JP2013248624A

JP2013248624A - レーザー加工装置

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Publication number: JP2013248624A
Application number: JP2012122899A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nomaru; 圭司能丸
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-12
Also published as: KR20130135061A; US20130319985A1; DE102013210052B4; DE102013210052A1; CN103447691B; CN103447691A; US9156108B2

Abstract

【課題】レーザーの光軸を瞬時にX軸方向およびY軸方向に偏向することができるレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持する被加工物保持手段と、被加工物保持手段に保持された被加工物をレーザー加工するためのレーザー発振手段５１１とレーザーを集光する集光器とを有するレーザー照射手段とを具備するレーザー加工装置であって、レーザー照射手段はレーザー発振手段と、レーザーを集光し被加工物に照射する集光器とを備え、集光器はレーザーの光軸方向に直列に配設された第１と第２の集光レンズとを備えており、第１の集光レンズ５４を光軸に対して直交する第１の方向に移動する第１の移動手段５６と、第２の集光レンズを第１の方向と直交する第２の方向に移動する第２の移動手段５７と、第１の移動手段の第１の駆動源５６３および第２の移動手段の該第２の駆動源５７３に電力を供給する電力供給手段７とを具備している。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。

装置の小型化、高機能化を図るため、複数のデバイスを積層し、積層されたデバイスに設けられたボンディングパッドを接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造は、半導体ウエーハにおけるボンディングパッドが設けられた箇所に貫通孔（ビアホール）を形成し、この貫通孔（ビアホール）にボンディングパッドと接続するアルミニウム等の導電性材料を埋め込む構成である。

上述した半導体ウエーハに貫通孔（ビアホール）を形成する方法として、半導体ウエーハを構成する基板の裏面側からパルスレーザー光線を照射してボンディングパッドに達するビアホールを効率よく形成するウエーハの穿孔方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、音響光学素子(AOD)を使用してレーザー光線の光軸を偏向させることができ、貫通孔（ビアホール）を形成すべき領域に複数回のパルスレーザー光線（例えば円軌道）を照射して効率よく加工することができる。

また、半導体ウエーハに貫通孔（ビアホール）を形成する方法として、ガルバノスキャナーによってレーザー光線の光軸をX軸方向およびY軸方向に偏向することができるレーザー加工装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１６０３７４号公報特開２００８−２６４８０５号公報

而して、上記特許文献１に開示された技術においては、音響光学素子(AOD)によってレーザー光線の光軸を偏向させると回折効率が変化する。また、音響光学素子(AOD)から照射されるレーザー光線のパワーは高出力レーザーでは不均一になる傾向があり、高精度の加工ができないという問題がある。
一方、上記特許文献２に開示された技術においては、ガルバノスキャナーを用いることにより安定したパワーのレーザー光線を照射することができるが、ガルバノスキャナーは慣性力が大きく瞬時に光軸をX軸方向およびY軸方向に変位させることができないという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、安定したパワーのレーザー光線の光軸を瞬時にX軸方向およびY軸方向に変位させることができるレーザー加工装置を提供することである。

上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物をレーザー加工するためのレーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線を集光する集光器とを有するレーザー光線照射手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光し該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器とを備え、
該集光器は、レーザー光線の光軸方向に直列に配設された第１の集光レンズと第２の集光レンズとを備えており、
該第１の集光レンズを光軸に対して直交する第１の方向に移動する第１の駆動源を備えた第１の移動手段と、
該第２の集光レンズを該第１の方向と直交する第２の方向に移動する第２の駆動源を備えた第２の移動手段と、
該第１の移動手段の該第１の駆動源および該第２の移動手段の該第２の駆動源に電力を供給する電力供給手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記第１の駆動源および第２の駆動源は、ピエゾ素子によって構成されていることが望ましい。
上記電力供給手段は、第１の駆動源および第２の駆動源に供給する交流電力の出力を調整する出力調整手段と、該出力調整手段によって出力が調整された交流電力の周波数を調整する周波数調整手段と、第１の駆動源および第２の駆動源に供給される交流電力の位相を調整する位相調整手段と、出力調整手段と周波数調整手段および位相調整手段を制御する制御手段とを含んでいる。
また、制御手段は、第１の駆動源に供給される交流電力と第２の駆動源に供給される交流電力との間に９０度の位相差を形成するように位相調整手段を制御する。

