TWI583475B - Laser processing method and laser processing device - Google Patents

Laser processing method and laser processing device Download PDF

Info

Publication number
TWI583475B
TWI583475B TW102107826A TW102107826A TWI583475B TW I583475 B TWI583475 B TW I583475B TW 102107826 A TW102107826 A TW 102107826A TW 102107826 A TW102107826 A TW 102107826A TW I583475 B TWI583475 B TW I583475B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
output
pulsed laser
laser beam
plasma
Prior art date
Application number
TW102107826A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201343305A (zh
Inventor
Hiroshi Morikazu
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of TW201343305A publication Critical patent/TW201343305A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI583475B publication Critical patent/TWI583475B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0626—Energy control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/486—Via connections through the substrate with or without pins
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • B23K2103/166—Multilayered materials
    • B23K2103/172—Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

雷射加工方法及雷射加工裝置 發明領域
本發明是有關於一種在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件連接之被加工物，形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔之雷射加工方法及雷射加工裝置。
發明背景
半導體元件製造製程中，係藉由成格子狀配列於為略圓板形狀之半導體晶圓之表面且稱為分割道之分割預定線，劃分複數之區域，並於該被劃分之區域形成IC、LSI等之元件。而且藉由沿著分割道切斷半導體晶圓，將形成有元件之區域分割，製造各個半導體晶片。
為謀求裝置之小型化、高機能化，積層複數之元件，並連接設置於積層之元件之焊墊的模組構造趨於實用化。該模組構造係於半導體晶圓中設有焊墊之處形成貫通孔(介層孔)，並於該貫通孔(介層孔)填入與焊墊連接之鋁等導電性材料之構成(例如，參照專利文獻1)。
設置於上述之半導體晶圓之貫通孔(介層孔)係藉由鑽孔機而形成。而且，設置於半導體晶圓之貫通孔(介 層孔)的直徑小如90~300μm，鑽孔機進行穿孔時會有生產性差的問題。
為了解決上述問題，提案有一種晶圓的穿孔方法，其係在基板表面形成有複數之元件，並且在於該元件形成有焊墊之晶圓，從基板之內面側照射脈衝雷射光線，而有效率地形成深達焊墊之介層孔(例如，參照專利文獻2)。
又，提案有一種雷射加工裝置，其係在從基板之內面側照射脈衝雷射光線，而形成深達焊墊之介層孔時，藉由雷射光線之照射，使物質離子化，並藉由檢測該離子發出之物質固有的頻譜，判定雷射光線已到達由金屬構成之焊墊(例如，參照專利文獻3)。
先行技術文献 專利文獻
【專利文獻1】日本特開第2003-163323號公報
【專利文獻2】日本特開第2007-67082號公報
【專利文獻3】日本特開第2009-125756號公報
發明概要
而且，在矽或鉭酸鋰等的基板，從內面側照射脈衝雷射光線，形成深達由金屬構成之焊墊的介層孔時，脈衝雷射光線靠近基板中形成有焊墊之表面時，在基板的表面附近會由介層孔產生放射狀裂痕，具有使元件之品質降低的問題。
本發明係有鑑於上述事實而作成者，其主要之技術課題係提供一種雷射加工方法及雷射加工裝置，該雷射加工方法係在連接有由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件的被加工物，形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔時，即使脈衝雷射光線接近第1構件中之連接第2構件之面，也不會產生裂痕，並且可於第1構件形成深達第2構件之雷射加工孔。
為了解決上述主要之技術課題，根據本發明，係提供一種雷射加工方法，係在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件連接之被加工物，形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔，其特徵在於包含下述步驟：分別檢測雷射光線照射於第1構件及第2構件而產生之電漿光之波長；僅檢測具有第1構件之波長的電漿光，並且繼續照射具有第1輸出之脈衝雷射光線，直到該電漿光之光強度降低到預定值為止，該電漿光之光強度到達該預定值後，照射具有比該第1輸出低且於第1構件不會產生裂痕之第2輸出的脈衝雷射光線；及在檢測到具有第2構件之波長之電漿光時，停止照射脈衝雷射光線。
形成前述第1構件之第1材料係由鉭酸鋰所構成，且脈衝雷射光線之第1輸出係設定成重複頻率為60~100kHz，且每1脈衝之能量為40μJ，脈衝雷射光線之第2輸出設定成重複頻率為10~50kHz，且每1脈衝之能源為40μJ。
又，根據本發明，係提供一種雷射加工裝置，係用以在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件連接之被加工物，形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔，且包含有：被加工物保持手段，係用以保持被加工物；雷射光線照射手段，是在保持於該被加工物保持手段之被加工物照射脈衝雷射光線，且該雷射光線照射手段包含有：脈衝雷射光線振盪手段，是用以振盪脈衝雷射光線；輸出調整手段，是用以調整由該脈衝雷射光線振盪手段所振盪之脈衝雷射光線之輸出；及聚光器，是將業經該輸出調整手段調整輸出之脈衝雷射光線聚光，並且照射於保持在該被加工物保持手段之被加工物，電漿光檢測手段，是用以檢測由該雷射光線照射手段於被加工物照射脈衝雷射光線所產生之電漿光之波長；及控制手段，是根據來自該電漿光檢測手段之檢測信號控制該雷射光線照射手段，該電漿光檢測手段包含：分光鏡，是用以將電漿光分歧成第1路徑與第2路徑；第1帶通濾波器，是配設於該第1路徑，並且僅使第1材料發出電漿光之波長通過；第1光偵測器，係接受該第1帶通濾波器通過之光而將光強度信號輸出到該控制手段；第2帶通濾波器，是配設於該第2路徑，並且僅使第2材料發出之電漿光之波長通過；第2光偵測器，是接受通過該第2帶通濾波器之光且將光強度信號輸出到該控制手段，該控制手段在使該雷射光線照射手段作動而在被加工物照射脈衝雷射光線，形成由被加工物之第1構件深達第2構件之雷射加工孔時，根據由第1光偵測器及該第2光偵 測器輸出之光強度信號，僅由該第1光偵測器輸出光強度信號，並且控制該輸出調整手段，繼續照射脈衝雷射光線，直到光強度降低到預定值為止，成為第1輸出，並且在來自該第1光偵測器之光強度信號到達該預定值後，控制該輸出調整手段，照射脈衝雷射光線，成為比該第1輸出低且使第1構件不產生裂痕之第2輸出，並且控制該雷射光線照射手段，使得在由該第2光偵測器輸出光強度信號時，停止照射脈衝雷射光線。
