일한 동작을 실행하고, 가공대상물(1)의 표면(3)을 기준으로 하여 Z축방향으로 25㎛ 및 15㎛의 위치에 개질영역을 각각 형성한다.
이상에 의해, 절단예정라인(5)(도 14 참조)에 따라서, 절단의 기점이 되는 개질영역이 가공대상물(1)의 두께방향으로 복수열 형성되게 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 편광방향을 X축방향으로 하는 직선 편광의 가공용 레이저광(L)은 가공용 레이저광원(101)으로부터 출사되어 1/2파장판(51)에 의해 편광방향이 변경되어 편광판(52)에 입사한다. 이 편광판(52)에 의해, 가공용 레이저광(L)은 X축방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광(L1) 및 Y축방향을 편광방향으로 하는 가공용 레이저광(L2)으로 분기된다. 그리고, 가공용 레이저광(L2)은 1/2파장판(55)에 의해 편광방향을 X축방향으로 하는 직선 편광으로 변경된다. 즉, 가공용 레이저광(L)은 편광방향을 X축방향으로 하는 직선 편광으로 하여 집광용 렌즈(31)에 입사하는 것과 집광용 렌즈(32)에 입사하는 것으로 분기된다.
그리고, 상술의 제1 업 컷 가공과 같이, 이동제어부(115)에 의해 X축방향이 절단예정라인(5)과 대략 일치한 상태로 절단예정라인(5)에 따라서 재치대(107)를 상대이동시키는 것과 함께, 측정용 레이저광원(41)에 의해 측정용 레이저광(L3)이 조사되고, 4분할 포토다이오드(42)에 의해 반사광(L4)의 전압값이 검출되며, 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 해당 전압값이 V0가 되도록 피에조 소자(28)가 구동되고, 가공대상물(1)의 표면(3)과 집광용 렌즈(31)와의 거리가 높이 설정시의 거리를 유지하도록 집광용 렌즈(31)가 Z축방향으로 동작된다. 이와 함께, 피에조 소자(28)를 구동시킨 지령전압이 X좌표와 관련지어진 지령전압 데이터(C)로서 집광용 렌즈 제어부(105)에 메모리된다. 그리고, 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 메모리한 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표에서의 지령전압 데이터가 피에조 소자(29)로 재생되어 집광용 렌즈(32)가 동작되면서, 가공용 레이저광(L2)이 가공대상물(1)에 조사되고, 가공용 레이저광(L2)의 집광점이 표면(3)을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞춰진다. 따라서, 이들에 의해, 측정용 레이저광(L3)에 의한 표면(3)의 변위측정과 가공용 레이저광(L2)에 의한 개질영역의 형성을 동시에 실시하 는 것이 가능하게 되어, 가공대상물(1)의 두께가 비교적 두꺼운 것이어도 미리 트레이스를 실시하는 것이 불필요하게 된다.