本発明によるレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段におけるレーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光し被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器は、レーザー光線の光軸方向に直列に配設された第１の集光レンズと第２の集光レンズとを備えており、第１の集光レンズを光軸に対して直交する第１の方向に移動する第１の駆動源を備えた第１の移動手段と、第２の集光レンズを第１の方向と直交する第２の方向に移動する第２の駆動源を備えた第２の移動手段と、第１の移動手段の第１の駆動源および第２の移動手段の第２の駆動源に電力を供給する電力供給手段とを具備しているので、例えば第１の集光レンズを第１の方向に変位せしめる第１の駆動源に供給する交流電力と第２の集光レンズを第２の方向に変位せしめる第２の駆動源に供給する交流電力との間に９０度の位相差を形成することにより、第１の集光レンズと第２の集光レンズによって偏向されるレーザー光線の集光スポットが円軌道を描くように移動せしめられる。このように、第１の駆動源および第２の駆動源に供給する交流電力を制御することにより、第１の集光レンズを第１の方向に変位するとともに第２の集光レンズを第２の方向に変位することができるので、安定したパワーのレーザー光線集光スポットを瞬時に変位させることができる。

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段のブロック構成図。図２に示すレーザー光線照射手段の集光器を構成する第１の集光レンズおよび第１の移動手段を分化して示す斜視図。図３に示すレーザー光線照射手段の集光器を構成する第２の集光レンズおよび第２の移動手段を分解して示す斜視図。図３に示す第１の集光レンズおよび第１の移動手段と図４に示す第２の集光レンズおよび第２の移動手段を組み立てた状態を示す斜視図および第１の移動手段と第２の移動手段に供給する電力供給手段のブロック構成図。図３に示すレーザー光線照射手段の集光器を構成する第２の集光レンズをX軸方向に変位することによって集光器に入光されたレーザー光線がX軸方向に偏向される状態を示す説明図。図３に示すレーザー光線照射手段の集光器を構成する第１の集光レンズをY軸方向に変位することによって集光器に入光されたレーザー光線がY軸方向に偏向される状態を示す説明図。被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。図１に示すレーザー加工装置を用いて実施するビアホール形成工程の説明図。図９に示すビアホール形成工程が実施されることによってビアホールが形成された半導体ウエーハの一部拡大断面図。図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段を構成する電力供給手段の他の実施形態を示すブロック構成図。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてレーザー光線照射ユニット４とを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形形状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、半導体ウエーハ等の被加工物を保護テープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動させるための割り出し送り手段３８を具備している。割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。

上記レーザー光線照射ユニット４は、上記静止基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、レーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を具備している。レーザー光線照射手段５は、図２に示すようにパルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光器５２を具備している。パルスレーザー光線発振手段５１は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。

集光器５２は、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線を図２において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー５３と、該方向変換ミラー５３によって方向変換されたパルスレーザー光線LBの光軸方向に直列に配設された第１の集光レンズ５４および第２の集光レンズ５５と、該第１の集光レンズ５４をパルスレーザー光線LBの光軸に対して直交する第１の方向（Y軸方向）に移動する第１の移動手段５６と、第２の集光レンズ５５を第１の方向（Y軸方向）と直交する第2の方向（X軸方向）に移動する第２の移動手段５７を具備している。

