KR102513057B1 - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 본 발명의 과제는, 판상의 피가공물에 대해 레이저 광선을 조사하여 가공할 때에, 피가공물에 대한 레이저 광선의 조사가 방해되지 않는 레이저 가공 장치를 제공하는 것에 있다.
(해결 수단) 유지 유닛 (30) 의 상부에 배치 형성된 액체 공급 기구 (40) 는, 유지 테이블 (34) 에 유지된 피가공물 (10) 의 상면과의 사이에 간극 (S) 을 형성하여 위치되는 투명판 (42) 을 구비한 액체 챔버 (41) 와, 액체 챔버 (41) 내에 있어서 유지 테이블 (34) 에 유지된 피가공물 (10) 의 상면에 비접촉의 상태에서 근접한 위치에 배치 형성됨과 함께, 피가공물 (10) 상의 액체 (W) 에 흐름을 생성하는 투명 부재로 이루어지는 롤러 (52) 와, 롤러 (52) 를 회전시키는 롤러 회전 기구 (54) 와, 액체 챔버 (41) 의 일방으로부터 간극 (S) 에 액체를 공급하는 액체 공급 노즐 (43) 과, 액체 챔버 (41) 의 타방으로부터 액체 (W) 를 배출하는 액체 배출 노즐 (44) 을 포함한다. 레이저 광선 조사 유닛 (6) 은, 레이저 발진기 (82) 로부터 출사된 레이저 광선 (LB) 을 집광하고, 투명판 (42), 롤러 (52), 및 간극 (S) 에 공급된 액체 (W) 를 투과하여 유지 테이블 (34) 에 유지된 피가공물 (10) 에 조사하는 집광기 (86) 를 포함한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 판상의 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가, 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, PC, 조명 기기 등의 전기 기기에 이용된다.
레이저 가공 장치는, 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 피가공물의 표면에 위치시켜 조사하는 어블레이션 가공에 의해 분할의 기점이 되는 홈을 형성하는 타입인 것 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조), 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 피가공물의 내부에 위치시켜 조사하고, 피가공물의 내부에 분할의 기점이 되는 개질층을 형성하는 타입인 것 (예를 들어, 특허문헌 2 를 참조), 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을, 피가공물의 내부에 위치시켜 조사하고, 피가공물의 표면에서 이면에 이르고, 분할의 기점이 되는 세공과 그 세공을 감싸는 비정질 영역으로 이루어지는 복수의 실드 터널을 형성하는 타입인 것 (예를 들어, 특허문헌 3 을 참조) 이 존재하고, 피가공물의 종류, 요구되는 가공 정밀도 등에 따라 레이저 가공 장치가 적절히 선택된다.
상기한 레이저 가공 장치 중, 특히 어블레이션 가공을 실시하는 타입에 있어서는, 웨이퍼의 표면에 레이저 광선을 조사하였을 때에 발생하는 데브리 (레이저 가공 부스러기) 가, 웨이퍼에 형성된 디바이스의 표면에 비산하여 부착되어, 디바이스의 품질을 저하시킬 우려가 있는 점에서, 레이저 가공을 실시하기 전에, 웨이퍼의 표면에, 가공에 사용하는 레이저 광선을 투과하는 액상 수지를 피복하여 데브리의 부착을 방지하고, 레이저 가공을 실시한 후에, 그 액상 수지를 제거하는 것이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 4 를 참조).
일본 공개특허공보 평10-305420호 일본 특허공보 제3408805호 일본 공개특허공보 2014-221483호 일본 공개특허공보 2004-188475호
특허문헌 4 에 기재된 기술에 의하면, 액상 수지가 피복되어 있음으로써, 디바이스의 표면에 데브리가 부착되는 것을 방지할 수 있어, 가공 품질은 확보된다. 그러나, 액상 수지를 도포하는 공정, 가공 후에 액상 수지를 제거하는 공정이 필요하여 생산성에 문제가 있다. 또한, 액상 수지는 반복 이용할 수 없기 때문에, 경제적이지 않다는 문제도 있다.
또, 웨이퍼를 수몰시킨 상태에서 레이저 광선을 조사하여 데브리를 물에 부유시킴으로써 웨이퍼의 표면에 부착되는 것을 방지하는 기술도 제안되어 있다. 그러나, 웨이퍼가 수몰된 상태에서 웨이퍼에 대해 레이저 광선을 조사하는 경우, 웨이퍼의 레이저 광선이 조사된 부위에서 미세한 기포가 발생하기 때문에, 이 기포에 의해 레이저 광선의 진행이 방해되어, 원하는 가공을 할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 판상의 피가공물에 대해 레이저 광선을 조사하여 가공할 때에, 피가공물에 대한 레이저 광선의 조사가 방해되지 않는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 판상의 피가공물을 유지하는 유지 테이블을 구비한 유지 유닛과, 그 유지 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 레이저 광선 조사 유닛과, 그 유지 유닛의 상부에 배치 형성된 액체 공급 기구를 구비하고, 그 액체 공급 기구는, 그 유지 테이블에 유지된 피가공물의 상면과의 사이에 간극을 형성하여 위치되는 투명판을 구비한 액체 챔버와, 그 액체 챔버 내에 있어서 그 유지 테이블에 유지된 그 피가공물의 상면에 비접촉의 상태에서 근접한 위치에 배치 형성됨과 함께, 그 피가공물 상의 액체에 흐름을 생성하는 투명 부재로 이루어지는 롤러와, 그 롤러를 회전시키는 롤러 회전 기구와, 그 액체 챔버의 일방으로부터 그 간극에 액체를 공급하는 액체 공급 노즐과, 그 액체 챔버의 타방으로부터 액체를 배출하는 액체 배출 노즐을 포함하고, 그 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와, 그 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하고, 그 투명판, 그 롤러, 및 그 간극에 공급된 액체를 투과하여 그 유지 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기를 포함하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 그 레이저 광선 조사 유닛은, 그 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 분산시키는 분산 수단을 추가로 포함한다.
본 발명에 의하면, 피가공물에 대한 레이저 광선의 조사가 방해되지 않는 레이저 가공 장치가 제공된다. 또, 본 발명을, 어블레이션 가공을 실시하는 레이저 가공 장치에 적용한 경우에는, 웨이퍼의 표면에 액상 수지를 피복하지 않아도, 레이저 가공시에 발생하는 데브리가 디바이스에 부착되는 것을 억제할 수 있어, 디바이스의 가공 품질이 저하되는 것을 방지한다.