또, 상술의 제1 다운 컷 등과 같이, 이동제어부(115)에 의해 X축방향이 절단예정라인(5)과 대략 일치한 상태로 절단예정라인(5)에 따라서 재치대(107)를 상대이동시키는 것과 함께, 집광용 렌즈 제어부(105)에 의해 이미 메모리된 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(32)의 X좌표에서의 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(29)로 재생하여 집광용 렌즈(32)를 동작시킴과 동시에, 이미 메모리된 지령전압 데이터(C)에서 집광용 렌즈(31)의 X좌표에서의 지령전압 데이터(C)를 피에조 소자(28)로 재생하여 집광용 렌즈(31)를 동작시킨다. 따라서, 적어도 2열의 개질영역을 가공대상물(1)의 내부에 동시에 형성할 수 있고, 가공대상물(1)의 두께방향으로 개질영역을 복수열 형성하는 경우, 동일한 절단예정라인에 따른 가공용 레이저광의 스캔의 반복 회수를 저감하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 가공대상물(1)의 내부에 절단예정라인(5)에 따라서 개질영역을 두께방향으로 7열(홀수열) 형성하는 경우, 종래의 레이저 가공장치에서는 트레이스를 포함한 스캔을 8회 반복하여 실시할 필요가 있었지만, 본 실시형태에서는 4회(1/2의 회수)의 스캔으로 충분하게 된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 레이저 가공에서의 개질층의 형성시간을 단축함과 동시에 태크타임(tack time)을 단축하여 러닝 코스트를 저감하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 1/2파장판(53)이 가공용 레이저광(L)의 편광방향을 임의의 방향으로 변경하기 때문에, 1/2파장판(53)을 통과한 가 공용 레이저광(L)의 편광방향은 임의의 방향이 되고, 따라서, 편광판(52)에 의해 분기되는 가공용 레이저광(L1, L2)의 광량의 배분을 임의로 조절할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 가공용 레이저광(L1, L2)의 편광방향이 절단예정라인(5)과 대략 일치한 상태로 재치대(107)가 이동제어부(115)에 의해 이동하고 있다. 이것에 의해, 절단예정라인에 따른 개질영역을 효율적으로 형성하는 것이 가능하게 된다. 그것은 편광의 가공용 레이저광의 조사에 의해 형성되는 개질영역은 그 편광방향으로 개질영역의 형성이 촉진되기(레이저광의 편광방향으로 넓어지는 특성을 가짐) 때문이다. 또한, 이와 같이, 레이저광(L1, L2)의 편광방향이 절단예정라인(5)과 대략 일치함으로써, 절단예정라인(5)에 따른 방향 이외에서 개질영역의 형성이 억제되기 때문에, 가공대상물(1)을 절단예정라인(5)에 따라서 정밀하게 절단할 수도 있다.
덧붙여서, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 측정용 레이저광(L3)을 출사 할 때에 셔터(33)를 닫음으로 하여 집광용 렌즈(31)에 의해 가공용 레이저광(L1)이 가공대상물(1)을 향하여 집광하지 않도록 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 측정용 레이저광(L3)을 출사 할 때에 셔터(33)를 열림으로 하여 집광용 렌즈(31)가 가공용 레이저광(L1)도 가공대상물(1)을 향하여 집광하도록 하고, 가공대상물(1)의 표면(3)의 변위정보를 검출하면서 가공용 레이저광(L1)에 의해 가공대상물(1)의 내부에 개질영역을 형성(이른바 리얼 타임 가공)하는 것도 물론 가능하다. 이와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공장치(100)에서 리얼 타임 가공을 실시하는 경우, 가공대상물의 두께방향으로 형성하는 개질영역의 열수 가 짝수열이어도, 예를 들면 트레이스만을 실시하는 스캔(가공용 레이저광(L2)에 의한 가공을 실시하지 않는 스캔)이 불필요하게 된다.
여기서 설명한 본 실시형태의 레이저 가공장치(100)와 종래의 레이저 가공장치와의 각각에서 가공대상물(1)을 가공했다. 그 결과, 본 실시형태의 레이저 가공장치(100)에서는 종래의 가공장치에 의한 태크타임을 기준으로 하여 40％전후의 태크타임의 단축을 실현하는 것이 가능하게 되어, 상기 효과, 즉 레이저 가공에서의 개질층의 형성시간을 단축한다고 하는 효과를 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 레이저 가공장치(100)에서의 광학계를 간이하고 또한 저렴하게 하기 때문에 바람직한 것으로서, 집광용 렌즈(31)의 광축 측에 측정용 레이저광원(41)을 설치하여 레이저광 조사면(3)의 변위측정을 실시하지만, 집광용 렌즈(32)의 광축 측에 레이저 광원을 설치하여 레이저광 조사면의 변위측정을 실시해도 물론 좋으며, 이들 쌍방을 설치하여도 된다.
또, 상기 실시형태의 레이저 가공장치(100)는 집광용 렌즈(31)와 집광용 렌즈(32)와의 2개의 렌즈를 구비한 것이지만, 3개 이상의 렌즈를 구비하는 것이어도 된다. 이 경우로도 상기와 같은 효과를 나타낸다.