上記第１の集光レンズ５４をパルスレーザー光線LBの光軸に対して直交する第１の方向（Y軸方向）に移動する第１の移動手段５６と、第２の集光レンズ５５を第１の方向（Y軸方向）と直交する第2の方向（X軸方向）に移動する第２の移動手段５７について、図３乃至図５を参照して説明する。第１の移動手段５６は、図３の(ａ)および(ｂ)に示すように第１の集光レンズ５４が装着された第１のレンズ枠体５６１と、該第１のレンズ枠体５６１をY軸方向に移動可能に支持する第１の支持枠体５６２と、第１のレンズ枠体５６１をY軸方向に移動する第１の駆動源５６３とからなっている。第１のレンズ枠体５６１は、正方形に形成され、中央部にレンズ嵌合穴５６１aが設けられており、このレンズ嵌合穴５６１aに第１の集光レンズ５４を嵌合して支持する。このように形成された第１のレンズ枠体５６１の一側面に第１の駆動源５６３が装着される。この第１の駆動源５６３は、図示の実施形態においては供給する電力に応じて拡張幅が変化するピエゾ素子からなっている。なお、第１の駆動源５６３は、ボイスコイルモータや電磁駆動手段を用いることができる。

上記第１の支持枠体５６２は、図３の(ａ)に示すように長方形の枠を形成する同一長さを有する平行な２枚の側板５６２a、５６２bおよび同一長さを有する平行な２枚の端板５６２c、５６２dと、該２枚の側板５６２a、５６２bおよび２枚の端板５６２c、５６２dの下面に装着された底板５６２eとからなり、底板５６２eには上記第１の集光レンズ５４の直径を短径とした楕円形の開口５６２fが設けられている。なお、２枚の側板５６２a、５６２bの内面間の長さは、上記第１のレンズ枠体５６１の一辺の長さに対応する寸法に形成されている。このように構成された第１の支持枠体５６２内に、図３の(ｂ)に示すように第１の駆動源５６３が装着された第１のレンズ枠体５６１が配設される。そして、第１のレンズ枠体５６１に装着された第１の駆動源５６３が、第１の支持枠体５６２を構成する端板５６２dの内面に装着される。

次に、上記第２の移動手段５７について図４の(ａ)および(ｂ)を参照して説明する。図示の実施形態における第２の移動手段５７は、上記第２の集光レンズ５５が装着された第２のレンズ枠体５７１と、該第２のレンズ枠体５７１をX軸方向に移動可能に支持する第２の支持枠体５７２と、第２のレンズ枠体５７１をX軸方向に移動する第２の駆動源５７３とからなっている。第２のレンズ枠体５７１は、正方形に形成され、中央部にレンズ嵌合穴５７１aが設けられており、このレンズ嵌合穴５７１aに第２の集光レンズ５５を嵌合して支持する。このように形成された第２のレンズ枠体５７１の一側面に第２の駆動源５７３が装着される。この第２の駆動源５７３は、図示の実施形態においては供給する電力に応じて拡張幅が変化するピエゾ素子からなっている。なお、第２の駆動源５７３は、ボイスコイルモータや電磁駆動手段を用いることができる。

上記第２の支持枠体５７２は、図４の(ａ)に示すように長方形の枠を形成する同一長さを有する平行な２枚の側板５７２a、５７２bおよび同一長さを有する平行な２枚の端板５７２c、５７２dと、該２枚の側板５７２a、５７２bおよび２枚の端板５７２c、５７２dの下面に装着された底板５７２eとからなり、底板５７２eには上記第２の集光レンズ５５の直径を短径とした楕円形の開口５７２fが設けられている。なお、２枚の側板５７２a、５７２bの内面間の長さは、上記第２のレンズ枠体５７１の一辺の長さに対応する寸法に形成されている。このように構成された第２の支持枠体５７２内に、図４の(ｂ)に示すように第２の駆動源５７３が装着された第２のレンズ枠体５７１が配設される。そして、第２のレンズ枠体５７１に装着された第２の駆動源５７３が、第２の支持枠体５７２を構成する端板５７２dの内面に装着される。
以上のように構成された第１の移動手段５６と第２の移動手段５７は、図５に示すように上下に配設される。