根據本發明之在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件連接之被加工物形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔的雷射加工方法中，檢測雷射光線照射於第1構件及第2構件而產生之電漿光之波長，並僅檢測具有第1構件之波長之電漿光，繼續照射具有第1輸出之脈衝雷射光線，直到電漿光之光強度降低而到達預定值，電漿光之光強度到達預定值後，照射具有比第1輸出低且使第1構件不產生裂痕之第2輸出之脈衝雷射光線，並且當檢測到具有第2構件之波長之電漿光時，由於停止脈衝雷射光線之照射，故脈衝雷射光線接近第1構件中連接第2構件之面，也不會在第1構件中連接有第2構件之面附近產生裂痕，可形成深達第2構件之雷射加工孔。
又，本發明之雷射加工裝置中，具備：電漿光檢測手段，是用以檢測由雷射光線照射手段於被加工物照射脈衝雷射光線所產生之電漿光之波長；及控制手段，是根 據來自電漿光檢測手段之檢測信號控雷射光線照射手段，電漿光檢測手段包含：分光鏡，是用以將電漿光分歧成第1路徑與第2路徑；第1帶通濾波器，是配設於該第1路徑，並且僅使第1材料發出電漿光之波長通過；第1光偵測器，係接受該第1帶通濾波器通過之光而將光強度信號輸出到該控制手段；第2帶通濾波器，是配設於該第2路徑，並且僅使第2材料發出之電漿光之波長通過；及第2光偵測器，是接受通過該第2帶通濾波器之光且將光強度信號輸出到該控制手段，控制手段在使雷射光線照射手段作動而在被加工物照射脈衝雷射光線，形成由被加工物之第1構件深達第2構件之雷射加工孔時，根據由第1光偵測器及第2光偵測器輸出之光強度信號，僅由該第1光偵測器輸出光強度信號，並且控制輸出調整手段，繼續照射脈衝雷射光線，直到光強度降低到預定值為止，成為第1輸出，並且在來自第1光偵測器之光強度信號到達該預定值後，控制輸出調整手段，照射脈衝雷射光線，成為比第1輸出低且使第1構件不產生裂痕之第2輸出，並且控制該雷射光線照射手段，使得在由該第2光偵測器輸出光強度信號時，停止照射脈衝雷射光線，如此控制雷射光線照射手段，因此即使脈衝雷射光線接近於第1構件中連接有第2構件之面，在第1構件中連接有第2構件之面附近不會產生裂痕，可形成深達第2構件之雷射加工孔。
1‧‧‧雷射加工裝置
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧夾頭台機構
31‧‧‧導軌
32‧‧‧第1滑動塊
321‧‧‧被導引溝
322‧‧‧導軌
33‧‧‧第2滑動塊
331‧‧‧被導引溝
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧覆罩平台
36‧‧‧夾頭台
361‧‧‧吸附夾頭
362‧‧‧夾具
37‧‧‧加工進給手段
371‧‧‧公螺桿
372‧‧‧脈衝馬達
373‧‧‧軸承塊
374‧‧‧X軸方向位置檢測手段
374a‧‧‧線性標度
374b‧‧‧讀取頭
38‧‧‧第1分度進給手段
381‧‧‧公螺桿
382‧‧‧脈衝馬達
383‧‧‧軸承塊
384‧‧‧Y軸方向位置檢測手段
384a‧‧‧線性標度
384b‧‧‧讀取頭
4‧‧‧雷射光線照射單元支撐機構
41‧‧‧導軌
42‧‧‧可動支撐基台
421‧‧‧移動支撐部
422‧‧‧裝固部
423‧‧‧導軌
43‧‧‧第2分度進給手段
431‧‧‧公螺桿
432‧‧‧脈衝馬達
5‧‧‧雷射光線照射單元
51‧‧‧單元支架
511‧‧‧被導引溝
52‧‧‧雷射光線照射手段
521‧‧‧殼體
53‧‧‧聚光點位置調整手段
532‧‧‧脈衝馬達
6‧‧‧脈衝雷射光線振盪手段
61‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
62‧‧‧重複頻率設定手段
7‧‧‧聲光偏向手段
71‧‧‧聲光部件
72‧‧‧RF振盪器
73‧‧‧RF放大器
74‧‧‧偏向角度調整手段
75‧‧‧輸出調整手段
76‧‧‧雷射光線吸收手段
8‧‧‧聚光器
81‧‧‧方向變換鏡
82‧‧‧聚光鏡
9‧‧‧電漿檢測手段
91‧‧‧電漿受光手段
911‧‧‧聚光鏡
912‧‧‧鏡盒
913‧‧‧角度調整用手柄
92‧‧‧分光鏡
92a‧‧‧第1光路
92b‧‧‧第2光路
93‧‧‧第1焊墊
94‧‧‧第1光偵測器
95‧‧‧方向變換鏡
96‧‧‧第2焊墊
97‧‧‧第2光偵測器
11‧‧‧拍攝手段
20‧‧‧控制手段
201‧‧‧中央處理裝置
202‧‧‧唯讀記憶體
203‧‧‧隨機存取記憶體
203a‧‧‧第1記憶區域
203b‧‧‧第2記憶區域
204‧‧‧計數器
205‧‧‧輸入界面
206‧‧‧輸出界面
30‧‧‧晶圓
300‧‧‧鉭酸鋰基板
300a‧‧‧表面
300b‧‧‧內面
301‧‧‧分割預定線
302‧‧‧元件
303(303a~303j)‧‧‧焊墊
304‧‧‧雷射加工孔
40‧‧‧環狀框架
50‧‧‧保護膠帶
a1‧‧‧第1加工進給開始位置座標值
D‧‧‧間隔
F1~Fn‧‧‧列
E1~En‧‧‧行
W‧‧‧被加工物
Pa‧‧‧聚光點
Pb‧‧‧聚光點
Pc‧‧‧聚光點
LB‧‧‧脈衝雷射光線
圖1係依據本發明構成之雷射加工裝置的立體 圖。
圖2係裝設於圖1所示之雷射加工裝置之雷射光線照射手段的構成區塊圖。
圖3係裝設於圖1所示之雷射加工裝置之電漿檢測手段的構成區塊。
圖4係裝設於圖1所示之雷射加工裝置之控制手段的構成區塊圖。
圖5係作為被加工物之半導體晶圓的平面圖。
圖6係放大顯示圖5所示之半導體晶圓之一部份的平面圖。
圖7係顯示將圖5所示之半導體晶圓貼附於裝固於環狀框架之保護膠帶之表面之狀態的立體圖。
圖8係顯示圖5所示之半導體晶圓保持在圖1所示之雷射加工裝置之夾頭台之預定位置之狀態中與座標之關係的說明圖。
圖9(a)-(b)係藉由圖1所示之雷射加工裝置實施之穿孔製程的說明圖。
圖10(a)-(b)係藉由圖1所示之雷射加工裝置實施之穿孔製程的說明圖。
圖11(a)-(b)係顯示，用以檢測脈衝雷射光線照射於鉭酸鋰基板時產生之電漿之光強度的第1光偵測器之輸出電壓、及用以檢測脈衝雷射光線照射於由銅構成之焊墊時產生之電漿之光強度之第2光偵測器的輸出電壓之圖。
較佳實施例之詳細說明
以下，參照附圖，更詳細說明本發明之雷射加工方法及雷射加工裝置的較佳實施形態。
圖1係顯示依據本發明構成之雷射加工裝置1的立體圖。圖1所示之雷射加工裝置1具備有：靜止基台2；夾頭台機構3，係可朝箭頭記號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動地配設於該靜止基台2，用以保持被加工物；雷射光線照射單元支撐機構4，係可在以與X軸方向直交之箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動地配設於靜止基台2；雷射光線照射單元5，係可在以箭頭記號Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動地配設於該雷射光線照射單元支撐機構4。
