KR20200145677A - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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KR20200145677A
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laser
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processing
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케이지 노마루
유지 하다노
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 생산성을 악화시키지 않고 데브리의 비산을 방지하고, 레이저 광선을 산란시키지 않고 적절한 가공을 실시할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공한다.
(해결 수단) 레이저 가공 장치의 레이저 광선 조사 유닛은, 펄스 폭이 짧은 제1 레이저 광선을 출사하는 제1 레이저 발진기와, 펄스 폭이 긴 제2 레이저 광선을 출사하는 제2 레이저 발진기와, 제1 레이저 광선과 제2 레이저 광선을 합파하는 편광 빔 스플리터와, 피가공물의 상면에 액체의 층을 형성하는 액체층 형성기를 포함한다. 척 테이블과 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키면서, 제1 레이저 광선과 제2 레이저 광선을 피가공물의 동일 부분에 조사하여, 제1 레이저 광선이 액체의 층을 통해 조사되었을 때에 발생하는 플라즈마가, 제2 레이저 광선의 에너지에 의해서 성장되어, 피가공물에 가공을 행한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해서 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 레이저 가공 장치에 의해서 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, 컴퓨터, 조명 기기 등의 전기 기기에 이용된다.
또한, 레이저 가공 장치는, 피가공물에 대해서 흡수성을 가지는 파장의 레이저 광선을 조사하여 어브레이션 가공에 의해 분할의 기점이 되는 홈을 형성하는 타입의 것(예컨대, 특허 문헌 1을 참조), 피가공물에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 피가공물의 내부에 위치시켜서 레이저 광선을 조사하고, 분할의 기점이 되는 개질층을 내부에 형성하는 타입의 것(예컨대, 특허 문헌 2를 참조), 피가공물에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 피가공물의 내부에 위치시켜 조사하고, 분할의 기점이 되는 세공(細孔)과 세공을 둘러싸는 비정질로 이루어지는 복수의 실드 터널을 형성하는 타입의 것(예컨대, 특허 문헌 3을 참조)이 존재하고, 피가공물의 종류, 가공 정밀도 등에 의해서 레이저 가공 장치가 선택된다.
또한, 피가공물에 대해서 어브레이션 가공을 행하는 타입에 있어서는, 레이저 광선이 조사된 부위에서 데브리가 비산하여, 피가공물의 표면에 형성된 디바이스에 부착하고, 디바이스의 품질을 저하시킬 우려가 있다는 점에서, 레이저 가공을 행하기 전에, 웨이퍼의 표면에 액상 수지를 피복하여 데브리의 부착을 방지하는 것이 제안되고 있다(예컨대 특허 문헌 4를 참조).
특개평 10-305420호 공보 특허 제3408805호 공보 특개 2014-221483호 공보 특개 2004-188475호 공보
상기한 바와 같이, 피가공물에 대해서 레이저 가공을 실시하기 전에, 액상 수지를 피복하는 경우, 레이저 가공 후의 액상 수지는 재이용되지 않고 폐기되는 점에서 비경제적이고, 액상 수지의 도포 공정이나, 제거 공정이 필요게 되는 점에서 생산성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.
또한, 웨이퍼를 수몰시킨 상태로, 피가공물에 대해서 레이저 광선을 조사하여 데브리를 물에 부유시켜서 웨이퍼의 표면에 부착하는 것을 방지하는 것도 검토되고 있지만, 수중에 생기는 버블이나 캐비테이션에 의해서 레이저 광선이 산란하고, 원하는 가공이 실시될 수 없다라고 하는 문제도 지적되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 생산성을 악화시키지 않고 데브리의 비산을 방지하고, 레이저 광선을 산란시키지 않고 적절한 가공을 실시할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 판형의 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 실시하는 레이저 광선 조사 유닛과, 상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛을 포함하고, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하고 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기와, 상기 집광기의 하단에 배치되어 피가공물의 상면에 액체의 층을 형성하는 액체층 형성기를 포함하고, 상기 레이저 발진기는, 펄스 폭이 짧은 제1 레이저 광선을 출사하는 제1 레이저 발진기와, 펄스 폭이 긴 제2 레이저 광선을 출사하는 제2 레이저 발진기를 포함하고, 상기 이동 유닛에 의해서 상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키면서, 상기 제1 레이저 광선과 상기 제2 레이저 광선을 피가공물의 동일 부분에 조사하여, 상기 제1 레이저 광선이 상기 액체의 층을 통해 조사되었을 때에 발생하는 플라즈마가, 상기 제2 레이저 광선의 에너지에 의해서 성장되어서, 피가공물에 대해서 가공을 행하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 액체층 형성기는, 피가공물의 상면과의 사이에 간극을 형성하는 바닥벽을 구비된 케이스와, 상기 케이스의 측벽에 형성되어 상기 바닥벽에 형성된 분출구를 통해 상기 간극을 액체로 채우고 흘러내리게 하는 액체 공급부와, 상기 분출구에 인접하고 상기 바닥벽에 형성되어 레이저 광선의 통과를 허용하는 투명부를 포함하고, 상기 투명부와 상기 간극을 채우는 액체의 층을 통해 레이저 광선이 피가공물에 조사된다.
바람직하게는, 상기 분출구는, 가공 방향으로 늘어나는 슬릿으로 형성된다. 바람직하게는, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저 광선을 가공 이송 방향으로 분산시키는 분산 수단을 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 제1 레이저 발진기로부터 출사된 제1 레이저 광선은, 액체의 층에 가둬진 상태로 팽창을 억제하고 열의 영향을 경감한 상태로 제1 플라즈마를 발생시키고, 상기 제1 플라즈마가 효과적으로 상기 제2 레이저 발진기가 출사된 제2 레이저 광선을 유도하여 성장하여, 피가공물을 양호하게 가공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 피가공물의 표면에 액상 수지를 피복하지 않아도, 데브리의 부착이 방지되어, 액상 수지의 코스트를 저감하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 액상 수지를 피가공물의 표면에 피복하고, 제거하는 수고를 줄일 수 있어서, 생산성이 향상된다. 또한, 액체의 층을 집광기의 하단과 피가공물의 상면과의 사이에 형성하여 흘러내리게 함으로써, 피가공물 상에 기포가 발생해도, 가공 영역으로부터 상기 기포를 신속하게 배출할 수 있어 레이저 광선에 의한 가공이 방해되지 않는다.