또, 상기 실시형태에서는 재치대(107)를 절단예정라인(5)에 따라서 이동시켰지만, 집광용 렌즈(31, 32)를 절단예정라인에 따라서 이동시켜도 좋다.
또, 실리콘웨이퍼(11)가 아니어도, 예를 들면, 갈륨(gallium) 비소(砒素) 등 의 반도체 화합물 재료, 압전재료, 사파이어 등의 결정성을 가지는 재료로 하여도 된다. 또, 본 실시형태에서는 가공용 레이저광의 조사 조건은 펄스 피치폭이나 출력 등에 의해 한정되는 것은 아니고 여러가지 조사 조건으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하는데 필요로 하는 시간을 단축할 수 있는 레이저 가공장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (11)

  1. 판상(板狀)의 가공대상물의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어 가공용 레이저광을 조사하는 것에 의해, 상기 가공대상물의 절단예정라인에 따라서 절단의 기점(起点)이 되는 개질(改質)영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서,
    상기 가공대상물이 놓여지는 재치대(載置臺)와,
    상기 가공용 레이저광을 직선 편광(偏光)으로 하여 출사하는 가공용 레이저광원과,
    상기 가공대상물에 조사하기 위한 측정용 레이저광을 출사하는 측정용 레이저광원과,
    상기 가공용 레이저광원으로부터 출사된 상기 가공용 레이저광의 편광방향을 변경하는 제1 1/2파장판과,
    상기 제1 1/2파장판을 통과한 상기 가공용 레이저광을 소정의 방향을 편광방향으로 하는 상기 가공용 레이저광 및 상기 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 하는 상기 가공용 레이저광으로 분기(分岐)하는 편광판과,
    상기 편광판에 의해 분기되고 또한 상기 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 한 상기 가공용 레이저광의 편광방향을 상기 소정의 방향으로 변경하는 제2 1/2파장판과,
    상기 편광판에 의해 분기되고 또한 상기 소정의 방향을 편광방향으로 한 상기 가공용 레이저광 및 상기 측정용 레이저광원으로부터 출사된 상기 측정용 레이저광을 상기 가공대상물을 향하여 집광하는 제1 집광용 렌즈와,
    상기 소정의 방향에 따라서 상기 제1 집광용 렌즈와 병설되며, 상기 제2 1/2파장판을 통과하고 또한 상기 소정의 방향을 편광방향으로 한 상기 가공용 레이저광을 상기 가공대상물을 향하여 집광하는 제2 집광용 렌즈와,
    상기 가공대상물에서 상기 측정용 레이저광이 조사되는 레이저광 조사면에서 반사된 상기 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 상기 제2 집광용 렌즈에 의해 집광되는 상기 가공용 레이저광의 집광점이 상기 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 상기 레이저광 조사면과 상기 제2 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 제어수단과,
    상기 소정의 방향이 상기 절단예정라인과 일치한 상태로 상기 제1 및 상기 제2 집광용 렌즈 및 상기 재치대의 적어도 한쪽을 상기 절단예정라인에 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하고,
    상기 제2 집광용 렌즈는 상기 제1 집광용 렌즈와 소정의 거리만큼 떨어져서 병설되어 있고,
    상기 제어수단은,
    상기 레이저광 조사면과 상기 제1 집광용 렌즈와의 거리가 일정하게 되도록 상기 제1 집광용 렌즈를 동작함과 아울러, 해당 동작에 관한 동작정보를 취득하면서 상기 동작정보 및 상기 소정의 거리에 근거하여 상기 제2 집광용 렌즈를 동작하는 제1 제어와,
    미리 취득된 상기 동작정보에 근거하여, 상기 제1 집광용 렌즈를 동작함과 아울러, 미리 취득된 상기 동작정보 및 상기 소정의 거리에 근거하여 상기 제2 집광용 렌즈를 동작하는 제2 제어를 실행 가능하게 하며,
    상기 제1 제어의 실행시에서는,
    상기 측정용 레이저광을 상기 제1 집광렌즈를 이용하여 상기 가공대상물에 조사하고, 상기 측정용 레이저광의 반사광을 검출하며, 상기 레이저광 조사면과 상기 제1 집광용 렌즈와의 거리가 일정하게 되도록 상기 제1 집광용 렌즈를 동작함과 아울러 해당 동작에 관한 상기 동작정보를 취득하고,
    상기 절단예정라인에 따른 방향에서 상기 제2 집광용 렌즈의 좌표가 상기 가공대상물의 끝단에 도달했을 때부터 상기 동작정보 및 상기 소정의 거리에 근거하여 상기 제2 집광용 렌즈를 동작함과 아울러, 상기 가공용 레이저광을 상기 제2 집광렌즈를 이용하여 상기 가공대상물에 조사함으로써, 상기 개질영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  2. 판상의 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 가공용 레이저광을 조사하는 것에 의해, 상기 가공대상물의 절단예정라인에 따라서 절단의 기점이 되는 개질영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서,
    상기 가공대상물이 놓여지는 재치대와,
    상기 가공용 레이저광을 직선 편광으로 하여 출사하는 가공용 레이저광원과,
    상기 가공대상물에 조사하기 위한 측정용 레이저광을 출사하는 측정용 레이저광원과,
    상기 가공용 레이저광원으로부터 출사된 상기 가공용 레이저광의 편광방향을 변경하는 제1 1/2파장판과,
    상기 제1 1/2파장판을 통과한 상기 가공용 레이저광을 소정의 방향을 편광방향으로 하는 상기 가공용 레이저광 및 상기 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 하는 상기 가공용 레이저광으로 분기하는 편광판과,
    상기 편광판에 의해 분기되고 또한 상기 소정의 방향과 교차하는 방향을 편광방향으로 한 상기 가공용 레이저광의 편광방향을 상기 소정의 방향으로 변경하는 제2 1/2파장판과,
    상기 제1 1/2파장판을 통과하고 또한 상기 소정의 방향을 편광방향으로 한 상기 가공용 레이저광 및 상기 측정용 레이저광원으로부터 출사된 상기 측정용 레이저광을 상기 가공대상물을 향하여 집광하는 제1 집광용 렌즈와,
