JP2005014050A - Laser processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】非常に高品位、高精度の位置決め加工ができるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物を載置するテーブル12と、パルス状のレーザ光15を出力するレーザ発振器1と、光学手段4を備え、直交座標系におけるX軸方向とY軸方向と回転方向にテーブルを駆動する駆動手段6、7、8と、被加工物の位置を検出する検出手段10、11からの信号により、被加工物13を回転させて加工位置の配置とX軸方向又はY軸方向を一致させ、この一致させた方向にレーザ光を相対移動させるように駆動手段6、7、8を制御する制御手段14を設けた。
【選択図】図1A laser processing apparatus capable of positioning processing with very high quality and high accuracy is provided.
A table 12 on which a workpiece is placed, a laser oscillator 1 that outputs a pulsed laser beam 15, and an optical means 4 are provided, and the X-axis direction, the Y-axis direction, and the rotation direction in an orthogonal coordinate system are provided. The workpiece 13 is rotated by the signals from the driving means 6, 7, 8 for driving the table and the detection means 10, 11 for detecting the position of the workpiece, and the arrangement of the machining position and the X-axis direction or the Y-axis Control means 14 is provided for controlling the drive means 6, 7, and 8 so that the directions are matched and the laser light is relatively moved in this matched direction.
[Selection] Figure 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス状のレーザ光を用いたレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
以下に従来のレーザ加工装置について説明する。
【0003】
従来のレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振装置と、このレーザ発振装置から出力したレーザ光を被加工物に導く光学手段と、被加工物の目標位置を検出する検出手段と、被加工物を載置してX,Y軸双方に移動可能なテーブルを設け、加工時にテーブルの双方の軸を同時に移動させながら補間処理により加工位置にレーザ光を照射する事で、加工を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特許第3257157号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非常に高精度の加工を行う場合、X軸、Y軸を同時に移動させて補間処理を行う場合に、補間分解能や各軸が持つ送り誤差により、加工誤差が生じていた。
【0006】
本発明は前記従来の問題点を解決するもので、要求される非常に高品位、高精度の位置決め加工を実現する手段を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ加工装置は、上記課題を解決するために、被加工物を載置するテーブルと、パルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ光を前記被加工物に導く光学手段を備え、直交座標系におけるX軸方向とY軸方向と回転方向に前記テーブルを駆動する駆動手段と、被加工物の位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号により、被加工物を回転させて加工位置の配置と前記X軸方向又はY軸方向を一致させて前記一致させた方向にレーザ光を相対移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、被加工物の厚さを検出する厚さ検出手段を設けた構成により、要求される非常に高品位、高精度の位置決め加工を実現する手段を提供することが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図12を用いて説明する。
【0009】
図1は、本発明のレーザ加工装置の構成図である。
【0010】