도 1은, 본 발명 실시형태와 관련되는 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치의 일부를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치에 장착되는 (a) 액체층 형성기의 사시도, 및 (b) 액체층 형성기를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치에 장착되는 레이저 광선 조사 유닛의 광학계를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치에 장착되는 액체층 형성기의 레이저 가공 시에 있어서의 작동 상태를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 6은, 제1 레이저 광선, 및 제2 레이저 광선의 펄스 폭을 나타내는 파형도이다.
도 7(a)는, 레이저 광선에 의해서 웨이퍼에 가공이 실시될 때에 발생하는 플라즈마를 나타내는 일부 확대 단면도, 도 7(b)는, 레이저 가공의 결과 얻을 수 있는 가공 홈을 나타내는 일부 확대 단면도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 레이저 가공 장치에 대해 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.
도 1에는, 본 실시 형태의 레이저 가공 장치(2)의 사시도가 도시되어 있다. 레이저 가공 장치(2)는, 베이스(21) 상에 배치되어, 피가공물(예컨대, 실리콘제의 웨이퍼(10)) 상에 액체를 공급하는 액체 공급 기구(4)와, 판형의 피가공물에 대해서 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛(8)과, 상기 피가공물을 유지하는 유지 유닛(22)과, 레이저 광선 조사 유닛(8)과 유지 유닛(22)을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛(23)과, 베이스(21) 상의 이동 유닛(23)의 측방에 화살표(Z)로 나타내는 Z 방향으로 입설되는 수직벽부(261), 및 수직벽부(261)의 상단부에서 수평 방향으로 늘어나는 수평벽부(262)로 이루어지는 프레임(26)을 갖추고 있다.
프레임(26)의 수평벽부(262)의 내부에는, 유지 유닛(22)에 유지되는 웨이퍼(10)에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 유닛(8)을 구성하는 광학계(추후 상술한다)가 수용된다. 수평벽부(262)의 선단부 하면 측에는, 레이저 광선 조사 유닛(8)의 일부를 구성하는 집광기(86)가 배치되고, 집광기(86)에 대해서 도면 중 화살표(X)로 나타내는 방향에서 인접하는 위치에 얼라인먼트 유닛(90)이 배치된다.
얼라인먼트 유닛(90)은, 유지 유닛(22)을 구성하는 척 테이블(34)에 유지되는 웨이퍼(10)를 촬상하여 레이저 가공을 실시할 영역을 검출하고, 집광기(86)와, 웨이퍼(10)의 가공 위치와의 위치 맞춤을 실시하기 위해서 이용된다. 얼라인먼트 유닛(90)에는, 웨이퍼(10)의 표면을 촬상하는 가시광선을 사용하는 촬상 소자(CCD)가 구비될 수 있지만, 웨이퍼(10)를 구성하는 재질에 따라서는, 적외선을 조사하는 적외선 조사 수단과, 적외선 조사 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 상기 광학계가 포착한 적외선에 대응하는 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD)를 포함하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(10)는, 예컨대, 점착 테이프(T)를 통해 환형의 프레임(F)에 지지되어, 척 테이블(34)의 상면을 구성하는 흡착척(35)에 실려 흡인 유지된다. 또한, 상기한 레이저 가공 장치(2)는, 설명의 편의상 생략된 하우징 등에 의해 전체가 덮여 있고, 내부에 분진이나 먼지 등이 들어가지 않도록 구성된다.
도 1에 더해 도 2를 참조하면서, 본 실시 형태와 관련되는 레이저 가공 장치(2)에 대해 상세하게 설명한다. 도 2는, 도 1에 기재된 레이저 가공 장치(2)에 있어서, 액체 공급 기구(4)의 일부를 구성하는 액체 회수 풀(60)을 레이저 가공 장치(2)로부터 제외하고, 일부를 분해한 상태를 나타내는 사시도이다.
유지 유닛(22)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 화살표(X)로 나타내는 X 방향에 있어서 이동 가능하게 베이스(21)에 탑재된 직사각형 형상의 X 방향 가동판(30)과, 화살표(Y)로 나타내는 X 방향과 직교하는 Y 방향에 있어서 이동 가능하게 X 방향 가동판(30)에 탑재된 직사각형 형상의 Y 방향 가동판(31)과, Y 방향 가동판(31)의 상면에 고정된 원통형의 지주(32)와, 지주(32)의 상단에 고정된 직사각형 형상의 커버판(33)을 포함한다. 커버판(33)에는 커버판(33) 상에 형성된 긴 구멍을 지나 상방으로 늘어나는 척 테이블(34)이 배치되어 있다. 척 테이블(34)은, 원형의 피가공물을 유지하고, 도시하지 않는 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성된다. 척 테이블(34)의 상면에는, 환기성을 가지는 다공질 재료로 형성되어 실질상 수평으로 연장하는 원형의 흡착척(35)이 배치되어 있다. 흡착척(35)은, 지주(32)를 통과하는 유로에 의해서 도시하지 않는 흡인 수단에 접속되어 있고, 흡착척(35)의 주위에는, 간격을 두고 클램프(36)가 4 개 배치되어 있다. 클램프(36)는, 웨이퍼(10)를 척 테이블(34)에 고정할 때에, 웨이퍼(10)를 유지하는 프레임(F)을 붙잡는다. X 방향, Y 방향으로 규정되는 평면은 실질상 수평면을 구성한다.
