TWI640383B - Laser processing device - Google Patents

Laser processing device Download PDF

Info

Publication number
TWI640383B
TWI640383B TW104106993A TW104106993A TWI640383B TW I640383 B TWI640383 B TW I640383B TW 104106993 A TW104106993 A TW 104106993A TW 104106993 A TW104106993 A TW 104106993A TW I640383 B TWI640383 B TW I640383B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser beam
laser
gas
melt
suction
Prior art date
Application number
TW104106993A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201600210A (zh
Inventor
相川力
小川雄輝
松本浩一
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
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 日商迪思科股份有限公司 filed Critical 日商迪思科股份有限公司
Publication of TW201600210A publication Critical patent/TW201600210A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI640383B publication Critical patent/TWI640383B/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
    • B23K26/16—Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • 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
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • 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
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • 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
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • 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
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • 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
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
    • 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
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • 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
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)

Abstract

本發明的課題為提供一種可有效處理被加工物上因為被從聚光器照射雷射光線而生成的熔融物(殘渣)，並可形成預期深度的雷射加工溝的雷射加工裝置。解決手段：該雷射加工裝置具備用於保持被加工物的工作夾台、及對工作夾台上所保持的被加工物照射雷射光線的雷射光線照射手段，而且雷射光線照射手段具備：可振盪發出雷射光線的雷射光線振盪手段，以及具有可將雷射光線振盪手段所振盪發出之雷射光線聚光之聚光透鏡的聚光器。該雷射加工裝置還具備：配置於聚光器的雷射光線照射方向下游側並用於處理雷射加工所生成的熔融物的熔融物處理手段，熔融物處理手段具備：具有容許從聚光器照射出的雷射光線通過的開口，並可從該開口對被加工物噴射高速氣體的氣體噴射部；以及具有圍繞氣體噴射部的開口而設置，且用以吸引因從開口噴射的高速氣體而飛散之熔融物的吸引口的熔融物吸引部。且氣體噴設部被連接到高壓氣體供給手段，熔融物吸引部被連接到熔融物吸引手段。

