CN117206664A - 激光加工装置 - Google Patents

激光加工装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117206664A
CN117206664A CN202310660283.1A CN202310660283A CN117206664A CN 117206664 A CN117206664 A CN 117206664A CN 202310660283 A CN202310660283 A CN 202310660283A CN 117206664 A CN117206664 A CN 117206664A
Authority
CN
China
Prior art keywords
processing
laser beam
unit
stored
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202310660283.1A
Other languages
English (en)
Inventor
森数洋司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
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 CN117206664A publication Critical patent/CN117206664A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • B23K26/08—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
    • B23K26/02—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
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • 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
    • B23K26/062—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
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • 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
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • 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
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • 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
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • 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
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0461—Welding tables
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

本发明提供激光加工装置，其解决每当加工不同厚度的被加工物时计算参数而不胜其烦的问题。该装置的控制器具有加工轨迹存储部、厚度存储部、极限加工深度存储部、通行数存储部、重叠率存储部和选择部，加工宽度计算部对厚度存储部中存储的厚度除以极限加工深度存储部中存储的极限值而得的值乘以光斑直径来计算加工宽度，通行数计算部对厚度除以极限值(R)而得的值乘以通行数，并且乘以根据脉冲激光光线的光斑直径、光斑的重叠率以及加工宽度而求出的光斑数来计算应向加工宽度处的截面照射的脉冲激光光线的通行数。控制器按照基于加工轨迹存储部中存储的X坐标Y坐标对选择部所选择的非产品区域以计算出的通行数照射脉冲激光光线的方式进行控制。

Description

激光加工装置
技术领域
本发明涉及对卡盘工作台所保持的被加工物实施期望的加工的激光加工装置。
背景技术