이동 유닛(23)은, X 방향 이동 유닛(50)과 Y 방향 이동 유닛(52)을 포함한다. X 방향 이동 유닛(50)은, 모터(50a)의 회전운동을, 볼나사(50b)를 통해 직선 운동으로 변환하여 X 방향 가동판(30)에 전달하고, 베이스(21) 상의 안내 레일(27, 27)을 따라서 X 방향 가동판(30)을 X 방향에 있어서 진퇴시킨다. Y 방향 이동 유닛(52)은, 모터(52a)의 회전 운동을, 볼나사(52b)를 통해 직선 운동으로 변환하고, Y 방향 가동판(31)에 전달하고, X 방향 가동판(30) 상의 안내 레일(37, 37)을 따라서 Y 방향 가동판(31)을 Y 방향에 있어서 진퇴시킨다. 또한, 도시는 생략하지만, 척 테이블(34), X 방향 이동 유닛(50), 및 Y 방향 이동 유닛(52)에는, 각각 위치 검출 수단이 배치되어 있고, 척 테이블(34)의 X 방향의 위치, Y 방향의 위치, 둘레 방향의 회전 위치가 정확하게 검출되고, X 방향 이동 유닛(50), Y 방향 이동 유닛(52), 및 도시하지 않는 척 테이블(34)의 회전 구동 수단이 구동되어, 임의의 위치 및 각도에 척 테이블(34)을 정확하게 위치시키는 것이 가능하게 되어 있다. 상기한 X 방향 이동 유닛(50)이, 유지 유닛(22)을 가공 이송 방향으로 이동시키는 가공 이송 수단이고, Y 방향 이동 유닛(52)이, 유지 유닛(22)을 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 인덱싱 이송 수단이 된다.
도 1, 도 2에 더해, 도 3도 참조하면서, 액체 공급 기구(4)에 대해 설명한다. 액체 공급 기구(4)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 액체층 형성기(40)와, 액체 공급 펌프(44)와, 여과 필터(45)와, 액체 회수 풀(60)과, 액체층 형성기(40) 및 액체 공급 펌프(44)를 접속하는 파이프(46a)와, 액체 회수 풀(60) 및 여과 필터(45)를 접속하는 파이프(46b)를 구비하고 있다. 또한, 파이프(46a), 파이프(46b)는, 부분적으로, 또는, 전체가 플렉서블한 호스로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 3(a)에 도시한 바와 같이, 액체층 형성기(40)는, 집광기(86)의 하단부에 배치된다. 액체층 형성기(40)의 분해도를 도 3(b)에 나타낸다. 도 3(b)로부터 이해되는 바와 같이, 액체층 형성기(40)는, 케이스(42)와, 액체 공급부(43)로 구성된다. 케이스(42)는, 평면시로 대략 직사각형 형상을 이루고, 케이스 상부 부재(421)와, 케이스 하부 부재(422)에 의해 구성된다.
케이스 상부 부재(421)는, 도면 중 화살표(Y)로 나타내는 Y 방향에 있어서, 2 개의 영역(421a, 421b)으로 나눌 수 있고, 도면 중 내측의 영역(421a)에는, 집광기(86)를 삽입하기 위한 원형의 개구부(421c)가 형성되고, 앞 쪽의 영역(421b)에는, 판형부(421d)가 형성된다. 케이스 하부 부재(422)에 있어서, 케이스 상부 부재(421)의 개구부(421c)와 대향하는 영역에는, 개구부(421c)와 같은 형상이고, 평면시로 개구부(421c)와 배치 위치가 일치하는 원통형의 개구부(422a)가 형성된다. 개구부(422a)의 바닥부에는, 원판 형상의 투명부(423)를 구비하고 있고, 개구부(422a)의 바닥부를 폐색한다. 투명부(423)는, 후술하는 제1 레이저 광선(LB1), 제2 레이저 광선(LB2)의 통과를 허용하는 성질을 가지는 것이고, 예컨대, 유리판으로 형성된다. 케이스 하부 부재(422)에 있어서, 케이스 상부 부재(421)의 판형부(421d)와 대향하는 영역에는, 케이스(42)의 바닥벽(422d)로부터 액체를 분출하기 위한 액체 유로부(422b)가 형성된다. 액체 유로부(422b)는, 케이스 상부 부재(421)의 판형부(421d)와, 측벽(422c)과, 바닥벽(422d)에 의해 형성되는 공간이다. 유체 유로부(422b)의 바닥벽(422d)에는, 화살표(X)로 나타내는 가공 이송 방향에 늘어나는 슬릿형의 분출구(422e)가 형성되고, 액체 공급부(43)가 연결되는 측의 측벽에는, 액체 유로부(422b)에 액체를 공급하기 위한 액체 공급구(422f)가 형성된다. 상기한 투명부(423)의 하면은, 가공 이송 방향으로 늘어나는 슬릿형의 분출구(422e)와 면 하나로 형성되어 있고, 투명부(423)가 케이스 하부 부재(422)의 바닥벽(422d)의 일부를 형성한다(도 5도 참조).
액체 공급부(43)는, 액체(W)가 공급되는 공급구(43a)와, 케이스(42)에 형성되는 액체 공급구(422f)와 대향하는 위치에 형성되는 배출구(도시는 생략)와, 공급구(43a)와 상기 배출구를 연통하는 연통로(도시는 생략)를 구비하고 있다. 이 액체 공급부(43)를 케이스(42)의 액체 공급구(422f)가 개구하는 측벽에 대해 Y 방향에서부터 조립하는 것에 의해, 액체층 형성기(40)가 형성된다.
액체층 형성기(40)는, 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있고, 액체 공급 펌프(44)로부터 토출된 액체(W)가, 액체 공급부(43)를 거쳐서, 케이스(42)의 액체 공급구(422f)에 공급되어 케이스(42)의 액체 유로부(422b)를 흐르고, 바닥벽(422d)에 형성된 분출구(422e)로부터 분사된다. 액체층 형성기(40)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 액체 공급부(43)와 케이스(42)가, Y 방향으로 배열되도록 집광기(86)의 하단부에 설치된다. 이에 따라, 케이스(42)의 바닥벽(422d)에 형성되는 분출구(422e)는, 가공 이송 방향인 X 방향을 따라서 늘어나도록 위치된다.
도 1, 및 도 2에 돌아와, 액체 회수 풀(60)에 대해 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 액체 회수 풀(60)은, 외측 프레임체(61)와, 2 개의 방수 커버(66)를 구비하고 있다.