도 1 은, 본 발명 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 액체 공급 기구, 및 유지 유닛을 분해하여 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 액체 공급 기구, 및 유지 유닛의 일부를 분해하여 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치의 레이저 광선 조사 유닛의 사시도이다.
도 5 는, 도 4 에 나타내는 레이저 광선 조사 유닛의 일부를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 6 은, 도 4 에 나타내는 레이저 광선 조사 유닛의 광학계의 개략을 나타내는 블록도이다.
도 7 은, 도 5 에 나타내는 레이저 광선 조사 유닛에 의해 레이저 가공이 실시되는 상태를 나타내는 (a) 사시도, 및 (b) 측면도이다.
도 8 은, 도 7 에 나타내는 레이저 광선 조사 유닛의 분산 수단에 의해 레이저 광선이 분산되어 레이저 가공이 실시되는 상태를 설명하기 위한 레이저 광선 조사 유닛의 측면도이다.
이하, 본 발명에 기초하는 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치에 대해, 첨부 도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 에는, 본 실시형태의 레이저 가공 장치 (2) 의 사시도가 나타나 있다. 레이저 가공 장치 (2) 는, 기대 (21) 와, 기대 (21) 상에 배치되는 피가공물을 유지하는 유지 유닛 (30) 과, 기대 (21) 상의 유지 유닛 (30) 의 측방에 화살표 Z 로 나타내는 Z 방향으로 세워 형성되는 수직벽부 (221), 및 수직벽부 (221) 의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평벽부 (222) 로 이루어지는 프레임체 (22) 와, 유지 유닛 (30) 의 상부에 배치 형성되는 액체 공급 기구 (40) 와, 수평벽부 (222) 의 하면에 배치 형성되는 레이저 광선 조사 유닛 (6) 을 구비하고 있다.
도 2 는, 레이저 가공 장치 (2) 의 액체 공급 기구 (40), 및 유지 유닛 (30) 을 분해하여 나타내는 사시도이다. 또, 도 3 은, 유지 유닛 (30), 액체 공급 기구 (40) 를 구성하는 액체 챔버 (41), 액체 공급 노즐 (43), 및 액체 배출 노즐 (44) 의 각 구성을 분해하여 나타내는 사시도이며, 각 구성에 대해 이하에 설명한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 유지 유닛 (30) 은, 직방체상의 유지 기대 (31) 와, 유지 기대 (31) 의 상면에 배치 형성되는 사각형상의 베이스 테이블 (32) 과, 베이스 테이블 (32) 의 대략 중앙에 배치 형성되고 베이스 테이블 (32) 에 대해 대략 절반의 면적으로 구성되는 중앙 테이블 (33) 과, 중앙 테이블 (33) 상에 배치 형성되는 원형의 유지 테이블 (34) 을 구비한다. 유지 테이블 (34) 은, 도시되지 않은 회동 기구에 의해 회전하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 유지 테이블 (34) 의 중앙 영역은, 통기성을 갖는 재질, 예를 들어 포러스 세라믹스에 의해 구성되는 원형의 흡착 척 (34a) 으로 이루어진다. 흡착 척 (34a) 은, 도시되지 않은 흡인원에 접속되고, 흡착 척 (34a) 에 재치되는 판상의 피가공물을 흡인 유지한다.
유지 유닛 (30) 의 상부에는, 액체 공급 기구 (40) 가 배치 형성된다. 유지 유닛 (30) 의 유지 기대 (31) 상에 배치 형성된 베이스 테이블 (32) 상에는, 액체 챔버 (41) 가 Y 축 방향으로 슬라이드 가능하게 재치된다. 액체 챔버 (41) 는, X 축 방향, 및 Y 축 방향으로 연장되는 프레임 (41a) 과, 프레임 (41a) 에 의해 형성되는 공간 (41b) 을 상방으로부터 폐색하는 투명판 (42) 과, 공간 (41b) 내에 공급되는 액체에 흐름을 생성하는 롤러 (52) 로 이루어진다. 이 구성에 의해, 공간 (41b) 은, 베이스 테이블 (32) 과, 투명판 (42) 과, 프레임 (41a) 에 의해 폐색된 공간으로 할 수 있다. 프레임 (41a) 중, Y 축 방향에 있어서 대향하도록 위치된 프레임 (41a) 의 일방에는, 공간 (41b) 과 외부를 연통하는 액체 공급구 (41c) 가 배치 형성되고, 타방의 프레임 (41a) 은, 공간 (41b) 과 외부를 연통하는 액체 배출구 (41d) 가 배치 형성된다. 액체 공급구 (41c), 및 액체 배출구 (41d) 는, 각각이 배치 형성된 프레임 (41a) 에 있어서, 수평 방향으로 연장됨과 함께, 흡착 척 (34a) 의 직경보다 긴 치수로 형성된다. 투명판 (42) 은, 피가공물을 유지 테이블 (34) 상에 재치하거나, 유지 테이블 (34) 로부터 꺼내거나 할 때에는 떼어내어 액체 챔버 (41) 상을 개방할 수 있도록 구성되어 있다. 투명판 (42) 은, 예를 들어, 유리판에 의해 형성된다.
프레임 (41a) 의 액체 공급구 (41c) 가 배치 형성된 위치에는, 액체 공급 노즐 (43) 이 연결된다. 또, 프레임 (41a) 의 액체 배출구 (41d) 가 배치 형성된 위치에는, 액체를 배출하기 위한 액체 배출 노즐 (44) 이 연결된다. 이로써, 액체 챔버 (41) 의 일방으로부터 액체 공급 노즐 (43) 에 의해 액체를 공급하고, 액체 챔버 (41) 의 타방으로부터 액체 배출 노즐 (44) 에 의해 액체를 배출한다. 이하에 보다 구체적으로 설명한다.
액체 공급 노즐 (43) 에는, 액체가 공급되는 공급구 (43a) 와, 공급구 (43a) 로부터 공급된 액체가 통과하는 통로 (43b) 와, 통로 (43b) 를 통과한 액체가 배출되는 배출구 (43c) 가 구비된다. 도면 중 점선으로 나타내는 바와 같이, 공급구 (43a) 는, 액체 공급 노즐 (43) 의 하면에 배치 형성되고, 통로 (43b) 는, 액체 공급 노즐 (43) 내부에 형성되고, 배출구 (43c) 는, 액체 챔버 (41) 의 액체 공급구 (41c) 와 대향하는 위치에 액체 공급구 (41c) 와 동일 형상으로 형성된다. 액체 챔버 (41) 에 대해 액체 공급 노즐 (43) 을 연결함으로써, 액체 공급 노즐 (43) 의 배출구 (43c) 와, 액체 챔버 (41) 의 액체 공급구 (41c) 가 일치되고, 액체 챔버 (41) 의 액체 공급 노즐 (43) 의 공급구 (43a) 와 액체 챔버 (41) 의 공간 (41b) 이 연통한 상태가 된다.
