KR102468635B1 - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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KR102468635B1
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고헤이 다나카
히데토시 만나미
히사토시 후지사와
히로시 노무라
와카나 오노에
다이키 사와베
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

레이저 가공 장치를 적어도 구성하는 레이저 광선의 레이저 발진기로서, 출력이 큰 레이저 발진기를 채용한 경우여도, 그 능력을 충분히 살릴 수 있는 레이저 가공 장치를 제공한다.
레이저 가공 장치로서, 피가공물을 유지하는 제 1 척 테이블을 X 축, Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 1 X 축 이송 수단, 제 1 Y 축 이송 수단과, 피가공물에 레이저 광선을 집광하는 제 1 집광기를 포함하는 제 1 레이저 기구와, 피가공물을 유지하는 제 2 척 테이블을 X 축 방향, Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 X 축 이송 수단과, 제 2 Y 축 이송 수단과, 피가공물에 레이저 광선을 집광하는 제 2 집광기를 포함하는 제 2 레이저 기구와, 레이저 발진기가 발진한 레이저 광선을 그 제 1 집광기와 그 제 2 집광기로 분기하는 광학계와, 그 제 1, 제 2 레이저 기구에 대해 각각 가공 조건을 설정하는 제 1 조작 패널, 제 2 조작 패널을 포함한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 대해 레이저 광선을 조사하여 가공하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
레이저 가공 장치에 의해 반도체 디바이스를 제조하는 공정에 있어서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자상으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스가 형성되어 있고, 그 분할 예정 라인을 따라 레이저 광선을 조사하는 것에 의해 그 반도체 웨이퍼를 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 반도체 디바이스 칩을 제조하고 있다.
그 레이저 가공 장치는, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 그 척 테이블을 가공 이송하는 가공 이송 수단을 포함하고, 그 레이저 광선 조사 수단은, 레이저 광선을 발진하는 레이저 발진기와, 그 레이저 발진기가 발진한 레이저 광선을 집광하여 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기와, 그 레이저 발진기와 그 집광기의 사이에 배치 형성되어 레이저 광선의 출력을 조정하는 어테뉴에이터를 포함하고, 피가공물에 원하는 레이저 가공을 실시할 수 있는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조).
또, 레이저 가공 장치에 채용되는 레이저 광선의 레이저 발진기는, 각종의 가공에 대응을 할 수 있도록, 비교적 큰 출력으로 구성되는 경우가 많고, 피가공물에 대한 적절한 출력이 얻어지도록, 어테뉴에이터를 이용하여 낮게 조정하는 것이 일반적으로 실시되고 있다.
일본 공개특허공보 2010－158691호
상기한 바와 같이, 레이저 가공 장치에 채용되는 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저 광선은, 그 출력이 낮게 조정된 다음에 이용되고 있고, 예를 들어, 본래 레이저 발진기가 발휘할 수 있는 출력의 1/2 이하의 출력 밖에 이용하지 않는 피가공물에 대해서는, 레이저 발진기로부터 발생되는 레이저 광선의 출력의 1/2 이상이 버려지게 되어, 능력을 충분히 살릴 수 없어, 비경제적이라는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것이며, 그 주된 기술 과제는, 레이저 가공 장치의 레이저 발진기로서, 출력이 큰 레이저 발진기를 채용한 경우여도, 그 능력을 충분히 살릴 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 피가공물을 유지하는 제 1 척 테이블과, 그 제 1 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 제 1 X 축 이송 수단과, 그 제 1 척 테이블을 그 X 축 방향에 직교하는 Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 1 Y 축 이송 수단과, 그 제 1 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 집광하는 제 1 집광기를 포함하는 제 1 레이저 기구와, 피가공물을 유지하는 제 2 척 테이블과, 그 제 2 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 X 축 이송 수단과, 그 제 2 척 테이블을 그 X 축 방향에 직교하는 Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 Y 축 이송 수단과, 그 제 2 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 집광하는 제 2 집광기를 포함하는 제 2 레이저 기구와, 레이저 광선을 발진하는 레이저 발진기와, 그 레이저 발진기가 발진한 레이저 광선을 그 제 1 집광기와 그 제 2 집광기로 분기하는 광학계와, 그 제 1 레이저 기구에 대해 가공 조건을 설정하는 제 1 조작 패널과, 그 제 2 레이저 기구에 대해 가공 조건을 설정하는 제 2 조작 패널을 구비한 레이저 가공 장치가 제공되는 것이다.
그 레이저 가공 장치는, 그 제 1 레이저 기구 및 그 제 2 레이저 기구를 덮는 하우징을 가지며, 그 하우징에는, 그 제 1 레이저 기구에 대해 피가공물을 반입하는 위치에 제 1 개폐문이 배치 형성되고, 그 제 2 레이저 기구에 대해 피가공물을 반입하는 위치에 제 2 개폐문이 배치 형성되고, 그 제 1 조작 패널은 그 제 1 개폐문에 설치되고, 그 제 2 조작 패널은 그 제 2 개폐문에 설치되고, 그 제 1 개폐문과 그 제 2 개폐문은, 그 하우징의 X 축 방향과 대향하는 면에 있어서 Y 축 방향으로 병설되어 있다.
그 제 1 척 테이블은, 그 제 1 X 축 이송 수단에 의해 피가공물을 착탈하는 제 1 착탈 영역과, 그 제 1 집광기로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 피가공물에 가공을 실시하는 제 1 가공 영역에 위치 결정되고, 그 제 1 착탈 영역에는, 피가공물을 수용한 카세트가 재치되는 제 1 카세트 테이블과, 그 제 1 카세트 테이블에 재치된 카세트로부터 피가공물이 임시 배치되는 제 1 임시 배치 수단까지 피가공물을 반송하는 제 1 반송 수단과, 그 제 1 임시 배치 수단에 반송된 피가공물을 그 제 1 척 테이블에 반입하는 제 1 반입 수단이 배치 형성되고, 그 제 1 개폐문은 그 제 1 카세트 테이블에 그 카세트를 착탈할 때에 개방 상태로 되는 것이며, 그 제 2 척 테이블은, 그 제 2 X 축 이송 수단에 의해 피가공물을 착탈하는 제 2 착탈 영역과, 그 제 2 집광기로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 피가공물에 가공을 실시하는 제 2 가공 영역에 위치 결정되고, 그 제 2 착탈 영역에는, 피가공물을 수용한 카세트가 재치되는 제 2 카세트 테이블과, 그 제 2 카세트 테이블에 재치된 카세트로부터 피가공물이 임시 배치되는 제 2 임시 배치 수단까지 피가공물을 반송하는 제 2 반송 수단과, 그 제 2 임시 배치 수단에 반송된 피가공물을 그 척 테이블에 반입하는 제 2 반입 수단이 배치 형성되고, 그 제 2 개폐문은 그 제 2 카세트 테이블에 카세트를 착탈할 때에 개방 상태로 되는 것이다.