외측 프레임체(61)는, 도면 중 화살표(X)로 나타내는 X 방향으로 늘어나는 외측벽(62a)과, 도면 중 화살표(Y)로 나타내는 Y 방향으로 늘어나는 외측벽(62b)과, 외측벽(62a) 및 외측벽(62b)의 내측에 미리 정해딘 간격을 두고 평행하게 배치되는 내측벽(63a, 63b)과, 외측벽(62a, 62b) 및 내측벽(63a, 63b)의 하단을 연결하는 바닥벽(64)을 구비한다. 외측벽(62a, 62b), 내측벽(63a, 63b), 및 바닥벽(64)에 의해, 길이 방향이 X 방향을 따르고, 폭 방향이 Y 방향에 따르는 장방형의 액체 회수로(70)가 형성된다. 액체 회수로(70)를 구성하는 내측벽(63a, 63b)의 내측에는, 상하로 관통하는 개구가 형성된다. 액체 회수로(70)를 구성하는 바닥벽(64)에는, X 방향, 및 Y 방향에 있어서 미소한 경사가 형성되어 있고, 액체 회수로(70)의 가장 낮은 위치가 되는 모서리부(도면 중 좌방의 모서리 부분)에는, 액체 배출 구멍(65)이 배치된다. 액체 배출 구멍(65)에는, 파이프(46b)가 접속되어 파이프(46b)를 통해 여과 필터(45)에 접속된다. 또한, 외측 프레임체(61)는, 전체가 부식이나 녹에 강한 스테인리스제의 판재에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
2 개의 방수 커버(66)는, 도어형 형상으로 된 고정 금구(66a)와, 고정 금구(66a)를 양단에 고착된 벨로우즈 형의 수지제의 커버 부재(66b)를 구비하고 있다. 고정 금구(66a)는, Y 방향에 있어서 대향하여 배치되는 외측 프레임체(61)의 2 개의 내측벽(63a)을 넘을 수 있는 치수로 형성되어 있다. 2 개의 방수 커버(66)의 고정 금구(66a)의 한 쪽은, 각각, 외측 프레임체(61)의 X 방향에 있어서 대향하도록 배치되는 내측벽(63b)에 고정된다. 이와 같이 구성된 액체 회수 풀(60)은, 레이저 가공 장치(2)의 베이스(21) 상에 도시하지 않는 고정구에 의해 고정된다. 유지 유닛(22)의 커버판(33)은, 2 개의 방수 커버(66)의 고정 금구(66a)끼리 협지하도록 하여 설치된다. 또한, 커버 부재(33)의 X 방향에 있어서의 단부면은, 고정 금구(66a)와 동일한 도어형 형상을 이루고 있고, 고정 금구(66a)와 마찬가지로, 외측 프레임체(61)의 내측벽(63a)을 Y 방향으로 넘는 치수이다. 따라서, 커버 부재(33)는, 액체 회수 풀(60)의 외측 프레임체(61)를 베이스(21)에 설치한 후, 방수 커버(66)에 설치된다. 상기한 구성에 의하면, 커버판(33)이 X 방향 이동 유닛(50)에 의해서 X 방향으로 이동되면, 커버판(33)은, 액체 회수 풀(60)의 내측벽(63a)을 따라서 이동한다. 또한, 방수 커버(66), 및 커버 부재(33)의 설치 방법에 대해서는, 상기한 순서에 한정되지 않고, 예컨대, 2 개의 방수 커버(66)를 외측 프레임체(61)의 내측벽(63b)에 설치하기 전에, 미리 커버 부재(33)를 설치해 두고, 베이스(21)에 먼저 설치해 둔 외측 프레임체(61)에 대해서, 커버 부재(33)와 함께 방수 커버(66)를 설치하도록 해도 좋다.
도 1로 돌아와 설명을 계속하면, 액체 공급 기구(4)는, 상기한 구성을 구비하는 것에 의해, 액체 공급 펌프(44)의 토출구(44a)로부터 토출된 액체(W)가, 파이프(46a)를 경유하여, 액체층 형성기(40)에 공급된다. 액체층 형성기(40)에 공급된 액체(W)는, 액체층 형성기(40)의 케이스(42)의 바닥벽(422d)에 형성된 분출구(422e)로부터 하방을 향해 분사된다. 액체층 형성기(40)로부터 분사된 액체(W)는, 커버판(33), 또는, 방수 커버(66) 상을 흐르고, 액체 회수 풀(60)에 흘러내린다. 액체 회수 풀(60)에 흘러내린 액체(W)는, 액체 회수로(70)를 흐르고, 액체 회수로(70)의 가장 낮은 위치에 설치된 액체 배출 구멍(65)에 모아진다. 액체 배출 구멍(65)에 모아진 액체(W)는, 파이프(46b)를 경유하여 여과 필터(45)에 유도되고, 여과 필터(45)에서, 레이저 가공 부스러기(데브리)나 먼지, 티끌 등이 제거되고, 액체 공급 펌프(44)로 되돌려진다. 이와 같이 하여, 액체 공급 펌프(44)에 의해서 토출된 액체(W)가 액체 공급 기구(4) 내를 순환한다.
도 4는, 레이저 광선 조사 유닛(8)의 광학계의 대략을 나타내는 블럭도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 레이저 광선 조사 유닛(8)은, 펄스 상태의 레이저 광선이고 펄스 폭이 짧은 제1 레이저 광선(LB1)을 출사하는 제1 레이저 발진기(812), 및 펄스형의 레이저 광선이며 펄스 폭이 긴 제2 레이저 광선(LB2)을 출사하는 제2 레이저 발진기(814)를 구비하는 레이저 발진기(81)와, 입사한 제1 레이저 광선(LB1)에 1/2 파장만큼의 위상차를 부여하고 직선 편광의 편광면을 회전시키는 1/2 파장판(82)과, 입사한 제2 레이저 광선(LB2)에 1/2 파장만큼의 위상차를 부여하고 직선 편광의 편광면을 회전시키는 1/2 파장판(84)과, 1/2 파장판(82)을 통과한 제1 레이저 광선(LB1)의 S 편광을 반사하고, 또한 1/2 파장판(84)을 통과한 제2 레이저 광선(LB2)의 P 편광을 통과시켜서, 상기 반사한 제1 레이저 광선(LB1)(S 편광)과, 상기 통과시킨 제2 레이저 광선(LB2)(P 편광)을 웨이퍼(10) 상의 동일 부분에 조사할 수 있도록 합파하여, 레이저 광선(LB1+LB2)으로서 출력하는 편광 빔 스플리터(85)와, 편광 빔 스플리터(85)로부터 출력된 레이저 광선(LB1+LB2)의 조사 방향을 분산시키는 분산 수단으로서의 폴리곤 미러(87)와, 레이저 광선(LB1+LB2)을 집광하고, 유지 유닛(22)에 유지된 웨이퍼(10)에 조사하는 집광기(86)를 포함한다. 제1 레이저 발진기(812) 및 제2 레이저 발진기(814)는, 예컨대, 피가공물에 대해서 흡수성을 가지는 파장의 레이저를 발진한다. 또한, 도시는 생략하지만, 레이저 광선 조사 유닛(8)의 광학계에는, 각 레이저 광선의 출력을 변경하는 어테뉴에이터, 각 레이저 광선의 광로를 변경하는 반사 미러 등이 적절하게 포함되어도 좋다.