図５を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５は、上記第１の駆動源５６３および第２の駆動源５７３に電力を供給する電力供給手段７を具備している。図５に示す実施形態における電力供給手段７は、交流電源７１と、電力調整手段としての電圧調整手段７２と、交流電力の周波数を調整する周波数調整手段７３と、第１の駆動源５６３と電力供給手段７に供給する交流電力の位相を調整する位相調整手段７４と、電圧調整手段７２と周波数調整手段７３および位相調整手段７４を制御する制御手段７５を具備している。なお、制御手段７５は、図示の実施形態においては上記パルスレーザー光線発振手段５１のパルスレーザー光線発振器５１１および繰り返し周波数設定手段５１２も制御するように構成されている。

ここで、第１の集光レンズ５４と第２の集光レンズ５５を通過するレーザー光線について、図６を参照して説明する。
図６の(ａ)は、上記方向変換ミラー５３によって方向変換されたレーザー光線LBの光軸上に第１の集光レンズ５４の中心が位置付けられ、第２の集光レンズ５５がレーザー光線LBの光軸より図において左方に位置付けられた状態を示す。図６の(ａ)に誇張して示す状態においては、レーザー光線LBは、第１の集光レンズ５４の中心を通過した後、第２の集光レンズ５５における中心から図において右方を通過することにより、LB１aで示すように図においてレーザー光線LBの光軸に対してX軸方向に図において左方に変位される。この変位量は、１０〜１００μmである。また、図６の(ｂ)は、上記方向変換ミラー５３によって方向変換されたレーザー光線LBの光軸上に第１の集光レンズ５４の中心が位置付けられ、第２の集光レンズ５５がレーザー光線LBの光軸より図において右方に位置付けられた状態を示す。図６の(ｂ)に示す状態においては、レーザー光線LBは、第１の集光レンズ５４の中心を通過した後、第２の集光レンズ５５における中心から図において左方を通過することにより、LB１bで示すように図においてレーザー光線LBの光軸に対してX軸方向に図において右方に変位される。従って、第２の集光レンズ５５をX軸方向に移動せしめる第２の駆動源５７３に交流電力を印加することにより、方向変換ミラー５３によって方向変換されたレーザー光線LBをLB１aとLB１bに交互に変位することができる。

一方、図７の(ａ)は、上記方向変換ミラー５３によって方向変換されたレーザー光線LBの光軸上に第２の集光レンズ５５の中心が位置付けられ、第１の集光レンズ５４がレーザー光線LBの光軸より図において右方に位置付けられた状態を示す。図７の(ａ)に誇張して示す状態においては、レーザー光線LBは、第１の集光レンズ５４における中心から図において左方を通過することにより、LB2aで示すようにレーザー光線LBの光軸に対してY軸方向に図において右方に変位される。この変位量は、１０〜１００μmである。また、図７の(ｂ)は、上記方向変換ミラー５３によって方向変換されたレーザー光線LBの光軸上に第２の集光レンズ５５の中心が位置付けられ、第１の集光レンズ５４がレーザー光線LBの光軸より図において左方に位置付けられた状態を示す。図７の(ｂ)に示す状態においては、レーザー光線LBは、第１の集光レンズ５４における中心から図において右方を通過することにより、LB2bで示すようにレーザー光線LBの光軸に対してY軸方向に図において右方に変位される。従って、第１の集光レンズ５４をY軸方向に移動せしめる第１の駆動源５６３に交流電力を供給することにより、方向変換ミラー５３によって方向変換されたレーザー光線LBをLB2aとLB2bに交互に変位することができる。