1は、パルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器である。レーザ発振器1の波長としては、400nm以下の紫外光で、具体的にはYAGの第3高調波(波長355nm)、第4高調波(波長266nm)、である。また同じ波長のレーザ発振器としてYVO4(バナデート)の3倍高調波、4倍高調波もあり、またほぼ同じ波長のYLFの第3高調波、第4高調波も使用できる。この波長のレーザは、多くの材料において吸収率が高く、加工が可能になる。また、紫外の光を使用することで加工時の熱影響を抑えることができ、良好な加工品質を得ることが可能になる。
【0011】
レーザ発振器1から出力された光は、コリメータ2によってビームの径が変換され、マスク3に照射される。コリメータ2はレンズ2枚から構成され、レンズの間隔を調整する事で、ビームの径の変換を行う。また同時にマスク3と組み合わされて、マスク3を通過するレーザ光のエネルギー量のコントロールが可能となり、加工点のエネルギー変更する事ができる。このコリメータの代りにビームエキスパンダを使用しても同様の作用を得る事ができる。
【0012】
前記のマスク3は、そこを通過するレーザ光の一部を切りだし、レーザ光はマスク3の径と同じビーム径に整形する。この時切り出すビームは80%以下にすることが加工を安定する上で望ましい。このビームは集光レンズ5の焦点距離とマスク3から集光レンズ5までの距離の比率で縮小され加工点のビーム径となる。マスク3を使用することで、マスクでのビーム形状を加工点に転像できるため安定した加工が可能になる。なお、マスク3にはビームの形状を整形する穴が複数設けられており、それぞれの穴径が異なる。穴径の違うマスクを選択する事で、加工点のビーム径を変更する事が可能になる。また、穴径がそこを通過するレーザ光のビーム径より十分大きい場合、マスクによるビームの切り出しは行われないため、集光レンズで集光される加工点でのビーム径は次式の通りとなる。
【0013】
R=(1.22×λ×F)D
R:集光点の直径
λ:波長
D:集光レンズに入射するビーム径
F:集光レンズの焦点距離
マスク3を使用しないで、加工ビーム径を変更する場合は、上記の式に基づいて集光レンズ5に入るビーム径を変更する事で、調整は可能になる。また、焦点位置をずらす事で、上記の式からなる径より大きくなる範囲でビーム径を調整できる。
【0014】
マスク3を通過したレーザ光は、ベンドミラー4によって加工点近傍まで導かれ、集光レンズ5によって集光されて、被加工物13に照射される。被加工物13は、X方向、Y方向の直交座標系および回転方向に駆動するテーブル12を持つ。X方向駆動手段6により図面左右方向にテーブル12が移動する。またY方向駆動手段7により図面奥−手前方向にテーブル12が移動する。また、回転方向駆動8によりXY平面上でテーブル12を回転する。また、Z方向駆動手段9により、集光レンズ5、位置検出手段10、厚さ検出手段11等を搭載した加工ヘッドユニット14をテーブル12のX−Y平面に対して垂直な方向に移動し、加工焦点、位置検出手段10の焦点調整が可能になる。X方向駆動手段6、Y方向駆動手段7、回転方向駆動手段8によってテーブルを動かさず、レーザビーム側を動かすように構成しても同様の作用がある。またZ方向駆動手段9によって、テーブル12全体を駆動しても同様の作用がある。
【0015】
X方向駆動手段6あるいはY方向駆動手段7により被加工物13を載せたテーブル12が移動する事でレーザビームに対して被加工物13が相対的に移動し、これにより前記マスク3で決定される加工点のビーム径の幅の加工が行われる。
【0016】
加工位置精度を確保するために、CCDカメラによる位置検出手段10で被加工物13上に設けられた基準マークを検出し、テーブル12を回転し、X方向に加工する場合は、被加工物13のX軸と、テーブル12のX軸を一致させ、さらにY方向の位置決めを行い、X軸方向にビーム集光点と被加工物13を相対移動させ加工する。Y方向に加工する場合はX方向の加工と同様に、被加工物13のY軸とテーブル12のY軸を一致させ、さらにX方向の位置決めを行い、Y軸方向にビーム集光点と被加工物13を相対移動させ加工する。
【0017】
厚さ検出手段11は、集光レンズ5に入射されるビームによって物理的に決定される焦点位置に被加工物13を設置するために、テーブル12から被加工物13の表面までの距離を測定するものである。図1では接触式の検出手段を示している。まず、厚さ検出手段11でテーブル12表面の位置を接触し検出しておき、被加工物13がテーブル5に搭載された後、被加工物13の表面位置を接触検出し、その差分から被加工物13の厚みを検出する。厚み検出装置11は、被加工物13が保持材18により粘着されているため、被加工物13の厚みのバラツキのみらず弾性を有する保持材18の厚みのバラツキを含めて測定する。
【0018】
被加工物13自体は、図2に示すように、表面に誘電体層16を持ち、保持材18によって保持されたシリコン基板17から構成されており、保持材18はシリコン基板17とは別に保持材の枠19をシリコン基板17の外部に配置していて、本レーザ加工装置では少なくとも表面に配置された誘電体層16をレーザ光によって切除するものである。
【0019】