Description

雷射加工裝置 發明領域
本發明為有關於對半導體晶圓等被加工物實施雷射加工的雷射加工裝置。
發明背景
在半導體器件(device)製程中，是在大致呈圓板形狀的半導體晶圓的表面以排列成格子狀的分割預定線劃分為複數個區域，並在此被劃分的區域中形成IC、LSI等元件。然後，藉由沿著分割預定線將半導體晶圓切斷，以將形成有器件的區域分割而製造出一個個半導體器件。又，也可藉由將在藍寶石基板的表面上積層有光電二極體等受光元件或是雷射二極體等發光元件等的光器件晶圓沿著分割預定線切斷，以分割成一個個光電二極體、雷射二極體等光器件，並廣泛用於電器上。
作為將上述的半導體晶圓或光器件晶圓等晶圓沿著分割預定線分割的方法，已提出的方案有：藉由沿著形成在晶圓上的分割預定線照射對於晶圓而言具有吸收性之波長的雷射光線來實施燒蝕加工，以形成雷射加工溝，並沿著此雷射加工溝進行破斷的方法(參照例如，專利文獻 1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2010-272697號公報
發明概要
但是，藉由對作為被加工物的矽或藍寶石等晶圓進行燒蝕加工而形成雷射加工溝後，會有下列的問題：矽或藍寶石等會熔融而生成熔融物(殘渣)，並會因為熔融物的回填，以致即使沿著晶圓上所形成的分割預定線照射雷射光線，也無法形成預期深度的雷射加工溝。
本發明是有鑒於上述事實而作成之發明，其主要的技術課題在於提供一種可有效地處理被加工物上因為從聚光器照射雷射光線而生成的熔融物(殘渣)，並可形成預期深度的雷射加工溝的雷射加工裝置。
為了解決上述主要技術課題，本發明提供一種雷射加工裝置，其具備用於保持被加工物的工作夾台，及對該工作夾台所保持的被加工物照射雷射光線的雷射光線照射手段。該雷射光線照射手段具備振盪發出雷射光線的雷射光線振盪手段，以及具有可將從該雷射光線振盪手段所振盪發出之雷射光線聚光之聚光透鏡的聚光器。
該雷射加工裝置之特徵在於，其具備配置在該聚光器 的雷射光線照射方向下游側且用於處理由雷射加工所生成的熔融物之熔融物處理手段。
該熔融物處理手段具備：具有容許從該聚光器照射出的雷射光線通過的開口，並可從該開口朝被加工物噴射高速氣體的氣體噴射部；以及具有吸引口的熔融物吸引部，該吸引口是圍繞該氣體噴射部之該開口而設置，用以吸引因從該開口噴射的高速氣體而飛散的熔融物。且該氣體噴射部被連接到高壓氣體供給手段，該熔融物吸引部被連接到溶融物吸引手段。
較理想的是，上述高壓氣體供給手段是以使該氣體噴射部的該開口所噴射出的流量成為30~200公升/分‧mm2的方式來供給氣體。
根據本發明的雷射加工裝置，由於熔融物處理手段的氣體噴射部被連接到高壓氣體供給手段，而熔融物吸引部被連接到熔融物吸引手段，所以因雷射光線照射於被加工物而產生的熔融物就得以藉由從氣體噴射部的開口噴射出的高速氣體，從雷射加工溝中飛散而被去除。因此，就可以藉由連續地照射之脈衝雷射光線來進行雷射加工並形成預期深度的雷射加工溝。又，因從氣體噴射部之開口所噴射出的高速氣體而從雷射加工溝飛散的熔融物可從圍繞氣體噴射部的開口而配置的熔融物吸引部的吸引口、通過複數條氣體吸引通路、被熔融物吸引手段吸引。因此，藉由從氣體噴射部的開口所噴射的高速氣體，使從雷射加 工溝飛散的熔融物不會有附著於被加工物的表面之情形。
1‧‧‧雷射加工裝置
10‧‧‧半導體晶圓
10a‧‧‧表面
101‧‧‧分割預定線
102‧‧‧器件
110‧‧‧雷射加工溝
120‧‧‧熔融物
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧工作夾台機構
31、322、41、423‧‧‧導引軌道
32‧‧‧第1滑動塊
321、331、511‧‧‧被導引溝
33‧‧‧第2滑動塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧支撐台
36‧‧‧工作夾台
361‧‧‧吸附夾頭
362‧‧‧夾具
37‧‧‧加工進給手段
371、381、431‧‧‧公螺桿
372、382、432、542‧‧‧脈衝馬達
373、383‧‧‧軸承塊
38‧‧‧第1分度進給手段
4‧‧‧雷射光線照射單元支撐機構
42‧‧‧可動支撐基台
421‧‧‧移動支撐部
422‧‧‧裝設部
43‧‧‧第2分度進給手段
5‧‧‧雷射光線照射單元
51‧‧‧單元座
52‧‧‧雷射光線照射手段
521‧‧‧套管
522‧‧‧脈衝雷射光線振盪手段
522a‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
522b‧‧‧重複頻率設定手段
523‧‧‧輸出調整手段
53‧‧‧聚光器
531‧‧‧聚光器外殼
531a、711‧‧‧開口
532‧‧‧方向變換鏡
533‧‧‧聚光透鏡
54‧‧‧移動手段
6‧‧‧拍攝手段
7‧‧‧熔融物處理手段
71‧‧‧氣體噴射部
