KR20160096551A - Laser machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자상으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 반도체 디바이스 칩을 제조하고 있다.In a semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by a line to be divided which is arranged in a lattice on the surface of a semiconductor wafer which is substantially in the shape of a disk, and a device such as IC or LSI is formed in the partitioned region. Then, the semiconductor wafer is cut along the line to be divided, thereby dividing the region where the device is formed to manufacture individual semiconductor device chips.
장치의 소형화, 고기능화를 도모하기 위하여, 복수의 반도체 칩을 적층하고, 적층된 복수의 반도체 디바이스의 전극을 접속하는 모듈 구조가 실용화되고 있다. 이 모듈 구조는, 반도체 웨이퍼에 있어서의 전극이 형성된 지점에 대응하는 이면으로부터 레이저 광선을 조사하여, 전극을 매설하는 관통공을 형성하고, 이 관통공에 전극과 접속하는 구리나 알루미늄 등의 도전성 재료를 매립하는 구성이다 (예를 들어, 특허문헌 1).A module structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked and electrodes of a plurality of stacked semiconductor devices are connected is put to practical use in order to make the device compact and highly functional. In this module structure, a laser beam is irradiated from a back surface corresponding to a point where an electrode is formed on a semiconductor wafer to form a through hole for burying an electrode, and a conductive material such as copper or aluminum (For example, Patent Document 1).
그러나, 상기 서술한 바와 같이 레이저 가공에 의해 관통공을 형성하기 위해서는 1 지점 (관통공 천공 형성 위치) 에 복수의 펄스 레이저 광선을 조사할 필요가 있기 때문에, 펄스 레이저 광선의 반복 주파수를 높게 하여 생산성의 향상을 도모하는 것이 바람직하다.However, as described above, in order to form a through hole by laser machining, it is necessary to irradiate a plurality of pulsed laser beams at one point (through-hole boring position), so that the repetition frequency of the pulsed laser beam is increased, It is desirable to improve the performance of the apparatus.
그런데, 높은 반복 주파수로 1 지점에 펄스 레이저 광선을 복수 회 조사하면, 열 축적 크랙이 발생하여 디바이스의 품질을 저하시킨다는 문제가 있다.However, when a pulsed laser beam is irradiated to a point at a plurality of times with a high repetition frequency, a heat accumulation crack is generated and the quality of the device is deteriorated.
본 발명자의 실험에 의하면, 관통공을 형성할 때에 크랙을 발생시키지 않는 최대의 반복 주파수는, 10 ㎑ 인 것을 알았다.According to the experiment of the inventor of the present invention, it was found that the maximum repetition frequency that does not cause cracks when forming the through holes is 10 kHz.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 주된 기술 과제는, 크랙을 발생시키지 않고 복수의 위치에 관통공을 동시에 형성할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is a main object of the present invention to provide a laser machining apparatus capable of simultaneously forming through holes at a plurality of positions without generating cracks.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 피가공물을 XY 평면에서 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단을 구비하고, 그 레이저 광선 조사 수단은, 반복 주파수 M 으로 펄스 레이저 광선을 발진하는 펄스 레이저 광선 발진 수단과, 그 펄스 레이저 광선 발진 수단에 의해 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하여 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기와, 그 펄스 레이저 광선 발진 수단과 그 집광기 사이에 배치 형성되고, 펄스 레이저 광선을 복수의 X 좌표 및 복수의 Y 좌표에 분산하는 펄스 분산 수단을 포함하고, 그 펄스 분산 수단은, 그 반복 주파수 M 으로 발진된 펄스 레이저 광선을 반사하는 미러를 갖고, 그 반복 주파수 M 보다 낮은 반복 주파수 M1 로 요동하여 (M/M1) 개의 좌표에 펄스 레이저 광선을 분산하는 스캐너를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a laser machining apparatus comprising a chuck table for holding a workpiece in an XY plane, a laser beam irradiating means for irradiating a laser beam to a workpiece held on the chuck table, The laser beam irradiating means includes pulse laser beam oscillation means for oscillating a pulsed laser beam at a repetition frequency M, means for condensing the pulsed laser beam oscillated by the pulsed laser beam oscillation means, And a pulse dispersing means which is disposed between the pulsed laser beam emitting means and the condenser and disperses the pulsed laser beam into a plurality of X coordinates and a plurality of Y coordinates, , A mirror for reflecting pulsed laser light oscillated at the repetition frequency M, Swings to the repetition frequency of M1 to (M / M1) of coordinates of the laser machining apparatus characterized in that comprises a scanner for distributing the pulse laser beam is provided.
바람직하게는, 상기 펄스 분산 수단은, 펄스 레이저 광선을 복수의 Y 좌표에 분산하는 Y 좌표 분산 수단과 복수의 X 좌표에 분산하는 X 좌표 분산 수단을 구비하고,Preferably, the pulse dispersing means includes Y-coordinate dispersing means for dispersing the pulsed laser beam into a plurality of Y-coordinates, and X-coordinate dispersing means for dispersing the plurality of X-
그 Y 좌표 분산 수단은, 반복 주파수 M1 로 요동하는 제 1 주 (主) 스캐너와 그 반복 주파수 M1 의 정수 배의 반복 주파수로 요동하여 펄스 레이저 광선을 분산하는 제 1 보 (補) 스캐너를 구비하고, 그 제 1 주스캐너와 그 제 1 보스캐너의 반복 주파수의 위상을 어긋나게 하여 펄스 레이저 광선이 조사되는 Y 좌표를 특정하고,The Y coordinate distribution means includes a first main scanner that oscillates at a repetition frequency M1 and a first beam scanner that oscillates at a repetition frequency of an integer multiple of the repetition frequency M1 to disperse the pulsed laser light , The phase of the repetition frequency of the first main scanner and the first beam scanner thereof is shifted to specify the Y coordinate to which the pulsed laser beam is irradiated,
그 X 좌표 분산 수단은, 반복 주파수 M1 로 요동하는 제 2 주스캐너와 그 반복 주파수 M1 의 정수 배의 반복 주파수로 요동하여 펄스 레이저 광선을 분산하는 제 2 보스캐너를 구비하고, 그 제 2 주스캐너와 그 제 2 보스캐너의 반복 주파수의 위상을 어긋나게 하여 펄스 레이저 광선이 조사되는 X 좌표를 특정한다.The X-coordinate spreading means includes a second main scanner that oscillates at a repetition frequency M1 and a second beam scanner that oscillates at a repetition frequency that is an integral multiple of the repetition frequency M1 to disperse the pulsed laser beams, And the phase of the repetition frequency of the second beam scanner are shifted to specify the X coordinate to which the pulsed laser beam is irradiated.