由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片被切割装置、激光加工装置分割成各个器件芯片，分割得到的器件芯片利用于移动电话、个人计算机等电子设备。
激光加工装置大致构成为包含：卡盘工作台，其对晶片进行保持；拍摄单元，其对该卡盘工作台所保持的晶片进行拍摄而检测应加工的区域；激光光线照射单元，其对该卡盘工作台所保持的晶片照射脉冲激光光线；以及加工进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元相对地进行加工进给，该激光加工装置能够高精度地对晶片进行加工(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2015-085347号公报
在使用上述的专利文献1所记载的激光加工装置照射对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线而形成希望的深度的槽的情况下，例如存在如下的问题：即使将脉冲激光光线的聚光点定位于分割预定线并设定应照射的通行数(pass数)而重复照射脉冲激光光线，也受限于加工深度相对于光斑的大小的极限，无法进行期望的加工。
发明内容
因此，本申请人研究了如下方案：考虑相对于脉冲激光光线的光斑直径的加工深度的极限值和要分割的晶片的厚度，计算定位于分割预定线的宽度方向上的光斑的数量和应照射脉冲激光光线的通行数，对激光加工装置输入所需的加工信息并形成期望的深度的槽。
但是，判明了每当对厚度不同的晶片进行加工时作业者必须进行上述的计算因而不胜其烦的问题，而且，产生了因计算错误无法进行适当的激光加工而使晶片损伤的问题。这样的问题并非限定于对由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片的分割预定线进行加工的情况，在将板状物切断加工成期望的形状的情况下也可能产生。
因此，本发明的目的在于提供激光加工装置，其能够解决在对被加工物照射脉冲激光光线而形成希望的深度的槽的情况下每当对厚度不同的被加工物进行加工时作业者必须计算宽度方向上定位的光斑的数量和应照射脉冲激光光线的通行数因而不胜其烦的问题。
根据本发明，提供激光加工装置，其中，该激光加工装置具有：卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的由X轴方向Y轴方向规定的保持面；激光光线照射单元，其对该卡盘工作台所保持的该被加工物照射脉冲激光光线；以及控制器，该激光光线照射单元包含：激光振荡器，其射出脉冲激光光线；以及聚光器，其将该激光振荡器射出的脉冲激光光线会聚于该卡盘工作台所保持的该被加工物，该控制器包含：加工轨迹存储部，其存储该卡盘工作台所保持的该被加工物上应形成的加工轨迹的X坐标Y坐标；厚度存储部，其存储该被加工物的厚度；极限加工深度存储部，其存储脉冲激光光线的光斑直径以及加工深度的极限值；通行数存储部，其存储达到该加工深度的极限值的脉冲激光光线的通行数；重叠率存储部，其存储光斑的重叠率；选择部，其选择产品区域和非产品区域；加工宽度计算部，其对该厚度存储部中存储的厚度除以该极限加工深度存储部中存储的该极限值而得的值乘以该光斑直径来计算加工宽度；以及通行数计算部，其对该厚度存储部中存储的厚度除以该极限加工深度存储部中存储的该极限值而得的值乘以该通行数存储部中存储的通行数并且乘以根据该脉冲激光光线的光斑直径、该重叠率存储部中存储的光斑的重叠率以及由该加工宽度计算部计算的加工宽度而求出的光斑数来计算应向该加工宽度处的截面照射的脉冲激光光线的通行数，该控制器如下进行控制：根据该加工轨迹存储部中存储的X坐标Y坐标对由该选择部选择的非产品区域按照由该通行数计算部计算的通行数对由该加工宽度计算部计算的加工宽度照射脉冲激光光线而对该卡盘工作台所保持的该被加工物实施期望的加工。
优选上述的激光加工装置还具有：X轴进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元在X轴方向上相对地进行加工进给；以及Y轴进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元在Y轴方向上相对地进行加工进给，该控制器能够对该激光振荡器进行控制并且对该X轴进给机构和该Y轴进给机构进行控制来实施该加工。该激光光线照射单元还包含：X轴光学扫描器，其在X轴方向上引导该脉冲激光光线；以及Y轴光学扫描器，其在Y轴方向上引导该脉冲激光光线，该聚光器包含fθ透镜。