집광기(86)의 광로 상류에 배치되는 폴리곤 미러(87)는, 폴리곤 미러(87)를 화살표(R)로 나타내는 방향으로 고속 회전시키는 도시하지 않는 모터를 구비한다. 집광기(86)의 내부에는, 레이저 광선(LB1+LB2)을 집광하여 웨이퍼(10)에 조사하는 집광 렌즈(fθ 렌즈)(86a)가 배치되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 폴리곤 미러(87)는, 복수 개의 미러(M)가, 폴리곤 미러(87)의 회전축에 대해서 동심형으로 배치되어 있다. fθ 렌즈(86a)는, 상기한 폴리곤 미러(87)의 하방에 위치하고 있고, 폴리곤 미러(87)에 의해서 반사된 레이저 광선(LB1+LB2)을 집광하여 척 테이블(34) 상의 웨이퍼(10)에 조사한다. 폴리곤 미러(91)가 회전함으로써, 미러(M)에 의해서 반사되는 레이저 광선(LB1+LB2)의 각도가 미리 정해진 범위에서 연속적으로 변화하고, 레이저 광선(LB1+LB2)이, 웨이퍼(10) 상의 가공 이송 방향(X 방향)의 미리 정해진 범위에서 분산하고, 결과적으로, 분할 예정 라인 상의 미리 정해진 영역에 레이저 광선(LB1+LB2)이 반복하여 조사된다.
또한, 레이저 광선 조사 유닛(8)은, 도시하지 않는 집광점 위치 조정 수단을 구비하고 있다. 집광점 위치 조정 수단의 구체적인 구성의 도시는 생략하지만, 예컨대, 너트부가 집광기(86)에 고정되고 화살표(Z)로 나타내는 Z 방향으로 늘어나는 볼나사와, 이 볼나사의 한쪽 단부에 연결된 모터를 구비하는 구성이라도 좋다. 이러한 구성에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고, Z 방향으로 배치되는 안내 레일(도시는 생략)을 따라서 집광기(86)를 이동시키고, 이것에 의해서, 집광기(86)에 의해서 집광되는 레이저 광선(LB)의 집광점의 Z 방향의 위치가 조정된다.
본 발명의 레이저 가공 장치(2)는, 대략 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있고 그 작용에 대해서, 이하에 설명한다.
본 실시 형태의 레이저 가공 장치(2)에 의해서 레이저 가공을 실시할 때에, 도 1에 도시한 바와 같이, 점착 테이프(T)를 통해 환형의 프레임(F)에 지지되는 판형의 피가공물, 예컨대, 표면에 디바이스가 형성된 실리콘(Si)으로 된 웨이퍼(10)를 준비한다. 웨이퍼(10)를 준비했다면, 유지 유닛(22)을 구성하는 척 테이블(34)의 흡착척(35) 상에, 디바이스가 형성된 표면을 상방으로 하여 웨이퍼(10)를 배치하고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시키고 클램프(36) 등에 의해 고정한다.
웨이퍼(10)를 흡착척(35)에 유지했다면, 이동 유닛(23)에 의해서 척 테이블(34)을 X 방향, 및 Y 방향으로 적절하게 이동시키고, 척 테이블(34) 상의 웨이퍼(10)를 얼라인먼트 유닛(90)의 바로 아래에 위치시킨다. 웨이퍼(10)를 얼라인먼트 유닛(90)의 바로 아래에 위치시켰다면, 얼라인먼트 유닛(90)에 의해 웨이퍼(10) 상을 촬상한다. 그 다음에, 얼라인먼트 유닛(90)에 의해 촬상한 웨이퍼(10)의 화상에 기초하여, 패턴 매칭 등의 방법에 의해, 웨이퍼(10)의 가공할 위치와, 집광기(86)와의 위치 맞춤을 행한다. 이 위치 맞춤에 의해서 얻어진 위치 정보에 기초하여, 척 테이블(34)을 이동시키는 것에 의해, 웨이퍼(10) 상의 가공 개시 위치의 상방에 집광기(86)를 위치시킨다. 그 다음에, 도시하지 않는 집광점 위치 조정 수단에 의해서 집광기(86)를 Z 방향으로 이동시키고, 웨이퍼(10)의 레이저 가공 개시 위치인 분할 예정 라인에 있어서의 한쪽 단부의 표면 높이에, 액체층 형성기(40)와 웨이퍼(10) 상과의 사이에 형성되는 액체(W)의 층의 굴절률 등을 고려하여 집광점을 위치시킨다.
집광기(86)와 웨이퍼(10)와의 위치 맞춤을 실시했다면, 액체 공급 기구(4)에 대해 필요 충분한 액체(W)를 보충하고, 액체 공급 펌프(44)를 작동한다. 액체 공급 기구(4)의 내부를 순환하는 액체(W)로서는, 예컨대, 순수(純水)가 이용된다.
도 5에 액체층 형성기(40)를 Y 방향으로 절단한 대략 단면도를 나타낸다. 도 5로부터 이해되는 바와 같이, 액체 공급 기구(4)의 액체층 형성기(40)는, 집광기(86)의 하단부에 배치되어 있고, 웨이퍼(10)의 표면 높이에 집광점을 위치시켰을 때에, 액체층 형성기(40)를 구성하는 케이스(42)의 바닥벽(422d) 및 투명부(423)와, 웨이퍼(10)의 표면으로, 예컨대, 0.5 mm ~ 2.0 mm 정도의 간극(S)이 형성되도록 설정이 이루어지고 있다.