본 발명에 의한 레이저 가공 장치는, XY 평면에서 유지하는 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단이, 반복 주파수 M 으로 펄스 레이저 광선을 발진하는 펄스 레이저 광선 발진 수단과, 그 펄스 레이저 광선 발진 수단에 의해 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하여 피가공물 유지 수단에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기와, 펄스 레이저 광선 발진 수단과 집광기 사이에 배치 형성되고 펄스 레이저 광선을 복수의 X 좌표 및 복수의 Y 좌표에 분산하는 펄스 분산 수단을 구비하고, 펄스 분산 수단이 반복 주파수 M 으로 발진된 펄스 레이저 광선을 반사하는 미러를 갖고 반복 주파수 M 보다 낮은 반복 주파수 M1 로 요동하여 (M/M1) 개의 좌표에 펄스 레이저 광선을 분산하는 스캐너를 구비하고 있기 때문에, 피가공물에 설정된 좌표에 대응하는 X 좌표, Y 좌표 위치에 관통공을 형성할 때에, 크랙을 발생시키지 않는 최대의 반복 주파수로 복수의 좌표에 펄스 레이저 광선을 동시에 조사할 수 있고, 생산성이 향상된다. The laser machining apparatus according to the present invention is characterized in that the laser beam irradiating means for irradiating the workpiece held on the chuck table held in the XY plane comprises pulse laser beam oscillation means for oscillating the pulse laser beam at the repetition frequency M, A condenser for condensing the pulsed laser beam oscillated by the pulsed laser beam oscillation means and for irradiating the workpiece held by the workpiece holding means, a pulsed laser beam arranged between the pulsed laser beam oscillation means and the condenser and having a plurality of X Coordinates and a plurality of Y coordinates, wherein the pulse dispersing means has a mirror for reflecting the pulsed laser beam oscillated at the repetition frequency M and oscillates at a repetition frequency M1 lower than the repetition frequency M (M / M1 ) Coordinates of the pulsed laser beam, it is possible to prevent the workpiece When a through hole is formed at the X coordinate and the Y coordinate position corresponding to the fixed coordinates, it is possible to simultaneously irradiate the pulsed laser beam with a plurality of coordinates at the maximum repetition frequency that does not cause cracking, and productivity is improved.
도 1 은 본 발명 실시형태의 레이저 가공 장치의 사시도.
도 2 는 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 장비되는 레이저 광선 조사 수단의 블록 구성도.
도 3 은 도 2 에 나타내는 레이저 광선 조사 수단을 구성하는 Y 좌표 분산 수단을 나타내는 블록 구성도.
도 4 는 도 3 에 나타내는 Y 좌표 분산 수단을 구성하는 제 1 보레조넌트 스캐너의 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과, 제 2 보레조넌트 스캐너의 반복 주파수 M02 (20 ㎑) 와, 주레조넌트 스캐너의 반복 주파수 M1 (10 ㎑), 및 각 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과 M02 (20 ㎑) 및 M1 (10 ㎑ 를) 합산한 합산 반복 주파수 MY 를 나타내는 그래프.
도 5 는 도 2 에 나타내는 레이저 광선 조사 수단을 구성하는 X 좌표 분산 수단을 나타내는 블록 구성도.
도 6 은 도 5 에 나타내는 X 좌표 분산 수단을 구성하는 제 1 보레조넌트 스캐너의 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과, 제 2 보레조넌트 스캐너의 반복 주파수 M02 (20 ㎑) 와, 주레조넌트 스캐너의 반복 주파수 M1 (10 ㎑), 및 각 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과 M02 (20 ㎑) 및 M1 (10 ㎑) 합산한 합산 반복 주파수 MX 를 나타내는 그래프.
도 7 은 도 3 에 나타내는 Y 좌표 분산 수단과 도 5 에 나타내는 X 좌표 분산 수단으로 이루어지는 펄스 분산 수단에 의해 펄스 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 조사하는 좌표를 나타내는 설명도.
도 8 은 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 장비되는 제어 수단의 블록 구성도.
도 9 는 피가공물로서의 반도체 웨이퍼의 사시도.
도 10 은 도 9 에 나타내는 반도체 웨이퍼를 환상의 프레임에 장착된 점착 테이프에 첩착 (貼着) 한 상태를 나타내는 사시도.
도 11 은 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치에 의해 실시되는 레이저 가공 공정의 설명도.1 is a perspective view of a laser machining apparatus according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of a laser beam irradiation means provided in the laser machining apparatus shown in Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is a block diagram showing a Y-coordinate dispersing means constituting the laser beam irradiation means shown in Fig. 2; Fig.
Fig. 4 is a graph showing the relationship between the repetition frequency M01 (30 kHz) of the first borequitencer scanner constituting the Y coordinate dispersion means shown in Fig. 3, the repetition frequency M02 (20 kHz) of the second bore- And a summation repetition frequency MY obtained by summing the repetition frequencies M01 (30 kHz), M02 (20 kHz), and M1 (10 kHz).
Fig. 5 is a block diagram showing an X-coordinate distribution means constituting the laser beam irradiation means shown in Fig. 2; Fig.
Fig. 6 is a graph showing the relationship between the repetition frequency M01 (30 kHz) of the first borequiten scanner and the repetition frequency M02 (20 kHz) of the second borezone scanner constituting the X coordinate dispersing means shown in Fig. 5, (10 kHz) of the repetition frequency M01 (30 kHz), M02 (20 kHz) and M1 (10 kHz), respectively.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing coordinates for irradiating a pulsed laser beam emitted from the pulsed laser beam oscillation means by means of pulse dispersion means comprising Y-coordinate dispersion means shown in FIG. 3 and X-coordinate dispersion means shown in FIG.