根据本发明的激光加工装置，控制器考虑了相对于脉冲激光光线的光斑直径的加工深度的极限值和应分割的被加工物的厚度而运算计算定位于希望的加工轨迹的宽度方向上的光斑的数量和应照射脉冲激光光线的通行数，并反映在通过该控制器的控制而实施的激光加工中，因此，不再需要由一个个作业者计算上述的参数并输入至激光加工装置而按照形成希望的深度的槽的方式进行设定，并且，解决了每当对厚度不同的被加工物进行加工时作业者必须进行上述繁杂的计算因而不胜其烦的问题。另外，还消除了因计算错误而使被加工物损伤的问题。
附图说明
图1是本发明实施方式的激光加工装置的整体立体图。
图2是示出配设于图1所示的激光加工装置的激光光线照射单元的光学***的框图。
图3是示出配设于图1所示的激光加工装置的激光光线照射单元的另一实施方式的光学***的框图。
图4是通过图1所示的激光加工装置进行加工的晶片的立体图。
图5是示出配设于图1所示的激光加工装置的控制器的详细情况的框图。
图6的(a)是通过图1所示的激光加工装置而形成的加工槽的概略剖视图，图6的(b)是通过图6的(a)所示的加工槽而形成的分割槽的概略剖视图。
图7是将图4所示的晶片的一部分放大而示出的平面图。
图8是示出本实施方式的激光加工的实施方式的立体图。
标号说明
1：激光加工装置；2：基台；3：保持单元；31：X轴方向可动板；32：Y轴方向可动板；33：支柱；34：盖板；35：卡盘工作台；36：保持面；4：移动机构；41：X轴进给机构；42：Y轴进给机构；43：电动机；44：滚珠丝杠；45：电动机；46：滚珠丝杠；5：框体；5a：垂直壁部；5b：水平壁部；6、6’：激光光线照射单元；61、61’：聚光器；61a：聚光透镜；61a’：fθ透镜；62：激光振荡器；63：衰减器；64：反射镜；65：X轴光学扫描器；66：Y轴光学扫描器；7：拍摄单元；8：输入单元；100：控制器；101：厚度存储部；102：极限加工深度存储部；103：通行数存储部；104：重叠率存储部；105：加工宽度计算部；106：通行数计算部；107：加工轨迹存储部；108：选择部；109：加工执行部；A：产品区域；B：非产品区域；H：被加工物的厚度；S：光斑直径；St：光斑数；R：加工深度的极限值；P：达到加工深度的极限值R的脉冲激光光线LB的通行数；Pt：应向加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数；V：加工宽度；W：光斑的重叠率；I：加工轨迹的X坐标Y坐标的坐标信息；LB：脉冲激光光线。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施方式的激光加工装置进行详细说明。
在图1中示出本实施方式的激光加工装置1的整体立体图。激光加工装置1具有：保持单元3，其配设于基台2上，包含对图示的晶片10进行保持的卡盘工作台35；激光光线照射单元6，其向卡盘工作台35所保持的晶片10照射脉冲激光光线；以及控制器100。
另外，激光加工装置1具有：移动机构4，其包含使卡盘工作台35在X轴方向上移动的X轴进给机构41和使卡盘工作台35在Y轴方向上移动的Y轴进给机构42；框体5，其具有在基台2上竖立设置于移动机构4的侧方的垂直壁部5a和从垂直壁部5a的上端部沿水平方向延伸的水平壁部5b；以及拍摄单元7，其对卡盘工作台35所保持的晶片10进行拍摄而执行对准，在控制器100上连接有输入单元8和省略图示的显示单元。另外，也可以由能够进行触摸输入的触摸面板构成该显示单元由此将该显示单元作为输入单元8使用。
如图1所示，保持单元3包含：矩形的X轴方向可动板31，其在X轴方向上移动自如地搭载于基台2；矩形的Y轴方向可动板32，其在Y轴方向上移动自如地搭载于X轴方向可动板31；圆筒状的支柱33，其固定于Y轴方向可动板32的上表面；以及矩形状的盖板34，其固定于支柱33的上端。在盖板34上配设有穿过盖板34中形成的长孔而向上方延伸的卡盘工作台35。卡盘工作台35构成为能够通过收纳于支柱33内的未图示的旋转驱动机构而旋转。在卡盘工作台35的上表面形成有由具有透气性的多孔质材料构成的由X轴方向和Y轴方向规定的保持面36。保持面36通过穿过支柱33的流路与未图示的吸引单元连接，在保持面36的周围等间隔地配置有将后述的晶片10保持于卡盘工作台35时所使用的4个夹具37。通过使该吸引单元进行动作，能够将晶片10吸引保持于卡盘工作台35的保持面36。
X轴进给机构41将电动机43的旋转运动经由滚珠丝杠44转换为直线运动而传递至X轴方向可动板31，使X轴方向可动板31沿着基台2上沿X轴方向配设的一对导轨2a、2a在X轴方向上移动。Y轴进给机构42将电动机45的旋转运动经由滚珠丝杠46转换为直线运动并传递至Y轴方向可动板32，使Y轴方向可动板32沿着X轴方向可动板31上沿Y轴方向配设的一对导轨31a、31a在Y轴方向上移动。