액체 공급 기구(4)는, 상기한 구성을 구비하는 것에 의해, 액체 공급 펌프(44)의 토출구(44a)로부터 토출된 액체(W)가, 액체층 형성기(40)에 공급된다. 액체층 형성기(40)에 공급된 액체(W)는, 액체층 형성기(40)의 케이스(42)의 바닥벽(422d)에 형성된 분출구(422e)로부터 하방을 향해서 분사된다. 분출구(422e)로부터 분사된 액체(W)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 케이스(42)의 바닥벽(422d)과 웨이퍼(10)과의 사이, 특히, 투명부(423)와 웨이퍼(10)과의 사이에 형성되는 간극(S)을 채우면서 액체(W)의 층을 형성하고, 그 후, 척 테이블(34) 밖으로 유출되어, 액체 회수 풀(60)의 액체 회수로(70)를 흐르고, 액체 회수로(70)의 가장 낮은 위치에 형성된 액체 배출 구멍(65)에 모아진다. 액체 배출 구멍(65)에 모아진 액체(W)는, 파이프(46b)를 경유하여 여과 필터(45)에 유도되고, 여과 필터(45)에서, 청정화되어서, 액체 공급 펌프(44)에 되돌려져 액체 공급 기구(4) 내를 순환한다.
액체 공급 기구(4)가 작동을 개시하여, 미리 정해진 시간(몇 분 정도) 경과함으로써, 케이스(42)의 바닥벽(422d), 특히, 투명부(423)와 웨이퍼(10)과의 사이의 간극(S)이 액체(W)로 채워지는 것에 의해, 버블이나 캐비테이션을 포함하지 않는 액체(W)의 층이 형성되고, 액체 공급 기구(4)를 액체(W)가 안정적으로 순환하는 상태가 된다.
액체 공급 기구(4)를 액체(W)가 안정적으로 순환하고 있는 상태로, 레이저 광선 조사 유닛(8)을 작동시키면서, 이동 유닛(23)을 구성하는 X 방향 이동 유닛(50)을 작동시키는 것에 의해, 유지 유닛(22)과 레이저 광선 조사 유닛(8)을 가공 이송 방향(X 방향)에 있어서, 미리 정해진 이동 속도로 상대적으로 이동시킨다.
여기서, 본 실시 형태의 레이저 광선 조사 유닛(8)에 의해 실현되는 레이저 가공에 대해서, 도 5에 더해, 도 6, 도 7를 참조하면서, 더욱 상세하게 설명한다.
집광기(86)로부터 조사되는 레이저 광선(LB1+LB2)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 액체층 형성기(40)의 투명부(423), 및 액체(W)의 층을 통과하여 웨이퍼(10)의 피가공 위치(분할 예정 라인)에 조사된다. 레이저 광선(LB1+LB2)은, 상기한 바와 같이, 제1 레이저 광선(LB1)과, 제2 레이저 광선(LB2)을 합파한 것이지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 레이저 광선(LB1)은, 매우 짧은 펄스 폭(A)으로 설정되고, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)에 대해서 긴 펄스 폭(B)으로 설정되고, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)과 동기하도록 조사된다.
웨이퍼(10)에 레이저 광선(LB1+LB2)을 조사할 때는, 도 4에 기초하여 설명한 바와 같이, 폴리곤 미러(87)의 회전에 따라, 웨이퍼(10)에 대해서 레이저 광선(LB1+LB2)을 분산하여 조사한다. 보다 구체적으로 말하면, 미리 정해진 미러(M)에 레이저 광선(LB1+LB2)이 조사된 후, 폴리곤 미러(87)의 회전 방향(R)에 있어서의 하류 측에 위치하는 다음의 미러(M)에 레이저 광선(LB1+LB2)이 조사되고, 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인을 따라서, 레이저 광선(LB1+LB2)이 분산되면서 여러 차례 반복하여 조사된다. 제1 레이저 발진기(812) 및 제2 레이저 발진기(814)로 이루어지는 레이저 발진기(81)로부터 레이저 광선(LB1+LB2)이 발진되고, 폴리곤 미러(87)가 회전하고 있는 동안, 이러한 레이저 가공이 반복된다. 또한, 폴리곤 미러(87)를 구성하는 미러(M)의 갯수, 폴리곤 미러(87)의 회전 속도 등은, 피가공물에 따라 적절하게 결정된다.
또한, 상기한 레이저 가공 장치(2)에 있어서의 레이저 가공 조건은, 예컨대, 이하의 가공 조건으로 실시할 수 있다.
<제1 레이저 발진기>
제1 레이저 광선의 파장: 355 nm, 532 nm, 1064 nm
평균 출력: 10 ~ 30 W
반복 주파수: 1 ~ 10 MHz
펄스 폭: 50 fs ~ 50 ps
<제2 레이저 발진기>
제2 레이저 광선의 파장: 355 nm, 532 nm, 1064 nm
평균 출력: 30 W
반복 주파수: 1 ~ 10 MHz
펄스 폭: 50 ns
도 6, 및 도 7(a)로부터 이해되는 바와 같이, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)이 웨이퍼(10)의 가공 위치에 조사되어서 웨이퍼(10)의 표면 근방에서 발생하는 플라즈마(P1)에 대해서 도입되는 타이밍에 조사된다. 본 실시 형태에서는, 도 6에 기초하여 설명한 바와 같이, 제1 레이저 광선(LB1)은, 매우 짧은 펄스 폭으로 설정되고, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)에 대해서 긴 펄스 폭으로 설정되어 있고, 추가로, 제1 레이저 광선(LB1)은 피크 강도가 높고, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)과 비교하여 큰 폭으로 낮아지도록 설정되어 있다.