Fig. 8 is a block diagram of control means provided in the laser machining apparatus shown in Fig. 1. Fig.
9 is a perspective view of a semiconductor wafer as a workpiece;
Fig. 10 is a perspective view showing a state in which the semiconductor wafer shown in Fig. 9 is attached (adhered) to an adhesive tape mounted on an annular frame. Fig.
Fig. 11 is an explanatory diagram of a laser machining process performed by the laser machining apparatus shown in Fig. 1; Fig.
이하, 본 발명에 따라서 구성된 레이저 가공 장치의 바람직한 실시형태에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a laser machining apparatus constructed in accordance with the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 에는, 본 발명 실시형태의 레이저 가공 장치 (1) 의 사시도가 나타나 있다. 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 는, 정지 (靜止) 기대 (2) 와, 그 정지 기대 (2) 에 화살표 (X) 로 나타내는 가공 이송 방향인 X 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성되고 피가공물을 유지하는 척 테이블 기구 (3) 와, 기대 (2) 상에 배치 형성된 레이저 광선 조사 수단으로서의 레이저 광선 조사 유닛 (4) 을 구비하고 있다.Fig. 1 is a perspective view of a
상기 척 테이블 기구 (3) 는, 정지 기대 (2) 상에 X 축 방향을 따라 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 과, 그 안내 레일 (31, 31) 상에 X 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성된 제 1 활동 (滑動) 블록 (32) 과, 그 제 1 활동 블록 (32) 상에 X 축 방향과 직교하는 화살표 (Y) 로 나타내는 산출 이송 방향인 Y 축 방향으로 이동 가능하게 배치 형성된 제 2 활동 블록 (33) 과, 그 제 2 활동 블록 (33) 상에 원통 부재 (34) 에 의해 지지된 지지 테이블 (35) 과, 피가공물을 XY 평면에서 유지하는 피가공물 유지 수단으로서의 척 테이블 (36) 을 구비하고 있다. 이 척 테이블 (36) 은 다공성 재료로 형성된 흡착 척 (361) 을 구비하고 있고, 흡착 척 (361) 의 상면인 유지면 상에 피가공물인 예를 들어 원형상의 반도체 웨이퍼를 도시되지 않은 흡인 수단에 의해 유지하도록 되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블 (36) 은, 원통 부재 (34) 내에 배치 형성된 도시되지 않은 펄스 모터에 의해 회전된다. 또한, 척 테이블 (36) 에는, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 보호 테이프를 개재하여 지지하는 환상의 프레임을 고정시키기 위한 클램프 (362) 가 배치 형성되어 있다.The
상기 제 1 활동 블록 (32) 은, 그 하면에 상기 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 과 끼워맞추는 1 쌍의 피안내홈 (321, 321) 이 형성되어 있음과 함께, 그 상면에 Y 축 방향을 따라 평행하게 형성된 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 이 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 제 1 활동 블록 (32) 은, 피안내홈 (321, 321) 이 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 에 끼워맞춰짐으로써, 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 을 따라 X 축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 본 실시형태에 있어서의 척 테이블 기구 (3) 는, 제 1 활동 블록 (32) 을 1 쌍의 안내 레일 (31, 31) 을 따라 X 축 방향으로 이동시키기 위한 X 축 방향 이동 수단 (37) 을 구비하고 있다. X 축 방향 이동 수단 (37) 은, 상기 1 쌍의 안내 레일 (31 과 31) 사이에 평행하게 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 (傳動) 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드 (371) 는, 제 1 활동 블록 (32) 의 중앙부 하면으로 돌출되어 형성된 도시되지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터 (372) 에 의해 수나사 로드 (371) 를 정전 (正轉) 및 역전 (逆轉) 구동함으로써, 제 1 활동 블록 (32) 은 안내 레일 (31, 31) 을 따라 X 축 방향으로 이동된다.The first
레이저 가공 장치 (1) 는, 상기 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출하기 위한 X 축 방향 위치 검출 수단 (374) 을 구비하고 있다. X 축 방향 위치 검출 수단 (374) 은, 안내 레일 (31) 을 따라 배치 형성된 리니어 스케일 (374a) 과, 제 1 활동 블록 (32) 에 배치 형성되고 제 1 활동 블록 (32) 과 함께 리니어 스케일 (374a) 을 따라 이동하는 판독 헤드 (374b) 로 이루어져 있다. 이 X 축 방향 위치 검출 수단 (374) 의 판독 헤드 (374b) 는, 본 실시형태에 있어서는 1 ㎛ 마다 1 펄스의 펄스 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다. 그리고 후술하는 제어 수단은, 입력된 펄스 신호를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출한다. 또한, 상기 가공 이송 수단 (37) 의 구동원으로서 펄스 모터 (372) 를 사용한 경우에는, 펄스 모터 (372) 에 구동 신호를 출력하는 후술하는 제어 수단의 구동 펄스를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 X 축 방향 위치를 검출할 수도 있다. 또, 상기 X 축 방향 이동 수단 (37) 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 X 축 방향 위치를 검출할 수도 있다.The
상기 제 2 활동 블록 (33) 은, 그 하면에 상기 제 1 활동 블록 (32) 의 상면에 형성된 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 과 끼워맞추는 1 쌍의 피안내홈 (331, 331) 이 형성되어 있고, 이 피안내홈 (331, 331) 을 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 에 끼워맞춤으로써, Y 축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 척 테이블 기구 (3) 는, 제 2 활동 블록 (33) 을 제 1 활동 블록 (32) 에 형성된 1 쌍의 안내 레일 (322, 322) 을 따라 Y 축 방향으로 이동시키기 위한 Y 축 방향 이동 수단 (38) 을 구비하고 있다. Y 축 방향 이동 수단 (38) 은, 상기 1 쌍의 안내 레일 (322 와 322) 사이에 평행하게 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, 그 일단이 상기 제 1 활동 블록 (32) 의 상면에 고정된 베어링 블록 (383) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터 (382) 의 출력축에 전동 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드 (381) 는, 제 2 활동 블록 (33) 의 중앙부 하면으로 돌출되어 형성된 도시되지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터 (382) 에 의해 수나사 로드 (381) 를 정전 및 역전 구동함으로써, 제 2 활동 블록 (33) 은 안내 레일 (322, 322) 을 따라 Y 축 방향으로 이동된다.The second