上述夾頭台機構3具備有：沿著X軸方向平行地配設於靜止基台2上之一對導軌31、31；可在X軸方向移動地配設於該導軌31、31上之第1滑動塊32；可在Y軸方向移動地配設於該第1滑動塊32上之第2滑動塊33；藉由圓筒構件34而受支撐於該第2滑動塊33上之覆罩平台35；及作為被加工物保持手段之夾頭台36。該夾頭台36係具備由多孔性材料形成之吸附夾頭361，為被加工物之例如圓盤狀半導體晶圓由未圖示之吸引手段保持於吸附夾頭361上。如此構成之夾頭台36係藉由配設於圓筒構件34內之未圖示脈衝馬達而旋轉。再者，於夾頭台36配設有用以固定後述之環狀框架之夾具362。
上述第1滑動塊32於其下面設有與上述一對導軌 31、31嵌合之一對被導引溝321、321，並且於其上面設有沿著Y軸方向而平行地形成之一對導軌322、322。如此構成之第1滑動塊32構造成，藉由被導引溝321、321嵌合於一對導軌31、31，可沿著一對導軌31、31而在X軸方向移動。圖示之實施形態中之夾頭台機構3具備有用以使第1滑動塊32沿著一對導軌31、31在X軸方向移動之X軸方向移動手段(加工進給手段37)。該加工進給手段37包含有：平行地配設於上述一對導軌31與31之間之公螺桿371、及用以使該公螺桿371旋轉驅動之脈衝馬達372等之驅動源。公螺桿371係其一端可自由旋轉地支撐於固定在上述靜止基台2之軸承塊373，且其另一端係傳動連結於上述脈衝馬達372之輸出軸。再者，公螺桿371係螺合於貫通母螺孔，貫通母螺孔係形成於突出設置於第1滑動塊32之中央部下面之未圖示之母螺桿。因此，藉由脈衝馬達372，驅動公螺桿371正轉及逆轉，藉此可使第1滑動塊32沿著導軌31、31朝X軸方向移動。
雷射加工裝置1具有用以檢測上述夾頭台36之加工進給量、即X軸方向位置之X軸方向位置檢測手段374。X軸方向位置檢測手段374係由下述構成：沿著導軌31配設之線性標度374a、及配設於第1滑動塊32並且與第1滑動塊32一起沿著線性標度374a移動之讀取頭374b。該X軸方向位置檢測手段374之讀取頭374b係在圖示之實施形態中，依每1μm將1脈衝之脈衝信號傳送到後述之控制手段。接著，後述之控制手段計數輸入之脈衝信號，藉此檢測夾頭台36之 加工進給量、即X軸方向的位置。再者，若上述加工進給手段37之驅動源使用脈衝馬達372，亦可藉由計數將驅動信號輸出到脈衝馬達372之後述之控制手段的驅動脈衝，檢測夾頭台36之加工進給量、即X軸方向之位置。又，若上述加工進給手段37之驅動源使用伺服馬達時，亦可將用以檢測伺服馬達之旋轉數之旋轉編碼器輸出之脈衝信號傳送到控制手段，並計數控制手段輸入之脈衝信號，藉此檢測夾頭台36之加工進給量、即X軸方向之位置。
上述第2滑動塊33於其下面設有與設置於上述第1滑動塊32之上面之一對導軌322、322嵌合之一對被導引溝331、331，且構成為藉由將該被導引溝331、331嵌合於一對導軌322、322，而可朝Y軸方向移動。圖示之實施形態中的夾頭台機構3具備用以使第2滑動塊33沿著設置於第1滑動塊32之一對導軌322、322在Y軸方向移動之第1Y軸方向移動手段(第1分度進給手段38)。該第1分度進給手段38包含有平行地設置於上述一對導軌322與322之間之公螺桿381、以及用以驅動該公螺桿381旋轉之脈衝馬達382等之驅動源。公螺桿381其一端係可自由旋轉地受支撐於固定於上述第1滑動塊32之上面之軸承塊383，且其他端傳動連結於上述脈衝馬達382之輸出軸。再者，公螺桿381係螺合於貫通母螺孔，貫通母螺孔形成於突出設置在第2滑動塊33之中央部下面且未圖示之母螺塊。因此，可藉由脈衝馬達382而驅動公螺桿381正轉及逆轉，故第2滑動塊33可沿著導軌322、322朝Y軸方向移動。
雷射加工裝置1具有用以檢測上述夾頭台36之分度進給量、即Y軸方向位置之Y軸方向位置檢測手段334。該Y軸方向位置檢測手段384係由下述構成：沿著導軌322配設之線性標度384a、配設於第2滑動塊33並且與第2滑動塊33一起沿著線性標度384a移動之讀取頭384b。該Y軸方向位置檢測手段384之讀取頭384b在圖示之實施形態中，係依每1μm將1脈衝之脈衝信號送到控制手段。而且控制手段藉計數由讀取頭384b輸入之脈衝信號，檢測夾頭台36之分度進給量、即Y軸方向的位置。再者，若上述第1分度進給手段33之驅動源使用脈衝馬達382，亦可藉由計數將驅動信號輸出到脈衝馬達382之控制手段之驅動脈衝，檢測夾頭台36之分度進給量、即Y軸方向之位置。又若上述第1分度進給手段33之驅動源使用伺服馬達，亦可將檢測伺服馬達之旋轉數之旋轉編碼器輸出之脈衝信號送到控制手段，計數控制手段輸入之脈衝信號，藉此檢測夾頭台36之分度進給量、Y軸方向之位置。
上述雷射光線照射單元支撐機構4具備有：沿著Y軸方向平行地配設於靜止基台2上之一對導軌41、41、及可在箭頭記號Y所示之方向上移動地配設於該導軌41、41上之可動支撐基台42。該可動支撐基台42係由可在導軌41、41上移動地配設之移動支撐部421、及安裝於該移動支撐部421之裝固部422所構成。裝固部422有沿著Z軸方向延伸之一對導軌423、423平行設置於一側面。圖示之實施形態中之雷射光線照射單元支撐機構4具備有用以使可動支撐基 台42沿著一對導軌41、41在Y軸方向上移動之第2Y軸方向移動手段(第2分度進給手段43)。該第2分度進給手段43包含有：平行地配設於上述一對導軌41、41之間之公螺桿431、及用以驅動該公螺桿431旋轉之脈衝馬達432等之驅動源。公螺桿431係其一端可自由旋轉地受支撐於固定在上述靜止基台2之未圖示之軸承塊，且另一端傳動連結於上述脈衝馬達432之輸出軸。再者，公螺桿431螺合於母螺孔，且該母螺孔係形成於突出設置在構成可動支撐基台42之移動支撐部421之中央部下面之未圖示之母螺塊。因此，藉由脈衝馬達432驅動公螺桿431正轉及逆轉，藉此可動支撐基台42可沿著導軌41、41在Y軸方向上移動。
雷射光線照射單元5具備有：單元支架51、及安裝於該單元支架51之雷射光線照射手段52。單元支架51設有可移動地嵌合於設置在上述裝固部422之一對導軌423、423之一對被導引溝511、511，且藉由將該被導引溝511、511嵌合於上述導軌423、423，可在Z軸方向移動地受支撐於可動支撐基台42。
雷射光線照射單元5具備有用以使單元支架51沿著一對導軌423、423而在Z軸方向移動之Z軸方向移動手段(聚光點位置調整手段53)。聚光點位置調整手段53包含有：配設於一對導軌423、423之間之公螺桿(未圖示)、及用以驅動該公螺桿旋轉之脈衝馬達532等之驅動源，且藉由脈衝馬達532驅動公螺桿正轉及逆轉，可使單元支架51及雷射光線照射手段52沿著導軌423、423在Z軸方向上移動。再者，圖 示之實施形態中，藉由驅動脈衝馬達532正轉，使雷射光線照射手段52朝上方移動，並藉由驅動脈衝馬達532逆轉，使雷射光線照射手段52朝下方移動。
上述雷射光線照射手段52具備有：實質上水平配置之圓筒形狀之殼體521、如圖2所示，配射於殼體521內之脈衝雷射光線振盪手段6、作為將脈衝雷射光線振盪手段6振盪出之雷射光線之光軸偏向加工進給方向(X軸方向)之光偏向手段之聲光偏向手段7、及將通過該聲光偏向手段7之脈衝雷射光線照射於保持於上述夾頭台36之被加工物W之聚光器8。
上述脈衝雷射光線振盪手段6係由YAG雷射振盪器或者YVO4雷射振盪器構成之脈衝雷射光線振盪器61、及附設於其之重複頻率設定手段62所構成。脈衝雷射光線振盪器61將由重複頻率設定手段62設定之預定頻率之脈衝雷射光線(LB)振盪。重複頻率設定手段62設定脈衝雷射光線振盪器61振盪之脈衝雷射光線之重複頻率。該等脈衝雷射光線振盪手段6之脈衝雷射光線振盪器61及重複頻率設定手段62係由後述之控制手段控制。