テーブル12は精度を確保するために、高剛性に作られており、重量が大きくなっている。そのため最適な速度に達するまでに時間を要する。ここで、図3(a)に示すように、レーザ光の集光位置が被加工物13の所望の加工位置に来るまでにテーブル12を加速し、最適な加工速度にしておく、レーザ光の集光位置が被加工物13の所望の加工位置に来た段階でレーザを照射する。また、同様に、加工が進み、被加工物13の反対側にレーザの集光点が達した場合も、そこでレーザ光の照射を停止し、テーブル12を減速する。レーザ光が被加工物13上でのみ照射されるようにすることで、被加工物13の保持材18へのレーザ光によるダメージを抑える事ができる。
【0020】
図3(b)に示すように、被加工物13の所望の加工範囲の外側にレーザ吸収、あるいは反射する遮蔽手段20を保持材の枠19に設け、テーブル12を移動開始すると同時に遮蔽手段20上でレーザを照射しレーザ光の集光位置が被加工物13の所望の加工位置に来るまでにテーブル12を加速し、テーブル12の移動速度が最適な加工速度に達するようにしておき、また被加工物13の反対側にやって来たときにテーブル12を減速し、レーザの照射を停止することでも、同様に被加工物13の保持材18へのレーザ光によるダメージを抑える事ができる。
【0021】
次に、加工の速度について図4を用いて説明する。レーザ発振器のパルス出力周波数をfとし、加工位置でのレーザビーム径をD、そのビーム径の重なる率をaとすると数1のとおりv=D×(1−a)×fで示されるvの速度でレーザの集光点に対して被加工物13を相対的に移動移動する事で、図4の様に集光点でのレーザビームの直径からなる幅の溝加工を行う事ができる。
【0022】
図5、図6、図7は、被加工物13である半導体基板は要求される高精度加工を行うための加工位置の補正を説明するものである。
【0023】
図5で移動距離補正の説明をする。被加工物13、テーブル12ともに温度の変化により多少の伸縮が発生する。この伸縮を補正するため、被加工物13上に配置された少なくとも2つの基準マークの位置を読み取とる。被加工物13のX−Y軸とテーブルのX−Y軸に回転誤差がある場合は、回転方向駆動手段8によって双方の軸を合致させる。回転を行った場合は再度、被加工物13上に配置された少なくとも2つの基準マークの位置を読み取る。被加工物13のマーク間の設計値と測定したマークの間隔が図5のように異なっている場合、装置側の移動を基準とし被加工物13が伸縮したものとして、位置補正を行い、X、Yの駆動手段6、7を補正駆動する。本補正は、X方向、Y方向個別に実施することで、更に高精度の補正が可能になる。図5では、設計値が100mm、実測値が101mmだったとしている。ここでは、装置の軸を基準とし、被加工物13が広がったものとし、テーブル12を設計値より長く動かす事で、被加工物13の距離と装置の移動距離を合致させる。
【0024】
図6でレーザ光の集光点の位置補正の説明を行う。レーザは温度や経年変化によって、ビームの光の出射方向が微妙に変化する。また、ミラー、マスク、レンズなどの光学部品も温度ストレスによって微妙に変化する。テーブル12が高精度に動作しても、レーザビームの集光点が変わってしまうと所望の位置に加工が行えない。そのため、被加工物13の加工位置とは異なる、廃棄個所にレーザビームが位置するようにテーブル12を移動し、次にその廃棄場所の所定の個所にレーザを試しに照射し、その加工位置を位置検出手段10で検出し、目標位置と実際の加工位置との差をズレ量として検出し、本来の加工時に正しく目標値にレーザを照射できるように前記ズレ量に基づいて位置補正する。
【0025】
このように加工時にX方向駆動手段6とY方向駆動手段7に補正量を指令し加工することで、ビームの集光位置のバラツキの補正が行える。ビームの集光点のX,Y方向への補正は、X方向駆動手段6とY方向駆動手段7以外でも、レーザの出射方向を制御装置で変更できる構成で対応しても良いし、ミラーなどの光学部品を可動にし制御装置で変更できる構成にしても同様の作用を得ることができる。
【0026】
次に、図7で位置補正の説明を行う。被加工物13には複数のマークが配置されており、そのマークを使用して加工位置補正、回転補正を行う。まず、テーブル12のXY軸と被加工物13のXY軸が大きくずれていた場合、また位置が大きくずれていた場合を想定して、広視野のカメラでマークを確認する。ただし、広視野の範囲は、隣のマークを認識しない範囲と被加工物の位置決め精度のバラツキから決定する。本装置では5mm角としている。この範囲で2点のマークを認識し、テーブル12と被加工物13のずれ回転量を求める。求められた回転量を、回転方向駆動手段8で回転し、テーブル12のX軸と被加工物13のX軸を併せる。次に、再度広視野カメラで、マークの認識を行い、X,Y方向のずれ量を求める。ここでは少なくとも1点のマークの認識を行い、マークのずれ分をX方向駆動手段とY方向駆動手段を使用して補正する。これで、粗補正が完了したので、次に精密補正を行うために、狭視野カメラを使用して4点のマークを認識する。X方向に加工するためは、テーブルのX方向と被加工物のX方向を合わせるが、そのために、4つのマークのX方向に距離のある2組のマークからテーブル12と被加工物13の回転量を求め、その平均をとってずれ回転量として、回転方向駆動手段8によってテーブル12を回転し、テーブル12と被加工物13のX軸方向を合致させる。次に、再度4つのマークを認識し、それぞれのX、Y方向のずれ量を求め平均を取り、X方向駆動手段6とY方向駆動手段7を用いて位置調整を行う。なお、求められる精度によっては、回転量合わせ、位置合わせのために認識するマークの数を増減する。
【0027】