712‧‧‧氣體室
713‧‧‧氣體導入口
72‧‧‧熔融物吸引部
721‧‧‧吸引口
722‧‧‧吸引通路
73‧‧‧高壓氣體供給手段
74‧‧‧熔融物吸引手段
d1‧‧‧開口直徑
d2‧‧‧吸引口直徑
F‧‧‧環狀框架
P‧‧‧聚光點
S‧‧‧間隔
T‧‧‧切割膠帶
W‧‧‧被加工物
X、X1、Y、Z‧‧‧箭頭
圖1是本發明實施形態的雷射加工裝置之立體圖。
圖2是將圖1所示之雷射加工裝置所裝備的雷射光線照射手段的構成簡要地表示的方塊圖。
圖3是圖1所示之雷射加工裝置所裝備的聚光器以及熔融物處理手段的剖面圖。
圖4是將作為被加工物的半導體晶圓貼著在環狀框架上所裝設的切割膠帶的表面之狀態的立體圖。
圖5(a)~(c)是以圖1所示之雷射加工裝置所實施的雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖6是正在實施雷射加工溝形成步驟的狀態中的熔融物處理手段的剖面圖。
用以實施發明之形態
以下，將針對依照本發明而構成的雷射加工裝置的適當的實施形態，參照附圖進行詳細說明。
圖1中所示為依照本發明而構成的雷射加工裝置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；在該靜止基台2配置成可在以箭頭X所示的加工進給方向上移動並用以保持被加工物的工作夾台機構3；在靜止基台2配置成可在與上述箭頭X所示之方向垂直的箭頭Y所示的分度進給方向上移動的雷射光線照射單元支撐機構4；以及 在該雷射光線單元支撐機構4配置成可在箭頭Z所示之方向上移動的雷射光線照射單元5。
上述工作夾台機構3具備：沿著箭頭X所示之加工進給方向平行地配置在靜止基台2上的一對導引軌道31、31；可在箭頭X所示之加工進給方向上移動地配置在該導引軌道31、31上的第1滑動塊32；可在箭頭Y所示之分度進給方向上移動地配置在該第1滑動塊32上的第2滑動塊33；在該第2滑動塊33上受到圓筒構件34所支撐的支撐台35；以及作為被加工物保持手段的工作夾台36。此工作夾台36具有由多孔性材料所形成吸附夾頭361，並形成為在吸附夾頭361上將成為被加工物之例如圓盤狀的半導體晶圓透過未圖示之吸引手段保持。如此構成的工作夾台36可藉由配置在圓筒構件34內的未圖示之脈衝馬達而使其旋轉。如以上所構成的工作夾台36配置有用於固定後述的環狀框架的夾具362。
上述第1滑動塊32，其下表面設有與上述一對導引軌道31、31嵌合的一對被導引溝321、321，並且其上表面也設有沿著箭頭Y所示之分度進給方向平行地形成的一對導引軌道322、322。如此構成的第1滑動塊32藉由被導引溝321、321與一對導引軌道31、31嵌合，而構成為可沿著一對導引軌道31、31在箭頭X所示之加工進給方向上移動。本實施形態的工作夾台機構3具有使第1滑動塊32沿著一對導引軌道31、31在箭頭X所示之加工進給方向上移動的加工進給手段37。加工進給手段37包含有平行地配置在上述一 對導引軌道31與31之間的公螺桿371、及用於將該公螺桿371旋轉驅動的脈衝馬達372等驅動源。公螺桿371，其一端可自由旋轉地受到固定在上述靜止基台2上的軸承塊373所支撐，另一端則與上述脈衝馬達372的輸出軸傳動連結。另外，公螺桿371可與突出設置在第1滑動塊32的中央部下表面的未圖示之母螺塊上所形成之貫通螺孔螺合。因此，藉由以脈衝馬達372將公螺桿371正轉以及逆轉驅動，可以使第1滑動塊32沿著導引軌道31、31在箭頭X所示之加工進給方向上移動。
上述第2滑動塊33，在其下表面設有與設置於上述第1滑動塊32之上表面的一對導引軌道322、322嵌合的一對被導引溝331、331，並藉由將該被導引溝331、331與一對導引軌道322、322嵌合，構成為可在箭頭Y所示之分度進給方向上移動。工作夾台機構3具有用於使第2滑動塊33沿著設於第1滑動塊32上的一對導引軌道322、322在箭頭Y所示之分度進給方向上移動的第1分度進給手段38。第1分度進給手段38包含有平行地配置在上述一對導引軌道322與322之間的公螺桿381，以及用於將該公螺桿381旋轉驅動的脈衝馬達382等驅動源。公螺桿381，其一端可自由旋轉地受到固定在上述第1滑動塊32之上表面的軸承塊383所支撐，另一端則受到上述脈衝馬達382的輸出軸傳動連結。另外，公螺桿381可與突出設置於第2滑動塊33的中央部之下表面的未圖示之母螺塊上形成的貫通螺孔螺合。因此，藉由脈衝馬達382將公螺桿381正轉以及逆轉驅動，可以使第2滑動 塊33沿著導引軌道322、322在箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述之雷射光線照射單元支撐機構4具有：沿著箭頭Y所示之分度進給方向平行地配置在靜止基台2上的一對導引軌道41、41；以及在該導引軌道41、41上配置成可在箭頭Y所示之方向上移動的可動支撐基台42。