액체 배출 노즐 (44) 은, 액체 공급 노즐 (43) 과 동일 형상으로 구성되고, 액체 배출 노즐 (44) 에는, 액체가 공급되는 공급구 (44c) 와, 공급구 (44c) 로부터 공급된 액체가 통과하는 통로 (44b) 와, 통로 (44b) 를 통과한 액체가 배출되는 배출구 (44a) 가 구비된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 액체 배출 노즐 (44) 의 공급구 (44c) 는, 액체 챔버 (41) 의 액체 배출구 (41d) 와 대향하는 위치에, 액체 챔버 (41) 의 액체 배출구 (41d) 와 동일 형상으로 형성된다. 통로 (44b) 는 액체 챔버 (44) 의 내부에 형성되고, 배출구 (44a) 는 액체 챔버 (41) 의 하면에 배치 형성되어 있다. 액체 챔버 (41) 에 대해 액체 공급 노즐 (43), 및 액체 배출 노즐 (44) 을 연결함으로써, 액체 챔버 (41) 의 공간 (41b) 을 개재하여, 액체 공급 노즐 (43) 의 공급구 (43a) 와, 액체 배출 노즐 (44) 의 배출구 (44a) 가 연통한 상태가 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 롤러 (52) 는, 액체 챔버 (41) 의 공간 (41b) 을 X 축 방향으로 횡단하는 직경이 5.0 ㎜ 로 형성된 봉상 부재이며, 레이저 광선을 투과하는 투명 부재, 예를 들어 유리로 형성된다. 롤러 (52) 의 일단부는, Y 축 방향을 따라 배치 형성된 프레임 (41a) 의 대략 중앙에 있어서 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고, 롤러 (52) 의 타단부는, 그 일단부를 지지하는 프레임 (41a) 과 대향하는 프레임 (41a) 의 대략 중앙 위치에서 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 그 타단부에는, 롤러 (52) 를 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전시키는 롤러 회전 기구로서의 모터 (54) 가 접속되어 있다. 모터 (54) 는, 프레임 (41a) 에 고정되고, 모터 (54) 가 회전함으로써, 롤러 (52) 가 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 기대 (21) 의 상면에는, Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 안내 레일 (23, 23) 과, 안내 레일 (23, 23) 을 따라 유지 기대 (31) 를 Y 축 방향으로 이동시키기 위한 유지 테이블 이동 수단 (24) 이 배치 형성되어 있다. 유지 기대 (31) 의 하면에는, 안내 레일 (23, 23) 과 끼워 맞추는 1 쌍의 피안내홈 (31a, 31a) 이 형성되어 있다. 피안내홈 (31a, 31a) 을 안내 레일 (23, 23) 에 끼워 맞추게 함으로써, 유지 기대 (31) 는, 안내 레일 (23, 23) 을 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
유지 테이블 이동 수단 (24) 은, 1 쌍의 안내 레일 (23 과 23) 사이에 평행하게 배치 형성된 수나사 로드 (241) 와, 수나사 로드 (241) 를 회전 구동시키기 위해 기대 (21) 상에 고정된 펄스 모터 (242) 를 포함하고 있다. 수나사 로드 (241) 는, 일단이 기대 (21) 상에 고정된 베어링 블록 (25) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고, 타단이 펄스 모터 (242) 의 출력축에 연결된다. 또, 수나사 로드 (241) 는, 유지 기대 (31) 의 하방 중앙부에 Y 축 방향을 따라 형성된 관통 암나사공 (31b) 에 나사 결합된다 (도 3 도 함께 참조). 펄스 모터 (242) 에 의해 수나사 로드 (241) 를 정전, 역전 구동시킴으로써 유지 기대 (31) 가 안내 레일 (23, 23) 을 따라 Y 축 방향으로 이동된다. 또한, 도시는 생략하지만, 유지 테이블 이동 수단 (24) 에는, 위치 검출 수단이 배치 형성되어 있고, 유지 기대 (31) 의 Y 축 방향의 위치가 정확하게 검출된다. 이 위치 정보에 기초하여, 레이저 가공 장치 (2) 의 제어 수단 (도시는 생략한다) 에 있어서 펄스 모터 (242) 의 구동 신호가 생성되고, 이 구동 신호가 펄스 모터 (242) 에 출력되어, 원하는 위치에 유지 기대 (31) 의 상면에 배치 형성된 유지 테이블 (34) 을 정확하게 위치시키는 것이 가능하게 되어 있다.
설명의 형편상 구체적인 고정 방법에 대해서는 도시를 생략하지만, 액체 공급 기구 (40) 는, 기대 (21) 에 대해 고정된다. 즉, 상기한 바와 같이, 유지 기대 (31) 가 Y 축 방향으로 이동될 때, 유지 기대 (31) 의 상부에 배치 형성되는 액체 공급 기구 (40) 는 이동하지 않는다. 따라서, 유지 테이블 (34) 상에 유지되는 피가공물은, 유지 기대 (31) 가 이동됨으로써, 기대 (21) 상을 Y 축 방향으로 이동됨과 함께, 액체 공급 기구 (40) 에 대해서도 Y 축 방향으로 이동된다. 또한, 액체 공급 기구 (40) 는, 기대 (21) 에 대해 상대적으로 이동하지 않도록 설치되면 되고, 수평벽부 (222) 에 대해 브래킷 등을 통하여 고정시켜도 된다.
유지 기대 (31) 상에 배치 형성되는 베이스 테이블 (32) 은, 액체 챔버 (41) 를 형성하는 프레임 (41a) 보다 Y 축 방향에 있어서 긴 치수로 형성되어 있다. 이로써, 액체 챔버 (41) 의 바로 아래에서 유지 기대 (31) 가 Y 축 방향으로 이동해도, 베이스 테이블 (32) 에 의해 액체 챔버 (41) 의 공간 (41b) 의 하방측이 폐색된 상태가 유지된다. 또한, 액체 챔버 (41) 의 하면, 및 베이스 테이블 (32) 의 상면 중 적어도 어느 것에 불소 코팅 등이 실시됨으로써, 액체 챔버 (41) 내의 공간 (41b) 의 밀폐 상태의 유지와, 유지 기대 (31) 의 매끄러운 이동이 확보된다.