ここでX方向の加工を行いテーブル12のXY軸と被加工物13のXY軸、次にY方向の加工に移るが補正の方法はX軸方向の場合と回転角を一致させる軸がY方向になるだけで同じなので説明を省略する。そして、この時点で回転角はほぼ合っているので、広視野カメラによる粗調整は不要となり、狭視野カメラの認識から実施すればよい。
【0028】
また、上記の広視野、狭視野のカメラにおいて回転量を求める際に、同時にXY方向のずれ量も求める事ができる。マークの中心位置を以下の手順で位置ずれ量を求めることも可能である。まずは、求められる回転量をθとしから、被加工物の中心とテーブルの回転の中心を原点(0,0)とし、被加工物上のマークの位置を(Xo,Yo)、測定したマーク位置を(Xm,Ym)、そして求めるシフト移動量を(x、y)とするとシフト移動量は次の式で求められる。
【0029】
X方向ずれ=cosθ×Xm−sinθ×Ym−Xo
Y方向ずれ=sinθ×Xm+cosθ×Ym−Yo
回転方向移動手段8で回転量θを、求められたずれ量をX方向移動手段6とY方向移動手段7で同時に移動することで、移動時間と認識の回数を減らす事が可能である。
【0030】
図8は図1のマスク3から集光レンズ5までの間に、ビームを2つに分岐する光学系21を配置したものを表す図である。この分岐のためには、回折光学エレメント(DOE)などの回折格子による分光を用いている。これにより加工点に2つの集光点を設ける事が可能になり、テーブルを1方向に1度動かす事で、2本の溝加工が可能になる。
【0031】
また、光学系21に回折格子を使用することで、2本以上の分岐が容易に行えるようになる。また、2分光で使用する場合、図9に示すようにDOEの角度を変えることで、ビームの間隔を変更する事が可能になり、溝間隔の変更に対応が可能となる。
【0032】
図10は、レーザのビーム形状とその加工溝形状を示したものである。
【0033】
(a)のガウスモードのビームを使用した場合、図に示すように、壁面にテーパーをつけることが出来る。(b)のビームの強度が均一で、周囲のビームが急峻なトップハットビームを使用した場合は、溝底の幅を広く取り、壁面のテーパーが少ない加工が出来る。(c)の断面が山形で断面に対して奥行き方向に連なるビーム形状を使用した場合、ビームの奥行き方向をレーザ集光点と被加工物の相対移動方向と垂直に持ってくる事で、幅広の加工を行う事が出来る。またビームの奥行き方向を相対移動方向に対して回転させる事で、加工の幅を可変する事が可能となる。
【0034】
図11は、レーザ集光点と被加工物の相対移動の手順について説明したものである。
【0035】
被加工物13は半導体基板であり、ダイと呼ばれるチップが格子状に並んでいる。このこのように、加工する位置が複数並行した有る場合、レーザ集光点と被加工物13をX軸方向に相対移動させたる場合、X方向に相対移動後(a方向)、その移動方向とは異なる方向に被加工物13を移動し(b方向)加工数、次に、最初に移動したXの相対移動方向とは反対の方向(c方向)に移動させ加工するる。こうする事により、一方向から加工する場合に比べ、無駄時間を短縮でき、短い時間で1枚の被加工物を加工する事ができる。
【0036】
図12は、被加工物の加工位置を示したものである。被加工物13は前述の通り、チップが格子状に並んでおり、その間のストリートを加工する。レーザ加工幅が広い場合は、ストリート全体を一度に、レーザ加工幅が細い場合は、そのストリートの両側を加工する。これは、レーザ加工後にチップを切り離す時の前加工として行う。これにより,切断時の機械振動をチップから切り離す事ができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、被加工物を載置するテーブルと、パルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ光を前記被加工物に導く光学手段を備え、直交座標系におけるX軸方向とY軸方向と回転方向に前記テーブルを駆動する駆動手段と、被加工物の位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号により、被加工物を回転させて加工位置の配置と前記X軸方向又はY軸方向を一致させて前記一致させた方向にレーザ光を相対移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、被加工物の厚さを検出する厚さ検出手段を設けた構成により、半導体基板などに要求される非常に高品位、高精度の位置決め加工を実現する手段を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概略図
【図2】被加工物の説明図
【図3】保持材のダメージ抑制の説明図
【図4】加工幅のイメージ図
【図5】移動距離補正の説明図
【図6】レーザ集光点の位置補正の流れ図
【図7】加工位置補正の説明図
【図8】レーザ光分光の説明図
【図9】レーザ分光時の加工幅調整の説明図
【図10】ビームモードとその切断形状図
【図11】加工時の相対移動手順説明図
【図12】レーザ加工後の切断の説明図
【符号の説明】
1 レーザ発振器
2 コリメータ
3 マスク
4 ベンドミラー
5 集光レンズ
6 X方向駆動手段
7 Y方向駆動手段
8 回転方向駆動手段
9 Z方向駆動手段
10 位置検出手段
11 厚さ検出手段
12 テーブル
13 被加工物
14 制御装置
15 レーザ光
16 誘電体を含む表面層
17 シリコン基板
18 保持材
19 保持材(枠)