본 발명의 레이저 가공 장치에 의하면, 1 대의 레이저 발진기의 출력을 분기하여 2 개의 레이저 기구를 구성하고, 실질적으로 2 대분의 레이저 가공 장치를 제공할 수 있고, 각 레이저 기구를 조작하기 위한 제 1, 제 2 조작 패널을 각각의 레이저 기구에 대해 형성함으로써, 레이저 발진기의 능력을 충분히 살려, 2 개의 레이저 가공을 동시에 실행할 수 있어 경제적이다. 레이저 광선을 발진하는 레이저 발진기는 고액이므로, 본 발명의 구성에 의하면 레이저 가공 장치 1 대당 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 레이저 가공 장치에서는, 제 1 조작 패널은 제 1 개폐문에 설치되고, 그 제 2 조작 패널은 제 2 개폐문에 설치되고, 그 제 1 개폐문과 그 제 2 개폐문은, 그 하우징의 X 축 방향과 직교하는 면에 있어서 Y 축 방향으로 병설되어 있고, 2 대의 레이저 기구를 효율적으로 각각 조작하는 것이 가능하게 되어 있다.
또, 그 제 1 척 테이블은, 그 제 1 X 축 이송 수단에 의해 피가공물을 착탈하는 제 1 착탈 영역과, 그 제 1 집광기로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 피가공물에 가공을 실시하는 제 1 가공 영역에 위치 결정되고, 그 제 1 착탈 영역에는, 피가공물을 수용한 카세트가 재치되는 제 1 카세트 테이블과, 그 제 1 카세트 테이블에 재치된 카세트로부터 제 1 임시 배치 수단까지 피가공물을 반송하는 제 1 반송 수단과, 그 제 1 임시 배치 수단에 반송된 피가공물을 그 제 1 척 테이블에 반입하는 제 1 반입 수단이 배치 형성되고, 그 제 1 개폐문은 그 제 1 카세트 테이블에 그 카세트를 착탈할 때에 개방 상태로 되는 것이며, 그 제 2 척 테이블은, 그 제 2 X 축 이송 수단에 의해 피가공물을 착탈하는 제 2 착탈 영역과, 그 제 2 집광기로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 피가공물에 가공을 실시하는 제 2 가공 영역에 위치 결정되고, 그 제 2 착탈 영역에는, 피가공물을 수용한 카세트가 재치되는 제 2 카세트 테이블과, 그 제 2 카세트 테이블에 재치된 카세트로부터 제 2 임시 배치 수단까지 피가공물을 반송하는 제 2 반송 수단과, 그 제 2 임시 배치 수단에 반송된 피가공물을 그 척 테이블에 반입하는 제 2 반입 수단이 배치 형성되고, 그 제 2 개폐문은 그 제 2 카세트 테이블에 카세트를 착탈할 때에 개방 상태로 되는 것이기 때문에, 예를 들어, 제 1 개폐문을 개방 상태로 하여, 제 1 카세트 테이블에 카세트를 외부로부터 반입하고 있는 경우 등에 있어서, 조작 패널을 잘못해서 조작하여 제 1 레이저 기구를 작동시켜 버리는 것이 방지된다. 제 2 개폐문을 개방 상태로 한 경우에 대해서도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치의 전체 사시도.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 주요부를 나타내는 사시도.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 레이저 광선 조사 수단의 블록도.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 카세트 재치 기구의 사시도.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 제 1, 제 2 임시 배치 수단의 사시도.
도 6 은, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 제 1, 제 2 반송 수단의 사시도.
도 7 은, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 제 1, 제 2 반입 수단의 사시도.
도 8 은, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 있어서, 제 1 카세트 재치 기구의 반도체 웨이퍼 (W) 를 꺼내는 위치에 제 1 반송 수단을 위치 결정한 상태를 나타내는 사시도.
도 9 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼 (W) 를 제 1 임시 배치 수단 상에 반송하여 임시 배치한 상태를 나타내는 사시도.
도 10 은, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 있어서, 제 1 임시 배치 수단 상에 임시 배치된 반도체 웨이퍼 (W) 를 제 1 반입 수단으로 유지한 상태를 나타내는 사시도.
도 11 은, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼 (W) 를 제 1 반입 수단에 의해, 척 테이블 상에 반입한 상태를 나타내는 사시도.
도 12 는, 본 발명에 의해 구성되는 레이저 가공 장치가 하우징에 의해 덮여 있는 상태를 나타내는 사시도.
이하, 본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치의 바람직한 실시형태에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 에는, 본 발명에 의한 레이저 가공 장치 (1) 의 전체 사시도가 나타나 있다. 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 는, 정지 기대 (2) 와, 그 정지 기대 (2) 에 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성되고, 피가공물을 유지하는 제 1 척 테이블 기구 (3) 와, 제 1 척 테이블 기구 (3) 와 병렬로 배치 형성되고, 동일하게 X 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성되고, 피가공물을 유지하는 제 2 척 테이블 기구 (3′) 와, 정지 기대 (2) 상의 그 제 1, 제 2 척 테이블 기구 (3, 3′) 에 끼워진 영역에 배치된, 레이저 광선 조사 수단으로서의 레이저 광선 조사 유닛 (4) 을 구비하고 있고, 도 1 에서 보아 앞측에 제 1 척 테이블 기구 (3) 를 포함하는 제 1 레이저 기구 (1a), 레이저 광선 조사 유닛 (4) 을 사이에 두어 안쪽측에 제 2 척 테이블 기구 (3′) 를 포함하는 제 2 레이저 기구 (1b) 가 형성되어 있다.
도 1 에 나타내는 본 실시형태의 레이저 가공 장치의 구조를 상세하게 설명하기 위해, 도 1 의 제 1, 제 2 카세트 테이블 (7, 7′), 제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′), 제 1, 제 2 반송 수단 (9, 9′), 및, 제 1, 제 2 반입 수단 (10, 10′) 을 정지 기대 (2) 상으로부터 떼어낸 상태를 도 2 에 나타낸다. 정지 기대 (2) 의 대략 중앙에 배치 형성된 레이저 광선 조사 유닛 (4) 의 도 2 에 있어서의 앞측의 영역에 설치되어 있는 제 1 척 테이블 기구 (3) 는, X 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성된 제 1 의 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 과, 그 안내 레일 (31, 31) 상에 슬라이딩 가능하게 배치 형성된 이동 기대 (32) 와, X 축 방향과 직교하는 화살표 Y 로 나타내는 Y 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성된 활동 (滑動) 블록 (33) 과, 그 활동 블록 (33) 상에 원통 부재 (34) 에 의해 지지된 커버 테이블 (35) 과, 피가공물을 유지하는 유지 수단으로서의 제 1 척 테이블 (36) (제 1 유지 수단) 을 구비하고 있다. 이 제 1 척 테이블 (36) 은, 다공성 재료로부터 형성된 흡착 척 (361) 을 구비하고 있고, 흡착 척 (361) 의 상면인 유지면 상에 피가공물을 도시되지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 유지하도록 되어 있다. 이와 같이 구성된 제 1 척 테이블 (36) 은, 원통 부재 (34) 내에 배치 형성된 도시되지 않은 펄스 모터에 의해 회전된다. 또한, 척 테이블 (36) 에는, 피가공물인 반도체 웨이퍼 (W) 를, 보호 테이프 (T) 를 개재하여 지지하는 환상의 프레임 (F) 을 고정시키기 위한 클램프 (362) 가 배치 형성되어 있다.