上述聲光偏向手段7具備有：將脈衝雷射光線振盪手段6振盪出之脈衝雷射光線(LB)之光軸偏向於加工進給方向(X軸方向)之聲光部件71、生成施加到該聲光部件71之RF(radiofrequency)之振盪器72、放大由該RF振盪器72生成之RF之功率而施加到聲光部件71之RF放大器73、用以調整藉由RF振盪器72生成之RF之頻率之偏向角度調整手段 74、及藉由RF振盪器72生成RF之振幅之輸出調整手段75。上述聲光部件71可對應於施加之RF之頻率而調整脈衝雷射光線之光路偏向的角度，並且可對應於施加之RF之振幅調整脈衝雷射光線之輸出。再者，光偏向手段亦可使用利用電子光學部件之電子光學偏向手段來取代上述聲光偏向手段7。上述之偏向角度謡整手段74及輸出調整手段75由後述之控制手段所控制。
雷射光線照射手段52具備有雷射光線吸收手段76，雷射光線吸收手段76係用以在對聲光部件71施加預定頻率之RF時，如圖2中虛線所示，吸收因聲光部件71而偏向之脈衝雷射光線。
上述聚光器3係裝固於殼體521之前端，具備有：用以將藉由上述聲光偏向手段7偏向之脈衝雷射光線朝向下方來變換方向之方向變換鏡81、及由遠心鏡構成之聚光鏡82，且該遠心鏡係用以將經該方向變換鏡31變換方向之脈衝雷射光線聚光。
雷射光線照射手段52係如以上所構成，以下，參照圖2就其作用加以說明。若由控制手段對聲光偏向手段7之偏向角度調整手段74施加例如5V之電壓，對聲光部件71施加對應於5V之頻率之RF時，由脈衝雷射光線振盪手段6所振盪出之脈衝雷射光線之其光路會如圖2中1點鏈線所示偏向，並且聚光於聚光點Pa。又，由控制手段對偏向角度調整手段74施加例如10V之電壓，並對聲光部件71施加對應於10V之頻率之RF時，由脈衝雷射光線振盪手段6振盪出之 脈衝雷射光線其光路會如圖2中實線所示般偏向，並且由上述聚光點Pa在X軸方向上聚光於圖2中朝左方變位預定量之聚光點Pb。另一方面，由控制手段對偏向角度調整手段74施加例如15V之電壓，並對聲光部件71施加對應於15V之頻率之RF時，由脈衝雷射光線振盪手段6所振盪出之脈衝雷射光線其光路如圖2中2點鏈線所示般偏向，由上述聚光點Pb在X軸方向上聚光於朝圖2中朝左方變位預定量之聚光點Pc。又，若由控制手段對聲光偏向手段7之偏向角度調整手段74施加例如0V之電壓，並對聲光部件71施加對應於0V之頻率之RF時，由脈衝雷射光線振盪手段6振盪之脈衝雷射光線會如圖2中虛線所示般導向雷射光線吸收手段76。如此，因聲光部件71而偏向之雷射光線會對應於施加到偏向角度調整手段74之電壓而朝X軸方向偏向。
回到圖1繼續說明，雷射加工裝置1具備有電漿光檢測手段9，該電漿光檢測手段9係安裝於構成雷射光線照射單元5之雷射光線照射手段52之殼體521，並且用以檢測由雷射光線照射手段52對被加工物照射雷射光線而產生之電漿光。該電漿光檢測手段9係如圖3所示，具備有：分光鏡92，用以接受由雷射光線照射手段52之聚光器8照射之雷射光線照射於保持在夾頭台36之被加工物W而產生之電漿光之電漿光受光手段91、用以將由該電漿光受光手段91所受光之電漿光分歧成第1光路92a與第2光路92b之；第1帶通濾波器93，配設於第1光路92a，並且僅使波長為第1設定波長(形成後述之被加工物之第1構件之第1材料發出的波長) 之光通過；第1光偵測器94，接受通過該第1帶通濾波器93之光而輸出光強度信號；方向變換鏡95，配設於第2光路92b；第2帶通濾波器96，僅使經該方向變換鏡95變換方向之電漿光之波長為第2設定波長(形成後述之被加工物之第2構件之第2材料發出的波長)之光通過；及第2光偵測器97，接受通過該第2帶通濾波器96之光而輸出光強度信號。上述電漿光受光手段91係由聚光鏡911、收容該聚光鏡911之鏡盒912所構成，鏡盒912係如圖1所示，安裝於雷射光線照射手段52之殼體521。又，如圖1所示，鏡盒912配設有角度調整用手柄913，並且可調整聚光鏡911之設置角度。再者，上述第1帶通濾波器93係使波長為660~680nm範圍的光通過，以僅使鉭酸鋰之電漿光之波長(670nm)通過。又，上述第2帶通濾波器96係使波長為500~540nm之範圍的光通過，以使銅之電漿光之波長(515nm)通過。電漿光檢測手段9係如以上所構成，接受通過第1帶通濾波器93之光之第1光偵測器94及接受通過第2帶通濾波器96之光之第2光偵測器97將分別對應於受光之光強度之電壓信號輸出到控制手段。
回到圖1繼續說明，雷射加工裝置1具備有拍攝手段11，拍攝手段11係配設於殼體521之前端部，並藉由上述雷射光線照射手段52拍攝應雷射加工之加工區域。該拍攝手段11除了利用可視光線拍攝之一般的拍攝部件(CCD)之外，係由下述所構成：對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、捕捉由該紅外線照射手段所照射之紅外線之光學系 統、輸出對應於由該光學系統所捕捉之紅外線之電信號之拍攝部件(紅外線CCD)等，由拍攝手段11輸出之圖像信號送到後述之控制手段(參照圖4)。
雷射加工裝置1具備有圖4所示之控制手段20。控制手段20係由電腦所構成，且具備有：依據控制程式進行運算處埋之中央處理裝置(CPU)201、用以儲存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)202、儲存控制圖或被加工物之設計值之資料或運算結果等之可讀寫之隨機存取記憶體(RAM)203、計數器204、輸入界面205及輸出界面206。來自上述X軸方向位置檢測手段374、Y軸方向位置檢測手段384、電漿光檢測手段9之第1光偵測器94及第2光偵測器97、拍攝手段11等之檢測信號輸入至控制手段20之輸入界面205。而且，由控制手段20之輸出界面206輸出控制信號到上述脈衝馬達372、脈衝馬達382、脈衝馬達432、脈衝馬達532、構成雷射光線照射手段52之脈衝雷射光線振盪手段6之脈衝雷射光線振盪器61、重複頻率設定手段62及聲光偏向手段7之偏向角度調整手段74、輸出調整手段75等。再者，上述隨機存取記憶體(RAM)203具備有：用以記憶形成被加工物之物質與電漿之波長的關係之第1記憶區域203a或用以記憶後述之晶圓之設計值之資料之第2記憶慣域203b或其他記憶區域。
雷射加工裝置1係如以上所構成，以下說明其作用。圖5顯示作為被雷射加工之被加工物之晶圓30之平面圖。圖5所示之晶圓30係藉由成格子狀配列於厚度為70μm 之鉭酸鋰基板300(第1構件)之表面300a之複數之分割預定線301而劃分成複數區域，並於該業經劃分之區域分別形成有元件302。該各元件302係全部相同的構成。在元件302之表面，如圖6所示，分別形成有複數之焊墊303(303a~303j)(第2構件)。因此作為該第2構件之焊墊303(303a~303j)在本實施形態中係由銅所形成。再者，本實施形態中，303a與303f、303b與303g、303c與303h、303d與303i、303e與303j之X方向位置是相同的。於該複數之焊墊303(303a~303j)分別形成有由內面300b深達焊墊303加工孔(介層孔)。各元件302中之焊墊303(303a~303j)之X方向(圖6中左右方向)之間隔A、及形成於各元件302之焊墊303中挾著分割預定線301而在X方向(圖6中左右方向)鄰接之焊墊、即焊墊303e與焊墊303a之間的間隔B在本實施形態中係設定為相同間隔。又，各元件302中之焊墊303(303a~303j)之Y方向(圖6中上下方向)的間隔C、及形成於各元件302之焊墊303中挾著分割預定線301而在Y方向(圖6中上下方向)隣接之焊墊、即焊墊303f與焊墊303a及焊墊303j與焊墊303e之間的間隔D在本實施形態中係設定為相同間隔。就如此構成之晶圓30，配設於圖5所示之各行E1‧‧‧‧En及各列F1‧‧‧‧Fn之元件302之個數與上述各間隔A,B,C,D及X,Y座標值係其設計值之資料儲存於上述隨機存取記憶體(RAM)203之第2記憶區域203b。