20 遮蔽手段
21 DOE[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus using pulsed laser light.
[0002]
[Prior art]
A conventional laser processing apparatus will be described below.
[0003]
A conventional laser processing apparatus includes a laser oscillation device that outputs laser light, an optical unit that guides laser light output from the laser oscillation device to a workpiece, a detection unit that detects a target position of the workpiece, A worktable is placed on the X and Y axes and a table that can be moved is provided. During machining, both axes of the table are moved simultaneously, and laser beam is irradiated to the machining position by interpolation processing. (For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3257157 gazette
[Problems to be solved by the invention]
However, when processing with very high accuracy, when performing the interpolation process by moving the X axis and the Y axis at the same time, a processing error has occurred due to the interpolation resolution and the feed error of each axis.
[0006]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide means for realizing a required extremely high-quality and high-precision positioning process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a laser processing apparatus according to the present invention includes a table on which a workpiece is placed, a laser oscillator that outputs a pulsed laser beam, and an optical unit that guides the laser beam to the workpiece. A driving means for driving the table in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the rotation direction in a Cartesian coordinate system, a detection means for detecting the position of the workpiece, and a workpiece from a signal from the detection means , The control means for controlling the driving means so that the arrangement of the processing position and the X-axis direction or the Y-axis direction coincide with each other and the laser light is relatively moved in the coincident direction, and the thickness of the workpiece With the configuration provided with the thickness detecting means for detecting the thickness, it is possible to provide means for realizing the required extremely high-quality and high-precision positioning processing.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0009]
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus of the present invention.
[0010]
Reference numeral 1 denotes a laser oscillator that outputs pulsed laser light. The wavelength of the laser oscillator 1 is ultraviolet light of 400 nm or less, specifically, the third harmonic (wavelength 355 nm) and the fourth harmonic (wavelength 266 nm) of YAG. Further, there are YVO4 (vanadate) third harmonic and fourth harmonic as laser oscillators of the same wavelength, and YLF third harmonic and fourth harmonic of substantially the same wavelength can also be used. Lasers of this wavelength have high absorptance in many materials and can be processed. In addition, the use of ultraviolet light can suppress the thermal influence during processing, and it is possible to obtain good processing quality.