레이저 가공 장치 (1) 는, 상기 제 2 활동 블록 (33) 의 Y 축 방향 위치를 검출하기 위한 Y 축 방향 위치 검출 수단 (384) 을 구비하고 있다. Y 축 방향 위치 검출 수단 (384) 은, 안내 레일 (322) 을 따라 배치 형성된 리니어 스케일 (384a) 과, 제 2 활동 블록 (33) 에 배치 형성되고 제 2 활동 블록 (33) 과 함께 리니어 스케일 (384a) 을 따라 이동하는 판독 헤드 (384b) 로 이루어져 있다. 이 Y 축 방향 위치 검출 수단 (384) 의 판독 헤드 (384b) 는, 본 실시형태에 있어서는 1 ㎛ 마다 1 펄스의 펄스 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다. 그리고 후술하는 제어 수단은, 입력된 펄스 신호를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 Y 축 방향 위치를 검출한다. 또한, 상기 Y 축 방향 이동 수단 (38) 의 구동원으로서 펄스 모터 (382) 를 사용한 경우에는, 펄스 모터 (382) 에 구동 신호를 출력하는 후술하는 제어 수단의 구동 펄스를 카운트함으로써, 척 테이블 (36) 의 Y 축 방향 위치를 검출할 수도 있다. 또, 상기 Y 축 방향 이동 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.The
상기 레이저 광선 조사 유닛 (4) 은, 상기 기대 (2) 상에 배치 형성된 지지 부재 (41) 와, 그 지지 부재 (41) 에 의해 지지되고 실질상 수평으로 연장되는 케이싱 (42) 과, 그 케이싱 (42) 에 배치 형성된 레이저 광선 조사 수단 (5) 과, 케이싱 (42) 의 전단부에 배치 형성되고 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 촬상 수단 (50) 을 구비하고 있다. 또한, 촬상 수단 (50) 은, 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 그 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 그 광학계에 의해 포착된 이미지를 촬상하는 촬상 소자 (CCD) 등을 구비하고, 촬상한 화상 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.The laser
상기 레이저 광선 조사 수단 (5) 에 대하여, 도 2 를 참조하여 설명한다. 레이저 광선 조사 수단 (5) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 과, 그 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하여 척 테이블 (36) 에 유지된 피가공물 (W) 에 조사하는 집광기 (52) 와, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 과 집광기 (52) 사이에 배치 형성되고 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 복수의 Y 좌표 및 X 좌표에 분산하는 펄스 분산 수단 (6) 과, 그 펄스 분산 수단 (6) 에 의해 분산된 펄스 레이저 광선을 X 축 방향으로 편향하는 광로 편향 수단 (9) 을 구비하고 있다. 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 은, 펄스 레이저 발진기 (511) 와, 이것에 부설된 반복 주파수 설정 수단 (512) 으로 구성되어 있다. 또한, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 의 펄스 레이저 발진기 (511) 는, 본 실시형태에 있어서는 파장이 355 ㎚ 인 펄스 레이저 광선 (LB) 을 발진한다. 또, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 이 발진하는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 반복 주파수 M 은, 본 실시형태에 있어서는 40 ㎑ 로 설정되어 있다. 상기 집광기 (52) 는, 상기 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진되고 Y 좌표 분산 수단 (7) 과 X 좌표 분산 수단 (8) 및 광로 편향 수단 (9) 을 개재하여 유도된 펄스 레이저 광선 (LB) 을 집광하는 fθ 렌즈로 이루어지는 집광 렌즈 (521) 를 구비하고 있다.The laser beam irradiation means 5 will be described with reference to Fig. 2, the laser beam irradiating means 5 includes a pulsed laser beam oscillation means 51 and a pulsed laser beam oscillation means 51 for condensing the pulsed laser beam and holding it on the chuck table 36 And a pulsed laser beam oscillated from the pulsed laser beam oscillation means 51 arranged between the pulsed laser beam oscillation means 51 and the
상기 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 과 집광기 (52) 사이에 배치 형성된 펄스 분산 수단 (6) 은, 본 실시형태에 있어서는 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 을 복수의 Y 좌표에 분산하는 Y 좌표 분산 수단 (7) 과, 그 Y 좌표 분산 수단 (7) 에 의해 Y 좌표에 분산된 펄스 레이저 광선 (LB) 을 복수의 X 좌표에 분산하는 X 좌표 분산 수단 (8) 으로 이루어져 있다. Y 좌표 분산 수단 (7) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이 반사 미러 (711) 를 구비한 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 와, 반사 미러 (721) 를 구비한 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 와, 반사 미러 (731) 를 구비한 주레조넌트 스캐너 (73) 를 구비하고 있다.The pulse dispersing means 6 disposed between the pulsed laser beam emitting means 51 and the
상기 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 는 주파수 설정기 (712) 에 의해 설정되는 반복 주파수에 대응하여 요동하고, 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 는 주파수 설정기 (722) 에 의해 설정되는 반복 주파수에 대응하여 요동하고, 주레조넌트 스캐너 (73) 는 주파수 설정기 (732) 에 의해 설정되는 반복 주파수에 대응하여 요동되도록 구성되어 있다. 주파수 설정기 (712) 는 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 반복 주파수 M01 을 30 ㎑ 로 설정하고, 주파수 설정기 (722) 는 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 의 반복 주파수 M02 를 20 ㎑ 로 설정하고, 주파수 설정기 (732) 는 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반복 주파수 M1 을 10 ㎑ 로 설정하고 있다. 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 반복 주파수 M01 과 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 의 반복 주파수 M02 는, 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반복 주파수 M1 의 정수 배로 설정되어 있다.The