상기 이동 기대 (32) 는, 하면에 상기 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 과 끼워 맞춤하는 1 쌍의 피안내홈 (321, 321) 이 형성되어 있음과 함께, 상면에 Y 축 방향을 따라 평행으로 형성된 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 이 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 이동 기대 (32) 는, 피안내홈 (321, 321) 이 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 에 끼워 맞춤함으로써, 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 을 따라 X 축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 제 1 척 테이블 기구 (3) 는, 이동 기대 (32) 를 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 을 따라 X 축 방향으로 이동시키기 위한 제 1 X 축 이송 수단 (37) 을 구비하고 있다. 제 1 X 축 이송 수단 (37) 은, 상기 1 쌍의 안내 레일 (31 과 31) 의 사이에 평행으로 배치 형성된 수나사 로드 (371) 와, 그 수나사 로드 (371) 를 회전 구동하기 위한 펄스 모터 (372) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드 (371) 는, 그 일단이 상기 정지 기대 (2) 에 고정된 베어링 블록 (373) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터 (372) 의 출력축에 전동 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드 (371) 는, 이동 기대 (32) 의 중앙부 하면에 돌출하여 형성된 도시되지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터 (372) 에 의해 수나사 로드 (371) 를 정회전, 및 역회전 구동함으로써, 이동 기대 (32) 는 안내 레일 (31, 31) 을 따라 X 축 방향으로 이동된다.
제 1 척 테이블 기구 (3) 에는, 상기 제 1 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출하기 위한 X 축 방향 위치 검출 수단이 형성되어 있다 (도시는 생략). 당해 X 축 방향 위치 검출 수단은, 예를 들어, 1 ㎛ 마다 1 펄스의 펄스 신호를 도시되지 않은 제어 수단에 보낸다. 그리고 그 제어 수단은, 입력된 펄스 신호를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출한다. 또한, 상기 X 축 이송 수단 (37) 의 구동원으로서 펄스 모터 (372) 를 사용한 경우에는, 펄스 모터 (372) 의 구동 신호를 출력하는 제어 수단의 구동 펄스를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출할 수도 있다. 또, 상기 X 축 이송 수단 (37) 의 구동원으로서 서보 모터를 사용한 경우에는, 서보 모터의 회전수를 검출하는 로터리 인코더가 출력하는 펄스 신호를 제어 수단에 보내고, 그 제어 수단이 입력된 펄스 신호를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출할 수도 있다.
상기 활동 블록 (33) 은, 하면에 상기 이동 기대 (32) 의 상면에 형성된 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 과 끼워 맞춤하는 1 쌍의 피안내홈 (331, 331) 이 형성되어 있고, 이 피안내홈 (331, 331) 을 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 에 끼워 맞춤함으로써, Y 축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 제 1 척 테이블 기구 (3) 에는, 활동 블록 (33) 을 이동 기대 (32) 에 형성된 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 을 따라 Y 축 방향으로 이동시키기 위한 Y 축 이송 수단 (38) 을 구비하고 있다. Y 축 이송 수단 (38) 은, 상기 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 의 사이에 평행으로 배치 형성된 수나사 로드 (381) 와, 그 수나사 로드 (381) 를 회전 구동하기 위한 펄스 모터 (382) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드 (381) 는, 일단이 상기 이동 기대 (32) 의 상면에 고정된 베어링 블록 (383) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있고, 타단이 상기 펄스 모터 (382) 의 출력축에 전동 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드 (381) 는, 활동 블록 (33) 의 중앙부 하면에 돌출하여 형성된 도시되지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 그 펄스 모터 (382) 에 의해 수나사 로드 (381) 를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 활동 블록 (33) 은, 안내 레일 (322, 322) 을 따라 Y 축 방향으로 이동하게 된다.
제 1 척 테이블 기구 (3) 에는, X 축 방향과 마찬가지로, 상기 척 테이블 (36) 의 Y 축 방향 위치를 검출하기 위한 Y 축 방향 위치 검출 수단이 형성되어 있다 (도시는 생략). 당해 Y 축 방향 위치 검출 수단은, 예를 들어, 1 ㎛ 마다 1 펄스의 펄스 신호를 상기 제어 수단에 보낸다. 그리고 그 제어 수단은, 입력된 펄스 신호를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 Y 축 방향 위치를 검출한다. 또한, 상기 Y 축 이송 수단의 구동원으로서 펄스 모터 (382) 를 사용한 경우에는, 펄스 모터 (382) 의 구동 신호를 출력하는 그 제어 수단의 구동 펄스를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 Y 축 방향 위치를 검출할 수 있다. 또, 상기 Y 축 이송 수단 (38) 의 구동원으로서 서보 모터를 사용한 경우에는, 서보 모터의 회전수를 검출하는 로터리 인코더가 출력하는 펄스 신호를 후술하는 제어 수단에 보내고, 제어 수단이 입력된 펄스 신호를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 Y 축 방향 위치를 검출할 수도 있다.
또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공 장치에 있어서는, 정지 기대 (2) 의 상면에 배치된 레이저 광선 조사 유닛 (4) 을 사이에 두고, 상기 제 1 척 테이블 기구 (3) 의 반대측의 영역에, 제 2 척 테이블 기구 (3′) 가 구비되어 있다. 제 2 척 테이블 기구 (3′) 는, 상기한 제 1 척 테이블 기구 (3) 와 마찬가지로, 피가공물을 유지하는 제 2 척 테이블 (36′) (제 2 유지 수단) 과, 그 제 2 척 테이블 (36′) 을 X 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 X 축 이송 수단 (37′) 과, X 축 방향에 직교하는 Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 Y 축 이송 수단 (38′) 을 가지고 있고, 동일한 구성을 이루는 제 1 척 테이블 기구 (3) 에 부여되어 있는 각 부호에 「′」 부여한 형태로 기재되고, 각 구성의 작용에 대해서는, 제 1 척 테이블 기구 (3) 와 동일하기 때문에, 그 상세를 생략한다.
상기 레이저 광선 조사 유닛 (4) 은, 상기 정지 기대 (2) 상에 배치 형성된 지지 부재 (41) 와, 그 지지 부재 (41) 에 지지된 케이싱 (42) 을 구비하고 있고, 케이싱 (42) 은, 상기 제 1, 제 2 척 테이블 기구 (3, 3′) 측 각각에 수평으로 연장되고, 후술하는 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 광학계를 수납하고 있는 연장부 (42a, 42b) 와, 연장부 (42a, 42b) 의 각각에 배치 형성된 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 일부를 구성하는 제 1, 제 2 집광기 (51, 51′) 와, 레이저 가공할 가공 영역을 검출하는 제 1, 제 2 촬상 수단 (6, 6′) 을 구비하고 있다. 또한, 촬상 수단 (6, 6′) 은, 피가공물을 비추는 조명 수단과, 그 조명 수단에 의해 비추어진 영역을 포착하는 광학계와, 그 광학계에 의해 포착된 이미지를 촬상하는 촬상 소자 (CCD) 등을 구비하고, 촬상된 화상 신호를 제어 수단에 보내도록 구성되어 있다.
레이저 광선 조사 수단 (5) 에 대해 도 3 을 사용하여 한층 더 상세하게 설명한다. 레이저 광선 조사 수단 (5) 은, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (52), 분기하기 전의 광로 상에 배치된 1/2 파장판 (53), 편광 빔 스플리터 (54), 제 1, 제 2 빔 셔터 (55, 59), 제 1, 제 2 어테뉴에이터 (56, 60), 제 1, 제 2 파장 설정 수단 (57, 61), 분기 후의 광로 상에 배치되는 제 1, 제 2 의 1/2 파장판 (58, 62), 및 제 1, 제 2 집광기 (51, 51′) 등을 구비하고 있다.