액체 공급 기구 (40), 및 액체 공급 기구 (40) 의 주변 구성에 대해 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (2) 는, 액체 공급 기구 (40) 내에 액체가 항상 공급되도록, 액체 공급 펌프 (45), 여과 필터 (46), 및 액체 저류 탱크 (47) 를 구비하고 있다. 액체 저류 탱크 (47) 는, 여과 필터 (46) 에 배치 형성되어 있다. 액체 공급 펌프 (45) 와 액체 공급 노즐 (43) 은, 제 1 호스 (48a) 로 접속되고, 액체 배출 노즐 (44) 과 여과 필터 (46) 는, 제 2 호스 (48b) 로 접속되고, 여과 필터 (46) 와 액체 공급 펌프 (45) 는, 제 3 호스 (48c) 로 접속된다. 각 호스 (48a ∼ 48c) 는, 수지제의 플렉시블 호스로 형성되어 있다.
상기한 구성에 의해, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 액체 공급 펌프 (45) 로부터 토출된 액체 (W) 는, 제 1 호스 (48a), 및 액체 공급 노즐 (43) 을 통하여 액체 챔버 (41) 에 공급되고, 액체 챔버 (41) 에 공급된 액체 (W) 는, 액체 배출 노즐 (44) 을 통과하여 배출된다. 그리고, 액체 배출 노즐 (44) 로부터 배출된 액체 (W) 는, 여과 필터 (46) 에 유도되어 여과되고, 액체 공급 펌프 (45) 에 되돌려진다. 본 실시형태의 액체 공급 기구 (40) 에 있어서는, 액체 챔버 (41) 와 베이스 테이블 (32) 의 간극이나, 프레임 (41a) 과 투명판 (42) 의 간극 등으로부터 서서히 액체 (W) 가 누출되는 것이 허용되지만, 누출된 액체 (W) 를 기대 (21) 상에서 회수하여, 여과 필터 (46) 에 환류시키도록 해도 된다. 또, 상기한 누출에 의해 액체 (W) 가 감소하는 경우에는, 액체 저류 탱크 (47) 로부터 적절히 보전하면 된다. 또한, 액체 저류 탱크 (47) 는, 여과 필터 (46) 에 직접 부착되어 있고, 여과 필터 (46) 에 유도된 액체 (W) 에 포함되는 기포를 배출하는 기능도 구비하고 있다.
이상과 같은 구성에 의해, 액체 (W) 는, 액체 공급 기구 (40), 액체 공급 펌프 (45), 여과 필터 (46), 및 액체 저류 탱크 (47) 에 있어서 순환된다. 액체 챔버 (41) 내를 흐르는 액체 (W) 의 유속은, 액체 공급 펌프 (45) 의 압송 효율을 조정하거나, 액체 챔버 (41) 의 용적을 변경하거나, 액체 공급구 (41c), 및 액체 배출구 (41d) 의 개구 면적을 조정하거나 함으로써 조정할 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 4 및 도 5 를 참조하면서, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 에 대해 설명한다. 또한, 도 5 는, 도 4 에 나타내는 레이저 광선 조사 유닛 (6) 의 분해 사시도이다.
레이저 광선 조사 유닛 (6) 은, 프레임체 (22) 의 수평벽부 (222) 의 하면에 도시되지 않은 고정 수단에 의해 고정되는 안내판 (60) 과, 안내판 (60) 에 Y 축 방향에 있어서 자유롭게 이동할 수 있도록 지지된 Y 축 방향 가동 부재 (62) 와, Y 축 방향 가동 부재 (62) 를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 방향 이동 기구 (64) 를 포함한다. 안내판 (60) 의 X 축 방향 양단 하부에는, Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 안내 레일 (60a) 이 형성되어 있다. 도 4, 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향 가동 부재 (62) 는, X 축 방향으로 간격을 두고 배치된 1 쌍의 피안내부 (66) 와, 피안내부 (66) 의 하단 사이에 가로질러 놓이고 X 축 방향으로 연장되는 장착부 (68) 를 갖는다. 각 피안내부 (66) 의 상부에는, Y 축 방향으로 연장되는 피안내 레일 (66a) 이 형성되어 있다. 피안내부 (66) 의 피안내 레일 (66a) 과 안내판 (60) 의 안내 레일 (60a) 이 걸어맞춰짐으로써, Y 축 방향 가동 부재 (62) 는, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 안내판 (60) 에 지지된다. 또, 장착부 (68) 의 Y 축 방향 양단 하부에는, X 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 안내 레일 (68a) 이 형성되어 있다. Y 축 방향 이동 기구 (64) 는, 안내판 (60) 의 하방에 있어서 Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (70) 와, 볼 나사 (70) 의 편단부에 연결된 모터 (72) 를 갖는다. 볼 나사 (70) 의 도어형 형상의 너트부 (70a) 는, 장착부 (68) 의 상면에 고정되어 있다. 볼 나사 (70) 의 모터 (72) 가 연결되지 않는 다른 일방의 편단부는, 너트부 (70a) 에 나사 결합된 후, 안내판 (60) 의 전방 가장자리부에 형성된 지지편부 (60b) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 그리고, Y 축 방향 이동 기구 (64) 는, 볼 나사 (70) 에 의해 모터 (72) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Y 축 방향 가동 부재 (62) 에 전달하고, 안내판 (60) 의 안내 레일 (60a) 을 따라 Y 축 방향 가동 부재 (62) 를 Y 축 방향으로 이동시킨다.