此可動支撐基台42是由配置成可在導引軌道41、41上移動的移動支撐部421，以及安裝在該移動支撐部421上的裝設部422所形成。裝設部422的其中一側面平行設置有在箭頭Z所示之方向上延伸的一對導引軌道423、423。雷射光線照射單元支撐機構4具備有用於使可動支撐基台42沿著一對導引軌道41、41在箭頭Y所示之分度進給方向上移動的第2分度進給手段43。第2分度進給手段43含有平行配置在上述一對導引軌道41、41之間的公螺桿431、以及用於將該公螺桿431旋轉驅動的脈衝馬達432等驅動源。公螺桿431，其一端可自由旋轉地受到固定在上述靜止基台2的未圖示之軸承塊所支撐，其另一端則受到上述脈衝馬達432的輸出軸傳動連結。再者，公螺桿431與突出設置在構成可動支撐基台42的移動支撐部421的中央部下表面的未圖示之母螺塊上形成的螺孔螺合。因此，藉由以脈衝馬達432將公螺桿431正轉以及逆轉驅動，可以使可動支撐基台42沿著導引軌道41、41在箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
本實施形態的雷射光線照射單元5具備單元座51，以及安裝於該單元座51的雷射光線照射手段52。單元座51， 設有可滑動地與設於上述裝設部422的一對導引軌道423、423嵌合的一對被導引溝511、511，並藉由將此被導引溝511、511嵌合於上述導引軌道423、423，而被支撐成可在箭頭Z所示之聚光點位置調整方向上移動。
雷射光線照射手段52具備固定於上述單元座51並且實際水平延伸出來的圓筒形狀的套管521。又，雷射光線照射手段52具有脈衝雷射光線振盪手段522、輸出調整手段523以及聚光器53。該脈衝雷射光線振盪手段522是如圖2所示，配置於套管521內並用來振盪發出脈衝雷射光線。該輸出調整手段523是用於調整該脈衝雷射光線振盪手段522所振盪發出的脈衝雷射光線的輸出。該聚光器53配置在套管521前端並且可使由脈衝雷射光線振盪手段522所振盪發出的脈衝雷射光線照射在上述工作夾台36所保持的被加工物上。上述脈衝雷射光線振盪手段522是由YAG雷射振盪器或者是YVO4雷射振盪器所形成的脈衝雷射光線振盪器522a、以及附設在其上的重複頻率設定手段522b所構成。聚光器53是如圖1所示，裝設於套管521的前端。關於此聚光器53，將於後續詳細說明。
參照圖1繼續做說明，構成雷射光線照射手段52的套管521的前端部配置有用以拍攝要以上述雷射光線照射手段52雷射加工的加工區域的拍攝手段6。此拍攝手段6是由攝像元件(CCD)等所構成，並可將拍攝到的影像訊號送至未圖示之控制手段。再者，聚光器53的下端部，配置有用於處理被加工物上因為被從聚光器53照射雷射光線而生 成的熔融物的熔融物處理手段7。關於此熔融物處理手段7，將於之後詳細說明。
雷射光線照射單元5具備用於使單元座51沿著一對導引軌道423、423在箭頭Z所示之方向上移動的移動手段54。移動手段54含有配置在一對導引軌道423、423之間的公螺桿(未圖示)、以及用於將該公螺桿旋轉驅動的脈衝馬達542等驅動源，藉由以脈衝馬達542將未圖示之公螺桿正轉以及逆轉驅動，可使單元座51以及雷射光線照射手段52沿著導引軌道423、423在箭頭Z所示之方向上移動。再者，在圖示的實施形態中，是形成為藉由正轉驅動脈衝馬達542來使雷射光線照射手段52往上方移動，藉由逆轉驅動脈衝馬達542來使雷射光線照射手段52往下方移動。
接著，將參照圖3對上述聚光器53以及熔融物處理手段7加以說明。
聚光器53具備上端封閉的筒狀聚光器外殼531，而此聚光器外殼531的上部設有可插入構成上述雷射光線照射手段52的套管521的前端部的開口531a。聚光器外殼531內配置有使從上述脈衝雷射光線振盪手段522振盪發出的脈衝雷射光線朝下方變換方向的方向變換鏡532、以及將因該方向變換鏡532而朝下方變換方向的脈衝雷射光線聚光以照射至工作夾台36所保持的被加工物W上的聚光透鏡533。
構成上述聚光器53的聚光器外殼531的下側，也就是雷射光線照射方向下游側配置有熔融物處理手段7，該熔融物處理手段7是用於處理因雷射光線照射在工作夾台 36所保持的被加工物W上而生成的熔融物。此熔融物處理手段7具有氣體噴射部71及溶融物吸引部72，該氣體噴射部71具有可容許通過聚光器53的聚光透鏡533而照射的雷射光線通過的開口711，且可從該開口711朝向工作夾台36所保持的被加工物W噴射高速氣體，該溶解物吸引部72具有圍繞該氣體噴射部71的該開口711而設置的吸引口721。
構成熔融物處理手段7的氣體噴射部71在聚光器外殼531的下面與開口711之間設有氣體室712，此氣體室712透過複數個氣體導入口713連接到高壓氣體供給手段73。再者，較理想的是，構成氣體噴射部71的開口711之直徑(d1)是設定在φ 0.5~3mm，在本實施形態當中則是設定在φ 1mm。又，在本實施形態中，高壓氣體供給手段73是由空氣供給手段所形成，並且將從開口711噴射的空氣設定為30~200公升/(分‧mm2)。