펄스 레이저 광선 발진 수단 (52) 은, 도시되지 않은 레이저 발진기와 반복 주파수 설정 수단을 포함하고, 예를 들어, 파장이 1064 nm, 반복 주파수가 50 kHz 로 설정된 레이저 광선 LB 를 발진한다. 그 레이저 광선 LB 는 편광 빔 스플리터 (54) 에 의해, 편광 빔 스플리터 (54) 에서 반사되는 S 편광의 제 1 레이저 빔 (LB1) (제 1 광로) 과, 편광 빔 스플리터 (54) 를 투과하는 P 편광의 제 2 레이저 빔 (LB2) (제 2 광로) 으로 분기된다.
펄스 레이저 광선 발진 수단 (52) 과, 편광 빔 스플리터 (54) 의 사이에는, 1/2 파장판 (53) 이 삽입되어 있고, 그 1/2 파장판 (53) 의 회전 각도를 도시되지 않은 회전 각도 조정 수단에 의해 조정함으로써, 그 1/2 파장판 (53) 의 출사광의 편광면을 회전시키는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 그 1/2 파장판 (53) 의 편광면을 회전시킴으로써, 편광 빔 스플리터 (54) 로부터 출력되는 S 편광의 제 1 레이저 빔 (LB1) 과, P 편광의 제 2 레이저 빔 (LB2) 의 강도비를 연속적으로 변화시킬 수 있다.
편광 빔 스플리터 (54) 로부터 출사된 제 1, 제 2 레이저 빔 (LB1, LB2) 의 광로 상에는, 제 1, 제 2 빔 셔터 (55, 59) 가 배치 형성되어 있다. 각 빔 셔터 (55, 59) 에는, 도시되지 않은 셔터 구동 장치가 구비되어 있고, 그 레이저 빔 (LB1, LB2) 을 차단하는 위치, 및 차단하지 않는 위치에 구동 가능하게 구성되고, 제 1 레이저 빔 (LB1) 만 피가공물에 대해 조사하거나, 제 2 레이저 빔 (LB2) 만을 피가공물에 조사하거나, 혹은 양방 동시에 각 피가공물에 대해 조사하는 등, 적절히 전환하는 것이 가능하게 되어 있다.
제 1, 제 2 빔 셔터 (55, 59) 를 통과한 제 1, 제 2 레이저 빔 (LB1, LB2) 은, 각각 제 1, 제 2 어테뉴에이터 (56, 60) 에 의해 그 강도가 조정된다. 제 1, 제 2 어테뉴에이터 (56, 60) 는, 주지의 레이저 광선의 가변 감쇠기를 이용할 수 있고, 피가공물에 대한 필요한 가공 조건에 대응하여 적절히 레이저 강도를 가변으로 조정한다.
제 1, 제 2 어테뉴에이터 (56, 60) 를 거친 제 1, 제 2 레이저 빔 (LB1, LB2) 의 광로 상에 제 1, 제 2 파장 설정 수단 (57, 61) 이 배치되어 있다. 예를 들어, 레이저 광선 발진 수단 (52) 으로부터 발진된 파장 1064 nm 의 레이저 광선을, 비선형 결정에 통과시켜 532 nm 의 파장으로 변환하고, 또한 단결정을 통과시킴으로써 파장 355 nm 의 파장으로 변환할 수 있다. 피가공물에 대해, 투과성을 갖는 파장 (1064 nm) 을 이용하여 내부에 변질층을 형성하는 경우나, 흡수성을 갖는 파장 (355 nm) 을 이용하여 표면에 어브레이션 가공을 하는 경우 등, 당해 파장 설정 수단에 의해 적절히 전환하는 것이 가능하고, 각 광로 상에 당해 제 1, 제 2 파장 설정 수단 (57, 61) 을 구비함으로써, 제 1, 제 2 레이저 빔 (LB1, LB2) 의 파장을 상이한 것으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제 1, 제 2 파장 설정 수단 (57, 61) 을 거친 제 1, 제 2 레이저 빔 (LB1, LB2) 의 광로 상에는, 제 1, 제 2 의 1/2 파장판 (58, 62) 이 배치 형성되어 있다. 제 1, 제 2 의 1/2 파장판 (58, 62) 에는, 각각 도시되지 않은 회전 구동 수단이 구비되어 있고, 각 1/2 파장판 (58, 62) 을 회전시키는 것이 가능하게 되어 있다. 각 1/2 파장판 (58, 62) 은, 가공 대상이 되는 피가공물의 재질에 대응하여 제 1 레이저 빔 (LB1) 및 제 2 레이저 빔 (LB2) 의 편광면의 방향을 조정하고, 피가공물의 재질에 적합한 레이저 광선의 편광면의 방향으로 조정한다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 의 1/2 파장판 (58, 62) 을 통과한 제 1, 제 2 레이저 빔 (LB1, LB2) 은, 각각의 광로의 최종단에 형성된 제 1, 제 2 집광기 (51, 51′) 에 입사되어, 각 집광기 (51, 51′) 에 구비된 도시되지 않은 집광 렌즈에 의해 제 1, 제 2 척 테이블 (36, 36′) 상에 유지된 피가공물에 집광된다.
본 실시형태에 있어서의 레이저 광선 조사 수단 (5) 은 이상과 같이 구성되고, 상기한 광학계는, 정지 기대 (2) 의 제 1, 제 2 척 테이블 기구 (3, 3′) 에 끼워져 대략 중앙 위치에 배치된 케이싱 (42) 의 연장부 (42a, 42b) 에 수납되어 있고, 제 1, 제 2 집광기 (51, 51′) 는, 연장부 (42a, 42b) 의 단부에서, 제 1, 제 2 척 테이블 (36, 36′) 을 향하는 것이 가능한 위치, 즉 피가공물에 대해, 레이저 가공이 실시되는 제 1, 제 2 척 테이블 (36, 36′) 의 위치에 대응하는 제 1, 제 2 가공 영역으로 향하도록 배치 형성된다.
또한, 본 실시형태에서는, X 축, Y 축 이송 수단이, 1 쌍의 안내 레일간에 평행으로 배치 형성된 수나사 로드와, 이동 기대, 혹은 활동 블록의 하면에 형성된 수나사 로드에 나사 결합하는 암나사 구멍을 구비한 암나사 블록을 구비하고, 그 수나사 로드를 회전 구동하기 위한 펄스 모터 등의 구동원으로 구성되도록 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어, 수나사 로드 대신에, X 축, Y 축 방향으로 연장되는 리니어 레일과, 그 리니어 레일에 이동 가능하게 삽입하여 끼워져 척 테이블이 상방에 배치 형성되는 이동 기대, 혹은 활동 블록에 장착되는 코일 가동자로 이루어지는, 소위 리니어 샤프트 모터에 의해 구성되는 것으로 할 수도 있다.