    상기 소정의 방향에 따라서 상기 제1 집광용 렌즈에 병설되며, 상기 편광판에 의해 분기되고 또한 상기 소정의 방향을 편광방향으로 한 상기 가공용 레이저광을 상기 가공대상물을 향하여 집광하는 제2 집광용 렌즈와,
    상기 가공대상물에서 상기 측정용 레이저광이 조사되는 레이저광 조사면에서 반사된 상기 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 상기 제2 집광용 렌즈에 의해 집광되는 상기 가공용 레이저광의 집광점이 상기 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 상기 레이저광 조사면과 상기 제2 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 제어수단과,
    상기 소정의 방향이 상기 절단예정라인과 일치한 상태로 상기 제1 및 상기 제2 집광용 렌즈 및 상기 재치대의 적어도 한쪽을 상기 절단예정라인에 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하고,
    상기 제2 집광용 렌즈는 상기 제1 집광용 렌즈와 소정의 거리만큼 떨어져서 병설되어 있고,
    상기 제어수단은,
    상기 레이저광 조사면과 상기 제1 집광용 렌즈와의 거리가 일정하게 되도록 상기 제1 집광용 렌즈를 동작함과 아울러, 해당 동작에 관한 동작정보를 취득하면서 상기 동작정보 및 상기 소정의 거리에 근거하여 상기 제2 집광용 렌즈를 동작하는 제1 제어와,
    미리 취득된 상기 동작정보에 근거하여, 상기 제1 집광용 렌즈를 동작함과 아울러, 미리 취득된 상기 동작정보 및 상기 소정의 거리에 근거하여 상기 제2 집광용 렌즈를 동작하는 제2 제어를 실행 가능하게 하며,
    상기 제1 제어의 실행시에서는,
    상기 측정용 레이저광을 상기 제1 집광렌즈를 이용하여 상기 가공대상물에 조사하고, 상기 측정용 레이저광의 반사광을 검출하며, 상기 레이저광 조사면과 상기 제1 집광용 렌즈와의 거리가 일정하게 되도록 상기 제1 집광용 렌즈를 동작함과 아울러 해당 동작에 관한 상기 동작정보를 취득하고,
    상기 절단예정라인에 따른 방향에서 상기 제2 집광용 렌즈의 좌표가 상기 가공대상물의 끝단에 도달했을 때부터 상기 동작정보 및 상기 소정의 거리에 근거하여 상기 제2 집광용 렌즈를 동작함과 아울러, 상기 가공용 레이저광을 상기 제2 집광렌즈를 이용하여 상기 가공대상물에 조사함으로써, 상기 개질영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 레이저광 조사면에서 반사된 상기 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 상기 제1 집광용 렌즈에 의해 집광되는 상기 가공용 레이저광의 집광점이 상기 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 상기 레이저광 조사면과 상기 제1 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 레이저광 조사면에서 반사된 상기 측정용 레이저광의 반사광을 검출함으로써, 상기 제1 집광용 렌즈에 의해 집광되는 상기 가공용 레이저광의 집광점이 상기 레이저광 조사면을 기준으로 하여 소정의 위치에 맞도록 상기 레이저광 조사면과 상기 제1 집광용 렌즈와의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 1/2파장판은 상기 가공용 레이저광의 편광방향을 임의의 방향으로 변경하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  6. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공용 레이저광의 광로에서 상기 가공용 레이저광원과 상기 제1 1/2파장판 사이에 배치되어 상기 가공용 레이저광의 광량을 조절하는 어테뉴에이터(attenuator)를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 가공용 레이저광의 광로에서 상기 가공용 레이저광원과 상기 제1 1/2파장판 사이에 배치되어 상기 가공용 레이저광의 광량을 조절하는 어테뉴에이터(attenuator)를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  8. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공용 레이저광의 광로에서 상기 편광판과 상기 제1 집광용 렌즈 사이에 배치되어 상기 가공용 레이저광이 상기 제1 집광렌즈에 입사하는 것을 차단하는 셔터(shutter)를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 가공용 레이저광의 광로에서 상기 편광판과 상기 제1 집광용 렌즈 사이에 배치되어 상기 가공용 레이저광이 상기 제1 집광렌즈에 입사하는 것을 차단하는 셔터(shutter)를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 가공용 레이저광의 광로에서 상기 편광판과 상기 제1 집광용 렌즈 사이에 배치되어 상기 가공용 레이저광이 상기 제1 집광렌즈에 입사하는 것을 차단하는 셔터(shutter)를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 가공용 레이저광의 광로에서 상기 편광판과 상기 제1 집광용 렌즈 사이에 배치되어 상기 가공용 레이저광이 상기 제1 집광렌즈에 입사하는 것을 차단하는 셔터(shutter)를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
KR1020097003669A 2006-10-02 2007-09-26 레이저 가공장치 KR101455412B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006270878A JP5101073B2 (ja) 2006-10-02 2006-10-02 レーザ加工装置
JPJP-P-2006-270878 2006-10-02
PCT/JP2007/068660 WO2008041581A1 (fr) 2006-10-02 2007-09-26 Dispositif de traitement laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090073086A KR20090073086A (ko) 2009-07-02