도 5 를 참조하면서, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 의 설명을 계속한다. 레이저 광선 조사 유닛 (6) 은, 또한, X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 Y 축 방향 가동 부재 (62) 의 장착부 (68) 에 장착된 X 축 방향 가동판 (74) 과, X 축 방향 가동판 (74) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 방향 이동 기구 (76) 를 포함한다. X 축 방향 가동판 (74) 의 Y 축 방향 양단부와 장착부 (68) 의 안내 레일 (68a) 이 걸어맞춰짐으로써, X 축 방향 가동판 (74) 은 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 장착부 (68) 에 장착된다. X 축 방향 이동 기구 (76) 는, 장착부 (68) 의 상방에 있어서, X 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (78) 와, 볼 나사 (78) 의 편단부에 연결되고 일방의 피안내부 (66) 에 지지된 모터 (80) 를 갖는다. 볼 나사 (78) 의 너트부 (78a) 는, 장착부 (68) 의 개구 (68b) 를 통과하여 X 축 방향 가동판 (74) 의 상면에 고정된다. 볼 나사 (78) 의 모터 (80) 가 연결되지 않는 다른 일방의 편단부는, 모터 (80) 가 고정되지 않는 타방의 피안내부 (66) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 그리고, X 축 방향 이동 기구 (76) 는, 볼 나사 (78) 에 의해 모터 (80) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 X 축 방향 가동판 (74) 에 전달하고, 장착부 (68) 의 안내 레일 (68a) 을 따라 X 축 방향 가동판 (74) 을 X 방향으로 이동시킨다.
또한, 도 5 ∼ 도 8 을 참조하면서, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 의 광학계의 구성에 대해 설명한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 은, 펄스상의 레이저 광선 (LB) 을 출사하는 레이저 발진기 (82) 와, 레이저 발진기 (82) 로부터 출사된 레이저 광선 (LB) 의 출력을 조정하는 어테뉴에이터 (도시는 생략한다) 와, 레이저 발진기 (82) 와 Y 축 방향으로 간격을 두고 Y 축 방향 가동 부재 (62) 의 장착부 (68) 의 하면에 장착된 직각 프리즘 미러 (84) 와, X 축 방향 가동판 (74) 의 하면에 Z 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 장착된 집광기 (86) 와, 집광기 (86) 를 Z 축 방향으로 이동시켜 집광기 (86) 의 집광점의 Z 축 방향을 조정하는 집광점 위치 조정 수단 (도시는 생략한다) 을 포함한다. 레이저 발진기 (82) 는, 예를 들어, 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장 (예를 들어, 355 ㎚) 의 레이저를 발진한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 레이저 발진기 (82) 로부터 Y 축 방향으로 조사된 레이저 광선 (LB) 은, 직각 프리즘 미러 (84) 에 의해 90 도 진행 방향이 변환되고, 집광기 (86) 에 유도된다.
도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 집광기 (86) 의 상부 하우징 (86a) 의 내부에는, 레이저 발진기 (82) 가 발진한 레이저 광선 (LB) 을 분산시키는 분산 수단으로서의 폴리곤 미러 (91) 및 폴리곤 미러 (91) 를 화살표 R2 로 나타내는 방향으로 고속 회전시키는 모터 (92) 와, 레이저 광선 (LB) 을 집광하여 피가공물에 조사하는 집광 렌즈 (fθ 렌즈) (86b) 를 구비하고 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 폴리곤 미러 (91) 는, 복수 장의 미러 (M) 가, 폴리곤 미러 (91) 의 회전축에 대해 동심상으로 배치되어 있다. fθ 렌즈 (86b) 는, 상기한 폴리곤 미러 (91) 의 하방에 위치하고 있고, 레이저 광선 (LB) 을 집광하여 유지 테이블 (34) 상의 피가공물에 조사한다. fθ 렌즈에는, 직각 프리즘 미러 (84) 로부터 유도된 레이저 광선 (LB) 이, 회전하는 미러 (M) 에 의해 X 축 방향으로 그 조사 방향이 분산되도록 유도되고, 피가공물 상에 있어서, X 축 방향의 소정 범위에 분산되어 조사된다. 또한, 도 7(a) 에서는, 설명의 형편상 투명판 (42) 은 생략되어 있다.
도 5 로 돌아와 설명을 계속하면, X 축 방향 가동판 (74) 의 하면에는, 집광기 (86) 와 함께, 집광기 (86) 와 X 축 방향으로 간격을 두고 장착된 얼라인먼트 수단 (88) 이 배치 형성되어 있다. 얼라인먼트 수단 (88) 은, 유지 테이블 (34) 에 유지되는 피가공물을 촬상하여 레이저 가공해야 하는 영역을 검출하도록 되어 있다. 또한, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 은, 도시되지 않은 집광점 위치 조정 수단을 구비하고 있다. 집광점 위치 조정 수단의 구체적인 구성의 도시는 생략하지만, 예를 들어, 너트부가 집광기 (86) 에 고정되고 Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터를 갖는 구성이면 된다. 이와 같은 구성에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고, Z 축 방향으로 배치 형성되는 안내 레일 (도시는 생략한다) 을 따라 집광기 (86) 를 이동시키고, 이로써, 집광기 (86) 에 의해 집광되는 레이저 광선 (LB) 의 집광점의 Z 축 방향의 위치를 조정한다.
본 발명의 레이저 가공 장치 (2) 는, 대체로 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있고, 그 작용에 대해 이하에 설명한다.
본 실시형태의 레이저 가공 장치 (2) 에 의해 레이저 가공을 실시하기 위해서는, 먼저, 판상의 피가공물, 예를 들어, 표면에 디바이스가 형성된 실리콘 (Si) 으로 이루어지는 웨이퍼 (10) 를 준비한다. 웨이퍼 (10) 를 준비하였다면, 도 1 에 나타내는 투명판 (42) 을 1 차적으로 떼어내고, 액체 챔버 (41) 의 상방을 개방하고, 유지 테이블 (34) 상에 디바이스가 형성된 표면을 위로 하여 웨이퍼 (10) 를 재치한다. 유지 테이블 (34) 상에 웨이퍼 (10) 를 재치하였다면, 도시되지 않은 흡인원을 작동시켜, 유지 테이블 (34) 의 흡착 척 (34a) 상에 흡인력을 생성하고, 웨이퍼 (10) 를 흡착하여 유지시킨다. 웨이퍼 (10) 를 흡착 척 (34a) 에 유지시켰다면, 투명판 (42) 을 액체 챔버 (41) 상에 적절한 고정 수단에 의해 고정시켜 액체 챔버 (41) 상을 폐색한 상태로 한다.
웨이퍼 (10) 를 유지 테이블 (34) 에 유지하고, 투명판 (42) 에 의해 액체 챔버 (41) 의 상방을 폐색하였다면, 액체 저류 탱크 (47) 에 대해 충분한 액체 (W) 를 보전하고, 액체 공급 펌프 (45) 를 작동시킨다. 액체 공급 기구 (40) 에 공급하는 액체 (W) 로서, 예를 들어, 순수가 이용된다.