도 1 로 돌아와서 설명을 계속하면, 상기 정지 기대 (2) 상에는, 반도체 웨이퍼 등의 복수의 피가공부를 수용하는 제 1, 제 2 카세트 (70, 70′) 가 재치되는 제 1, 제 2 카세트 재치 기구 (7, 7′) 와, 그 제 1, 제 2 카세트 (70, 70′) 로 부터 꺼낸 피가공물을 일시적으로 싣는 제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′) 과, 제 1, 제 2 카세트 (70, 70′) 로부터 피가공물을 꺼내고, 및 제 1, 제 2 카세트 (70, 70′) 에 수납하기 위한 제 1, 제 2 반송 수단 (9, 9′) 과, 제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′) 상에 임시 배치된 피가공물을 척 테이블 (36) 의 상면에 반입하고, 및 가공 후의 피가공물을, 상기 제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′) 상에 재치하기 위한 제 1, 제 2 반입 수단 (10, 10′) 이 구비되어 있다.
이하에, 정지 기대 (2) 상에 배치 형성되는 상기 카세트 재치 기구, 임시 배치 수단, 반출 수단, 반입 수단 등에 대해, 상세하게 설명한다. 도 1, 도 4 에 나타내는 제 1, 제 2 카세트 재치 기구 (7, 7′) 는, 상기 척 테이블 기구 (3, 3′) 의 척 테이블 (36) 에 대해 피가공물을 착탈하는 위치에 인접하여 형성되어 있고, 도시되지 않은 승강 수단에 의해 승강되는 제 1, 제 2 카세트 테이블 (71, 71′) 상에 복수의 피가공물을 수용하기 위한 제 1, 제 2 카세트 (70, 70′) 가 재치된다.
제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′) 에 대해 도 1, 도 5 를 참조하여 설명한다. 제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′) 은 상기 카세트 재치 기구 (7, 7′) 의 X 축 방향에 인접하여 형성되어 있고, 척 테이블 (36, 36′) 에 대해 피가공물을 착탈하는 위치의 바로 위에 배치 형성된다. 이 제 1, 제 2 임시 배치 수단 (8, 8′) 은, 단면 L 자상으로 장척으로 형성된 지지 레일 (81a, 81b, 81a′, 81b′) 과, 그 지지 레일 (81a, 81b, 81a′, 81b′) 의 단부를 지지하고, 또한 양자의 간격을 좁히거나 넓히거나 할 수 있도록 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구성된 지지 레일 이동 수단 (82, 82′) 을 구비하고 있다. 당해 지지 레일 (81a, 81b, 81a′, 81b′) 에 의해 형성되는 간격은, 좁혔을 때에, 피가공물인 반도체 웨이퍼 (W) 를 보호 테이프 (T) 를 개재하여 지지하는 환상의 프레임 (F) 의 외경을 유지할 수 있는 치수로 하고, 넓혔을 때에는, 양자의 간격이 프레임 (F) 의 외경보다 넓어지는 치수로 설정된다.
상기 제 1, 제 2 반송 수단에 대해, 도 1, 6 을 참조하여 설명한다. 제 1, 제 2 반송 수단 (9, 9′) 은, 제 1, 제 2 반송 아암 (91, 91′), 그 제 1, 제 2 반송 아암 (91, 91′) 의 선단부에서, 상기 카세트 재치 기구 (7, 7′) 가 배치 형성된 방향으로 형성되고, 카세트 (70, 70′) 에 수납된 반도체 웨이퍼를 지지하는 프레임 (F) 을 파지하기 위해 제 1, 제 2 파지 부재 (92, 92′) 와, 제 1, 제 2 반송 아암 (91, 91′) 을 X 축 방향을 따라 이동 가능하게 지지하는 반송 아암 이동 수단 (93, 93′) 을 구비하고 있다. 그 파지 부재 (92, 92′) 는, 도시되지 않은 에어 실린더로부터 공급되는 에어 압력에 의해 구동되어 그 프레임 (F) 을 파지하도록 구성되어 있다.
제 1, 제 2 반입 수단 (10, 10′) 에 대해, 도 1, 도 7 을 참조하여 설명한다. 제 1, 제 2 반입 수단 (10, 10′) 은, 선단에 피가공물인 반도체 웨이퍼를 지지하는 프레임 (F) 을 흡인 유지하기 위한 흡인 패드 (11, 11′) 를 구비한 반입 아암 (12, 12′) 과, 반입 아암 (12, 12′) 을 승강시키는 작동 로드 (13, 13′) 와, 작동 로드 (13, 13′) 를 승강시키는 승강 수단 (14, 14′) 으로 구성되어 있고, 예를 들어 승강 수단 (14, 14′) 은, 에어 피스톤 등으로 구성된다. 각 반입 아암 (12, 12′) 에는, 각각 흡인 패드 (11, 11′) 가 4 개씩 구비되어 있고, 흡인 패드 (11, 11′) 는 각각 도시되지 않은 코일 스프링 등에 의해 하방으로 가압하기 위해 탄성 지지됨과 함께, 도시되지 않은 흡인 수단에 연결된 버큠 분배기에 플렉시블 파이프로 연통되어 있다.
이상 설명한 레이저 광선 조사 수단, 카세트 재치 기구, 임시 배치 수단, 반출 수단, 및 반입 수단은, 도 1 에 나타내는 바와 같이 정지 기대 (2) 상에 배치되어 있고, 도 1, 8 내지 14 를 참조하여, 제 1 척 테이블 기구 (3) 측에 형성된 레이저 광선 조사 수단, 카세트 재치 기구, 임시 배치 수단, 반출 수단, 및 반입 수단에 의해 구성되는 레이저 기구 (1a) 의 반출, 반입 공정의 작용에 대해 이하에 설명한다. 또한, 제 2 척 테이블 기구 (3′) 측에 형성된 레이저 광선 조사 수단, 카세트 재치 기구, 임시 배치 수단, 반출 수단, 및 반입 수단에 의해 구성되는 레이저 기구 (1b) 에 있어서도, 완전히 동일한 작용을 발휘하는 것이기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1, 8 에 나타내는 바와 같이, 제 1 척 테이블 기구 (3) 의 X 축 방향에 인접하여, 제 1 카세트 재치 기구 (7) 가 배치 형성되어 있다. 당해 제 1 카세트 재치 기구 (7) 와, 제 1 척 테이블 (36) 에 대해 피가공물을 착탈하는 위치에 의해 형성되는 제 1 착탈 영역의 바로 위에는, 제 1 임시 배치 수단 (8) 이 배치 형성되어 있다. 또, 제 1 척 테이블 기구 (3) 의 제 1 착탈 영역, 즉 제 1 임시 배치 수단 (8) 의 측방에는, 제 1 반출 수단 (9) 이 배치 형성되고, 또한 제 1 척 테이블 기구 (3) 를 사이에 두고, 제 1 반출 수단 (9) 과 대향하는 위치에, 제 1 반입 수단 (10) 이 배치 형성되어 있다.