KR101455412B1 true KR101455412B1 (ko) 2014-11-04

Family

ID=39268443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097003669A KR101455412B1 (ko) 2006-10-02 2007-09-26 레이저 가공장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8610028B2 (ko)
EP (1) EP2070634B1 (ko)
JP (1) JP5101073B2 (ko)
KR (1) KR101455412B1 (ko)
CN (1) CN101522360B (ko)
TW (1) TWI450784B (ko)
WO (1) WO2008041581A1 (ko)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4659300B2 (ja) 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
ATE534142T1 (de) 2002-03-12 2011-12-15 Hamamatsu Photonics Kk Verfahren zum auftrennen eines substrats
JP4606741B2 (ja) 2002-03-12 2011-01-05 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
TWI326626B (en) * 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
TWI520269B (zh) * 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
FR2852250B1 (fr) * 2003-03-11 2009-07-24 Jean Luc Jouvin Fourreau de protection pour canule, un ensemble d'injection comportant un tel fourreau et aiguille equipee d'un tel fourreau
CN1758985A (zh) * 2003-03-12 2006-04-12 浜松光子学株式会社 激光加工方法
EP2324950B1 (en) * 2003-07-18 2013-11-06 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor substrate to be cut with treated and minute cavity region, and method of cutting such substrate
JP4563097B2 (ja) 2003-09-10 2010-10-13 浜松ホトニクス株式会社 半導体基板の切断方法
JP4509578B2 (ja) * 2004-01-09 2010-07-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4598407B2 (ja) * 2004-01-09 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4601965B2 (ja) * 2004-01-09 2010-12-22 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
EP1742253B1 (en) 2004-03-30 2012-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
JP4200177B2 (ja) * 2004-08-06 2008-12-24 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体装置
JP4762653B2 (ja) * 2005-09-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4907965B2 (ja) * 2005-11-25 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4804911B2 (ja) * 2005-12-22 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP4907984B2 (ja) 2005-12-27 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップ
JP5183892B2 (ja) 2006-07-03 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US7897487B2 (en) 2006-07-03 2011-03-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and chip
JP4954653B2 (ja) 2006-09-19 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN102489883B (zh) * 2006-09-19 2015-12-02 浜松光子学株式会社 激光加工方法和激光加工装置
JP4964554B2 (ja) * 2006-10-03 2012-07-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5132911B2 (ja) * 2006-10-03 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN102357739B (zh) * 2006-10-04 2014-09-10 浜松光子学株式会社 激光加工方法
JP5336054B2 (ja) * 2007-07-18 2013-11-06 浜松ホトニクス株式会社 加工情報供給装置を備える加工情報供給システム
JP5449665B2 (ja) 2007-10-30 2014-03-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5054496B2 (ja) * 2007-11-30 2012-10-24 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5134928B2 (ja) * 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
JP5692969B2 (ja) 2008-09-01 2015-04-01 浜松ホトニクス株式会社 収差補正方法、この収差補正方法を用いたレーザ加工方法、この収差補正方法を用いたレーザ照射方法、収差補正装置、及び、収差補正プログラム