使用上述之雷射加工裝置1，就於形成於晶圓30之各元件302之焊墊303(303a~303j)部形成雷射加工孔(介 層孔)之雷射加工的之實施形態加以說明。晶圓30係如圖7所示，將表面300a貼附在裝固於環狀框架40且由聚烯烴等之合成樹脂片構成之保護膠帶50。因此，晶圓30的內面300b為上側。如此，經由保護膠帶50受支撐於環狀框架40之晶圓30將保護膠帶60側載置於圖1所示之雷射加工裝置1之夾頭台36上。而且，藉由使未圖示之吸引手段作動，晶圓30經由保護膠帶50而吸引保持於夾頭台36上。因此，晶圓30使內面300b為上側而被保持。又，環狀框架40係由夾具362所固定。
如上述，吸引保持晶圓30之夾頭台36藉由加工進給手段37定位於拍攝手段11之正下方。當夾頭台36定位於拍攝手段11之正下方時，夾頭台36上之晶圓30為定位於圖8所示之座標位置的狀態。在該狀態下，實施形成於保持在夾頭台36之晶圓30之格子狀分割預定線301是否平行地配設於X軸方向與Y軸方向之校準作業。即、藉由拍攝手段11拍攝保持於夾頭台36之晶圓30，並實行圖樣匹配等之圖像處理來進行校準作業。此時，晶圓30之形成有分割預定線301之表面300a位於下側，但由於形成晶圓30之鉭酸鋰基板300為透明體，故可透過晶圓30之內面300b而拍攝分割預定線301。
其次，移動夾頭台36，將形成於晶圓30之元件302中最上位之行E1且在圖8中最左端之元件302定位於拍攝手段11之正下方。而且，進一步將形成於元件302之電極303(303a~303j)中在圖8左上之焊墊303a定位於拍攝手段 11之正下方。在該狀態下，若是拍攝手段11檢測焊墊303a，則將其座標值(a1)作為第1加工進給開始位置座標值而傳送到控制手段20。接著，控制手段20將該座標值(a1)作為第1加工進給開始位置座標值而儲存於隨機存取記憶體(RAM)203(加工進給開始位置檢測製程)。此時，拍攝手段11與雷射光線照射手段52之聚光器8在X軸方向上設置預定間隔而配設，因此X座標值儲存加上上述拍攝手段11與聚光器8之間隔的值。
如此，若檢測圖8中最上位之行E1之元件302中之第1加工進給開始位置座標值(a1)，則使夾頭台36朝Y軸方向分度進給分割預定線301之間隔必且朝X軸方向移動，然後將圖8中距離最上位第2行E2中最左端之元件302定位於拍攝手段11之正下方。而且，進一步將形成於元件302之焊墊303(303a~303j)中之圖8左上之焊墊303a定位於拍攝手段11之正下方。在該狀態下，若拍攝手段11檢測出焊墊303a，則將該座標值(a2)作為第2加工進給開始位置座標值而傳送到控制手段20。接著，控制手段20將該座標值(a2)作為第2加工進給開始位置座標值而儲存於隨機存取記憶體(RAM)203。此時，拍攝手段11與聚光器8係如上述，在X軸方向上設有預定間隔而配設，因此X座標值儲存加總上述拍攝手段11與聚光器8之間隔的值。以後，控制手段20在圖8中反覆執行上述之分度進給(Y軸方向之階段性動作)與加工進給開始位置檢測製程，直到圖8中最下位之行En為止，並且檢測形成於各行之元件302之加工進給開始位置座標 值(a3~an)，將此儲存於隨機存取記憶體(RAM)203。再者，形成於晶圓30之複數元件302中在圖3中最下位之行En之最左端的元件302設定作為計測元件，並且該計測元件302之加工進給開始位置座標值(an)作為計測位置座標值(an)而儲存於隨機存取記憶體(RAM)203。
若實施上述之加工進給開始位置檢測製程，則實施在形成於晶圓30之各元件302之各焊墊303(303a~303j)的內面將雷射加工孔(介層孔)穿孔之穿孔製程。穿孔製程係首先使加工進給手段37作動並且移動夾頭台36，將對應於儲存在上述隨機存取記憶體(RAM)203之第1加工進給開始位置座標值(a1)之焊墊303a定位於雷射光線照射手段52之聚光器8之正下方。如此，對應於第1加工進給開始位置座標值(a1)之焊墊303a定位於聚光器8之正下方的狀態為圖9之(a)所示之狀態。由圖9之(a)所示之狀態，控制手段20控制上述加工進給手段37，使夾頭台36以預定之移動速度朝圖9之(a)中箭頭記號X1所示之方向加工進給，同時使雷射光線照射手段52作動，並由聚光器8照射脈衝雷射光線。再者，由聚光器8照射之脈衝雷射光線之聚光點P集中於晶圓30之上面附近。此時，控制手段20根據來自X軸方向位置檢測手段374之讀取頭374b之檢測信號，輸出用以控制聲光偏向手段7之偏向角度調整手段74及輸出調整手段75之控制信號。
另一方面，RF振盪器72輸出對應於來自偏向角度調整手段74及輸出調整手段75之控制信號RF。由RF振盪器72輸出之RF功率藉由RF放大器73而被放大，並施加於聲 光部件71。該結果是聲光部件71使脈衝雷射光線振盪手段6所振盪之脈衝雷射光線之光路在圖2中由1點鏈線所示之位置到2點鏈線所示之位置的範圍偏向而與夾頭台36之移動速度同步。該結果是，可在對應於第1加工進給開始位置座標值(a1)之焊墊303a照射預定輸出之脈衝雷射光線。
實施上述之穿孔製程時，控制手段20藉由計數器204計數雷射光線振盪手段6振盪之脈衝雷射光線之發數，並且由電漿光檢測手段9之第1光偵測器94輸入光強度信號。在此，說明由第1光偵測器94輸出之光強度信號。在構成晶圓30之鉭酸鋰基板300照射脈衝雷射光線時，會產生波長670nm之電漿光。該波長為670nm之電漿光係如圖3所示，藉由構成電漿光檢測手段9之電漿受光手段91之聚光鏡911聚光，並通過第1帶通濾波器93而到達第1光偵測器94。
圖11之(a)係顯示了用以檢測在鉭酸鋰基板300照射上述之脈衝雷射光線時產生之電漿光之光強度之第1光偵測器94的輸出電壓。圖11之(a)中，横軸係表示脈衝雷射光線之發數，縱軸係表示雷壓值(V)。圖11之(a)所示之實施形態中，脈衝雷射光線之發數為80~85發左右的電壓值為2.5V左右，脈衝雷射光線之發數超過85發時，電壓值會急速降低，在156發左右為1.5V左右。
又，圖11之(b)係顯示用以檢測於由銅構成之焊墊303a照射脈衝雷射光線時產生之電漿光之光強度之第2光偵測器97之輸出電壓。圖11之(b)中，橫軸是表示脈衝雷射光線之發數，縱軸是表示電壓值(V)。圖11之(b)所示之實 施形態中，脈衝雷射光線之發數由170~175發，電壓值開始上昇。而且脈衝雷射光線之發數為200發前後則為0.2V左右。所謂該第2光偵測器97之輸出電壓開始上昇係意味著於鉭酸鋰基板300形成貫通孔，並且脈衝雷射光線開始照射焊墊303a。
如上所述，根據來自第1光偵測器94及第2光偵測器97之輸出電壓，控制手段20係如下控制脈衝雷射光線之輸出。即，控制手段20由第1光偵測器94輸入輸出電壓(光強度信號)，並控制前述輸出調整手段75，繼續照射脈衝雷射光線，使得輸入之輸出電壓降低而到達預定值(例如1.5V))，成為第1輸出(例如平均輸出為4W、重複頻率為100kHz，1脈衝的能量為40μJ)，並且控制輸出調整手段75，照射脈衝雷射光線，使得來自第1光偵測器94之光輸出電壓(光強度信號)到達預定值後，成為比第1輸出低且於鉭酸鋰基板300不產生裂痕之第2輸出(例如，平均輸出為2W，重複頻率為50kHz，1脈衝之能源為40μJ)。而且，若由第2光偵測器97輸出輸出電壓(光強度信號)時(例如0.2V)，則控制雷射光線照射手段52，以停止照射脈衝雷射光線。如此，僅由第1光偵測器94輸入輸出電壓(光強度信號)，並控制上述輸出調整手段75，繼續照射脈衝雷射光線，使輸入之輸出電壓降低到達預定值(例如1.5V)，成為第1輸出(例如，平均輸出為4W、重複頻率為100kHz，1脈衝之能源為40μJ)，並且控制輸出調整手段75，照射脈衝雷射光線，使得來自第1光偵測器94之光輸出電壓(光強度信號)到達接近焊墊 303之預定值(例如1.5V)後，成為比第1輸出(例如，平均輸出為4W、重複頻率為100kHz，1脈衝之能源為40μJ)低且於鉭酸鋰基板300不產生裂痕之第2輸出(例如，平均輸出為2W，重複頻率為50kHz，1脈衝之能源為40μJ)，因此即使脈衝雷射光線接近鉭酸鋰基板300中形成有焊墊303之表面，也不會在鉭酸鋰基板300中形成有焊墊303之表面附近產生裂痕，並且可形成深達焊墊303之雷射加工孔。