在框体5的水平壁部5b的内部收纳有构成上述激光光线照射单元6的光学***以及拍摄单元7。在水平壁部5b的前端部下表面侧配设有构成该激光光线照射单元6的一部分并向晶片10照射脉冲激光光线LB的聚光器61。拍摄单元7是对卡盘工作台35所保持的晶片10进行拍摄而检测该晶片10的位置和朝向以及照射脉冲激光光线的位置等的拍摄单元，其配设在相对于所述聚光器61在图中箭头X所示的X轴方向上相邻的位置。
图2中示出了表示上述激光光线照射单元6的光学***的一例的框图。本实施方式的激光光线照射单元6具有：激光振荡器62，其振荡出脉冲激光光线LB；衰减器63，其将激光振荡器62所振荡的脉冲激光光线LB的输出进行调整；反射镜64，其将脉冲激光光线LB的光路向卡盘工作台35侧变更；以及聚光器61，其包含对被卡盘工作台35的保持面36所保持的晶片10会聚脉冲激光光线LB的聚光透镜61a。在通过上述的激光光线照射单元6对作为被加工物的晶片10照射脉冲激光光线LB时，通过控制器100控制上述的X轴进给机构41和Y轴进给机构42，由此能够对卡盘工作台35所保持的晶片10的期望的X坐标Y坐标位置照射脉冲激光光线LB。
另外，本发明的激光光线照射单元并不限于上述的图2所示的激光光线照射单元6，也可以具有其他方式的例如由图3所示的光学***构成的激光光线照射单元6’。激光光线照射单元6’具有与上述相同的激光振荡器62和衰减器63，并且具有：X轴光学扫描器65，其在卡盘工作台35的保持面36所保持的晶片10的X轴方向上引导脉冲激光光线LB；Y轴光学扫描器66，其在卡盘工作台35所保持的晶片10的Y轴方向上引导脉冲激光光线LB；以及聚光器61’，其包含fθ透镜61a’。X轴光学扫描器65以及Y轴光学扫描器66例如由电流扫描器构成，在对作为被加工物的晶片10照射脉冲激光光线LB时，通过由控制器100控制上述的X轴光学扫描器65以及Y轴光学扫描器66，能够对卡盘工作台35所保持的晶片10的期望的位置照射脉冲激光光线LB。另外，X轴光学扫描器65以及Y轴光学扫描器66并不限于上述的电流扫描器，也可以使用声光元件(AOE)、衍射光学元件(DOE)、多面镜等。
接着，以下对作为本实施方式的激光加工装置1的被加工物的晶片10和控制器100的结构进行说明。另外，在以下说明的实施方式中，对在激光加工装置1中配设有图2所示的激光光线照射单元6的情况进行说明。
通过本实施方式的激光加工装置1进行加工的被加工物例如是图4所示的硅(Si)的晶片10。晶片10是由交叉的多条分割预定线划分而在正面10a上形成有多个器件12的晶片，将晶片10定位于具有能够收纳晶片10的开口部Fa的环状框架F的该开口部Fa中，借助粘接带T而保持于该环状框架F而成为一体。
控制器100由计算机构成，具有按照控制程序进行运算处理的中央运算处理装置(CPU)、储存控制程序等的只读存储器(ROM)、用于暂时储存运算结果等的可读写的随机存取存储器(RAM)、以及输出输入接口。在控制器100上连接有拍摄单元7、输入单元8、激光振荡器62、X轴进给机构41以及Y轴进给机构42等。
本实施方式的激光加工装置1具有大致如上所述的结构，以下对激光加工装置1的功能、作用进行具体说明。
本实施方式的激光加工装置1对晶片10的激光加工通过控制器100来实施。
参照图5、图6，对通过控制器100中储存的控制程序以及各种存储内存而实现的各个功能部101～108进行说明。控制器100具有：厚度存储部101，其存储作为被加工物的晶片10的厚度H；极限加工深度存储部102，其存储脉冲激光光线LB的光斑直径S以及加工深度的极限值R；通行数存储部103，其存储达到加工深度的极限值R的脉冲激光光线LB的通行数P；以及重叠率存储部104，其存储激光加工时的该光斑的重叠率W。
控制器100还具有：加工宽度计算部105，其对厚度存储部101中存储的厚度H除以极限加工深度存储部102中存储的极限值R而得的值乘以光斑直径S来计算加工宽度V；以及通行数计算部106，其对厚度存储部101中存储的厚度H除以极限加工深度存储部102中存储的加工深度的极限值R而得的值乘以通行数存储部103中存储的通行数P，并且乘以根据重叠率存储部104中存储的光斑的重叠率W和由加工宽度计算部105计算的加工宽度V而求出的光斑数N来计算应向加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数Pt。并且，控制器100具有：加工轨迹存储部107，其存储卡盘工作台35所保持的晶片10上应形成的加工轨迹的X坐标Y坐标的坐标信息I；以及选择部108，其选择产品区域A和非产品区域B，控制器100根据从上述的加工宽度计算部105、通行数计算部106、加工轨迹存储部107以及选择部108汇总的信息，通过执行激光加工的加工执行部109来控制上述的激光振荡器62、X轴进给机构41以及Y轴进给机构42而实现期望的激光加工。