JP5254761B2 (ja) 2008-11-28 2013-08-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5241527B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5241525B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
EP2394775B1 (en) 2009-02-09 2019-04-03 Hamamatsu Photonics K.K. Workpiece cutting method
KR101769158B1 (ko) 2009-04-07 2017-08-17 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP5491761B2 (ja) 2009-04-20 2014-05-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JPWO2011096353A1 (ja) * 2010-02-05 2013-06-10 株式会社フジクラ 微細構造の形成方法および微細構造を有する基体
DE102010009015A1 (de) * 2010-02-24 2011-08-25 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips
US8519298B2 (en) * 2010-03-25 2013-08-27 Veeco Instruments, Inc. Split laser scribe
KR101141930B1 (ko) * 2010-07-30 2012-05-11 (주)미래컴퍼니 복수 파장의 레이저 빔을 이용한 다층기판 가공장치 및 다층기판 가공방법
CN102612419B (zh) * 2010-09-24 2016-01-06 日本先锋公司 激光加工装置
US8722516B2 (en) 2010-09-28 2014-05-13 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and method for manufacturing light-emitting device
JP5860228B2 (ja) * 2011-06-13 2016-02-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN102581478A (zh) * 2012-01-20 2012-07-18 哈尔滨工业大学 超快皮秒脉冲激光加工超疏水性微结构表面的装置及方法
JP6062315B2 (ja) * 2013-04-24 2017-01-18 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6210902B2 (ja) * 2014-02-18 2017-10-11 株式会社ディスコ レーザー加工溝の検出方法
JP6482184B2 (ja) * 2014-05-08 2019-03-13 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN105171235B (zh) * 2014-06-23 2018-06-01 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种双焦点激光微加工装置及其加工方法
KR102327735B1 (ko) * 2015-04-27 2021-11-17 삼성전기주식회사 레이저 가공장치 및 그 가공방법
JP5889500B1 (ja) * 2015-05-12 2016-03-22 三菱電機株式会社 レーザ加工機
JP6546823B2 (ja) * 2015-09-29 2019-07-17 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP2017064743A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社ディスコ レーザー加工装置
DE102015015651B3 (de) * 2015-12-02 2017-04-13 Lessmüller Lasertechnik GmbH Überwachungsvorrichtung, Bearbeitungssystem und Verfahren zur Arbeitsraumüberwachung für die Lasermaterialbearbeitung
JP6651257B2 (ja) * 2016-06-03 2020-02-19 株式会社ディスコ 被加工物の検査方法、検査装置、レーザー加工装置、及び拡張装置
CN105834581B (zh) * 2016-06-08 2018-06-08 武汉工程大学 一种用于co2激光切割雕刻机上的激光光路校正装置及方法
JP6670786B2 (ja) 2017-03-23 2020-03-25 キオクシア株式会社 ダイシング方法及びレーザー加工装置
KR102110764B1 (ko) * 2017-05-10 2020-05-14 최병찬 레이저 가공 방법 및 장치
JP6844901B2 (ja) * 2017-05-26 2021-03-17 株式会社ディスコ レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US11642743B2 (en) 2017-11-07 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method, and laser processing device
US10589445B1 (en) * 2018-10-29 2020-03-17 Semivation, LLC Method of cleaving a single crystal substrate parallel to its active planar surface and method of using the cleaved daughter substrate
JP7368246B2 (ja) * 2020-01-22 2023-10-24 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003066375A (ja) * 2001-08-23 2003-03-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザビーム分岐装置及び分岐方法
JP2005109323A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd レーザーダイシング装置
KR20050083969A (ko) * 2002-12-06 2005-08-26 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP2006205260A (ja) * 2000-09-13 2006-08-10 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4546231A (en) 1983-11-14 1985-10-08 Group Ii Manufacturing Ltd. Creation of a parting zone in a crystal structure