상기 반복 주파수 M1 로 요동하는 주레조넌트 스캐너 (73) 는, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 이 반복 주파수 M 으로 발진하는 펄스 레이저 광선 (LB) 을 (M/M1) 개의 Y 좌표에 분산한다. 본 실시형태에 있어서는 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 이 발진하는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 반복 주파수 M 이 40 ㎑ 로 설정되고, 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반복 주파수 M1 이 10 ㎑ 로 설정되어 있기 때문에, 주레조넌트 스캐너 (73) 는 4 개 (40/10) 의 Y 좌표에 (1/4) × (1/10 k) 초마다 분산한다. 또한, 주레조넌트 스캐너 (73) 에 의해 분산되는 4 개의 Y 좌표의 간격은, 본 실시형태에 있어서는 후술하는 피가공물인 반도체 웨이퍼의 디바이스에 형성된 본딩 패드의 Y 좌표의 간격에 상당하도록 설정되어 있다.The main
Y 좌표 분산 수단 (7) 은 이상과 같이 구성되어 있고, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 이 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 반사 미러 (711) 에 입사된다. 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 반사 미러 (711) 에 입사된 펄스 레이저 광선 (LB) 은, 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 의 반사 미러 (721) 및 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반사 미러 (731) 를 개재하여 출사된다.The Y coordinate spreading
도 4 에는, 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과, 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 의 반복 주파수 M02 (20 ㎑) 와, 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반복 주파수 M1 (10 ㎑), 및 각 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과 M02 (20 ㎑) 및 M1 (10 ㎑) 을 합산한 합산 반복 주파수 MY 를 나타내는 그래프가 나타나 있다. 도 4 에 있어서 가로축은 시간 (1/10 k) 초이고, 세로축은 Y 좌표를 나타내고 있다. 상기 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 은, 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반사 미러 (731) 로부터 (1/4) × (1/10 k) 초마다 합산한 합산 반복 주파수 MY 에 대응한 Y 좌표에 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 출사된다. 또한, 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반사 미러 (731) 로부터 출사되는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 의 Y 좌표는, 주레조넌트 스캐너 (73) 의 반복 주파수 M1 (10 ㎑) 과 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 및 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 의 반복 주파수 M02 (20 ㎑) 의 위상을 어긋나게 함으로써 특정할 수 있다.4 shows the relationship between the repetition frequency M01 (30 kHz) of the
다음으로, 상기 펄스 분산 수단 (6) 을 구성하는 X 좌표 분산 수단 (8) 에 대하여, 도 5 를 참조하여 설명한다. X 좌표 분산 수단 (8) 은, 본 실시형태에 있어서는 상기 Y 좌표 분산 수단 (7) 을 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 출사된 레이저 광선 (LB) 의 광로를 회전축으로 하여 90 도 회동 (回動) 한 상태로 배치 형성된 구성이고, 반사 미러 (811) 를 구비한 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 와, 반사 미러 (821) 를 구비한 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 와, 반사 미러 (831) 를 구비한 주레조넌트 스캐너 (83) 를 구비하고 있다.Next, the X-coordinate distribution means 8 constituting the pulse dispersion means 6 will be described with reference to Fig. In the present embodiment, the X-coordinate distribution means 8 rotates the Y-coordinate dispersion means 7 by 90 degrees with the optical path of the laser beam LB emitted from the pulsed laser beam emission means 51 as a rotation axis A
상기 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 는 주파수 설정기 (812) 에 의해 설정되는 반복 주파수에 대응하여 요동하고, 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 는 주파수 설정기 (822) 에 의해 설정되는 반복 주파수에 대응하여 요동하고, 주레조넌트 스캐너 (83) 는 주파수 설정기 (832) 에 의해 설정되는 반복 주파수에 대응하여 요동되도록 구성되어 있다. 주파수 설정기 (812) 는 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 반복 주파수 M01 을 30 ㎑ 로 설정하고, 주파수 설정기 (822) 는 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 의 반복 주파수 M02 를 20 ㎑ 로 설정하고, 주파수 설정기 (832) 는 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반복 주파수 M1 을 10 ㎑ 로 설정하고 있다. 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 반복 주파수 M01 과 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 의 반복 주파수 M02 는, 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반복 주파수 M1 의 정수 배로 설정되어 있다.The