상기한 바와 같이, 웨이퍼(10)에 대해서 레이저 광선(LB1+LB2)이 조사되면, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 피크 강도가 높고 펄스 폭이 짧은 제1 레이저 광선(LB1)이 조사됨으로써, 웨이퍼(10)의 표면에 제1 플라즈마(P1)가 발생한다. 또한, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)과 동기하도록 조사되는 것에 의해, 상기 제1 플라즈마(P1)를 향해서 조사된다. 이에 따라, 제1 플라즈마(P1)에 제2 레이저 광선(LB2)의 에너지가 유도되고, 제2 플라즈마(P2)로 성장된다. 그리고 폴리곤 미러(87)의 작용에 의해, 분할 예정 라인을 따라서 레이저 광선(LB1+LB2)이 반복하여 조사되어, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 조사 위치의 하방을 향해서 등방성이 뛰어난 레이저 가공이 실시되어서 원형으로 파 들어가지고, 원하는 깊이의 가공 홈(100)이 분할 예정 라인을 따라서 형성된다.
상기한 상태로 레이저 가공이 실시되면, 웨이퍼(10)의 레이저 광선(LB1+LB2)이 조사되는 위치에 있는 액체(W)에 기포가 발생하는 것이 상정된다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는, 도 5에 기초하여 설명한 바와 같이, 웨이퍼(10) 상에 형성되는 간극(S)에 미리 정해진 유속으로 액체(W)가 항상 흘려진다. 이에 따라, 레이저 광선(LB1+LB2)의 조사 위치 근방에 발생한 기포는, 액체(W)에 의해서 신속하게 웨이퍼(10) 상에 형성되는 간극(S)으로부터 외부로 흘러내려 제거된다. 특히, 본 실시 형태에 의하면, 케이스(42)의 바닥벽(422d)에 형성된 분출구(422e)는, 동일한 바닥벽(422d)에 배치된 투명부(423)에 대해, Y 방향에 있어서 인접한 위치이고, 가공 이송 방향으로 늘어나는 슬릿형으로 형성된다. 이와 같이 구성됨으로써, 레이저 광선(LB1+LB2)이 분산하는 방향인 X 방향으로 직교하는 방향으로부터 액체(W)가 공급되어, 액체(W) 중에 발생한 기포를 신속하게 배출한다. 이에 따라, 해당 레이저 가공에 의해 발생하는 기포를 피해서 웨이퍼(10)에 레이저 광선(LB1+LB2)을 조사할 수 있다.
또한, 웨이퍼(10) 상의 간극(S)을 액체(W)가 채우면서 계속하여 흘러내려짐으로써, 웨이퍼(10)의 표면에서 액체(W) 중에 데브리가 방출되었다고 해도, 웨이퍼(10) 상으로부터 상기한 기포와 마찬가지로 신속하게 배출된다. 상기한 기포, 및 데브리를 포함한 액체(W)는, 도 1로부터 이해되는 바와 같이, 커버판(33), 및 방수 커버(66) 상을 흐르고, 액체 회수 풀(60)의 액체 회수로(70)로 유도된다. 액체 회수로(70)에 유도된 액체(W)는, 레이저 가공에 의해 발생한 기포를 외부에 방출하면서 액체 회수로(70)를 흐르고, 액체 회수로(70)의 가장 낮은 위치에 형성된 액체 배출 구멍(65)으로부터 배출된다. 액체 배출 구멍(65)으로부터 배출된 액체(W)는, 파이프(46b)를 통해 여과 필터(45)에 유도되고, 다시 액체 공급 펌프(44)에 공급된다. 이와 같이 하여 액체(W)가 액체 공급 기구(4)를 순환함으로써, 여과 필터(45)에 의해서 적절하게 데브리나 먼지 등이 포착되어 액체(W)가 청정한 상태로 유지된다.
상기한 레이저 가공을 미리 정해진 분할 예정 라인에 실시했다면, 이동 유닛(23)을 작동시키는 것에 의해, 이미 레이저 가공을 실시한 분할 예정 라인에 Y 방향으로 인접하는 미가공의 분할 예정 라인의 한쪽 단부에 집광기(86)를 위치시켜서, 상기한 레이저 가공과 마찬가지의 레이저 가공을 실시한다. 그리고 인접한 모든 분할 예정 라인에 대해서 상기 레이저 가공을 실시했다면, 척 테이블(34)을 90도 회전시킴으로써, 먼저 가공한 미리 정해진 방향의 분할 예정 라인에 직교하는 미가공의 분할 예정 라인에 대해서도 마찬가지의 레이저 가공을 실시한다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(10) 상의 모든 분할 예정 라인에 대해서 레이저 가공을 실시하고, 분할 기점이 되는 가공 홈(100)을 형성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 액체(W)의 층을 통해 원하는 조사 위치에, 레이저 광선(LB1+LB2)을 조사하고, 제1 플라즈마(P1)로부터 성장시킨 제2 플라즈마(P2)에 의해서 가공을 실시한다. 제1 레이저 광선(LB1)과 같이 펄스 폭의 짧은 레이저 광선에 의해서 가공을 하는 경우, 가공 방향으로 이방성이 있기 때문에, 제1 레이저 광선(LB1)만에 의해 가공하면, 가공부의 단면 형상은 V 형이 되어, 표면에서 깊이 방향으로 가공이 진행되면 가공 속도가 급격하게 떨어진다. 그러나 본 실시 형태와 같이 펄스 폭의 짧은 제1 레이저 광선(LB1)과 펄스 폭의 긴 제2 레이저 광선(LB2)을 합파한 레이저 광선(LB1+LB2)을 조사했을 경우는, 도 7에 기초하여 설명한 바와 같이, 등방성이 뛰어난 가공이 되고, 상기 조사 위치의 하방을 향해 가공 속도가 저하하는 일 없이 원형으로 파 들어갈 수 있어, 양호한 가공 속도로 원하는 깊이의 가공 홈(100)을 분할 예정 라인을 따라서 형성할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 웨이퍼(10)의 표면에 액상 수지를 피복하지 않아도 웨이퍼(10)의 표면에 데브리가 부착하는 것을 방지할 수 있고, 액상 수지의 코스트를 삭감할 수 있어, 액상 수지를 피복하고, 제거하는 수고를 줄일 수 있다는 점에서, 생산성이 향상한다.