여기서, 제 1 카세트 (70) 로부터, 피가공물인 반도체 웨이퍼 (W) 의 유지 수단인 척 테이블 (36) 에 대해 반출, 반입하는 공정에 대해 설명한다. 먼저, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제 1 임시 배치 수단 (8) 은, 지지 레일 이동 수단 (82) 을 작동시킴으로써, 지지 레일 (81a, 81b) 을, 반도체 웨이퍼 (W) 를 지지하는 프레임 (F) 의 외경폭에 맞추어 좁힌 상태로 한다. 반송 아암 (91) 의 선단부에 형성된 파지 부재 (92) 의 높이 위치는 변화하지 않기 때문에, 제 1 카세트 테이블 (71) 을 적절히 승강시키고, 다음으로 꺼내지는 반도체 웨이퍼 (W) 의 높이 위치를, 그 파지 부재 (92) 의 높이 위치에 일치하도록 조정한다.
제 1 카세트 (70) 에 수납된 반도체 웨이퍼 (W) 의 높이 위치를, 파지 부재 (92) 의 높이 위치에 일치시킨 후, 반송 아암 (91) 을 제 1 카세트 (70) 측으로 이동시켜, 제 1 카세트 (70) 에 수납되어 있는 반도체 웨이퍼 (W) 의 환상 프레임 (F) 에 파지 부재 (92) 를 걸어맞춤시킨다. 그리고, 도시되지 않은 에어 실린더에 의해 공급되는 에어압에 의해, 파지 부재 (92) 가 구동되어 환상 프레임 (F) 을 파지한다. 환상 프레임 (F) 을 파지했다면, 반송 아암 이동 수단 (93) 을 작동하여 반송 아암 (91) 을 제 1 카세트 재치 기구 (7) 의 반대측으로 향하여 꺼내고, 도 9 에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼 (W) 를 제 1 임시 배치 기구 (8) 의 지지 레일 (81a, 81b) 상에 반송하고, 파지 부재 (92) 의 파지 상태를 해제하여, 반도체 웨이퍼 (W) 를 지지 레일 (81a, 81b) 상에 임시 배치한다.
제 1 임시 배치 수단 (8) 의 지지 레일 (81a, 81b) 상에 반도체 웨이퍼 (W) 를 임시 배치했다면, 도 10 에 나타내는 바와 같이 (설명 상, 반송 아암 (91) 은 도 10 에서 생략되어 있다), 제 1 반입 수단 (10) 의 승강 수단 (14) 을 작동하여, 작동 로드 (13) 를 강하시킨다. 작동 로드 (13) 의 상단에는 선단부에 흡인 패드 (11) 가 구비된 반입 아암 (12) 이 연결되어 있고, 작동 로드 (13) 의 강하에 의해, 반입 아암 (12) 의 선단부에 형성되어 있는 흡인 패드 (11) 가, 제 1 임시 배치 수단 (8) 상에 임시 배치되어 있는 반도체 웨이퍼 (W) 를 지지하는 환상 프레임 (F) 에 맞닿는다. 흡인 패드 (11) 는, 상기한 바와 같이, 도시되지 않은 코일 스프링에 의해 하방을 향하여 탄성 지지되어 있고, 환상 프레임 (F) 에 맞닿음으로써 반입 아암 (12) 에 대해 상방으로 약간 상대 이동한다. 그리고, 흡인 패드 (11) 가 환상 프레임 (F) 에 맞닿음으로써 작동 로드 (13) 의 하강이 정지됨과 함께, 흡인 패드 (11) 에 연결된 도시되지 않은 버큠 분배기를 개재하여 부압이 공급되고, 흡인 패드 (11) 에 대해 프레임 (F) 을 개재하여 반도체 웨이퍼 (W) 가 흡인 고정된다.
흡인 패드 (11) 에 대해 반도체 웨이퍼 (W) 가 흡인 고정되었다면, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 임시 배치 수단 (8) 의 지지 레일 이동 수단 (82) 을 작동시켜, 지지 레일 (81a, 81b) 의 간격을 환상 프레임 (F) 의 외경폭보다 넓힌다. 그 후, 작동 로드 (13) 를 한층 더 강하시켜, 피가공물 착탈 위치에 위치 결정되어 있는 제 1 척 테이블 (36) 의 상면에 반도체 웨이퍼 (W) 를 재치하고, 흡인 패드에 공급하고 있던 부압의 공급을 차단함과 함께, 작동 로드 (13) 를 도 9 에 나타내는 대기 위치까지 상승시킨다. 이와 같이 하여 반도체 웨이퍼 (W) 를 그 척 테이블 (36) 상에 재치했다면, 도시되지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 그 척 테이블 (36) 의 상면에 보호 테이프 (T) 를 개재하여 반도체 웨이퍼 (W) 를 흡인 유지한다. 그 척 테이블 (36) 의 상면에 반도체 웨이퍼 (W) 를 흡인 유지했다면, 클램프 (362) 를 작동하여, 척 테이블 (36) 에 대해 환상 프레임 (F) 을 고정시킨다. 이와 같이 하여, 그 척 테이블 (36) 에 반도체 웨이퍼 (W) 를 고정했다면, 제 1 척 테이블 기구 (3) 를 구성하는 X 축 이송 수단 (37) 을 작동하고, 그 척 테이블 (36) 을 레이저 광선 조사 유닛 (4) 의 제 1 집광기 (51) 가 상방에 배치 형성된 제 1 가공 영역에 이동시킨다.
여기까지, 제 1 레이저 기구 (1a) 의 반송, 반입 공정에 대해 설명했다. 상기한 바와 같이, 제 2 척 테이블 기구 (3′) 측에도 동일한 카세트 재치 기구, 임시 배치 수단, 반출 수단, 및 반입 수단이 배치 형성되어 있고, 제 2 레이저 기구 (1b) 는, 제 1 레이저 기구 (1a) 와 동일한 작용을 발휘하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 상기한 제 1 레이저 기구 (1a) 의 카세트 재치 기구, 임시 배치 수단, 반출 수단, 및 반입 수단은, 도시되지 않은 제어 수단의 출력 인터페이스로부터의 출력 신호에 의해 제어된다.
다음으로, 제 1 레이저 기구 (1a) 에 있어서의, 레이저 가공 공정에 대해 설명한다.
반도체 웨이퍼 (W) 가 유지된 제 1 척 테이블 (36) 이 제 1 가공 영역에 위치 결정되면, 제 1 촬상 수단 (6) 및 제어 수단에 의해, 반도체 웨이퍼 (W) 의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 공정을 실행한다. 즉, 제 1 촬상 수단 (6) 및 제어 수단은, 반도체 웨이퍼 (W) 의 제 1 방향으로 형성되어 있는 가공 예정 라인을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 제 1 집광기 (51) 와의 위치 맞춤을 실시하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하고, 레이저 광선 조사 위치를 검출하는 얼라인먼트 공정을 수행한다. 또, 반도체 웨이퍼 (W) 에 형성되어 있는 제 1 방향에 직교하는 방향으로 형성되어 있는 가공 예정 라인에 대해서도 동일하게 레이저 광선 조사 위치를 검출하는 얼라인먼트 공정을 수행한다.