对上述的控制器100的各功能部进一步具体说明。厚度存储部101中存储的晶片10的厚度H例如通过作业者操作输入单元8而输入或者通过读取形成于晶片10的条形码信息而取得并存储。本实施方式的晶片10的厚度H例如为300μm，在厚度存储部101中存储有晶片10的厚度H＝300μm。
极限加工深度存储部102存储基于通过激光光线照射单元6照射的脉冲激光光线LB的光斑直径S的加工深度的极限值R。对此，参照图6的(a)进行说明，例如，通过本实施方式的激光光线照射单元6照射的脉冲激光光线LB的光斑直径S为10μm，通过沿着期望的位置重复照射该脉冲激光光线LB，形成于规定的位置的加工槽20的深度逐渐变深。但是，加工槽20的深度并非与沿着期望的加工位置照射脉冲激光光线LB的次数(通行数P)成比例地无限地变深，而是存在不再变深的加工深度的极限值R。在本实施方式的极限加工深度存储部102中，通过预先实施的实验求出基于根据本实施方式的激光加工条件(后述)设定的光斑直径S＝10μm的加工深度的极限值R，将这一实测值(在本实施方式中为100μm)作为极限值R进行存储。
通行数存储部103存储达到上述的极限加工深度存储部102中实测的加工深度的极限值R的通行数P，在本实施方式中，将通行数P＝8次作为实测值存储。另外，如图6的(b)所示，重叠率存储部104是存储照射脉冲激光光线LB而通过多个加工槽20形成分割槽18时的X轴方向、Y轴方向上的光斑的重叠率的单元，在本实施方式中，重叠率在X轴方向、Y轴方向的任意方向上均设定为50％并存储。
加工宽度计算部105计算为了形成将晶片10完全分割的深度的分割槽18而需要的加工宽度V。具体而言，通过对厚度存储部101中存储的厚度H(300μm)除以极限加工深度存储部102中存储的极限值R(100μm)而得的值乘以光斑直径S(10μm)，如以下那样算出加工宽度V。
加工宽度V＝(H/R)·S＝(300/100)·10＝30[μm]
由此，计算并存储加工宽度V＝30μm。
通行数计算部106计算应向上述加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数Pt，该通行数Pt是形成沿着晶片10的分割预定线14将晶片10完全分割的分割槽18所需的脉冲激光光线LB的通行数。该通行数Pt如下计算：对厚度存储部101中存储的厚度H(300μm)除以极限加工深度存储部102中存储的极限值R(100μm)而得的值乘以通行数存储部103中存储的通行数P(8次)，并且乘以根据重叠率存储部104中存储的光斑的重叠率W(50％)和由加工宽度计算部105计算的加工宽度V(30μm)而求出的光斑数St。
在此，在将接着最初的光斑在宽度方向上重叠地照射的脉冲激光光线LB的数量设为x的情况下，加工宽度V处照射的脉冲激光光线LB的光斑数St表达为“St＝1+x”，该x根据
(光斑直径S)·{1+(100％-重叠率W)·x}＝加工宽度V
的关系式，从
10·{1+(1-0.5)·x}＝30
求解x来求出(x＝4)，因此对加工宽度V＝30μm照射的光斑数St为“5”(也一并参照图6的(b))。
而且，应向加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数Pt如下计算。
Pt＝(H/R)·P·St＝(300/100)·8·5＝120
关于本实施方式中的应向加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数Pt，通过参照图6的(b)能够理解，首先，在晶片10中实施加工的加工宽度V(30μm)中，在以在加工宽度方向上各重叠50％的方式定位的5个光斑位置的各处，按照达到加工深度的极限值(100μm)的脉冲激光光线LB的通行数P(8次)照射而形成宽度为30μm、深度为100μm的第1槽22的次数为40次；在形成该第1槽22之后，将脉冲激光光线LB的聚光点位置定位于该第1槽22的底部而实施与上述同样的激光加工而形成宽度为30μm且深度达到200μm的第2槽24的次数为40次；在形成该第1槽22和第2槽24之后，将脉冲激光光线LB的聚光点位置定位于该第2槽24的底部而实施与上述同样的激光加工，形成宽度为30μm且深度为300μm也就是将晶片10完全分割的第3槽26的次数为40次，应向加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数Pt是上述各次数的合计数(Pt＝120)。通过如上所述形成第1槽22、第2槽24、第3槽26，能够形成将晶片10完全分割的分割槽18。