액체 공급 펌프 (45) 의 작동을 개시하여, 소정 시간 경과함으로써, 액체 챔버 (41) 의 공간 (41b) 이 액체 (W) 로 채워지고, 액체 (W) 가, 액체 공급 기구 (40), 여과 필터 (46), 액체 공급 펌프 (45) 내를 안정적으로 순환하는 상태가 된다
액체 공급 기구 (40) 에 액체 (W) 가 안정적으로 순환하고 있는 상태에서, 유지 테이블 이동 수단 (24) 을 작동시킴과 함께, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 의 X 축 방향 이동 기구 (76), Y 축 방향 이동 기구 (64) 에 의해, 얼라인먼트 수단 (88) 을, 웨이퍼 (10) 의 상방에 위치시킨다. 투명판 (42) 은, 유지 테이블 (34) 전체를 상방으로부터 덮도록 배치 형성되어 있는 점에서, 얼라인먼트 수단 (88) 은, 웨이퍼 (10) 상의 디바이스를 포함하는 모든 영역을 파악하는 것이 가능하다. 얼라인먼트 수단 (88) 을 웨이퍼 (10) 의 상방에 위치시켰다면, 얼라인먼트 수단 (88) 에 의해 웨이퍼 (10) 를 촬상한다. 이 때, 웨이퍼 (10) 는, 투명판 (42), 및 액체 (W) 를 개재하여 촬상된다. 이어서, 얼라인먼트 수단 (88) 에 의해 촬상한 웨이퍼 (10) 의 화상에 기초하여, 웨이퍼 (10) 와 집광기 (86) 의 위치 맞춤을 실시한다. 이 위치 맞춤 후에, 유지 테이블 (34) 을 회전시키고, 또한, X 축 방향 이동 기구 (76) 로 X 축 방향 가동판 (74) 을 이동시킴과 함께, Y 축 방향 이동 기구 (64) 로 Y 축 방향 가동 부재 (62) 를 이동시킴으로써, 웨이퍼 (10) 상에 격자상으로 형성된 분할 예정 라인이 X 축 방향을 따라 위치됨과 함께, 분할 예정 라인의 편단부, 즉 레이저 광선의 조사 개시 위치에 집광기 (86) 가 위치된다.
도 7(a) 는, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 에 의해 레이저 가공이 실시되는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 7(b) 는, 도 7(a) 에 나타내는 레이저 가공 상태를 나타내는 측면도이다. 본 실시형태의 레이저 가공 장치 (2) 에 있어서는, 액체 챔버 (41) 의 상방을 폐색하는 투명판 (42) 과 웨이퍼 (10) 사이에 형성되는 간극 (S) 에 롤러 (52) 가 배치 형성되어 있다. 이 롤러 (52) 는, 피가공물인 웨이퍼 (10) 의 상면에 비접촉의 상태에서 근접한 위치, 예를 들어, 웨이퍼 (10) 의 표면에서 롤러 (52) 의 하면까지의 거리가 0.5 ㎜ ∼ 2.0 ㎜ 에 위치된다. 그리고, 집광기 (86) 는, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 집광기 (86) 로부터 조사되는 레이저 광선 (LB) 이, 항상 롤러 (52) 의 중심을 투과하도록, 즉 레이저 광선 (LB) 이 조사되는 Y 축 방향의 위치가, 롤러 (52) 의 배치 형성 위치와 일치된 상태가 된다. 이어서, 도시되지 않은 집광점 위치 조정 수단에 의해 집광기 (86) 를 Z 축 방향으로 이동시키고, 웨이퍼 (10) 의 분할 예정 라인에 있어서의 편단부의 표면 높이에 집광점을 위치시킨다. 집광기 (86) 로부터 조사되는 레이저 광선 (LB) 의 집광점 위치가 웨이퍼 (10) 상에 위치되었다면, 모터 (54) 를 작동시켜 롤러 (52) 를 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전시킨다. 이로써, 롤러 (52) 와 웨이퍼 (10) 의 표면 사이에는, Y 축 방향의 액체 공급 노즐 (43) 로부터 액체 배출 노즐 (44) 을 향하는 방향에 대해 액체 (W) 의 흐름이 가속되어, 보다 빠른 흐름이 생성된다.
상기한 바와 같이, 롤러 (52) 를 회전시키면서, 집광점 위치를 웨이퍼 (10) 의 표면 높이에 위치시켰다면, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 을 작동시킴으로써 레이저 광선 (LB) 을 조사하면서, X 축 방향 이동 기구 (76) 에 의해 집광기 (86) 를 X 축 방향에 대해 소정의 이동 속도로 이동시킨다. 웨이퍼 (10) 에 레이저 광선 (LB) 을 조사하여 레이저 가공을 실시할 때에는, 도 7, 도 8 에 기초하여 설명한 바와 같이, 폴리곤 미러 (91) 를 모터 (92) 에 의해 적절한 회전 속도로 회전시킨다. 폴리곤 미러 (91) 를 구성하는 미러 (M) 의 위치가 폴리곤 미러 (91) 의 회전과 함께 변화함으로써, 웨이퍼 (10) 의 X 축 방향에 대해 레이저 광선 (LB) 이 분산되어 조사된다. 도 7(a), 도 7(b) 로부터 이해되는 바와 같이, 레이저 광선 (LB) 이 분산되는 방향은 X 축 방향인 점에서, 레이저 광선 (LB) 은 롤러 (52) 를 따라 분산된다. 소정의 미러 (M) 에 레이저 광선 (LB) 이 조사된 후에는, 폴리곤 미러 (91) 의 회전 방향 (R2) 에 있어서의 하류측의 미러 (M) 에 레이저 광선 (LB) 이 조사되고, 웨이퍼 (10) 에 대해 계속해서 레이저 광선 (LB) 이 분산되어 조사된다. 레이저 발진기 (82) 로부터 레이저 광선 (LB) 이 발진되고, 폴리곤 미러 (91) 가 회전하고 있는 동안, 이와 같은 레이저 가공이 반복된다. 또한, 폴리곤 미러 (91) 를 구성하는 미러 (M) 의 장 수, 폴리곤 미러 (91) 의 회전 속도 등은, 피가공물에 따라 적절히 결정된다.
상기한 레이저 가공 장치 (2) 에 있어서의 레이저 가공 조건은, 예를 들어, 이하의 가공 조건에서 실시할 수 있다.