なお、第１の集光レンズ５４をY軸方向に移動せしめる第１の駆動源５６３に印加する交流電力と第２の集光レンズ５５をX軸方向に移動せしめる第２の駆動源５７３に供給する交流電力との間に９０度の位相差を形成することにより、第１の集光レンズ５４と第２の集光レンズ５５によって変位されるレーザー光線の集光スポットPは、図５に示すように円軌道を描くように移動せしめられる。このように、ピエゾ素子やボイスコイルモータや電磁駆動手段からなる第１の駆動源５６３および第２の駆動源５７３に供給する交流電力を制御することにより、第１の集光レンズ５４をY軸方向に移動するとともに第２の集光レンズ５５をX軸方向に移動することができるので、安定したパワーのレーザー光線の集光スポットを瞬時に変位させることができる。

図１に戻って説明を続けると、上記撮像手段６は可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、図示の実施形態においては撮像した画像信号を上記制御手段７５に送る。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。

図８には、ウエーハとしての半導体ウエーハ１０の斜視図が示されている。図８に示す半導体ウエーハ１０は、厚さが例えば１００μmのシリコンによって形成された基板１１の表面１１aに格子状に配列された複数のストリート１２によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１３がそれぞれ形成されている。この各デバイス１３は、全て同一の構成をしている。デバイス１３の表面にはそれぞれ複数のボンディングパッド１４が形成されている。このボンディングパッド１４は、アルミニウム、銅、金、白金、ニッケル等の金属材からなっており、厚さが１〜５μmに形成されている。

上述したレーザー加工装置を用いて上記図８に示す半導体ウエーハ１０の基板１１にボンディングパッド１４に達するビアホールを形成するには、レーザー加工装置のチャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０を構成する基板１１の表面１１aを載置し、チャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。従って、半導体ウエーハ１０は、基板１１の裏面１１bを上側にして保持される。

上述したように半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段６の直下に位置付けられる。そして、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている格子状のストリート１２がX方向とY方向に平行に配設されているか否かのアライメント作業を実施する。即ち、撮像手段６によってチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０を撮像し、パターンマッチング等の画像処理を実行してアライメント作業を行う。このとき、半導体ウエーハ１０のストリート１２が形成されている基板１１の表面１１ａは下側に位置しているが、撮像手段６が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、基板１１の裏面１１ｂから透かしてストリート１２を撮像することができる。

上述したアライメント作業を実施することにより、チャックテーブル３６上に保持された半導体ウエーハ１０は、所定の座標位置に位置付けられたことになる。なお、半導体ウエーハ１０の基板１１の表面１１aに形成されたデバイス１３に形成されている複数のボンディングパッド１４は、その設計上の座標位置が予め上記制御手段７５に格納されている。

上述したアライメント作業を実施したならば、図９に示すようにチャックテーブル３６を移動し、半導体ウエーハ１０の基板１１に所定方向に形成された複数のデバイス１３における図９において最左端のデバイス１３を集光器５２の直下に位置付ける。そして、図９において最左端のデバイス１３に形成された複数のボンディングパッド１４における最左端のボンディングパッド１４を集光器５２の直下に位置付ける。

図９に示すように所定のボンディングパッド１４を集光器５２の直下に位置付けたならば、基板１１の裏面１１b側からレーザー光線を照射して、ボンディングパッド１４に達するビアホールを形成するビアホール形成工程を実施する。このとき、制御手段７５は、集光器５２を構成する第１の集光レンズ５４をY軸方向に移動せしめる第１の駆動源５６３および第２の集光レンズ５５をX軸方向に移動せしめる第２の駆動源５７３に交流電力を互いに９０度の位相差をもって供給する。従って、第１の集光レンズ５４と第２の集光レンズ５５によって変位されるレーザー光線の集光スポットは、図５に示すように円軌道を描くように移動せしめられる。

なお、上記ビアホール形成工程の加工条件は、例えば次の通り設定されている。
レーザー光線の光源：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：１０kHz
１パルス当たりのエネルギー密度：３０〜４０J／cm²
スポット径：φ３５μｍ