[0011]
The light output from the laser oscillator 1 is irradiated on the
[0012]
The
[0013]
R = (1.22 × λ × F) D
R: Diameter of the condensing point λ: Wavelength D: Beam diameter incident on the condensing lens F: When changing the processing beam diameter without using the
[0014]
The laser beam that has passed through the
[0015]
When the table 12 on which the
[0016]
In order to ensure the processing position accuracy, the reference mark provided on the
[0017]
The thickness detector 11 measures the distance from the table 12 to the surface of the
[0018]
As shown in FIG. 2, the
[0019]
The table 12 is made highly rigid to ensure accuracy and is heavy. Therefore, it takes time to reach the optimum speed. Here, as shown in FIG. 3A, the table 12 is accelerated until the laser beam condensing position reaches a desired processing position of the
[0020]
As shown in FIG. 3B, a shielding means 20 that absorbs or reflects a laser beam is provided outside the desired processing range of the
[0021]
Next, the processing speed will be described with reference to FIG. Assuming that the pulse output frequency of the laser oscillator is f, the laser beam diameter at the processing position is D, and the rate of overlap of the beam diameters is a, as shown in Equation 1, v = D × (1-a) × f By moving and moving the
[0022]
5, 6, and 7 illustrate correction of a processing position for performing high-precision processing required for the semiconductor substrate that is the
[0023]
The movement distance correction will be described with reference to FIG. The
[0024]
The position correction of the condensing point of the laser beam will be described with reference to FIG. The laser beam emission direction changes slightly depending on temperature and aging. In addition, optical components such as mirrors, masks, and lenses also change slightly due to temperature stress. Even if the table 12 operates with high accuracy, if the condensing point of the laser beam is changed, the processing cannot be performed at a desired position. Therefore, the table 12 is moved so that the laser beam is positioned at a disposal location that is different from the processing position of the
[0025]
In this manner, by instructing the X direction driving means 6 and the Y direction driving means 7 during the processing and processing the correction amount, it is possible to correct the variation in the beam condensing position. The correction of the beam condensing point in the X and Y directions may be performed by a configuration in which the laser emission direction can be changed by a control device other than the X direction driving means 6 and the Y direction driving means 7, or a mirror or the like. A similar effect can be obtained even if the optical component is made movable and can be changed by the control device.
[0026]
Next, position correction will be described with reference to FIG. A plurality of marks are arranged on the
[0027]
Here, machining in the X direction is performed, and the XY axis of the table 12 and the XY axis of the
[0028]
Further, when the rotation amount is obtained in the above-mentioned wide-field and narrow-field cameras, the displacement amount in the XY directions can be obtained at the same time. It is also possible to obtain the amount of displacement of the mark center position by the following procedure. First, the rotation amount to be obtained is θ, the center of the workpiece and the center of rotation of the table are the origin (0, 0), the mark position on the workpiece is (Xo, Yo), and the measured mark position Is (Xm, Ym), and the shift movement amount to be obtained is (x, y), the shift movement amount is obtained by the following equation.
[0029]
X direction deviation = cos θ × Xm−sin θ × Ym−Xo
Y direction deviation = sin θ × Xm + cos θ × Ym−Yo
It is possible to reduce the movement time and the number of times of recognition by simultaneously moving the rotation amount θ by the rotation
[0030]
FIG. 8 is a diagram showing an arrangement in which an
[0031]
Further, by using a diffraction grating in the
[0032]
FIG. 10 shows the shape of the laser beam and the shape of the processed groove.
[0033]
When the Gaussian mode beam (a) is used, the wall surface can be tapered as shown in the figure. When a top hat beam having a uniform beam intensity and a steep surrounding beam is used in (b), the groove bottom can be widened and processing with less taper on the wall surface can be performed. When the cross-section of (c) is a mountain shape and a beam shape that is continuous in the depth direction with respect to the cross section is used, the beam depth direction is brought perpendicular to the relative movement direction of the laser condensing point and the workpiece, thereby increasing the width. Can be processed. Further, by rotating the beam depth direction with respect to the relative movement direction, the processing width can be varied.
[0034]
FIG. 11 illustrates a procedure for relative movement of the laser focusing point and the workpiece.
[0035]
The
[0036]
FIG. 12 shows the processing position of the workpiece. As described above, the
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the present invention includes a table on which a workpiece is placed, a laser oscillator that outputs a pulsed laser beam, and an optical unit that guides the laser beam to the workpiece. A driving means for driving the table in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the rotation direction, a detection means for detecting the position of the work piece, and a signal from the detection means, the work piece is rotated to change the machining position. Control means for controlling the driving means so that the arrangement and the X-axis direction or the Y-axis direction coincide with each other and the laser light is relatively moved in the matched direction, and thickness detection for detecting the thickness of the workpiece By providing the means, it is possible to provide means for realizing very high-quality and high-precision positioning processing required for a semiconductor substrate or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a workpiece. FIG. 3 is an explanatory diagram of damage suppression of a holding material. FIG. 4 is an image of a processing width. FIG. 6 is a flowchart for correcting the position of the laser focusing point. FIG. 7 is an explanatory diagram for correcting the processing position. FIG. 8 is an explanatory diagram for laser light spectroscopy. FIG. 9 is an explanatory diagram for adjusting the processing width during laser spectroscopy. [Fig. 10] Beam mode and its cut shape diagram [Fig. 11] Explanatory diagram of relative movement procedure during machining [Fig. 12] Explanatory diagram of cutting after laser machining [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
20 Shielding means 21 DOE
Claims (21)
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