레이저 광선의 파장 : 226 ㎚, 355 ㎚, 532 ㎚, 1064 ㎚
평균 출력 : 10 ∼ 100 W
반복 주파수 : 0 ∼ 300 ㎒
펄스폭 : 50 fs ∼ 1 ns
가공 이송 속도 : 10 ∼ 1000 ㎜/s
본 실시형태에서는, 유지 테이블 (34) 의 상부에 액체 공급 기구 (40) 의 액체 챔버 (41) 가 위치되어 있고, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 회전하는 롤러 (52) 의 작용에 의해, 액체 (W) 의 흐름이, 가공 이송되는 방향 (X 축 방향) 과 직교하는 Y 축 방향을 향하여 생성된다. 이 상태에서, 레이저 광선 (LB) 이, 투명판 (42), 롤러 (52), 및 액체 (W) 를 투과하여 웨이퍼 (10) 상의 분할 예정 라인에 조사되고, 어블레이션 가공이 실시된다. 웨이퍼 (10) 의 표면에 대해 어블레이션 가공이 실시되면, 레이저 광선 (LB) 이 조사되는 위치에 있는 액체 (W) 에 기포 (B) 가 발생한다. 본 실시형태에서는, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 상에 공급되는 액체 (W) 에 대해, 롤러 (52) 의 회전에 의해 유속을 생성하여, 레이저 광선 (LB) 의 조사 위치의 근방에 발생한 기포 (B) 는, 신속하게 액체 챔버 (41) 의 하류측에 흐르게 되어 제거된다. 이로써, 폴리곤 미러 (91) 를 사용하여 웨이퍼 (10) 에 대해 레이저 광선 (LB) 을 분산시켜 조사하는 경우에 있어서, 어블레이션 가공에 의해 발생하는 기포 (B) 를 피해 웨이퍼 (10) 에 레이저 광선 (LB) 을 조사할 수 있어, 양호한 어블레이션 가공을 계속해서 실시할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 어블레이션 가공에 의해 데브리가 발생해도, 롤러 (52) 에 의해, 웨이퍼 (10) 의 상면의 액체 (W) 에 대해 유속이 생성되어 있음으로써, 액체 (W) 중에 방출된 데브리가 신속하게 액체 챔버 (41) 로부터 제거된다. 이 액체 (W) 중에 방출된 데브리는, 여과 필터 (46) 에 의해 포착되기 때문에, 다시 액체 챔버 (41) 에 순환되는 것이 방지된다.
상기한 어블레이션 가공을 소정의 분할 예정 라인에 실시하였다면, 유지 테이블 이동 수단 (24) 에 의해, 유지 기대 (31) 상의 유지 테이블 (34) 을 Y 축 방향, 도 1 에서는 화살표 D 로 나타내는 방향으로 이동시킴과 함께, 레이저 광선 조사 유닛 (6) 의 X 축 방향 이동 기구 (76) 를 작동시켜, 집광기 (86) 를, 인접한 미가공의 분할 예정 라인의 편단부에 위치시켜, 상기한 어블레이션 가공과 동일한 레이저 가공을 실시한다. 그리고, 인접하는 모든 분할 예정 라인에 대해 어블레이션 가공을 실시하였다면, 유지 테이블 (34) 을 90 도 회전시킴으로써, 앞서 가공한 분할 예정 라인에 직교하는 미가공의 분할 예정 라인에 대해서도 동일한 어블레이션 가공을 실시한다. 이와 같이 하여, 웨이퍼 (10) 상의 모든 분할 예정 라인에 대해 어블레이션 가공을 실시할 수 있다.
상기한 바와 같이, 유지 테이블 (34) 상에는, 액체 챔버 (41) 에 의해 폐색된 공간 (41b) 이 형성되고, 적어도 유지 테이블 (34) 상은 투명판 (42) 으로 덮인다. 그리고, 공간 (41b) 내에 액체 (W) 를 공급함과 함께, 투명판 (42) 과, 회전하는 롤러 (52) 와, 액체 (W) 를 개재하여 레이저 광선을 조사하여 레이저 가공을 실시한다. 이로써, 웨이퍼 (10) 의 표면 부근의 액체 (W) 에 발생하는 기포 (B) 나, 레이저 가공에 의해 발생하고, 액체 (W) 에 방출되는 데브리 등이 신속하게 제거되어, 레이저 가공의 방해가 되지 않고, 또, 가공 후의 디바이스에 데브리가 부착되는 것 등을 방지하여 가공 품질을 저하시키는 것이 방지된다.
상기한 실시형태에서는, 기대 (21) 상에 있어서 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구성된 유지 테이블 (34) 에 피가공물인 웨이퍼 (10) 를 재치하고, 수평벽부 (262) 의 하면에 배치 형성한 레이저 광선 조사 유닛 (6) 의 집광기 (86) 를 X 축 방향으로 이동시킴으로써 원하는 레이저 가공을 실시하고, 웨이퍼 (10) 에 대한 레이저 광선 (LB) 의 조사 위치를, 산출 이송 방향, 즉 Y 축 방향으로 이동시키는 경우에는, 유지 테이블 (34) 이 배치 형성된 유지 기대 (31) 측을 안내 레일 (23, 23) 을 따라 이동시키고 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 기대 (21) 상에 유지 기대 (31) 를 고정적으로 설치하고, 액체 공급 기구 (40) 와 집광기 (86) 를 함께 Y 축 방향으로 이동시키도록 하여, 웨이퍼 (10) 에 대해 액체 공급 기구 (40) 와 집광기 (86) 를 산출 이송 방향으로 이동시켜, 레이저 가공을 실시하도록 해도 된다. 그 경우에는, 유지 기대 (31) 상에 배치 형성되는 베이스 테이블 (32) 상에 Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 안내 레일을 배치 형성하고, 액체 공급 기구 (40) 의 액체 챔버 (41) 의 하면, 또는 측면에 피안내홈을 형성하여 액체 공급 기구 (40) 를 이동시키는 이동 수단 (펄스 모터, 및 수나사 로드 등) 을 배치 형성하여 이동시키도록 하면 된다.
또, 상기한 실시형태에서는, 투명판 (42), 롤러 (52) 를 유리로 형성하였지만, 이것에 한정되지 않고, 레이저 광선 (LB) 을 투과하는 투명한 판이면 되고, 예를 들어, 아크릴 등의 수지 부재에 의해 구성되어도 된다.