上記加工条件において第１の駆動源５６３によってX軸方向に移動せしめられる第１の集光レンズ５４の移動量および第２の駆動源５７３によってX軸方向に移動せしめられる第２の集光レンズ５５の移動量をそれぞれ３５μｍとすると、半導体ウエーハ１０の基板１１には図１０に示すように直径が７０μｍのビアホール１１０が形成される。そして、パルスレーザー光線を所定のパルス数照射することにより、図１０に示すように基板１１には裏面１１bから表面１１a即ちボンディングパッド１４に達するビアホール１１０を形成することができる。

以上のようにして、半導体ウエーハ１０の基板１１における所定のボンディングパッド１４と対応する位置にボンディングパッド１４に達するビアホール１１０を形成したならば、順次ボンディングパッド１４と対応する位置を集光器５２の直下に位置付け、ビアホール形成工程を実施する。

次に、本発明の他の実施形態について、図１１を参照して説明する。
上記図５に示す電力供給手段７は、第１の駆動源５６３および第２の駆動源５７３に交流電力を供給する例を示したが、図１１に示す電力供給手段７０は第１の駆動源５６３および第２の駆動源５７３に直流電力を供給するように構成されている。即ち、図１１に示す実施形態における電力供給手段７０は、直流電源７０１と、電力調整手段としての電圧調整手段７０２と、該電圧調整手段７０２を制御する制御手段７０３を具備している。このように構成された電力供給手段７０は、第１の駆動源５６３および第２の駆動源５７３に供給する直流電力の電圧に応じて、第１の集光レンズ５４および第２の集光レンズ５５をY軸方向およびX軸方向に移動する。従って、第１の集光レンズ５４と第２の集光レンズ５５によって変位されるレーザー光線の集光スポットは、Y軸方向およびX軸方向に変位せしめられて維持される。このように図１１に示す電力供給手段７０を用いることにより、第１の駆動源５６３および第２の駆動源５７３に印加する直流電力の電圧に応じて、第１の集光レンズ５４および第２の集光レンズ５５をY軸方向およびX軸方向に所定量移動させ、レーザー光線の集光スポットをY軸方向およびX軸方向に所定量変位させて維持することができるので、被加工物の移動に追随して同一加工位置にパルスレーザー光線を照射することができる。

２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：集光器
５３：方向変換ミラー
５４：第１の集光レンズ
５５：第２の集光レンズ
５６：第１の移動手段
５６３：第１の駆動源
５７：第２の移動手段
５７３：第２の駆動源
７：電力供給手段
７１：交流電源
７２：電圧調整手段
７３：周波数調整手段
７４：位相調整手段
７５：制御手段
１０：半導体ウエーハ

Claims

被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物をレーザー加工するためのレーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線を集光する集光器とを有するレーザー光線照射手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光し該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器とを備え、
該集光器は、レーザー光線の光軸方向に直列に配設された第１の集光レンズと第２の集光レンズとを備えており、
該第１の集光レンズを光軸に対して直交する第１の方向に移動する第１の駆動源を備えた第１の移動手段と、
該第２の集光レンズを該第１の方向と直交する第２の方向に移動する第２の駆動源を備えた第２の移動手段と、
該第１の移動手段の該第１の駆動源および該第２の移動手段の該第２の駆動源に電力を供給する電力供給手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
該第１の駆動源および第２の駆動源は、ピエゾ素子によって構成されている、請求項１記載のレーザー加工装置。
該電力供給手段は、該第１の駆動源および該第２の駆動源に供給する交流電力の出力を調整する出力調整手段と、該出力調整手段によって出力が調整された交流電力の周波数を調整する周波数調整手段と、該第１の駆動源および該第２の駆動源に供給される交流電力の位相を調整する位相調整手段と、該出力調整手段と該周波数調整手段および位相調整手段を制御する制御手段とを含んでいる、請求項１又は２記載のレーザー加工装置。
該制御手段は、該第１の駆動源に供給される交流電力と該第２の駆動源に供給される交流電力との間に９０度の位相差を形成するように該位相調整手段を制御する、請求項３記載のレーザー加工装置。