構成熔融物處理手段7的熔融物吸引部72設有連通上述吸引口721的複數條氣體吸引通路722，並將此複數條氣體吸引通路722連接至熔融物吸引手段74。再者，較理想的是，構成熔融物吸引部72的吸引口721的直徑(d2)是設定在φ 5~50mm，在本實施形態中則是設定在φ 5mm。又，熔融物吸引手段74在圖示的實施形態中，是由空氣供給手段所形成，並且將從吸引口721吸引的空氣設定為30~200公升/(分‧mm2)。
熔融物處理手段7是如以上的方式所構成，並且在作動雷射光線照射手段52而對工作夾台36上所保持的被 加工物W施行雷射加工之時，是形成為從上述開口711以及吸引口721的下端到被加工物W上表面為止之間隔(S)在0.5~3mm的範圍來實施。
本實施形態中的雷射加工裝置1是如以上地被構成，以下將對其作用做說明。
圖4所示為，以上述雷射加工裝置加工之作為被加工物的半導體晶圓10被貼著在裝設於環狀框架F上的切割膠帶T的表面之狀態的立體圖。半導體晶圓10，在表面10a上形成了格子狀的分割預定線101，且在由格子狀的分割預定線101劃分的複數個區域中形成有IC、LSI等器件102。要在如此所構成的半導體晶圓10上沿著分割預定線101形成雷射加工溝，是將半導體晶圓10的切割膠帶T側載置在圖1所示之雷射加工裝置的工作夾台36上。然後，藉由作動未圖示之吸引手段，以隔著切割膠帶T將半導體晶圓10吸引保持於工作夾台36上(晶圓保持步驟)。另外，透過切割膠帶T環狀框架F將會藉由配設於工作夾台36的鉗子362固定半導體晶圓10。
當實施了上述晶圓保持步驟後，即可作動加工進給手段37，以將吸引保持了半導體晶圓10的工作夾台36定位到拍攝手段6的正下方。當將工作夾台36定位於拍攝手段6的正下方後，即可實行透過拍攝手段6以及未圖示之控制手段檢測半導體晶圓10要雷射加工的加工區域的校準作業。也就是說，拍攝手段6以及未圖示之控制手段，將會實行型樣匹配等影像處理，並完成雷射光線照射位置的校準，該 型樣匹配是用以進行與沿著半導體晶圓10之預定方向上形成的分割預定線101照射雷射光線之雷射光線照射手段52的聚光器53的位置對齊。又，針對在與半導體晶圓10上所形成的預定方向為垂直相交的方向上形成的分割預定線101，也同樣完成雷射光線照射位置的校準。
當如以上所述地檢測工作夾台36上所保持的半導體晶圓10上形成的分割預定線，並執行了雷射光線照射位置的校準後，即可如圖5(a)所示，將工作夾台36移動到雷射光線照射手段52之聚光器53所位在的雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線的其中一端(在圖5(a)中為左端)定位於聚光器53的正下方。然後，將從聚光器53照射的脈衝雷射光線的聚光點P對準半導體晶圓10的表面(上表面)附近。接著，從雷射光線照射手段52的聚光器53照射對半導體晶圓而言具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，並且將工作夾台36以預定之加工進給速度在圖5(a)中往箭頭X1所示之方向移動。然後，當分割預定線101的另一端(在圖5(b)中為右端)到達聚光器53的正下方位置時，即停止脈衝雷射光線之照射，並且停止工作夾台36的移動。其結果，如圖5(b)以及圖5(c)所示，可於半導體晶圓10上沿著分割預定線101形成雷射加工溝110(雷射加工溝形成步驟)。
再者，上述雷射加工溝形成步驟，可在例如以下的加工條件下執行。
<加工條件：1>
雷射光線的光源：YVO4雷射或者YAG雷射
波長：355nm
重複頻率：800kHz
平均輸出：8W
聚光點點徑：φ 10μm
加工進給速度：400mm/秒
<加工條件：2>
雷射光線的光源：CO2雷射
重複頻率：20kHz
平均輸出：20W
聚光點點徑：φ 100μm
加工進給速度：600mm/秒
在上述雷射加工溝形成步驟中，藉由對半導體晶圓10的表面從聚光器53照射脈衝雷射光線，半導體晶圓會被熔融並產生殘渣等熔融物。但是，由於在上述實施形態中具備上述的熔融物處理手段7，因此如圖6所示，因對半導體晶圓10照射脈衝雷射光線所產生的熔融物120，可藉由從氣體噴射部71的開口711噴射的高速氣體(空氣)以從雷射加工溝110飛散開而被去除，因此，可藉由連續照射的脈衝雷射光線，以使雷射加工溝110可進行並可形成預定深度的雷射加工溝110。再者，藉由從氣體噴射部71的開口711噴射的高速氣體(空氣)而從雷射加工溝110飛散的熔融物120，會從圍繞氣體噴射部71的開口711而配置的熔融物吸引部72的吸引口721通過複數條氣體吸引通路722被溶融物吸引手段74吸引。因此，藉由從氣體噴射部71的開口711噴射的 高速氣體(空氣)，而使其從雷射加工溝110飛散的熔融物120就不會有附著於半導體晶圓10的表面之情形。