상기 반복 주파수 M1 로 요동하는 주레조넌트 스캐너 (83) 는, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 이 반복 주파수 M 으로 발진하는 펄스 레이저 광선 (LB) 을 (M/M1) 개의 X 좌표에 분산한다. 본 실시형태에 있어서는 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 이 발진하는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 반복 주파수 M 이 40 ㎑ 로 설정되고, 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반복 주파수 M1 이 10 ㎑ 로 설정되어 있기 때문에, 주레조넌트 스캐너 (83) 는 4 개 (40/10) 의 X 좌표에 (1/4) × (1/10 k) 초마다 분산한다. 또한, 주레조넌트 스캐너 (83) 에 의해 분산되는 4 개의 X 좌표의 간격은, 본 실시형태에 있어서는 후술하는 피가공물인 반도체 웨이퍼의 디바이스에 형성된 본딩 패드의 X 좌표의 간격에 상당하도록 설정되어 있다.The main
도 5 에 나타내는 실시형태에 있어서의 X 좌표 분산 수단 (8) 은 이상과 같이 구성되어 있고, 상기 Y 좌표 분산 수단 (7) 으로부터 출사된 펄스 레이저 광선 (LB) 이 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 반사 미러 (811) 에 입사된다. 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 반사 미러 (811) 에 입사된 펄스 레이저 광선 (LB) 은, 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 의 반사 미러 (821) 및 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반사 미러 (831) 를 개재하여 출사된다.The X-coordinate spreading means 8 in the embodiment shown in Fig. 5 is constructed as described above. The pulse laser beam LB emitted from the Y-coordinate spreading
도 6 에는, 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과, 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 의 반복 주파수 M02 (20 ㎑) 와, 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반복 주파수 M1 (10 ㎑), 및 각 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 과 M02 (20 ㎑) 및 M1 (10 ㎑) 을 합산한 합산 반복 주파수 MX 를 나타내는 그래프가 나타나 있다. 도 6 에 있어서 가로축은 시간 (1/10 k) 초이고, 세로축은 X 좌표를 나타내고 있다. 상기 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 은, 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반사 미러 (831) 로부터 (1/4) × (1/10 k) 초마다 합산한 합산 반복 주파수 MX 에 대응한 X 좌표에 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 출사된다. 또한, 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반사 미러 (831) 로부터 출사되는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 의 X 좌표는, 주레조넌트 스캐너 (83) 의 반복 주파수 M1 (10 ㎑) 과 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 반복 주파수 M01 (30 ㎑) 및 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 의 반복 주파수 M02 (20 ㎑) 의 위상을 어긋나게 함으로써 특정할 수 있다.6 shows the relationship between the repetition frequency M01 (30 kHz) of the
상기 서술한 Y 좌표 분산 수단 (7) 및 X 좌표 분산 수단 (8) 으로 이루어지는 펄스 분산 수단 (6) 은 이상과 같이 구성되고, 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 을 광로 편향 수단 (9) 및 집광기 (52) 를 개재하여 (1/10 k) 초마다 도 7 에 나타내는 XY 좌표에 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 조사한다.The pulse dispersing means 6 composed of the Y coordinate dispersing
도 2 로 되돌아와 설명을 계속하면, 광로 편향 수단 (9) 은, 본 실시형태에 있어서는 갈바노 스캐너 (91) 로 이루어져 있다. 이 갈바노 스캐너 (91) 를 실선으로 나타내는 위치로부터 파선으로 나타내는 위치까지 변위시킴으로써, 펄스 레이저 광선을 실선으로 나타내는 위치로부터 파선으로 나타내는 위치까지 X 축 방향으로 편향하여 집광기 (52) 의 집광 렌즈 (521) 로 유도한다. 따라서, 갈바노 스캐너 (91) 의 실선으로 나타내는 위치로부터 파선으로 나타내는 위치까지의 변위 속도를 척 테이블 (36) 의 도 2 에 있어서 좌방으로의 이동 속도와 동기시킴으로써, 척 테이블 (36) 의 도 2 에 있어서 좌방으로 가공 이송한 상태로 도 2 에 나타내는 실시형태에 있어서 실선 및 파선으로 나타내는 조사 위치에 연속해서 펄스 레이저 광선을 조사할 수 있다.Returning to Fig. 2 and continuing with the description, the optical path deflecting means 9 is composed of a
본 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치 (1) 는, 도 8 에 나타내는 제어 수단 (10) 을 구비하고 있다. 제어 수단 (10) 은 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 제어 프로그램에 따라서 연산 처리하는 중앙 처리 장치 (CPU) (101) 와, 제어 프로그램 등을 격납하는 리드 온리 메모리 (ROM) (102) 와, 연산 결과 등을 격납하는 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리 (RAM) (103) 와, 입력 인터페이스 (104) 및 출력 인터페이스 (105) 를 구비하고 있다. 제어 수단 (10) 의 입력 인터페이스 (104) 에는, 상기 X 축 방향 위치 검출 수단 (374), Y 축 방향 위치 검출 수단 (384), 촬상 수단 (50) 등으로부터의 검출 신호가 입력된다. 그리고, 제어 수단 (10) 의 출력 인터페이스 (105) 로부터는, 상기 X 축 방향 이동 수단 (37), Y 축 방향 이동 수단 (38), 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51), 펄스 분산 수단 (6) 의 Y 좌표 분산 수단 (7) 을 구성하는 제 1 보레조넌트 스캐너 (71) 의 주파수를 설정하는 주파수 설정기 (712), 제 2 보레조넌트 스캐너 (72) 의 주파수를 설정하는 주파수 설정기 (722), 주레조넌트 스캐너 (73) 의 주파수를 설정하는 주파수 설정기 (732), 펄스 분산 수단 (6) 의 X 좌표 분산 수단 (8) 을 구성하는 제 1 보레조넌트 스캐너 (81) 의 주파수를 설정하는 주파수 설정기 (812), 제 2 보레조넌트 스캐너 (82) 의 주파수를 설정하는 주파수 설정기 (822), 주레조넌트 스캐너 (83) 의 주파수를 설정하는 주파수 설정기 (832), 광로 편향 수단 (9) 으로서의 갈바노 스캐너 (91) 등에 제어 신호를 출력한다.The