이상과 같이 하여 제 1 척 테이블 (36) 상에 유지된 반도체 웨이퍼 (W) 에 형성되어 있는 가공 예정 라인을 검출하고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트 공정을 실시했다면, 그 척 테이블 (36) 을 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 제 1 집광기 (51) 가 위치하는 제 1 가공 영역으로 이동시켜, 소정의 가공 예정 라인의 일단을 제 1 집광기 (51) 의 바로 아래에 위치 결정한다. 그리고, 제 1 집광기 (51) 의 도시되지 않은 집광 렌즈에 의해 집광되고, 반도체 웨이퍼 (W) 에 대해 투과성을 갖는 펄스 레이저 광선의 집광 스폿을 반도체 웨이퍼 (W) 의 내부의 소정 높이 위치에 맞춘다. 다음으로, 제 1 집광기 (51) 로부터 반도체 웨이퍼 (W) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블 (36) 을 도 1 에 있어서의 X 축 방향으로 소정의 속도로 이동시킨다. 그리고, 가공 예정 라인의 타단이 제 1 집광기 (51) 의 바로 아래 위치에 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지함과 함께, 척 테이블 (36) 의 이동을 정지한다. 이 결과, 반도체 웨이퍼 (W) 의 내부에, 가공 예정 라인을 따른 변질층이 형성된다. 하나의 가공 예정 라인에 대해 이와 같은 레이저 가공을 실시했다면, Y 축 이송 수단 (38) 에 의해 척 테이블 (36) 을 Y 축 방향에 대해 가공 이송하고, 상기와 마찬가지로, X 축 방향을 따른 가공 예정 라인에 대해 레이저 가공을 반복한다. 이로써, 모든 가공 예정 라인에 대한 레이저 가공을 실시할 수 있다. 상기한 제 1 레이저 기구 (1a) 가 실시하는 레이저 가공 공정은, 제 2 레이저 기구 (1b) 에 있어서도 완전히 동일하게 실시하는 것이 가능하게 되어 있고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기한 레이저 가공 공정이 종료되면, 도 8 내지 11 에 기초하여 설명한 반출, 반입 공정과는 반대의 순서에 의해, 제 1 척 테이블 (36) 에 유지된 반도체 웨이퍼 (W) 를, 제 1 카세트 (70) 의 반출 전에 수납되어 있던 위치에 수용한다. 즉, 제 1 가공 영역으로 이동하여 레이저 가공된 반도체 웨이퍼 (W) 를 유지한 그 척 테이블 (36) 은, 제 1 가공 영역으로부터, X 축 이송 수단 (37) 을 작동하여, 제 1 착탈 영역으로 이동한다. 그 후, 도 11 에 기초하여 설명한 동작과는 반대로, 제 1 반입 수단 (10) 의 작동 로드 (13) 를 강하시켜, 그 척 테이블 (36) 상에 유지된 반도체 웨이퍼 (W) 를 지지하고 있는 환상 프레임 (F) 에 흡인 패드 (11) 를 맞닿게 하여 부압을 발생시킴으로써, 흡인 패드 (11) 에 대해 반도체 웨이퍼 (W) 를 흡인 고정시킨다. 흡인 패드 (11) 에 대해 반도체 웨이퍼 (W) 를 고정했다면, 그 척 테이블 (36) 에 구비된 고정용 클램프 (362) 의 고정 상태를 해제하여, 작동 로드 (13) 를 상승시키고, 반도체 웨이퍼 (W) 를 제 1 임시 배치 수단 (8) 의 지지 레일 (81a, 81b) 보다 높은 위치로 상승시킨다.
반도체 웨이퍼 (W) 가 지지 레일 (81a, 81b) 보다 높은 위치로 이동하면, 제 1 임시 배치 수단 (8) 의 지지 레일 이동 수단 (82) 을 작동하여, 지지 레일 (81a, 81b) 간의 거리를 환상 프레임 (F) 의 외경에 맞추어 좁게 한다. 지지 레일 (81a, 81b) 을 좁게 하면, 제 1 반입 수단 (10) 의 작동 로드 (13) 를 강하시켜, 흡인 패드에 흡인 유지된 반도체 웨이퍼 (W) 를 제 1 임시 배치 수단 (8) 의 지지 레일 (81a, 81b) 상에 위치 결정하여 도 10 의 상태로 함과 함께, 흡인 패드 (11) 에 발생하고 있던 부압을 해제하여 지지 레일 (81a, 81b) 상에 재치하고, 다시 작동 로드 (13) 를 최상위 위치로 이동시킨다.
마지막으로, 제 1 카세트 (70) 로부터 떨어진 위치에 위치 결정되어 있던 제 1 반송 수단 (9) 의 반송 아암 (91) 을 제 1 카세트 (70) 측으로 이동시킨다. 이 때, 반도체 웨이퍼 (W) 를 유지하는 프레임 (F) 은, 제 1 반송 아암 (91) 과 맞닿아 이동하므로, 파지 부재 (92) 를 작동시킬 필요는 없다. 이와 같이 하여, 반도체 웨이퍼 (W) 가 반송 아암 (91) 에 밀림으로써, 도 8 에 나타내는 가공 전에 수용되어 있던 카세트 (70) 의 소정 위치에 되돌려져 수용된다.
도 1 에 나타낸 레이저 기구 (1a, 1b) 를 포함하는 레이저 가공 장치 (1) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 각 레이저 기구 (1a, 1b) 를 덮는 하우징 (200) 을 가지고 있다. 또한, 하우징 (200) 내에 배치되는 레이저 가공 장치 (1) 의 그 X 축 방향에서 레이저 기구 (1a, 1b) 의 카세트 테이블이 재치되는 측과 대향하는 하우징 (200) 의 벽면에는, 제 1 개폐문 (201), 및 제 2 개폐문 (204) 이 Y 축 방향으로 병설되고, 제 1 개폐문 (201) 은 왼쪽 열림으로, 제 2 개폐문 (204) 은 오른쪽 열림으로, 소위 좌우 여닫이문이 되도록 설정되어 있다. 그 개폐문 (201, 204) 은, 각각, 개방함으로써 하우징 (200) 내의 레이저 기구 (1a) 의 제 1 카세트 재치 기구 (7) 와, 제 1 척 테이블 (36) 에 대해 피가공물을 착탈하는 위치에 의해 형성되는 제 1 착탈 영역, 레이저 기구 (1b) 의 제 2 카세트 재치 기구 (7′) 와, 제 2 척 테이블 (36′) 에 대해 피가공물을 착탈하는 위치에 의해 형성되는 제 2 착탈 영역에 액세스 가능하게 배치 형성되어 있고, 제 1, 제 2 카세트 테이블 (71, 71′) 에 대해 제 1, 제 2 카세트 (70, 70′) 를 반입, 반출할 때에 사용된다.
상기한 제 1, 제 2 개폐문 (201, 204) 에는, 각각 제 1 레이저 기구 (1a) 를 조작하기 위한 제 1 조작 패널 (202) 과, 제 2 레이저 기구 (1b) 를 조작하기 위한 제 2 조작 패널 (205) 이 배치 형성되어 있고, 각 조작 패널을 조작함으로써, 도시되지 않은 제어 수단에 대해 각종 설정을 실시할 수 있고, 제 1 레이저 기구 (1a) 와, 제 2 레이저 기구 (1b) 를 독립적으로 조작하는 것이 가능하게 되어 있다. 이와 같은 구성을 구비함으로써, 제 1 개폐문을 개방하여, 제 1 카세트 (70) 를 제 1 카세트 테이블 (7) 에 재치하는 작업을 실시하고 있을 때에, 잘못해서 제 1 조작 패널 (202) 을 조작하여 제 1 레이저 기구 (1a) 를 작동시켜 버리는 것, 및 제 2 개폐문을 개방하여, 제 2 카세트 (70′) 를 제 2 카세트 테이블 (7′) 에 재치하는 작업을 실시하고 있을 때에, 잘못해서 제 2 조작 패널 (205) 을 조작하여 제 2 레이저 기구 (1a) 를 작동시켜 버리는 것이 방지된다.