US4908493A (en) * 1988-05-31 1990-03-13 Midwest Research Institute Method and apparatus for optimizing the efficiency and quality of laser material processing
KR0171947B1 (ko) 1995-12-08 1999-03-20 김주용 반도체소자 제조를 위한 노광 방법 및 그를 이용한 노광장치
JP4659300B2 (ja) 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
JP2003126982A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工方法及び装置
JP4606741B2 (ja) 2002-03-12 2011-01-05 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
TWI326626B (en) 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
ATE534142T1 (de) 2002-03-12 2011-12-15 Hamamatsu Photonics Kk Verfahren zum auftrennen eines substrats
US7005601B2 (en) * 2002-04-18 2006-02-28 Applied Materials, Inc. Thermal flux processing by scanning
TWI520269B (zh) 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
CN100445014C (zh) 2002-12-05 2008-12-24 浜松光子学株式会社 激光加工装置
FR2852250B1 (fr) 2003-03-11 2009-07-24 Jean Luc Jouvin Fourreau de protection pour canule, un ensemble d'injection comportant un tel fourreau et aiguille equipee d'un tel fourreau
CN1758985A (zh) 2003-03-12 2006-04-12 浜松光子学株式会社 激光加工方法
JP2004343008A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ光線を利用した被加工物分割方法
EP2324950B1 (en) 2003-07-18 2013-11-06 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor substrate to be cut with treated and minute cavity region, and method of cutting such substrate
JP4563097B2 (ja) 2003-09-10 2010-10-13 浜松ホトニクス株式会社 半導体基板の切断方法
JP2005086175A (ja) 2003-09-11 2005-03-31 Hamamatsu Photonics Kk 半導体薄膜の製造方法、半導体薄膜、半導体薄膜チップ、電子管、及び光検出素子
WO2005067113A1 (ja) 2004-01-07 2005-07-21 Hamamatsu Photonics K.K. 半導体発光素子及びその製造方法
JP4601965B2 (ja) * 2004-01-09 2010-12-22 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4509578B2 (ja) 2004-01-09 2010-07-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4598407B2 (ja) 2004-01-09 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
EP1742253B1 (en) 2004-03-30 2012-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
JP4536407B2 (ja) 2004-03-30 2010-09-01 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び加工対象物
CN101862904B (zh) 2004-03-30 2011-11-30 浜松光子学株式会社 激光加工方法及半导体芯片
JP4634089B2 (ja) 2004-07-30 2011-02-16 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4200177B2 (ja) 2004-08-06 2008-12-24 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体装置
JP4754801B2 (ja) 2004-10-13 2011-08-24 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4781661B2 (ja) 2004-11-12 2011-09-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4917257B2 (ja) 2004-11-12 2012-04-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4555092B2 (ja) * 2005-01-05 2010-09-29 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP4198123B2 (ja) 2005-03-22 2008-12-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4776994B2 (ja) 2005-07-04 2011-09-21 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP4749799B2 (ja) 2005-08-12 2011-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4762653B2 (ja) 2005-09-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4237745B2 (ja) 2005-11-18 2009-03-11 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4907965B2 (ja) 2005-11-25 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4804911B2 (ja) 2005-12-22 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP4907984B2 (ja) 2005-12-27 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップ
JP5183892B2 (ja) 2006-07-03 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US7897487B2 (en) 2006-07-03 2011-03-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and chip
CN102489883B (zh) 2006-09-19 2015-12-02 浜松光子学株式会社 激光加工方法和激光加工装置
JP4954653B2 (ja) 2006-09-19 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5132911B2 (ja) 2006-10-03 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4964554B2 (ja) 2006-10-03 2012-07-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN102357739B (zh) 2006-10-04 2014-09-10 浜松光子学株式会社 激光加工方法
JP5336054B2 (ja) 2007-07-18 2013-11-06 浜松ホトニクス株式会社 加工情報供給装置を備える加工情報供給システム
JP4402708B2 (ja) 2007-08-03 2010-01-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法
JP5225639B2 (ja) 2007-09-06 2013-07-03 浜松ホトニクス株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP5342772B2 (ja) 2007-10-12 2013-11-13 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5449665B2 (ja) 2007-10-30 2014-03-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5134928B2 (ja) 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
JP5054496B2 (ja) 2007-11-30 2012-10-24 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5241525B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006205260A (ja) * 2000-09-13 2006-08-10 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置
JP2003066375A (ja) * 2001-08-23 2003-03-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザビーム分岐装置及び分岐方法
KR20050083969A (ko) * 2002-12-06 2005-08-26 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP2005109323A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd レーザーダイシング装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090073086A (ko) 2009-07-02
JP2008087027A (ja) 2008-04-17
CN101522360A (zh) 2009-09-02
CN101522360B (zh) 2013-05-01
EP2070634A1 (en) 2009-06-17
WO2008041581A1 (fr) 2008-04-10
TW200833448A (en) 2008-08-16
US20100025386A1 (en) 2010-02-04
EP2070634A4 (en) 2015-04-01
EP2070634B1 (en) 2016-06-15
TWI450784B (zh) 2014-09-01
JP5101073B2 (ja) 2012-12-19
US8610028B2 (en) 2013-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101455412B1 (ko) 레이저 가공장치
KR101408491B1 (ko) 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치
KR101428824B1 (ko) 레이저 가공방법
KR101579317B1 (ko) 레이저 가공방법
KR101549271B1 (ko) 레이저 가공 방법
KR101449771B1 (ko) 레이저 가공방법
JP4050534B2 (ja) レーザ加工方法
KR101302336B1 (ko) 레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 그 제조 방법
JP4509573B2 (ja) 半導体基板、半導体チップ、及び半導体デバイスの製造方法
US8563893B2 (en) Laser material processing system
KR101428823B1 (ko) 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치
TW200809941A (en) Laser processing method
JP4167094B2 (ja) レーザ加工方法
JP5117806B2 (ja) レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP3990710B2 (ja) レーザ加工方法
JP3990711B2 (ja) レーザ加工装置
JP3761566B2 (ja) 半導体チップの製造方法
JP2004268103A (ja) レーザ加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181004

Year of fee payment: 5