본 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치 (1) 는 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하 그 작용에 대하여 설명한다. 도 9 에는, 상기 서술한 레이저 가공 장치 (1) 에 의해 가공되는 피가공물로서의 반도체 웨이퍼 (20) 의 사시도가 나타나 있다. 도 9 에 나타내는 반도체 웨이퍼 (20) 는, 실리콘 웨이퍼로 이루어져 있고, 표면 (20a) 에 복수의 분할 예정 라인 (201) 이 격자상으로 형성되어 있음과 함께, 그 복수의 분할 예정 라인 (201) 에 의해 구획된 복수의 영역에 IC, LSI 등의 디바이스 (202) 가 형성되어 있다. 이 각 디바이스 (202) 는, 모두 동일한 구성을 하고 있다. 디바이스 (202) 의 표면에는 각각 4 개의 본딩 패드 (203) 가 형성되어 있다. 이 4 개의 본딩 패드 (203) 는, 본 실시형태에 있어서는 구리에 의해 형성되어 있다. 이 4 개의 본딩 패드 (203) 에 대응하는 위치에 각각 이면 (20b) 으로부터 본딩 패드 (203) 에 이르는 비아홀이 형성된다. 각 디바이스 (202) 에 있어서의 4 개의 본딩 패드 (203) 의 좌표는, 설계값의 데이터가 상기 랜덤 액세스 메모리 (RAM) (103) 에 격납되어 있다. 또한, 디바이스 (202) 에 있어서의 4 개의 본딩 패드 (203) 의 좌표에 대응하여, 본 실시형태에 있어서의 상기 Y 좌표 분산 수단 (7) 및 X 좌표 분산 수단 (8) 으로 이루어지는 펄스 분산 수단 (6) 은, 출사하는 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 의 펄스 레이저 광선의 XY 좌표를 설정하고 있다.The
상기 서술한 반도체 웨이퍼 (20) 의 4 개의 본딩 패드 (203) 에 대응하는 위치에 이면 (20b) 으로부터 각각의 본딩 패드에 이르는 관통공을 형성하기 위해서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이 환상의 프레임 (F) 의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 점착 테이프 (T) 의 표면에 반도체 웨이퍼 (20) 의 표면 (20a) 을 첩착한다. 또한, 점착 테이프 (T) 는, 본 실시형태에 있어서는 염화비닐 (PVC) 시트에 의해 형성되어 있다.10, in order to form the through-holes from the
상기 서술한 피가공물 지지 공정을 실시했다면, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 의 척 테이블 (36) 상에 반도체 웨이퍼 (20) 의 점착 테이프 (T) 측을 재치 (載置) 한다. 그리고, 도시되지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써, 반도체 웨이퍼 (20) 를 점착 테이프 (T) 를 개재하여 척 테이블 (36) 상에 흡인 유지한다 (피가공물 유지 공정). 따라서, 척 테이블 (36) 에 점착 테이프 (T) 를 개재하여 유지된 반도체 웨이퍼 (20) 는, 이면 (20b) 이 상측이 된다. 또한, 반도체 웨이퍼 (20) 를 점착 테이프 (T) 를 개재하여 지지한 환상의 프레임 (F) 은, 척 테이블 (36) 에 배치 형성된 클램프 (362) 에 의해 고정된다.The adhesive tape T side of the
상기 서술한 피가공물 유지 공정을 실시했다면, X 축 방향 이동 수단 (37) 을 작동시켜 반도체 웨이퍼 (20) 를 흡인 유지한 척 테이블 (36) 을 촬상 수단 (50) 의 바로 아래에 위치시킨다. 척 테이블 (36) 이 촬상 수단 (50) 의 바로 아래에 위치되면, 촬상 수단 (50) 및 제어 수단 (10) 에 의해 반도체 웨이퍼 (20) 의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단 (50) 및 제어 수단 (10) 은, 반도체 웨이퍼 (20) 의 제 1 방향으로 형성되어 있는 분할 예정 라인 (201) 을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 집광기 (52) 와의 위치 맞춤을 실시하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트를 수행한다. 이 때, 반도체 웨이퍼 (20) 의 분할 예정 라인 (201) 이 형성되어 있는 표면 (20a) 은 하측에 위치하고 있는데, 촬상 수단 (50) 이 상기 서술한 바와 같이 적외선 조명 수단과 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자 (적외선 CCD) 등으로 구성된 촬상 수단을 구비하고 있기 때문에, 이면 (20b) 으로부터 비쳐 보아 분할 예정 라인 (201) 을 촬상할 수 있다.The chuck table 36 in which the
이상과 같이 하여 척 테이블 (36) 상에 유지된 반도체 웨이퍼 (20) 에 형성되어 있는 분할 예정 라인을 검출하고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 실시되었다면, 도 11 에서 나타내는 바와 같이 척 테이블 (36) 을 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 집광기 (52) 가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 소정의 분할 예정 라인 (201) 과 분할 예정 라인 (201) 사이의 디바이스 (202) 의 중간 위치를 집광기 (52) 의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 집광기 (52) 로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 집광점을 반도체 웨이퍼 (20) 의 이면 (상면) 부근에 위치시킨다. 레이저 광선 조사 수단 (5) 의 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 과 펄스 분산 수단 (6) 및 광로 편향 수단 (9) 으로서의 갈바노 스캐너 (91) 를 작동시킴과 함께, X 축 방향 이동 수단 (37) 을 작동시켜 척 테이블 (36) 을 도 11 에 있어서 화살표 (X1) 로 나타내는 방향으로 소정의 이동 속도로 이동시킨다.11, if the chuck table 36 is moved to the position where the chuck table 36 is located, the chuck table 36 is moved to the position where the chuck table 36 is located, To the laser beam irradiation area where the
Y 좌표 분산 수단 (7) 및 X 좌표 분산 수단 (8) 으로 이루어지는 펄스 분산 수단 (6) 으로부터 출사되는 4 개 (Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ) 의 펄스 레이저 광선의 XY 좌표는, 반도체 웨이퍼 (20) 에 형성된 디바이스 (202) 에 있어서의 4 개의 본딩 패드 (203) 의 좌표에 대응하여 설정되어 있기 때문에, 4 개의 본딩 패드 (203) 와 대응하는 위치에 펄스 레이저 광선 발진 수단 (51) 으로부터 발진된 펄스 레이저 광선이 조사된다. 그리고, 척 테이블 (36) 이 소정량 이동하는 동안에 갈바노 스캐너 (91) 가 상기 서술한 바와 같이 작동함으로써, 4 개의 본딩 패드 (203) 와 대응하는 위치에 각각 펄스 레이저 광선이 소정 펄스수 조사되고, 반도체 웨이퍼 (20) 에 4 개의 본딩 패드 (203) 에 이르는 관통공이 형성된다. 이와 같이 하여, X 축 방향의 동렬의 형성된 모든 디바이스 (202) 에 형성된 4 개의 본딩 패드 (203) 에 대응한 위치에 관통공을 형성하는 레이저 가공 공정을 실시한다. 이 레이저 가공 공정을 반도체 웨이퍼 (20) 에 형성된 모든 디바이스 (202) 에 형성된 4 개의 본딩 패드 (203) 에 대응한 위치에 실시한다.The XY coordinates of the four (I, II, III, IV) pulsed laser beams emitted from the pulse dispersing means 6 composed of the Y coordinate dispersing
상기 레이저 가공 공정은, 이하의 가공 조건에서 실시된다.The laser processing step is carried out under the following processing conditions.