또, 상기 벽면의 좌방에 위치 결정된 제 1 개폐문 (201) 에 배치 형성된 제 1 조작 패널 (202) 은 왼쪽 열림으로, 우방으로 위치 결정된 제 2 개폐문 (204) 에 배치 형성된 제 2 조작 패널 (205) 은 오른쪽 열림으로 배치 형성되어 있다. 당해 실시형태의 레이저 가공 장치에 있어서는, 하우징 (200) 의 외부로부터, 각 레이저 기구 (1a, 1b) 의 동작을 확인하면서 조작 패널을 조작하는 경우를 상정하여, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 하우징 (200) 의 각 레이저 기구 (1a, 1b) 의 측방에 제 1, 제 2 투시창 (203, 206) 이 형성되어 있다. 그리고, 제 1, 제 2 투시창 (203, 206) 을 들여다 보면서 조작하는 오퍼레이터는, 상기 제 1, 제 2 조작 패널 (202, 205) 을 각각 좌측, 우측으로 적절히 열어 조작하게 된다. 이와 같은, 투시창, 조작 패널을 포함하는 구성으로 함으로써, 제 1, 제 2 레이저 기구 (1a, 1b) 를 가지고, 조작 패널을 각각에 대해 형성하는 경우여도, 양자를 혼동해서 조작 미스를 일으키는 것이 방지된다.
1 ： 레이저 가공 장치
1a, 1b ： 제 1, 제 2 레이저 기구
2 ： 정지 기대
3, 3′ ： 제 1, 제 2 척 테이블 기구
36, 36′ ： 제 1, 제 2 척 테이블
4 ： 레이저 광선 조사 유닛
5 ： 레이저 광선 조사 수단
51, 51′ ： 제 1, 제 2 집광기
6, 6′ ： 제 1, 제 2 촬상 수단
7, 7′ ： 제 1, 제 2 카세트 재치 기구
8, 8′ ： 제 1, 제 2 임시 배치 수단
9, 9′ ： 제 1, 제 2 반송 수단
10, 10′ ： 제 1, 제 2 반입 수단
11, 11′ ： 흡인 패드
200 ： 하우징
201 ： 제 1 개폐문
202 ： 제 1 조작 패널
203 ： 제 1 투시창
204 ： 제 2 개폐문
205 ： 제 2 조작 패널
206 ： 제 2 투시창

Claims (3)

  1. 레이저 가공 장치로서,
    피가공물을 유지하는 제 1 척 테이블과, 상기 제 1 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 제 1 X 축 이송 수단과, 상기 제 1 척 테이블을 상기 X 축 방향에 직교하는 Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 1 Y 축 이송 수단과, 상기 제 1 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 집광하는 제 1 집광기를 포함하는 제 1 레이저 기구와,
    피가공물을 유지하는 제 2 척 테이블과, 상기 제 2 척 테이블을 X 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 X 축 이송 수단과, 상기 제 2 척 테이블을 상기 X 축 방향에 직교하는 Y 축 방향으로 가공 이송하는 제 2 Y 축 이송 수단과, 상기 제 2 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 집광하는 제 2 집광기를 포함하는 제 2 레이저 기구와,
    레이저 빔을 출사하는 레이저 발진기와,
    상기 레이저 발진기가 출사한 레이저 빔을 상기 제 1 집광기와 상기 제 2 집광기로 분기하는 광학계와,
    상기 제 1 레이저 기구에 대해 가공 조건을 설정하는 제 1 조작 패널과,
    상기 제 2 레이저 기구에 대해 가공 조건을 설정하는 제 2 조작 패널을 구비하고,
    상기 광학계는, 1/2 파장판과 편광 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 1/2 파장판을 회전시킴으로써, 상기 편광 빔 스플리터에서 반사되는 S 편광의 제 1 레이저 빔과 상기 편광 빔 스플리터를 투과하는 P 편광의 제 2 레이저 빔의 강도비를 변화시키고,
    상기 제 1 레이저 기구에서는 상기 제 1 레이저 빔을 상기 제 1 집광기로 상기 피가공물에 집광하고,
    상기 제 2 레이저 기구에서는 상기 제 2 레이저 빔을 상기 제 2 집광기로 상기 피가공물에 집광하고,
    상기 제 1 레이저 기구와 상기 제 2 레이저 기구는 독립적으로 조작 가능한 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 가공 장치는, 상기 제 1 레이저 기구 및 상기 제 2 레이저 기구를 덮는 하우징을 가지며, 상기 하우징에는, 상기 제 1 레이저 기구에 대해 피가공물을 반입하는 위치에 제 1 개폐문이 배치 형성되고, 상기 제 2 레이저 기구에 대해 피가공물을 반입하는 위치에 제 2 개폐문이 배치 형성되고,
    상기 제 1 조작 패널은 상기 제 1 개폐문에 배치 형성되고, 상기 제 2 조작 패널은 상기 제 2 개폐문에 배치 형성되고,
    상기 제 1 개폐문과 상기 제 2 개폐문은, 상기 하우징의 X 축 방향과 직교하는 면에 있어서 Y 축 방향으로 병설된, 레이저 가공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 척 테이블은, 상기 제 1 X 축 이송 수단에 의해 피가공물을 착탈하는 제 1 착탈 영역과, 상기 제 1 집광기로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 피가공물에 가공을 실시하는 제 1 가공 영역에 위치 결정되고,
    상기 제 1 착탈 영역에는, 피가공물을 수용한 카세트가 재치되는 제 1 카세트 테이블과, 상기 제 1 카세트 테이블에 재치된 카세트로부터 피가공물이 임시 배치되는 제 1 임시 배치 수단까지 피가공물을 반송하는 제 1 반송 수단과, 상기 제 1 임시 배치 수단에 반송된 피가공물을 상기 제 1 척 테이블에 반입하는 제 1 반입 수단이 배치 형성되고,
    상기 제 1 개폐문은 상기 제 1 카세트 테이블에 상기 카세트를 착탈할 때에 개방 상태로 되는 것이며,
    상기 제 2 척 테이블은, 상기 제 2 X 축 이송 수단에 의해 피가공물을 착탈하는 제 2 착탈 영역과, 상기 제 2 집광기로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 피가공물에 가공을 실시하는 제 2 가공 영역에 위치 결정되고,
    상기 제 2 착탈 영역에는, 피가공물을 수용한 카세트가 재치되는 제 2 카세트 테이블과, 상기 제 2 카세트 테이블에 재치된 카세트로부터 피가공물이 임시 배치되는 제 2 임시 배치 수단까지 피가공물을 반송하는 제 2 반송 수단과, 상기 제 2 임시 배치 수단에 반송된 피가공물을 상기 제 2 척 테이블에 반입하는 제 2 반입 수단이 배치 형성되고,
    상기 제 2 개폐문은 상기 제 2 카세트 테이블에 카세트를 착탈할 때에 개방 상태로 되는 것인, 레이저 가공 장치.
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