再者，上述穿孔製程中之加工調件係如以下所設定。
〈加工條件：第1輸出〉
光源：LD激化Q轉換Nd：YVO4脈衝雷射
波長：532nm
平均輸出：2.4~4W
重複頻率：60~100kHz
脈衝能量：第1脈衝能量40μJ
脈衝幅：10ps
聚光點徑：φ 15μm
發數：150發(加工深度：55μm)
〈加工條件：第2輸出〉
光源：LD激化Q轉換Nd：YVO4脈衝雷射
波長：532nm
平均輸出：0.4~2W
重複頻率：10~50kHz
脈衝能量：第1脈衝能量40μJ
脈衝幅：10ps
聚光點徑：φ 15μm
發數：50發(加工深度：15μm)
上述〈加工條件：第1輸出〉中平均輸出為4W、重複頻率為100kHz時，藉由照射150發之脈衝雷射光線，在鉭酸鋰基板300形成加工深度為55μm之雷射加工孔。又，上述〈加工條件：第2輸出〉中，平均輸出為2W、重複頻率為50kHz時，藉由照射50發之脈衝雷射光線，在鉭酸鋰基板300形成加工深度為15μm之雷射加工孔，深達焊墊303。
再者，上述第1輸出之重複頻率根據本發明人的實驗，當重複頻率比60kHz高時，會產生裂痕，加工效率可較佳，但重複頻率超過100kHz時，會加工成過大，而無法形成適當的雷射加工孔。因此，第1輸出宜設定為，重複頻率為60~100kHz、每1脈衝之能量為40μJ。
又，上述第2輸出之重複頻率根據本發明人的實驗，重複頻率在50kHz以下不會產生裂痕，重複頻率小於10kHz的話無法形成適當的雷射加工孔。因此，第2輸出宜設定為，重複頻率為10~50kHz、每1脈衝之能量為40μJ。
再者，已確認1脈衝之能量降低到40μJ時，無法適當的進行鉭酸鋰基板之加工。
另一方面，控制手段20輸入來自X軸方向位置檢測手段374之讀取頭374b之檢測信號，並藉由計數器204計數該檢測信號。接著，計數器204計數之計數值達到下一焊 墊303b之座標值後，控制手段20控制雷射光線照射手段52，實施上述穿孔製程。之後控制手段20在計數器204計數之計數值剛好達到焊墊303(303c~303e)之座標值時，控制手段20使雷射光線照射手段52作動並實施上述穿孔製程。接著，如圖9之(b)所示，形成於晶圓30之E1行之最右端之元件302的焊墊303c中在圖9之(b)中最右端之焊墊303e之位置實施上述穿孔製程後，停止上述加工進給手段37之作動且停止夾頭台36之移動。其結果是，如圖9之(b)所示般，在晶圓30之鉭酸鋰基板300，形成深達焊墊303a~303e之加工孔304。
其次，控制手段20控制上述第1分度進給手段38，使雷射光線照射手段52之聚光器3朝與圖9之(b)中紙面垂直之方向分度進給。另一方面，控制手段20輸入來自Y軸方向位置檢測手段384之讀取頭384b之檢測信號，藉由計數器204計數該檢測信號。而且若計數器204計數之計數值到達相當於焊墊303之圖6中Y軸方向之間隔C的值，則停止第1分度進給手段38之作動，並停止聚光器3之分度進給。其結果是，聚光器8定位於與上述焊墊303e對向之焊墊303j(參照圖6)之正上方。該狀態為圖10(a)所示之狀態。在圖10(a)所示之狀態下，控制手段20控制上述加工進給手段37，使夾頭台36朝圖10(a)中箭頭記號X2所示之方向以預定之移動遠度加工進給，同時使雷射光線照射手段52作動並且實施上述穿孔製程。接著控制手段20係如上所述，藉由計數器204計數來自X軸方向位置檢測手段374之讀取頭 374b之檢測信號，並在其計數值剛好達到焊墊303(303j~303f)，控制手段20使雷射光線照射手段52作動並且實施上述穿孔製程。接著，如圖10之(b)所示，在晶圓30之E1行最左端之元件302形成之焊墊303f之位置，實施上述穿孔製程後，停止上述加工進給手段37之作動，停止夾頭台36之移動。其結果是，在晶圓30之鉭酸鋰基板300，如圖10之(b)所示，在焊墊303j~303f之內面側形成雷射加工孔304。
如以上所述，若在對應於形成於晶圓30之E1行之元件302之焊墊303的位置，於晶圓30之基板300之內面側形成雷射加工孔304，控制手段20使加工進給手段37及第1分度進給手段33作動，則將焊墊303a定位於雷射光線照射手段52之聚光器8之正下方，且焊墊303a是對應於形成於晶圓30之E2行之元件302之焊墊303中儲存於上述隨機存取記憶體(RAM)203之第2加工進給開始位置座標值(a2)。接著，控制手段20控制雷射光線照射手段52與加工進給手段37及第1分度進給手段38，並在形成於晶圓30之E2行之元件302之焊墊303的內面側實施上述之穿孔製程。以後，也對形成於晶圓30之E3~En行之元件302之焊墊303之內面側實施上述之穿孔製程。其結果是，在晶圓30之鉭酸鋰基板300，於形成於E3~En行之各元件302之焊墊303的內面側形成雷射加工孔304。
再者，上述穿孔製程中，在圖6中之X軸方向之間隔A區域與間隔B區域及圖6中之Y軸方向之間隔C區域與 間隔D區域，雷射光線不照射於晶圓30。如此，由於脈衝雷射光線不照射於晶圓30，故上述控制手段20對聲光偏向手段7之偏向角度調整手段74施加0V之電壓。該結果是，對應於0V之頻率的RF會施加於聲光部件71，由脈衝雷射光線振盪手段6所振盪之脈衝雷射光線(LB)係如圖2中虛線所示，會被導向雷射光線吸收手段76，因此不會照射於晶圓30。
以上，根據圖示之實施形態說明本發明，但本發明並非僅限於該實施形態者，可在本發明之主旨的範圍內為各種變形。例如，上述之實施形態中，係就於形成於基板(第1構件)表面之複數元件分別配設有焊墊(第2構件)之晶圓，由基板(第1構件)之內面側形成深達複數焊墊(第2構件)之複數雷射加工孔之例來作說明，但在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件所接合之被加工物，形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔時，可廣泛地適用。
36‧‧‧夾頭台
8‧‧‧聚光器
9‧‧‧電漿檢測手段
91‧‧‧電漿受光手段
911‧‧‧聚光鏡
912‧‧‧鏡盒
92‧‧‧分光鏡
92a‧‧‧第1光路
92b‧‧‧第2光路
93‧‧‧第1焊墊
94‧‧‧第1光偵測器
95‧‧‧方向變換鏡
96‧‧‧第2焊墊
97‧‧‧第2光偵測器
W‧‧‧被加工物

Claims (3)

  1. 一種雷射加工方法，係在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件連接之被加工物，形成由第1構件深達第2構件之雷射加工孔，其特徵在於包含下述步驟：分別檢測雷射光線照射於第1構件及第2構件而產生之電漿光之波長；僅檢測具有第1構件之波長的電漿光，並且繼續照射具有第1輸出之脈衝雷射光線，直到該電漿光之光強度降低到預定值為止，該電漿光之光強度到達該預定值後，照射具有比該第1輸出低且於第1構件不會產生裂痕之第2輸出的脈衝雷射光線；及在檢測到具有第2構件之波長之電漿光時，停止照射脈衝雷射光線。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中形成第1構件之第1材料係由鉭酸鋰所構成，且脈衝雷射光線之第1輸出係設定成重複頻率為60~100kHz，且每1脈衝之能量為40μJ，脈衝雷射光線之第2輸出設定成重複頻率為10~50kHz，且每1脈衝之能源為40μJ。