如上所述，控制器100具有存储卡盘工作台35所保持的晶片10上应形成的加工轨迹的X坐标Y坐标的坐标信息I的加工轨迹存储部107，关于本实施方式中存储的坐标信息I，对图7中放大示出的沿着晶片10的分割预定线14的中央线16进行确定的X坐标Y坐标的坐标信息I表示该加工轨迹，在加工轨迹存储部107中，通过上述的输入单元8预先登记并存储有该中央线16的X坐标Y坐标的坐标信息I。
此外，如上所述，控制器100具有选择产品区域A和非产品区域B的选择单元108。本实施方式中的产品区域A是指上述器件12或不允许对包含器件12及其外缘的激光加工的区域，非产品区域B是指允许上述激光加工的区域。即，当参照图7进行说明时，在晶片10中，配置有器件12的区域被选择为产品区域A，形成有分割预定线14的区域被选择为非产品区域B并存储于选择部108。基于上述激光加工的分割槽18在非产品区域B(分割预定线14)的区域中在加工预定区域18’中形成，该加工预定区域18’由沿着单点划线所示的中央线16的虚线表示，能够根据该选择部108中存储的信息而防止激光加工错误地波及产品区域A。另外，实际上，选择部108可以仅选择产品区域A或非产品区域B中的任意区域而将除此以外的区域作为另一方的区域(产品区域A或非产品区域B)来执行本实施方式。另外，在本实施方式中，被选择为非产品区域B的分割预定线14的宽度如图所示为70μm，假设在上述的加工宽度计算部105中计算出的加工宽度V为超过70μm的值的情况下，即使想要沿着分割预定线14的中央线16形成上述分割槽18，也无法在非产品区域B(分割预定线14)内进行适当的激光加工，因此判定为不可加工。在该情况下，调整下述的激光加工条件。
如上所述，通过控制器100取得加工宽度V、应向加工宽度V处的截面照射的脉冲激光光线LB的通行数Pt、以及应形成的加工轨迹的X坐标Y坐标的坐标信息I，如果选择了产品区域A以及非产品区域B，则根据控制器100的加工执行部109实施对晶片10的激光加工。
另外，本实施方式中的激光加工条件例如如下设定。
波长：355nm
重复频率：50kHz
平均输出：2W
脉冲能量：40μJ
脉冲宽度：10ps
光斑直径：10μm
搬送至根据图1进行了说明的激光加工装置1的晶片10的正面10a侧朝向上方而载置于保持单元3的卡盘工作台35的保持面36并被吸引，环状框架F被夹具37把持而固定。对卡盘工作台35所保持的晶片10使用配设于激光加工装置1的拍摄单元7进行拍摄，实施检测应实施加工轨迹存储部107中存储的加工的加工轨迹的X坐标Y坐标的对准，检测晶片10的正面10a的分割预定线14的位置，并且利用该旋转驱动机构使晶片10旋转而使规定的分割预定线14与X轴方向对齐。
根据通过上述对准而检测的信息，如图8所示，在第1方向的分割预定线14中，将激光光线照射单元6的聚光器61定位于形成分割槽18的加工预定区域18’(一并参照图7)中的规定的加工开始位置，并且将脉冲激光光线LB的聚光点定位于正面10a上，使上述的X轴进给机构41和Y轴进给机构42进行动作，沿着X轴方向将晶片10进行加工进给，沿着晶片10的在第1方向上延伸的分割预定线14上的加工预定区域18’实施上述的烧蚀加工，并且根据重叠率W(在本实施方式中为50％)，将晶片10在Y轴方向上进行加工进给，在该加工预定区域18’的加工宽度V内，根据光斑数St(在本实施方式中为5个)实施基于上述激光加工条件的激光加工。然后，通过使激光光线照射单元6、X轴进给机构41以及Y轴进给机构42进行动作，按照与1个光斑对应地照射上述的通行数P(在本实施方式中为8次)的方式重复执行上述的激光加工，沿着分割预定线14形成宽度为30μm、深度为100μm的凹槽(图6的(b)中的第1槽22)。另外，能够与本实施方式的5个光斑分别对应地任意决定以怎样的顺序照射达到加工深度的极限值R的通行数P的脉冲激光光线LB。
接着，一边使聚光点的位置沿着图8中箭头Z所示的Z轴方向下降而将光斑定位于该凹槽的底部，一边沿着上述的凹槽实施与上述同样的激光加工，实施形成上述的第2槽24、第3槽26的激光加工。由此，通过合计的通行数Pt＝120的脉冲激光光线LB的照射，沿着规定的分割预定线14的加工预定区域18’形成深度为300μm的分割槽18。这样，如果沿着在第1方向上延伸的预定的分割预定线14形成了分割槽18，则将晶片10按照在Y轴方向上相邻的分割预定线14的间隔进行分度进给，将未加工的分割预定线14定位于聚光器61的正下方。然后，与上述同样地将脉冲激光光线LB的聚光点定位于晶片10的分割预定线14的加工预定区域18’而进行照射，由此形成分割槽18。同样地，将晶片10在X轴方向上进行加工进给并且在Y轴方向上进行分度进给，沿着在第1方向上延伸的所有分割预定线14形成分割槽18。接着，使晶片10旋转90度，使与已经形成有分割槽18的第1方向的分割预定线14垂直的方向的未加工的分割预定线14与X轴方向对齐。而且，对于剩余的全部分割预定线14，也与上述同样地定位并照射脉冲激光光线LB的聚光点，沿着形成于晶片10的正面10a的全部分割预定线14形成分割槽18。