Claims (2)

  1. 一種雷射加工裝置，具備：工作夾台，用於保持半導體晶圓或光器件晶圓；雷射光線照射手段，對該工作夾台上所保持的半導體晶圓或光器件晶圓照射雷射光線，該雷射光線照射手段具備振盪發出雷射光線的雷射光線振盪手段、及具有可將從該雷射光線振盪手段所振盪發出之雷射光線聚光之聚光透鏡的聚光器，該雷射加工裝置之特徵在於：具有熔融物處理手段，配置於該聚光器的雷射光線照射方向的下游側而用以處理因雷射加工所生成的熔融物，該熔融物處理手段具備：氣體噴射部，具有容許從該聚光器照射出的雷射光線通過的開口，並可從該開口朝半導體晶圓或光器件晶圓噴射高速氣體；以及熔融物吸引部，具有圍繞該氣體噴射部的該開口而設置，用以吸引因從該開口噴射的高速氣體而飛散之熔融物的吸引口、及以該吸引口作為起始端，與該吸引口連通的複數個氣體吸引通路，且該氣體噴設部被連接到高壓氣體供給手段，該熔融物吸引部的該複數個氣體吸引通路分別被連接到產生吸引作用的熔融物吸引手段。
  2. 如請求項1的雷射加工裝置，其中，該高壓氣體供給手段是以使該氣體噴射部的該開口所噴射出的流量成為30~200公升/分‧mm2的方式來供給氣體。
TW104106993A 2014-04-07 2015-03-05 Laser processing device TWI640383B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014078505A JP6334235B2 (ja) 2014-04-07 2014-04-07 レーザー加工装置
JP2014-078505 2014-04-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201600210A TW201600210A (zh) 2016-01-01
TWI640383B true TWI640383B (zh) 2018-11-11