  3. 一種雷射加工裝置，係用以在由第1材料形成之第1構件與由第2材料形成之第2構件連接之被加工物，形成 由第1構件深達第2構件之雷射加工孔，且包含有：被加工物保持手段，係用以保持被加工物；雷射光線照射手段，是在保持於該被加工物保持手段之被加工物照射脈衝雷射光線，且該雷射光線照射手段包含有：脈衝雷射光線振盪手段，是用以振盪脈衝雷射光線；輸出調整手段，是用以調整由該脈衝雷射光線振盪手段所振盪之脈衝雷射光線之輸出；及聚光器，是將業經該輸出調整手段調整輸出之脈衝雷射光線聚光，並且照射於保持在該被加工物保持手段之被加工物，電漿光檢測手段，是用以檢測由該雷射光線照射手段於被加工物照射脈衝雷射光線所產生之電漿光之波長；及控制手段，是根據來自該電漿光檢測手段之檢測信號控制該雷射光線照射手段，該電漿光檢測手段包含：分光鏡，是用以將電漿光分歧成第1路徑與第2路徑；第1帶通濾波器，是配設於該第1路徑，並且僅使第1材料發出電漿光之波長通過；第1光偵測器，係接受該第1帶通濾波器通過之光而將光強度信號輸出到該控制手段； 第2帶通濾波器，是配設於該第2路徑，並且僅使第2材料發出之電漿光之波長通過；第2光偵測器，是接受通過該第2帶通濾波器之光且將光強度信號輸出到該控制手段，該控制手段在使該雷射光線照射手段作動而在被加工物照射脈衝雷射光線，形成由被加工物之第1構件深達第2構件之雷射加工孔時，根據由第1光偵測器及該第2光偵測器輸出之光強度信號，僅由該第1光偵測器輸出光強度信號，並且控制該輸出調整手段，繼續照射脈衝雷射光線，直到光強度降低到預定值為止，成為第1輸出，並且在來自該第1光偵測器之光強度信號到達該預定值後，控制該輸出調整手段，照射脈衝雷射光線，成為比該第1輸出低且使第1構件不產生裂痕之第2輸出，並且控制該雷射光線照射手段，使得在由該第2光偵測器輸出光強度信號時，停止照射脈衝雷射光線。
TW102107826A 2012-04-02 2013-03-06 Laser processing method and laser processing device TWI583475B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012083777A JP5902540B2 (ja) 2012-04-02 2012-04-02 レーザー加工方法およびレーザー加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201343305A TW201343305A (zh) 2013-11-01
TWI583475B true TWI583475B (zh) 2017-05-21

Family

ID=49233484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102107826A TWI583475B (zh) 2012-04-02 2013-03-06 Laser processing method and laser processing device

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9095931B2 (zh)
JP (1) JP5902540B2 (zh)
KR (1) KR102316369B1 (zh)
CN (1) CN103358026B (zh)
TW (1) TWI583475B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5902540B2 (ja) * 2012-04-02 2016-04-13 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP5880794B1 (ja) * 2014-04-03 2016-03-09 新日鐵住金株式会社 溶接状態監視システム及び溶接状態監視方法
JP6466692B2 (ja) * 2014-11-05 2019-02-06 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP2017006930A (ja) * 2015-06-17 2017-01-12 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US10512986B2 (en) * 2016-02-15 2019-12-24 Ford Global Technologies, Llc Laser welding process
JP7055132B2 (ja) 2016-09-23 2022-04-15 アイピージー フォトニクス コーポレーション 金属／合金蒸気の電子遷移のスペクトルを回避する、事前選択されたスペクトル帯域幅を利用する事前溶接分析および関連するレーザ溶接方法およびファイバレーザ
JP6870974B2 (ja) * 2016-12-08 2021-05-12 株式会社ディスコ 被加工物の分割方法
JP6938212B2 (ja) 2017-05-11 2021-09-22 株式会社ディスコ 加工方法
JP6955932B2 (ja) * 2017-08-25 2021-10-27 株式会社ディスコ レーザービームプロファイラユニット及びレーザー加工装置
JP2020066015A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 株式会社ディスコ レーザー加工方法
JP7291501B2 (ja) * 2019-03-11 2023-06-15 株式会社フジクラ レーザ加工装置
JP7404043B2 (ja) * 2019-03-22 2023-12-25 ビアメカニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
GB2583099B (en) * 2019-04-15 2023-12-27 Tannlin Tech Limited Precision laser machining apparatus
KR102317923B1 (ko) * 2020-06-08 2021-10-27 마이크로 인스펙션 주식회사 레이저 가공장치 및 그 제어방법
US20230234164A1 (en) * 2022-01-27 2023-07-27 Ii-Vi Delaware, Inc. Polycrystalline diamond (pcd) laser lapping machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687539A (en) * 1986-10-29 1987-08-18 International Business Machines Corp. End point detection and control of laser induced dry chemical etching
CN1282203A (zh) * 1999-07-27 2001-01-31 松下电工株式会社 印刷线路板处理方法
TW200823985A (en) * 2006-07-06 2008-06-01 Disco Corp Laser beam machining apparatus
CN101439443A (zh) * 2007-11-21 2009-05-27 株式会社迪思科 激光加工装置
US8125627B2 (en) * 2007-04-27 2012-02-28 Alakai Defense Systems, Inc. Laser spectroscopy system