또한, 제1 레이저 광선(LB1)은, 액체층 형성기(40)에 의해서 형성된 액체(W)의 층(간극(S))을 통해 웨이퍼(10)에 조사되어 제1 플라즈마(P1)를 발생시킨다. 이때, 제1 플라즈마(P1)는, 흘러내리는 액체(W)의 층에 가둬져 발생한다는 점에서, 과잉으로 팽창하는 것이 억제되고, 또한 열의 영향이 경감된다. 그리고 제2 레이저 광선(LB2)은, 펄스 폭의 짧은 제1 레이저 광선(LB1)에 의해서 생성된 제1 플라즈마(P1)에 흡수되어, 흘러내리는 액체(W)의 층 안에서 제2 플라즈마를 발생시켜 가공을 하는 점에서, 제2 펄스 레이저(LB)만으로 레이저 가공을 실시하는 경우와 비교하여, 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인의 주위에 주는 열영향은 한정적이며, 웨이퍼(10)를 개개의 디바이스 칩으로 분할했을 때의 항절 강도가 향상한다. 즉, 본 실시 형태와 같이, 제1 레이저 광선(LB1)과 제2 레이저 광선(LB2)을 합파하여, 레이저 광선(LB1+LB2)을 피가공물에 조사하는 것에 의해, 제1 레이저 광선(LB1), 제2 레이저 광선(LB2) 중 어느 하나를 단독으로 조사하여 레이저 가공을 실시하는 경우와 비교하여, 뛰어난 레이저 가공이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 상기한 실시형태로 한정되지 않고, 다양한 변형예가 제공된다. 예컨대, 상기한 실시형태에서는, 제2 레이저 광선(LB2)은, 펄스 상태의 레이저 광선인 것을 전제로 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB2)의 펄스 폭보다 긴 폭으로 조사되는 레이저 광선이면 좋기 때문에, 연속파(CW)이어도 좋다. 즉, 본 발명의 "펄스 폭이 긴 제2 레이저 광선"에는, 연속파(CW)인 레이저 광선도 포함된다.
상기한 실시형태에서는, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)과 동기 하도록 발진되는 것이고, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 레이저 광선(LB2)은, 제1 레이저 광선(LB1)과 동시에 조사되도록 발진되는 것으로 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 레이저 광선(LB1)이 조사된 후, 제1 레이저 광선(LB1)에 의해서 발생된 제1 플라즈마(P1)가 소멸하기 전에, 제2 레이저 광선(LB2)이 조사되도록 해도 좋다. 이와 같이, 제1 레이저 광선(LB1)이 조사된 후라도, 제1 플라즈마(P1)가 소멸하기 전에 제2 레이저 광선(LB2)을 발진하면, 상기한 바와 같은 작용 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
2 : 레이저 가공 장치
4 : 액체 공급 기구
8 : 레이저 광선 조사 유닛
81 : 레이저 발진기
812 : 제1 레이저 발진기
814 : 제2 레이저 발진기
82 : 제1 1/2 파장판
84 : 제2 1/2 파장판
85 : 편광 빔 스플리터
86 : 집광기
87 : 폴리곤 미러(분산 수단)
10 : 웨이퍼
21 : 베이스
22 : 유지 유닛
23 : 이동 유닛
26 : 프레임
261 : 수직벽부
262 : 수평벽부
30 : X 방향 가동판
31 : Y 방향 가동판
33 : 커버판
34 : 척 테이블
35 : 흡착척
40 : 액체층 형성기
42 : 케이스
421 : 케이스 상부 부재
422 : 케이스 하부 부재
422e : 슬릿
423 : 투명부
43 : 액체 공급부
44 : 액체 공급 펌프
45 : 여과 필터
50 : X 방향 이동 유닛
52 : Y 방향 이동 유닛
60 : 액체 회수 풀
60A : 개구
65 : 액체 배출 구멍
70 : 액체 회수로
90 : 얼라인먼트 유닛
LB1 : 제1 레이저 광선
LB2 : 제2 레이저 광선
A : 제1 펄스 폭
B : 제2 펄스 폭
P1 : 제1 플라즈마
P2 : 제2 플라즈마
W : 액체(순수)
S : 간극

Claims (4)

  1. 레이저 가공 장치로서,
    판형의 피가공물을 유지하는 척 테이블과,
    상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하여 가공을 행하는 레이저 광선 조사 유닛과,
    상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛
    을 포함하고,
    상기 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 집광하고 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사하는 집광기와, 상기 집광기의 하단에 배치되어 피가공물의 상면에 액체의 층을 형성하는 액체층 형성기를 포함하고,
    상기 레이저 발진기는, 펄스 폭이 짧은 제1 레이저 광선을 출사하는 제1 레이저 발진기와, 펄스 폭이 긴 제2 레이저 광선을 출사하는 제2 레이저 발진기를 포함하고,
    상기 이동 유닛에 의해서 상기 척 테이블과 상기 레이저 광선 조사 유닛을 상대적으로 이동시키면서, 상기 제1 레이저 광선과 상기 제2 레이저 광선을 피가공물의 동일 부분에 조사하여, 상기 제1 레이저 광선이 상기 액체의 층을 통해 조사되었을 때에 발생하는 플라즈마가, 상기 제2 레이저 광선의 에너지에 의해서 성장되어서, 피가공물에 대해서 가공을 행하는 것인, 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체층 형성기는, 피가공물의 상면과의 사이에 간극을 형성하는 바닥벽을 구비한 케이스와, 상기 케이스의 측벽에 형성되어 상기 바닥벽에 형성된 분출구를 통해 상기 간극을 액체로 채우고 흘러내리게 하는 액체 공급부와, 상기 분출구에 인접하고 상기 바닥벽에 형성되어 레이저 광선의 통과를 허용하는 투명부를 포함하고,
    상기 투명부와 상기 간극을 채우는 액체의 층을 통해 레이저 광선이 피가공물에 조사되는 것인, 레이저 가공 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분출구는, 가공 방향으로 늘어나는 슬릿으로 형성되는 것인, 레이저 가공 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레이저 광선 조사 유닛은, 레이저 광선을 가공 이송 방향으로 분산시키는 분산 수단을 더 포함하는 것인, 레이저 가공 장치.
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