Family

ID=54208938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104106993A TWI640383B (zh) 2014-04-07 2015-03-05 Laser processing device

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10276413B2 (zh)
JP (1) JP6334235B2 (zh)
KR (1) KR102272964B1 (zh)
CN (1) CN104972225A (zh)
TW (1) TWI640383B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6647829B2 (ja) * 2015-10-20 2020-02-14 株式会社ディスコ レーザ加工装置
DE102016202043A1 (de) * 2016-02-11 2017-08-17 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung für eine Bearbeitungsanlage, insbesondere für eine Laserbearbeitungsanlage und Laserbearbeitungsanlage
US10981251B2 (en) * 2016-06-08 2021-04-20 Han's Laser Technology Industry Group Co., Ltd Method and device for cutting sapphire
KR20180064605A (ko) * 2016-12-05 2018-06-15 삼성디스플레이 주식회사 레이저 가공용 워크 테이블 및 이의 동작 방법
KR102092712B1 (ko) * 2017-02-24 2020-03-24 에이피시스템 주식회사 레이저 처리 장치 및 방법
CN110730694B (zh) * 2017-04-25 2022-07-22 三菱电机株式会社 激光清洗装置及激光清洗方法
US10898932B2 (en) * 2018-02-12 2021-01-26 Suss Micro Tec Photomask Equipment Gmbh & Co Kg Method and apparatus for cleaning a substrate and computer program product

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19825253C1 (de) * 1998-06-05 2000-01-27 Rofin Sinar Laser Gmbh Laserbearbeitungskopf
JP2006312197A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Taisei Corp ライニング鋼板の切断装置及び切断方法
US20070051710A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Disco Corporation Laser beam processing machine