根据上述的实施方式，控制器100考虑了相对于脉冲激光光线LB的光斑直径S的加工深度的极限值R和应分割的晶片10的厚度H来计算定位于分割预定线14的宽度方向上的光斑的数量St和应照射脉冲激光光线LB的通行数Pt，并反映在由控制器100实施的激光加工中，因此，不再需要由一个个作业者计算上述的参数并输入至激光加工装置1而按照形成希望的深度的分割槽18的方式进行设定，并且，解决了每当对厚度不同的另一晶片进行加工时作业者必须进行上述繁杂的计算因而不胜其烦的问题。另外，还消除了因计算错误而使晶片损伤的问题。
在上述的实施方式中，说明了通过激光加工装置1对由交叉的多条分割预定线14划分而在正面10a上形成有多个器件12的晶片10进行加工而形成期望的深度的槽的例子，但本发明并不限于此。例如，在将圆形的硅板作为被加工物进行加工而从该圆形的硅板得到由加工轨迹存储部107中存储的应形成的加工轨迹的X坐标Y坐标而确定的希望的形状的产品(例如四边形的硅板)的情况下，在上述的选择部108中，作为产品区域A选择希望的四边形的区域，作为非产品区域B选择围绕该产品区域A的区域，对沿着该产品区域A的外缘的非产品区域B实施上述的激光加工而形成分割槽18，由此作为产品能够得到期望的四边形的硅板。

Claims (3)

1.一种激光加工装置，其中，
该激光加工装置具有：
卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的由X轴方向Y轴方向规定的保持面；
激光光线照射单元，其对该卡盘工作台所保持的该被加工物照射脉冲激光光线；以及
控制器，
该激光光线照射单元包含：
激光振荡器，其射出脉冲激光光线；以及
聚光器，其将该激光振荡器射出的脉冲激光光线会聚于该卡盘工作台所保持的该被加工物，
该控制器包含：
加工轨迹存储部，其存储该卡盘工作台所保持的该被加工物上应形成的加工轨迹的X坐标Y坐标；
厚度存储部，其存储该被加工物的厚度；
极限加工深度存储部，其存储脉冲激光光线的光斑直径以及加工深度的极限值；
通行数存储部，其存储达到该加工深度的极限值的脉冲激光光线的通行数；
重叠率存储部，其存储光斑的重叠率；
选择部，其选择产品区域和非产品区域；
加工宽度计算部，其对该厚度存储部中存储的厚度除以该极限加工深度存储部中存储的该极限值而得的值乘以该光斑直径来计算加工宽度；以及
通行数计算部，其对该厚度存储部中存储的厚度除以该极限加工深度存储部中存储的该极限值而得的值乘以该通行数存储部中存储的通行数并且乘以根据该脉冲激光光线的光斑直径、该重叠率存储部中存储的光斑的重叠率以及由该加工宽度计算部计算的加工宽度而求出的光斑数来计算应向该加工宽度处的截面照射的脉冲激光光线的通行数，
该控制器如下进行控制：根据该加工轨迹存储部中存储的X坐标Y坐标对由该选择部选择的非产品区域按照由该通行数计算部计算的通行数对由该加工宽度计算部计算的加工宽度照射脉冲激光光线而对该卡盘工作台所保持的该被加工物实施期望的加工。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该激光加工装置还具有：
X轴进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元在X轴方向上相对地进行加工进给；以及
Y轴进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元在Y轴方向上相对地进行加工进给，
该控制器对该激光振荡器进行控制并且对该X轴进给机构和该Y轴进给机构进行控制来实施该加工。
3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该激光光线照射单元还包含：
X轴光学扫描器，其在X轴方向上引导该脉冲激光光线；以及
Y轴光学扫描器，其在Y轴方向上引导该脉冲激光光线，
该聚光器包含fθ透镜，
该控制器对该激光振荡器进行控制并且对该X轴光学扫描器和该Y轴光学扫描器进行控制来实施该加工。
CN202310660283.1A 2022-06-10 2023-06-05 激光加工装置 Pending CN117206664A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022094574A JP2023180898A (ja) 2022-06-10 2022-06-10 レーザー加工装置