상기한 실시형태에서는, 레이저 발진기 (82) 로부터 조사된 레이저 광선 (LB) 을, 폴리곤 미러 (91) 에 의해 분산시켜 집광 렌즈 (86b) 에 유도하도록 한 예를 제시하였지만, 이것에 한정되지 않고, 폴리곤 미러 (91) 를 대신하여, 고정시켜 설치되는 반사 미러여도 된다. 또한, 상기한 실시형태에서는, 웨이퍼 (10) 에 이루어지는 레이저 가공은 어블레이션 가공인 예를 제시하였지만, 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 가공 (예를 들어, 특허문헌 2 에 기재된 레이저 가공), 소위 실드 터널을 형성하는 가공 (예를 들어, 특허문헌 3 에 기재된 레이저 가공) 에 적용하는 것을 방해하지 않는다.
2 : 레이저 가공 장치
6 : 레이저 광선 조사 유닛
21 : 기대
22 : 프레임체
23 : 안내 레일
24 : 유지 테이블 이동 수단
241 : 수나사 로드
242 : 펄스 모터
30 : 유지 유닛
31 : 유지 기대
31a : 피안내홈
31b : 관통 암나사공
32 : 베이스 테이블
33 : 중앙 테이블
34 : 유지 테이블
34a : 흡착 척
40 : 액체 공급 기구
41 : 액체 챔버
41a : 프레임
41b : 공간
41c : 액체 공급구
41d : 액체 배출구
42 : 투명판
43 : 액체 공급 노즐
44 : 액체 배출 노즐
45 : 액체 공급 펌프
46 : 여과 필터
47 : 액체 저류 탱크
52 : 롤러
54 : 모터
82 : 레이저 발진기
86 : 집광기
88 : 얼라인먼트 수단
LB : 레이저 광선

Claims (2)

  1. 레이저 가공 장치로서,
    판상의 피가공물을 유지하는 유지 테이블을 구비한 유지 유닛과,
    그 유지 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 레이저 광선 조사 유닛과,
    그 유지 유닛의 상부에 배치 형성된 액체 공급 기구를 구비하고,
    그 액체 공급 기구는, 그 유지 테이블에 유지된 피가공물의 상면과의 사이에 간극을 형성하여 위치되는 투명판을 구비한 액체 챔버와, 그 액체 챔버 내에 있어서 그 유지 테이블에 유지된 그 피가공물의 상면에 비접촉의 상태에서 근접한 위치에 배치 형성됨과 함께, 그 피가공물 상의 액체에 흐름을 생성하는 투명 부재로 이루어지는 롤러와, 그 롤러를 회전시키는 롤러 회전 기구와, 그 액체 챔버의 일방으로부터 그 간극에 액체를 공급하는 액체 공급 노즐과, 그 액체 챔버의 타방으로부터 액체를 배출하는 액체 배출 노즐을 포함하고,
    그 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와, 그 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하고, 그 투명판, 그 롤러, 및 그 간극에 공급된 액체를 투과하여 그 유지 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기를 포함하는, 레이저 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 레이저 광선 조사 유닛은, 그 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 분산시키는 분산 수단을 추가로 포함하는, 레이저 가공 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6998177B2 (ja) * 2017-11-02 2022-01-18 株式会社ディスコ レーザー加工装置
KR20200016175A (ko) * 2018-08-06 2020-02-14 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 보유 지지 장치, 기판 흡착 판정 방법, 기판 연마 장치, 기판 연마 방법, 연마되는 웨이퍼의 상면으로부터 액체를 제거하는 방법, 및 웨이퍼를 연마 패드에 압박하기 위한 탄성막, 기판 릴리스 방법 및 정량 기체 공급 장치
JP7286503B2 (ja) * 2019-09-26 2023-06-05 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法、及びウエーハの加工装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003245791A (ja) 2002-02-25 2003-09-02 Sony Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2007136482A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp 半導体基板の分断装置
US20140154871A1 (en) 2012-11-30 2014-06-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and system for manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09141484A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Nikon Corp レーザ加工装置
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
JP2001050246A (ja) * 1999-08-11 2001-02-23 Bridgestone Corp 弾性を有するローラ表面の洗浄方法
JP3408805B2 (ja) 2000-09-13 2003-05-19 浜松ホトニクス株式会社 切断起点領域形成方法及び加工対象物切断方法
US6720522B2 (en) * 2000-10-26 2004-04-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus and method for laser beam machining, and method for manufacturing semiconductor devices using laser beam machining
JP4127601B2 (ja) * 2001-03-09 2008-07-30 株式会社東芝 レーザ加工装置
TW550635B (en) * 2001-03-09 2003-09-01 Toshiba Corp Manufacturing system of electronic devices
JP2004188475A (ja) 2002-12-13 2004-07-08 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工方法
CN1822905A (zh) * 2003-06-06 2006-08-23 P.C.T.系统公司 用兆频声波能量处理基片的方法和设备
WO2004112093A2 (en) * 2003-06-06 2004-12-23 P.C.T. Systems, Inc. Method and apparatus to process substrates with megasonic energy
JP4486472B2 (ja) * 2004-10-26 2010-06-23 東京エレクトロン株式会社 レーザー処理装置及びその方法
US20080213978A1 (en) * 2007-03-03 2008-09-04 Dynatex Debris management for wafer singulation
CN201389713Y (zh) * 2009-01-16 2010-01-27 深圳市木森科技有限公司 一种激光加工设备
JP6151557B2 (ja) 2013-05-13 2017-06-21 株式会社ディスコ レーザー加工方法
WO2016122821A2 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Imra America, Inc. Laser-based modification of transparent materials
JP6434360B2 (ja) * 2015-04-27 2018-12-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN204578452U (zh) * 2015-05-06 2015-08-19 安徽理工大学 一种全自动太阳能电池板清扫装置
JP2017227835A (ja) * 2016-06-24 2017-12-28 富士ゼロックス株式会社 線状集光装置、定着装置および画像形成装置
JP6985102B2 (ja) * 2017-10-31 2021-12-22 株式会社ディスコ レーザー加工装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003245791A (ja) 2002-02-25 2003-09-02 Sony Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2007136482A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp 半導体基板の分断装置
US20140154871A1 (en) 2012-11-30 2014-06-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and system for manufacturing semiconductor device

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Publication number Publication date
US20190118292A1 (en) 2019-04-25
DE102018218221A1 (de) 2019-04-25
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JP2019076932A (ja) 2019-05-23
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US11224941B2 (en) 2022-01-18
CN109702334B (zh) 2021-12-28

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