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5043548A (en) * 1989-02-08 1991-08-27 General Electric Company Axial flow laser plasma spraying
JPH04364088A (ja) * 1991-06-11 1992-12-16 Nec Corp 回路基板のスクライブ方法
JPH09192870A (ja) 1996-01-10 1997-07-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工ヘッド、レーザ加工装置及びレーザ加工方法
DE10123097B8 (de) 2001-05-07 2006-05-04 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Werkzeugkopf zur Lasermaterialbearbeitung
WO2003095140A1 (fr) * 2002-05-13 2003-11-20 Disco Corporation Appareil de finition a faisceau laser
US6683277B1 (en) * 2002-12-20 2004-01-27 Osram Opto Semiconductors Laser ablation nozzle assembly
JP4205486B2 (ja) 2003-05-16 2009-01-07 株式会社ディスコ レーザ加工装置
JP4895167B2 (ja) * 2006-01-31 2012-03-14 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置，基板処理装置，ガス供給方法
ITBO20060415A1 (it) * 2006-05-26 2007-11-27 Pei Protezioni Elaborazioni Dispositivo aspirante per macchine utensili, di saldatura, operatrici e simili
US9352420B2 (en) 2007-10-10 2016-05-31 Ronald Peter Whitfield Laser cladding device with an improved zozzle
JP5340806B2 (ja) 2009-05-21 2013-11-13 株式会社ディスコ 半導体ウエーハのレーザ加工方法
JP5431831B2 (ja) * 2009-08-21 2014-03-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP5616769B2 (ja) * 2010-12-13 2014-10-29 株式会社日立製作所 レーザ加工ヘッド及び肉盛溶接方法
JP5511697B2 (ja) * 2011-01-18 2014-06-04 Ｔｏｗａ株式会社 レーザ加工装置
JP5229432B1 (ja) * 2011-05-27 2013-07-03 新日鐵住金株式会社 方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法
US9410244B2 (en) * 2012-09-04 2016-08-09 Asm Ip Holding B.V. Semiconductor processing apparatus including a plurality of reactors, and method for providing the same with process gas
JP6104025B2 (ja) * 2013-04-11 2017-03-29 株式会社ディスコ レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP6017373B2 (ja) * 2013-05-21 2016-11-02 Ｔｏｗａ株式会社 半導体デバイスの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19825253C1 (de) * 1998-06-05 2000-01-27 Rofin Sinar Laser Gmbh Laserbearbeitungskopf
JP2006312197A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Taisei Corp ライニング鋼板の切断装置及び切断方法
US20070051710A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Disco Corporation Laser beam processing machine

Also Published As

Publication number Publication date
KR102272964B1 (ko) 2021-07-02
JP2015199080A (ja) 2015-11-12
TW201600210A (zh) 2016-01-01
CN104972225A (zh) 2015-10-14
US10276413B2 (en) 2019-04-30
US20150283650A1 (en) 2015-10-08
JP6334235B2 (ja) 2018-05-30
KR20150116395A (ko) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI640383B (zh) Laser processing device
US7326878B2 (en) Laser beam processing machine
JP5431831B2 (ja) レーザー加工装置
JP6196059B2 (ja) レーザー加工装置
TWI495529B (zh) Laser processing device
CN1966198B (zh) 激光加工装置
JP5436917B2 (ja) レーザー加工装置
JP5192216B2 (ja) レーザー加工装置
KR20140123415A (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP2004223542A (ja) レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP2016022483A (ja) チャックテーブル及びレーザー切断装置
JP2016036818A (ja) レーザー加工装置
JP4796382B2 (ja) 加工装置のチャックテーブル
JP2006263795A (ja) レーザ加工装置
JP6363894B2 (ja) レーザー加工装置
JP5324828B2 (ja) レーザー加工装置
JP2007207863A (ja) レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP6430759B2 (ja) レーザー加工装置
KR20160014524A (ko) 패키지 기판의 가공 방법
JP2011092966A (ja) レーザー加工装置
JP2016058602A (ja) レーザー加工方法
JP6407740B2 (ja) レーザー加工装置
JP2007181856A (ja) レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP5908681B2 (ja) レーザー加工装置
JP2012152763A (ja) レーザー加工方法およびレーザー加工装置