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5362356A (en) * 1990-12-20 1994-11-08 Lsi Logic Corporation Plasma etching process control
US5242532A (en) * 1992-03-20 1993-09-07 Vlsi Technology, Inc. Dual mode plasma etching system and method of plasma endpoint detection
JP2000301372A (ja) * 1999-04-23 2000-10-31 Seiko Epson Corp 透明材料のレーザ加工方法
JP3530129B2 (ja) * 2000-11-16 2004-05-24 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置及び加工方法
JP4316827B2 (ja) * 2001-08-13 2009-08-19 日立ビアメカニクス株式会社 レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP2003163323A (ja) 2001-11-27 2003-06-06 Sony Corp 回路モジュール及びその製造方法
US6784110B2 (en) * 2002-10-01 2004-08-31 Jianping Wen Method of etching shaped features on a substrate
JP4211398B2 (ja) * 2003-01-08 2009-01-21 三菱マテリアル株式会社 半導体ウェハーの穴あけ加工方法
US20050061779A1 (en) * 2003-08-06 2005-03-24 Walter Blumenfeld Laser ablation feedback spectroscopy
JP2005088023A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Seiko Epson Corp 透明体の加工方法
JP2005210037A (ja) * 2004-01-26 2005-08-04 Cyber Laser Kk 高速度フェムト秒レーザー加工装置および加工方法
JP4646525B2 (ja) * 2004-02-05 2011-03-09 ヤマザキマザック株式会社 プラズマ検出装置、及びプラズマ検出装置付きレーザ加工機
US7057133B2 (en) * 2004-04-14 2006-06-06 Electro Scientific Industries, Inc. Methods of drilling through-holes in homogenous and non-homogenous substrates
US7273998B2 (en) * 2004-09-15 2007-09-25 General Electric Company System and method for monitoring laser shock processing
JP2007067082A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの穿孔方法
JP5192213B2 (ja) * 2007-11-02 2013-05-08 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US20130288425A1 (en) * 2011-08-05 2013-10-31 Solexel, Inc. End point detection for back contact solar cell laser via drilling
JP5902540B2 (ja) * 2012-04-02 2016-04-13 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687539A (en) * 1986-10-29 1987-08-18 International Business Machines Corp. End point detection and control of laser induced dry chemical etching
CN1282203A (zh) * 1999-07-27 2001-01-31 松下电工株式会社 印刷线路板处理方法
TW200823985A (en) * 2006-07-06 2008-06-01 Disco Corp Laser beam machining apparatus
US8125627B2 (en) * 2007-04-27 2012-02-28 Alakai Defense Systems, Inc. Laser spectroscopy system
CN101439443A (zh) * 2007-11-21 2009-05-27 株式会社迪思科 激光加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201343305A (zh) 2013-11-01
US9095931B2 (en) 2015-08-04
KR20130111990A (ko) 2013-10-11
CN103358026A (zh) 2013-10-23
CN103358026B (zh) 2017-03-01
KR102316369B1 (ko) 2021-10-21
JP5902540B2 (ja) 2016-04-13
JP2013212519A (ja) 2013-10-17
US20130256279A1 (en) 2013-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI583475B (zh) Laser processing method and laser processing device
JP5912293B2 (ja) レーザー加工装置
TWI609732B (zh) 雷射加工裝置
TWI597118B (zh) Laser processing method and laser processing device
JP5122773B2 (ja) レーザー加工機
JP5000944B2 (ja) レーザー加工装置のアライメント方法
TWI575632B (zh) Perforation method and laser processing device
KR101953918B1 (ko) 레이저 가공 장치
JP2008068270A (ja) レーザー加工装置
JP2009125756A (ja) レーザー加工装置
JP2008212999A (ja) レーザー加工装置
JP2008036695A (ja) レーザー光線照射装置およびレーザー加工機
JP2010123723A (ja) ウエーハのレーザー加工方法
JP2008207210A (ja) レーザー光線照射装置およびレーザー加工機
JP4951282B2 (ja) レーザー加工装置
KR20120131096A (ko) 레이저 가공 장치
JP2012094591A (ja) ビアホールの加工方法およびレーザー加工装置
JP5053727B2 (ja) レーザー加工装置
JP6649705B2 (ja) レーザー加工方法
JP6017809B2 (ja) レーザー加工装置
JP2013198905A (ja) レーザー加工装置