광원 : YVO4 펄스 레이저 또는 YAG 펄스 레이저Light source: YVO4 pulse laser or YAG pulse laser
파장 : 355 ㎚Wavelength: 355 nm
반복 주파수 : 40 ㎑Repetition frequency: 40 kHz
평균 출력 : 4 WAverage power: 4 W
집광 스포트 직경 : φ10 ㎛Condensing spot diameter: φ10 μm
가공 이송 속도 : 100 ㎜/초Processing feed rate: 100 mm / sec
제 1 보레조넌트 스캐너의 반복 주파수 : 30 ㎑No. 1 Repetition frequency of the Resonant scanner: 30 kHz
제 2 보레조넌트 스캐너의 반복 주파수 : 20 ㎑
주레조넌트 스캐너의 반복 주파수 : 10 ㎑Repetition frequency of main resonant scanner: 10 kHz
이상과 같이, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치 (1) 에 있어서는, 반도체 웨이퍼 (20) 에 형성된 디바이스 (202) 에 형성된 복수의 본딩 패드 (203) 의 좌표에 대응하는 X 좌표, Y 좌표 위치에 관통공을 형성할 때에, 크랙을 발생시키지 않는 최대의 반복 주파수 (10 ㎑) 로 복수의 좌표에 펄스 레이저 광선을 동시에 조사할 수 있어, 생산성이 향상된다.As described above, in the
2 : 정지 기대
3 : 척 테이블 기구
36 : 척 테이블
37 : X 축 방향 이동 수단
38 : Y 축 방향 이동 수단
4 : 레이저 광선 조사 유닛
5 : 레이저 광선 조사 수단
51 : 펄스 레이저 광선 발진 수단
52 : 집광기
6 : 펄스 분산 수단
7 : Y 좌표 분산 수단
71 : 제 1 보레조넌트 스캐너
72 : 제 2 보레조넌트 스캐너
73 : 주레조넌트 스캐너
8 : X 좌표 분산 수단
81 : 제 1 보레조넌트 스캐너
82 : 제 2 보레조넌트 스캐너
83 : 주레조넌트 스캐너
9 : 광로 편향 수단
10 : 제어 수단
20 : 반도체 웨이퍼2: Stop expectation
3: chuck table mechanism
36: Chuck table
37: X-axis direction moving means
38: Y-axis direction moving means
4: laser beam irradiation unit
5: laser beam irradiation means
51: Pulsed laser beam emitting means
52: Concentrator
6: Pulse dispersion means
7: Y coordinate dispersion means
71:
72:
73: Primary Resonant Scanner
8: X coordinate distribution means
81:
82:
83: Primary Resonant Scanner
9: optical path deflection means
10: Control means
20: Semiconductor wafer
Claims (2)
피가공물을 XY 평면에서 유지하는 척 테이블과,
상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단을 구비하고,
상기 레이저 광선 조사 수단은, 반복 주파수 M 으로 펄스 레이저 광선을 발진하는 펄스 레이저 광선 발진 수단과,
상기 펄스 레이저 광선 발진 수단에 의해 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하여 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기와,
상기 펄스 레이저 광선 발진 수단과 상기 집광기 사이에 배치 형성되고, 펄스 레이저 광선을 복수의 X 좌표 및 복수의 Y 좌표에 분산하는 펄스 분산 수단을 포함하고,
상기 펄스 분산 수단은, 상기 반복 주파수 M 으로 발진된 펄스 레이저 광선을 반사하는 미러를 갖고, 상기 반복 주파수 M 보다 낮은 반복 주파수 M1 로 요동하여 (M/M1) 개의 좌표에 펄스 레이저 광선을 분산하는 스캐너를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.A laser processing apparatus comprising:
A chuck table for holding the workpiece in an XY plane,
And a laser beam irradiating means for irradiating the workpiece held on the chuck table with a laser beam,
Wherein the laser beam irradiation means comprises pulse laser beam oscillation means for oscillating a pulsed laser beam at a repetition frequency M,
A condenser for condensing the pulsed laser beam oscillated by the pulsed laser beam oscillation means and irradiating the workpiece held on the chuck table,
And pulse dispersing means disposed between the pulsed laser beam emitting means and the condenser and for dispersing the pulsed laser beam to a plurality of X coordinates and a plurality of Y coordinates,
Wherein the pulse dispersing means includes a mirror for reflecting the pulsed laser light oscillated at the repetition frequency M and having a mirror for oscillating at a repetition frequency M1 lower than the repetition frequency M to disperse the pulsed laser light in the (M / M1) And a laser processing unit for processing the laser beam.
상기 펄스 분산 수단은, 펄스 레이저 광선을 복수의 Y 좌표에 분산하는 Y 좌표 분산 수단과 복수의 X 좌표에 분산하는 X 좌표 분산 수단을 포함하고,
상기 Y 좌표 분산 수단은, 상기 반복 주파수 M1 로 요동하는 제 1 주스캐너와, 상기 반복 주파수 M1 의 정수 배의 반복 주파수로 요동하여 펄스 레이저 광선을 분산하는 제 1 보스캐너를 포함하고, 상기 제 1 주스캐너와 상기 제 1 보스캐너의 반복 주파수의 위상을 어긋나게 하여 펄스 레이저 광선이 조사되는 Y 좌표를 특정하고,
상기 X 좌표 분산 수단은, 상기 반복 주파수 M1 로 요동하는 제 2 주스캐너와, 상기 반복 주파수 M1 의 정수 배의 반복 주파수로 요동하여 펄스 레이저 광선을 분산하는 제 2 보스캐너를 포함하고, 상기 제 2 주스캐너와 상기 제 2 보스캐너의 반복 주파수의 위상을 어긋나게 하여 펄스 레이저 광선이 조사되는 X 좌표를 특정하는, 레이저 가공 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pulse dispersing means includes Y coordinate dispersing means for dispersing the pulsed laser beam in a plurality of Y coordinates and X coordinate dispersing means for dispersing the pulse laser light in a plurality of X coordinates,
The Y coordinate distribution means includes a first main scanner that oscillates at the repetition frequency M1 and a first compensator that oscillates at a repetition frequency that is an integral multiple of the repetition frequency M1 to disperse the pulsed laser beam, The Y coordinate at which the pulse laser beam is irradiated is specified by shifting the phase of the repetition frequency of the main scanner and the first beam scanner,
The X coordinate spreading means includes a second main scanner for oscillating at the repetition frequency M1 and a second compensator for oscillating at a repetition frequency of an integral multiple of the repetition frequency M1 to disperse the pulsed laser beam, And the X-coordinate to which the pulse laser beam is irradiated is specified by shifting the phase of the repetition frequency of the main scanner and the second beam scanner.
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