JP2022-094574 2022-06-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117206664A true CN117206664A (zh) 2023-12-12

Family

ID=88975099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310660283.1A Pending CN117206664A (zh) 2022-06-10 2023-06-05 激光加工装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230398630A1 (zh)
JP (1) JP2023180898A (zh)
KR (1) KR20230170574A (zh)
CN (1) CN117206664A (zh)
DE (1) DE102023204959A1 (zh)
TW (1) TW202405917A (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6189178B2 (ja) 2013-10-29 2017-08-30 株式会社ディスコ レーザー加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202405917A (zh) 2024-02-01
JP2023180898A (ja) 2023-12-21
KR20230170574A (ko) 2023-12-19
DE102023204959A1 (de) 2023-12-21
US20230398630A1 (en) 2023-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102355837B1 (ko) 레이저 가공 장치
US7580136B2 (en) Height position detector for work held on chuck table
US7630421B2 (en) Laser beam irradiation apparatus and laser working machine
JP5395411B2 (ja) ウエーハのレーザー加工方法
US7564570B2 (en) Height position detector for work held on chuck table
JP4917382B2 (ja) レーザー光線照射装置およびレーザー加工機
CN108723617B (zh) 激光加工方法
US20170186656A1 (en) Wafer processing method
US20080205458A1 (en) Laser beam irradiation apparatus and laser beam machining apparatus
JP2010123723A (ja) ウエーハのレーザー加工方法
US7998840B2 (en) Wafer laser processing method and apparatus
JP5254646B2 (ja) ワーク加工方法およびワーク加工装置
US9149886B2 (en) Modified layer forming method
JP2021027071A (ja) レーザー加工装置
CN117206664A (zh) 激光加工装置
CN106493470B (zh) 激光加工装置
JP2022161073A (ja) レーザー加工装置
JP6821259B2 (ja) 被加工物の加工方法
JP2019118949A (ja) 加工装置
JP7330624B2 (ja) レーザー加工装置及び被加工物の加工方法
JP2024002189A (ja) レーザー加工装置
JP2021087967A (ja) レーザー加工装置の調整方法
US20210039197A1 (en) Processing performance confirmation method for laser processing apparatus
JP2024004004A (ja) レーザー加工装置
JP2023065042A (ja) 検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication