JP2013184188A - Laser beam machining apparatus - Google Patents
Laser beam machining apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013184188A JP2013184188A JP2012050801A JP2012050801A JP2013184188A JP 2013184188 A JP2013184188 A JP 2013184188A JP 2012050801 A JP2012050801 A JP 2012050801A JP 2012050801 A JP2012050801 A JP 2012050801A JP 2013184188 A JP2013184188 A JP 2013184188A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- chamber
- wafer
- transparent member
- debris
- 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
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 109
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 84
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 7
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ウエーハ等の被加工物の表面に対してレーザー光線を照射し、アブレーション加工を施すレーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs ablation processing by irradiating a surface of a workpiece such as a wafer with a laser beam.
IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等のデバイスが形成された半導体ウエーハや、LED(Light Emitting Diode)素子等のデバイスが形成されたサファイヤウエーハの分割予定ラインをレーザー加工装置によってレーザー光線を照射し、表面に溝を形成することで個々のデバイスに分割し、携帯電話、PC(Personal Computer)、LEDライト等の電子機器が製造されている。 The laser beam is applied to the planned division line of semiconductor wafers with devices such as IC (Integrated Circuit) and LSI (Large Scale Integration) and sapphire wafers with devices such as LED (Light Emitting Diode) elements. Irradiation and formation of grooves on the surface divide into individual devices, and electronic devices such as mobile phones, PCs (Personal Computers), and LED lights are manufactured.
この加工工程において、半導体ウエーハやサファイヤウエーハにレーザー光線を照射するとデブリと呼ばれる微細な粉塵が発生・散してデバイスの表面に堆積し、デバイスの品質を低下させることが知られている。その対策として、保護膜を予め塗付してからレーザー加工を施し、保護膜とともに保護膜上に付着したデブリごと洗浄して除去してしまう加工方法や、対物レンズの光軸に沿ってエアーを噴出する噴出口を備えると共に噴出口の周りからデブリを吸引してデブリがデバイスの表面に堆積するのを防止するレーザー加工装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照)。
In this processing step, it is known that when a semiconductor wafer or sapphire wafer is irradiated with a laser beam, fine dust called debris is generated and scattered and deposited on the surface of the device, thereby degrading the quality of the device. As a countermeasure, a protective film is applied in advance, laser processing is performed, and the debris adhering to the protective film together with the protective film is cleaned and removed, or air along the optical axis of the objective lens is removed. There has been proposed a laser processing apparatus that includes a jet outlet that ejects and sucks debris from around the jet outlet to prevent the debris from accumulating on the surface of the device (for example,
しかしながら、実際に加工すると、保護膜自体が気化して、デブリを吸引する機構に付着して堆積してしまう。この場合、堆積したデブリが再度ウエーハに落下しないように除去する必要が生じて、頻繁なメンテナンスが必要になったり、光軸に沿って噴出したエアーが充分にその機能を果たさず、集光レンズなどの光学系部品にまでデブリや気化したデブリが付着するという結果になっていた。 However, when actually processed, the protective film itself vaporizes and adheres to the mechanism for sucking debris and accumulates. In this case, it is necessary to remove the accumulated debris so that it does not fall on the wafer again, so that frequent maintenance is required, or the air ejected along the optical axis does not perform its function sufficiently. As a result, debris and vaporized debris adhered to the optical system parts.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザー加工の際に生じるデブリが集光器などの光学部品に付着することを抑制できるレーザー加工装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the laser processing apparatus which can suppress that the debris produced in the case of laser processing adheres to optical components, such as a collector.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された該被加工物の表面にレーザー光線を照射してアブレーション加工により加工溝を形成する集光器を備えた加工手段と、該集光器の下方に配設され内部を通過する該レーザー光線によって加工点付近に生成されるデブリから該集光器を守る保護手段と、該保護手段の下方で該デブリを吸引して排出するデブリ排出手段と、を備えたレーザー加工装置において、該保護手段は、該レーザー光線が通過する開口を上下に備えたチャンバーと、該チャンバーの上方の開口に配設され該レーザー光線が透過可能な透明部材と、該チャンバーを通過するレーザー光線の周囲に該集光器側から該加工点側へ流れる気体を噴出して該チャンバー内を陽圧に保ち下方の開口から該デブリを含んだ雰囲気が流入するのを防ぐ保護ブロー機構と、を備え、該チャンバーは、該下方の開口に向かって漸次縮径する漏斗状の円錐形状の縮径部を有し、該透明部材及び該下方の開口は、該レーザー光線の通過を許容する面積を有し、該保護ブロー機構は、該透明部材の下方周囲に噴出口を備え、該噴出口から噴出される該気体が該透明部材に当たらない程度に水平よりわずかに下方向きに該レーザー光線に向かって噴出されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the laser processing apparatus of the present invention irradiates a laser beam onto the surface of the workpiece held by the holding means and the holding means for holding the workpiece. Machining means having a condenser for forming a processing groove by ablation, and debris generated near the machining point by the laser beam disposed below the condenser and passing through the inside. In a laser processing apparatus comprising: protective means for protecting; and debris discharging means for sucking and discharging the debris below the protective means, the protective means includes a chamber having upper and lower openings through which the laser beam passes; A transparent member that is disposed in the opening above the chamber and is capable of transmitting the laser beam, and a gas that flows from the collector side to the processing point side around the laser beam that passes through the chamber. A protective blow mechanism that keeps the inside of the chamber at a positive pressure and prevents an atmosphere including the debris from flowing in from the lower opening, and the chamber has a funnel that gradually decreases in diameter toward the lower opening. The transparent member and the lower opening have an area allowing passage of the laser beam, and the protective blow mechanism has a jet outlet around the lower part of the transparent member. And the gas ejected from the ejection port is ejected toward the laser beam slightly downward from the horizontal so as not to hit the transparent member.
前記レーザー加工装置は、前記保護ブロー機構の前記噴出口は該透明部材の周囲に片寄り無く均等に配設されていることが望ましい。 In the laser processing apparatus, it is preferable that the jet ports of the protective blow mechanism are evenly arranged around the transparent member without any deviation.
本発明のレーザー加工装置は、漏斗状のチャンバーと保護ブロー機構によって、チャンバー内を陽圧に保ちつつ下方の開口からのデブリを含んだ雰囲気がチャンバー内に流入するのを防ぐことができるため、集光器がデブリの付着から守られると共に、雰囲気中のデブリの付着による透明部材の曇りの発生を抑えることができる。したがって、レーザー加工の際に生じる特に気化したデブリが集光器などの光学部品に付着することを抑制できるとともに、加工点に届くレーザー光線の量が減少してしまう事による加工結果の悪化も防ぐことができる。 The laser processing apparatus of the present invention can prevent the atmosphere including debris from the lower opening from flowing into the chamber while maintaining a positive pressure in the chamber by the funnel-shaped chamber and the protective blow mechanism. The collector is protected from the adhesion of debris, and the occurrence of fogging of the transparent member due to the adhesion of debris in the atmosphere can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress debris that has been vaporized especially during laser processing from adhering to optical components such as a condenser, and to prevent deterioration of the processing result due to a decrease in the amount of laser light reaching the processing point. Can do.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the structures described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the scope of the present invention.
〔実施形態〕
図1は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す図である。図2は、実施形態に係るレーザー加工装置のレーザー光線照射手段とチャックテーブルなどの構成を模式的に示す図である。図3は、実施形態に係るレーザー加工装置の保護手段の構成を示す斜視図である。図4は、図3中のIV−IV線に沿う断面図である。図5は、実施形態に係るレーザー加工装置の保護手段の要部を示す断面図である。図6は、実施形態に係るレーザー加工装置のレーザー加工方法のフローチャートである。
Embodiment
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a laser processing apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a laser beam irradiation unit and a chuck table of the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the protection means of the laser processing apparatus according to the embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main part of the protection means of the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 6 is a flowchart of the laser processing method of the laser processing apparatus according to the embodiment.
実施形態1に係るレーザー加工装置1は、ウエーハ(被加工物に相当)Wに一旦保護膜P(図4等に示す)を被覆した後、この保護膜Pが被覆されたウエーハWを保持したチャックテーブル(保持手段に相当)10と、レーザー光線照射手段(加工手段に相当)20とを相対移動させることで、ウエーハWにアブレーション加工を施して、ウエーハWに加工溝S(図4に示す)を形成するものである。
In the
レーザー加工装置1は、図1に示すように、チャックテーブル10と、レーザー光線照射手段20と、図示しない撮像手段と、保護手段30と、デブリ排出手段40と、制御手段90とを含んで構成されている。なお、レーザー加工装置1は、更に、レーザー加工前後のウエーハWを収容するカセットエレベータ50と、レーザー加工前後のウエーハWを一時的に載置する仮置き手段60と、レーザー加工前のウエーハWに保護膜Pを被覆しかつレーザー加工後のウエーハWから保護膜Pを除去する保護膜形成兼洗浄手段70と、を含んで構成されている。さらに、レーザー加工装置1は、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20とをX軸方向に相対移動させる図示しないX軸移動手段と、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20とをY軸方向に相対移動させる図示しないY軸移動手段と、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20とをZ軸方向に相対移動させる図示しないZ軸移動手段とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
カセットエレベータ50は、粘着テープTを介して環状フレームFに貼着されたウエーハWを複数枚収容するものである。カセットエレベータ50は、レーザー加工装置1の装置本体2にZ軸方向に昇降自在に設けられている。
The
仮置き手段60は、カセットエレベータ50からレーザー加工前のウエーハWを一枚取り出すとともに、レーザー加工後のウエーハWをカセットエレベータ50内に収容するものである。仮置き手段60は、レーザー加工前のウエーハWをカセットエレベータ50から取り出すとともにレーザー加工後のウエーハWをカセットエレベータ50内に挿入する搬出入手段61と、レーザー加工前後のウエーハWを一時的に載置する一対のレール62とを含んで構成されている。
The temporary placing means 60 takes out one wafer W before laser processing from the
保護膜形成兼洗浄手段70は、一対のレール62上のレーザー加工前のウエーハWが第1の搬送手段81により搬送されてきて、このレーザー加工前のウエーハWに保護膜Pを被覆するものである。また、保護膜形成兼洗浄手段70は、レーザー加工後のウエーハWが第2の搬送手段82により搬送されてきて、このレーザー加工後のウエーハWの保護膜Pを除去するものである。保護膜形成兼洗浄手段70は、スピンナテーブル71を有し、レーザー加工前後のウエーハWが載置され、保持される。スピンナテーブル71は、装置本体2に収容されているスピンナテーブル駆動源と連結されている。
The protective film forming / cleaning means 70 is such that the wafer W before laser processing on the pair of
保護膜形成兼洗浄手段70は、スピンナテーブル71にレーザー加工前のウエーハWが保持されると、スピンナテーブル駆動源が発生する回転力により、ウエーハWを回転させる。そして、保護膜形成兼洗浄手段70は、図示しない塗布ノズルからウエーハWの表面WSに、PVA、PEGやPEO等の水溶性樹脂を含んだ液状樹脂を噴射することで、塗布し、液状樹脂が硬化することで、保護膜Pを形成する。保護膜形成兼洗浄手段70は、スピンナテーブル71にレーザー加工後のウエーハWが保持されると、スピンナテーブル駆動源が発生する回転力により、ウエーハWを回転させる。そして、保護膜形成兼洗浄手段70は、図示しない洗浄ノズルからウエーハWの表面WSに、洗浄液を噴射することで、保護膜Pを除去するとともにウエーハWの表面WSを洗浄する。 When the wafer W before laser processing is held on the spinner table 71, the protective film forming / cleaning means 70 rotates the wafer W by the rotational force generated by the spinner table driving source. The protective film forming / cleaning means 70 applies a liquid resin containing a water-soluble resin such as PVA, PEG or PEO to the surface WS of the wafer W from a coating nozzle (not shown). The protective film P is formed by curing. When the wafer W after laser processing is held on the spinner table 71, the protective film forming / cleaning means 70 rotates the wafer W by the rotational force generated by the spinner table driving source. Then, the protective film forming / cleaning means 70 removes the protective film P and cleans the surface WS of the wafer W by spraying a cleaning liquid onto the surface WS of the wafer W from a cleaning nozzle (not shown).
なお、レーザー加工前のウエーハWは、塗布ノズルにより保護膜Pが被覆されて、第2の搬送手段82によりチャックテーブル10上に載置される。また、レーザー加工後のウエーハWは、洗浄ノズルにより保護膜Pが除去されて、第1の搬送手段81により仮置き手段60のレール62上に載置される。
The wafer W before laser processing is covered with a protective film P by a coating nozzle, and is placed on the chuck table 10 by the second conveying
チャックテーブル10は、保護膜形成兼洗浄手段70のスピンナテーブル71上のレーザー加工前の保護膜Pが形成されたウエーハWが第2の搬送手段82により載置されてきて、当該ウエーハWを保持するものである。チャックテーブル10は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置されたウエーハWを吸引することで保持する。なお、チャックテーブル10は、切削装置1の装置本体2に設けられた図示しないテーブル移動基台に着脱可能である。なお、テーブル移動基台は、X軸移動手段によりX軸方向に移動自在に設けられかつY軸移動手段によりY軸方向に移動自在に設けられているとともに図示しない基台駆動源により中心軸線(Z軸と平行である)回りに回転自在に設けられている。また、チャックテーブル10の周囲には、クランプ部11が設けられており、クランプ部11が図示しないエアーアクチュエータにより駆動することで、ウエーハWの周囲の環状フレームFが挟時される。
In the chuck table 10, the wafer W on which the protective film P before laser processing on the spinner table 71 of the protective film forming / cleaning means 70 is formed is placed by the second transport means 82 and holds the wafer W. To do. The chuck table 10 has a disk shape in which a portion constituting the surface is made of porous ceramic or the like, and is connected to a vacuum suction source (not shown) through a vacuum suction path (not shown) to suck the wafer W placed on the surface. Hold by. The chuck table 10 can be attached to and detached from a table moving base (not shown) provided in the apparatus
レーザー光線照射手段20は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWの表面WSにレーザー光線L(図2などに示す)を照射して、アブレーション加工により加工溝Sを形成するものである。レーザー光線照射手段20は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWに対して、Z軸移動手段によりZ軸方向に移動自在に設けられている。レーザー光線照射手段20は、図2に示すように、レーザー光線Lを発振する発振器21と、発振器21により発振されたレーザー光線LをウエーハWの表面WSに照射する集光器22とを含んで構成されている。発振器21は、周波数調整手段23により、ウエーハWの種類、加工形態などに応じて、発振するレーザー光線Lの周波数が適宜調整される。発振器21として、例えば、YAGレーザー発振器やYVOレーザー発振器などを用いることができる。集光器22は、発振器21により発振されたレーザー光線Lの進行方向を変更する全反射ミラー24やレーザー光線Lを集光する集光レンズ25などを含んで構成される。
The laser beam irradiating means 20 irradiates the surface WS of the wafer W held on the chuck table 10 with a laser beam L (shown in FIG. 2 and the like), and forms a processed groove S by ablation processing. The laser beam irradiation means 20 is provided so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the wafer W held on the chuck table 10 by the Z-axis movement means. As shown in FIG. 2, the laser beam irradiation means 20 includes an
撮像手段は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWの表面WSを撮像するものである。撮像手段は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWに対して、Z軸移動手段50によりレーザー光線照射手段20と一体にZ軸方向に移動自在に設けられている。撮像手段は、図示しないCCDカメラを備えている。CCDカメラは、チャックテーブル10に保持されたウエーハWを撮像して画像を得る装置である。撮像手段は、CCDカメラが得た画像の情報を制御手段90に出力する。
The imaging means images the surface WS of the wafer W held on the chuck table 10. The imaging unit is provided so as to be movable in the Z-axis direction integrally with the laser
保護手段30は、図2に示すように、集光器22の下方に配設されている。保護手段30は、内部を通過するレーザー光線Lによって、ウエーハWの加工点(レーザー光線Lが照射される箇所)K付近に生成されるデブリから、集光器22を守るものである。なお、デブリには、一般に、ウエーハWや保護膜Pを構成する材料からなる微細な粉塵や、特に保護膜Pを構成する材料が気化した気化デブリが含まれる。本実施形態では、保護手段30は、特に、気化デブリから集光器22を守り、集光器22や後述の透明部材33に気化デブリが凝縮、凝固するなどして付着することを抑制するものである。
As shown in FIG. 2, the protection means 30 is disposed below the
保護手段30は、図3、図4及び図5に示すように、レーザー光線照射手段20の集光器22にブラケット(図3に示す)31により取り付けられるチャンバー32と、チャンバー32に取り付けられた透明部材33と、チャンバー32内を陽圧に保つ保護ブロー機構34とを備えている。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the protection means 30 includes a
チャンバー32は、レーザー光線Lが通過する開口32a,32bを上下に備えている。また、チャンバー32は、下方の開口32bに向かって漸次縮径する漏斗状の円錐形状の縮径部32cを有している。即ち、チャンバー32の縮径部32cの内側の空間は、漏斗状の円錐形状に形成されている。チャンバー32の下方の開口32bは、レーザー光線Lの通過を許容する面積を有している。なお、本実施形態では、下方の開口32bの直径は、4mmである。本実施形態では、チャンバー32は、平板状の積層板35が複数枚積層され、かつ最下方の積層板35(以下、符号35aで示す)にノズル部材36が取り付けられて構成されている。また、本実施形態では、チャンバー32は、複数の積層板35とノズル部材36とにより極力気密性が高められている。
The
透明部材33は、チャンバー32の上方の開口32aに配設されてかつレーザー光線Lが透過可能なものである。透明部材33は、レーザー光線Lの通過を許容する面積を有している。透明部材33は、レーザー光線Lが透過可能な材料で構成され、かつ、平板状に形成されているとともに、チャンバー32の上方の開口32aを塞いでいる。
The
保護ブロー機構34は、チャンバー32を通過するレーザー光線Lの周囲に、集光器22側から加工点K側へ流れる気体を噴出して、チャンバー32内を陽圧に保ち、下方の開口32bからデブリを含んだ雰囲気が流入するものを防ぐものである。保護ブロー機構34は、図3、図4及び図5に示すように、複数の噴出口37と、供給路38(図3に示す)と、図示しない気体供給源などを備えている。
The
複数の噴出口37は、透明部材33の周囲に片寄り無く均等(周方向に等間隔)に配設されている。噴出口37は、透明部材33の下方周囲に配設されている。複数の噴出口37は、一端がチャンバー32の内面に開口し、かつ他端がチャンバー32内に設けられた連通空間39に開口している。また、噴出口37から噴出する気体が、透明部材33に当たらない程度に、水平よりわずかに下方向きにチャンバー32内を通過するレーザー光線Lに向かって噴出される。即ち、噴出口37は、チャンバー32の内面に開口した一端が透明部材33の下方に配設され、他端から一端に向かうにしたがって水平よりわずかに下方向きに延びている。本実施形態では、噴出口37は、八つ設けられている。
The plurality of
供給路38は、連通空間39を介して、複数の噴出口37に接続している。気体供給源は、供給路38を介して、複数の噴出口37に接続しており、加圧された気体を複数の噴出口37に供給するものである。
The
デブリ排出手段40は、保護手段30のチャンバー32の下方に配設され、デブリを吸引して排出するものである。デブリ排出手段40は、図3、図4及び図5に示すように、チャンバー32に一体に設けられた隔壁41(図4及び図5に示す)と、エアカーテンブロー噴出機構42と、吸引機構43とを備えている。
The debris discharge means 40 is disposed below the
隔壁41は、加工点Kで生成されるデブリの飛散範囲(図4及び図5中に点線で示す)の周囲を取り囲むものである。隔壁41は、チャンバー32を構成する最下方の積層板35aとノズル部材36とに設けられている。隔壁41は、チャンバー32の下方の開口32bの周囲を取り囲む。
The
エアカーテンブロー噴出機構42は、加工溝Sが形成される方向(レーザー加工時に、レーザー光線LがウエーハWの表面WS上を相対的に移動する方向である矢印X1の前方)からウエーハWの表面WSと平行に噴出される気体で、チャンバー32の下方の開口32bを覆い、チャンバー32へのデブリの侵入を遮断するものである。エアカーテンブロー噴出機構42は、ノズル部材36に設けられたブロー用噴出口44と、供給路45と、ブロー用噴出口44に気体を供給する図示しない気体供給源とを備えている。ブロー用噴出口44は、ノズル部材36に設けられた隔壁41の内面(内側)でかつチャンバー32の下方の開口32bの近傍に開口している。ブロー用噴出口44は、ウエーハWの表面WSと平行に延びている。気体供給源は、チャンバー32内に設けられた供給路45を介して、ブロー用噴出口44に接続しており、加圧された気体をブロー用噴出口44に供給するものである。
The air curtain
吸引機構43は、エアカーテンブロー噴出機構42で噴出された気体の下流側に設けられ、かつ気体を吸引しつつ、加工点K付近で生成されるデブリも吸引するものである。吸引機構43は、図4及び図5に示すように、隔壁41に開口した吸引口46と、吸引口46と連通した吸引路47と、図示しない吸引源とを備えている。吸引口46は、チャンバー32を構成する最下方の積層板35aに設けられた隔壁41の内面(内側)に開口して、保護手段30のチャンバー32の下方に配設されている。本実施形態では、吸引口46は、ブロー用噴出口44と相対している。吸引路47は、チャンバー32を構成する最下方の積層板35aに配設され、吸引口46から斜め上方に延出して吸引源と連通している。吸引源は、吸引路47を介して、吸引口46に接続して、吸引路47を介して、吸引口46から気体を吸引する。即ち、吸引路47は、吸引源により吸引されることで、エアカーテンブロー噴出機構42で噴出された気体の下流側に設けられ、かつ気体を吸引しつつ、加工点K付近で生成されるデブリも吸引する。
The
ここで、被加工物としてのウエーハWは、レーザー加工装置1によりレーザー加工される被加工物であり、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハWは、図1に示すように、表面WSに形成された複数のデバイスが複数のストリートによって格子状に区画されている。ウエーハWは、図1に示すように、デバイスが複数形成されている表面WSの反対側の裏面が粘着テープTに貼着され、ウエーハWに貼着された粘着テープTに環状フレームFが貼着されることで、環状フレームFに固定される。また、ウエーハWの表面WSには、層間絶縁膜材料としてLow−k材料(主に、ポーラス材料)で構成された図示しない所謂Low−k膜が形成されている。
Here, the wafer W as a workpiece is a workpiece to be laser-processed by the
制御手段90は、レーザー加工装置1を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段90は、ウエーハWに対する加工動作をレーザー加工装置1に行わせるものである。また、制御手段90は、ウエーハWに対する加工動作をレーザー加工装置1に行わせる際、即ち、レーザー光線照射手段20からウエーハWの表面WSにレーザー光線Lを照射する際に、保護手段30の保護ブロー機構34の気体供給源に噴出口37から気体を噴出させ、デブリ排出手段40のエアカーテンブロー噴出機構42の気体供給源にブロー用噴出口44から気体を噴出させつつ、吸引機構43の吸引源に吸引口46から気体を吸引させるものでもある。なお、制御手段90は、例えばCPU等で構成された演算処理装置やROM、RAM等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する表示手段83や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。
The control means 90 controls each of the above-described components constituting the
次に、実施形態に係るレーザー加工装置1を用いたウエーハWのレーザー加工方法につて説明する。まず、デバイスが形成された表面WSの裏面に粘着テープTを貼着し、さらに、粘着テープTに環状フレームFを貼着する。そして、環状フレームFに粘着テープTを介して貼着されたウエーハWをカセットエレベータ50内に収容する。
Next, a laser processing method for the wafer W using the
そして、オペレータが加工内容情報を制御手段90に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、レーザー加工装置1が加工動作を開始する。加工動作において、制御手段90が、図6中のステップST1において、レーザー加工前のウエーハWを搬出入手段61によりカセットエレベータ50から仮置き手段60まで搬出し、仮置き手段60の一対のレール62上に載置した後、第1の搬送手段81により保護膜形成兼洗浄手段70のスピンナテーブル71まで搬送し、スピンナテーブル71に保持させる。そして、制御手段90が、スピンナテーブル71を降下した後、スピンナテーブル71を中心軸線回りに回転させながら、塗布ノズルから液状樹脂をスピンナテーブル71上のウエーハWに噴出させる。すると、遠心力により液状樹脂がスピンナテーブル71に保持されたウエーハWの外周に移動する。所定時間経過後に、スピンナテーブル71を停止し、塗布ノズルからの液状樹脂の塗布を停止する。ウエーハWの表面WSに塗付された液状樹脂が硬化することで、ウエーハWの表面WSは、液状樹脂で構成された保護膜Pを被覆される。このように、ステップST1は、ウエーハWの表面WSに液状樹脂を塗布して保護膜Pを形成する保護膜被覆ステップをなしている。保護膜Pの被覆が終了すると、制御手段90が、スピンナテーブル71を上昇させ、第2の搬送手段82にスピンナテーブル71から保護膜Pが被覆されたウエーハWをチャックテーブル10まで搬送させ、チャックテーブル10に保持させて、ステップST2に進む。
Then, when the operator registers the processing content information in the control means 90 and the operator gives an instruction to start the processing operation, the
次に、制御手段90は、X軸移動手段及びY軸移動手段によりチャックテーブル10を移動して、撮像手段の下方にチャックテーブル10に保持されたウエーハWを位置付け、撮像手段に撮像させる。撮像手段は、撮像した画像の情報を制御手段90に出力する。そして、制御手段90が、チャックテーブル10に保持されたウエーハWのストリートと、レーザー光線Lを照射するレーザー光線照射手段20の集光器22との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射手段20のアライメントを遂行して、ステップST3に進む。
Next, the
次に、制御手段90は、ステップST3で検出したアライメント情報などに基づいて、X軸移動手段及びY軸移動手段によりチャックテーブル10を移動させ、基台駆動源によりチャックテーブル10を中心軸線回りに回転させ、Z軸移動手段によりレーザー光線照射手段20を移動させて、所定のストリートの一端を集光器22の直下に位置付ける。そして、制御手段90は、レーザー光線照射手段20の集光器22からレーザー光線Lを照射しつつ、ウエーハWを保持したチャックテーブル10を、X軸移動手段によりレーザー光線照射手段20に対して所定のストリートに沿って、所定の加工速度で移動させる。こうして、制御手段90は、ウエーハWの表面WS上を矢印X1(図4及び図5に示す)方向に、レーザー光線Lを相対的に移動させる。
Next, the
すると、レーザー光線Lが照射された所定のストリートには、ウエーハW及び保護膜Pの一部が昇華して、図4及び図5に示すように、加工溝Sが形成される。所定のストリートの他端が集光器22の直下に達したら、レーザー光線照射手段20からのレーザー光線Lの照射を停止するとともに、X軸移動手段によるチャックテーブル10の移動を停止する。制御手段90は、前述したように、順にストリートにレーザー光線Lを照射して、これらのストリートに加工溝Sを形成して、ウエーハWの全てのストリートに加工溝Sを形成する。このように、ステップST3は、ステップST2を実施後、ウエーハWのストリートに沿って保護膜P側からレーザー光線LをウエーハWの表面WSに照射し、ウエーハWに加工溝Sを形成する加工溝形成ステップをなしている。
Then, on the predetermined street irradiated with the laser beam L, the wafer W and a part of the protective film P are sublimated, and a processed groove S is formed as shown in FIGS. When the other end of the predetermined street reaches directly under the
また、加工溝形成ステップとしてのステップST3では、所定のストリートにレーザー光線Lを照射して加工溝Sを形成しつつ、保護手段30の保護ブロー機構34の気体供給源に噴出口37から気体を噴出させる。このために、チャンバー32内が外気よりも圧力の高い陽圧に保たれる。また、噴出口37が、チャンバー32の内面に向かうにしたがって水平よりわずかに下方向きに延び、複数の噴出口37が透明部材33の周囲に片寄り無く均等に配設されているので、チャンバー32内の気体が透明部材33の周囲に片寄り無く均等に下方の開口32bに向かって下向きに流れる。即ち、保護手段30のチャンバー32内に下方の開口32bに向かいかつ透明部材33の周囲に片寄りの無い所謂ダウンフローが生じる。さらに、チャンバー32の縮径部32cが下方の開口32bに向かって漸次縮径する漏斗状に形成されているので、チャンバー32の下方に向かうにしたがって前述したダウンフローの流速が速くなる。したがって、下方の開口32bからチャンバー32内にレーザー加工によって加工点K付近で生成されるデブリを含んだ雰囲気が流入することを防ぐこととなる。
Further, in step ST3 as a processing groove forming step, a gas is ejected from the
また、加工溝形成ステップとしてのステップST3では、保護手段30の保護ブロー機構34の気体供給源に噴出口37から気体を噴出させつつ、デブリ排出手段40のエアカーテンブロー噴出機構42の気体供給源にブロー用噴出口44から気体を噴出させるとともに、吸引機構43の吸引源に吸引口46から気体を吸引させる。このように、デブリ排出手段40のエアカーテンブロー噴出機構42の気体供給源にブロー用噴出口44から気体を噴出させるので、ブロー用噴出口44から噴出される気体により、チャンバー32の下方の開口32bが塞がれるとともに、加工点Kで生成されたデブリを含んだ雰囲気が吸引口46を通して吸引源に吸引されることとなる。また、加工溝形成ステップとしてのステップST3では、ブロー用噴出口44が、吸引口46よりも、レーザー加工時にレーザー光線LがウエーハWの表面WS上を相対的に移動する方向である矢印X1の前方に設けられているので、下方の開口32bがブロー用噴出口44から噴出される気体により確実に塞がれることとなって、下方の開口32bからチャンバー32内にレーザー加工によって加工点K付近で生成されるデブリを含んだ雰囲気が流入することを確実に防ぐこととなる。
Further, in step ST3 as a processing groove forming step, a gas supply source of the air curtain
全てのストリートに加工溝Sが形成されると、制御手段90は、X軸駆動手段によりチャックテーブル10を保護膜形成兼洗浄手段70の近傍まで移動させ、第2の搬送手段82にチャックテーブル10上のレーザー加工が施されたウエーハWを保護膜形成兼洗浄手段70のスピンナテーブル71上に載置させ、スピンナテーブル71に保持させる。そして、制御手段90は、スピンナテーブル71を降下させた後、スピンナテーブル71を中心軸線回りに回転させながら、洗浄ノズルから洗浄液をスピンナテーブル71上のウエーハWに噴出させる。すると、保護膜Pが水溶性樹脂で構成されているので、洗浄液及び遠心力により、保護膜Pがレーザー加工の際に付着したデブリとともにウエーハWの表面WSから除去される(洗い流される)。保護膜Pの除去が終了すると、制御手段90は、スピンナテーブル71の中心軸線回りの回転及び洗浄ノズルからの洗浄液の供給を停止した後、スピンナテーブル71を上昇させて、第1の搬送手段81により仮置き手段60まで搬送する。制御手段90は、レーザー加工などが施されたウエーハWを搬出入手段61により仮置き手段60からカセットエレベータ50内に搬入する。
When the processing grooves S are formed in all the streets, the
以上のように、本実施形態に係るレーザー加工装置1によれば、漏斗状のチャンバー32と保護ブロー機構34によって、チャンバー32内を陽圧に保ちつつチャンバー32内にダウンフローを生じさせることによって、下方の開口32bからのデブリを含んだ雰囲気がチャンバー32内に流入するのを防ぐことができる。このために、集光器22がデブリの付着から守られると共に、雰囲気中のデブリの付着による透明部材33の曇りの発生を抑えることができる。したがって、レーザー加工の際に生じる特に気化したデブリが集光器22や透明部材33などの光学部品に付着することを抑制できるとともに、加工点Kに届くレーザー光線Lの量が減少してしまう事による加工結果の悪化も防ぐことができる。
As described above, according to the
また、本実施形態のレーザー加工装置1によれば、噴出口37が、チャンバー32の内面に向かうにしたがって水平よりわずかに下方向きに延び、複数の噴出口37が透明部材33の周囲に片寄り無く均等に配設されているので、チャンバー32内の気体が下方の開口32bに向かって確実に下向きに流れる。したがって、下方の開口32bからのデブリを含んだ雰囲気がチャンバー32内に流入するのを防ぐことができ、雰囲気中のデブリが透明部材33や集光器22に付着することを抑制することができる。
Further, according to the
前述した実施形態では、保護膜Pを一旦被覆した後、レーザー加工を施しているが、本発明は、これに限定されることなく、必ずしも保護膜Pを一旦被覆しなくても良い。また、前述した実施形態では、ウエーハWの表面WSに噴射されたPVA、PEGやPEO等の水溶性樹脂を含んだ液状樹脂を硬化させることで、保護膜Pを形成している。しかしながら、本発明では、かならずしも、液状樹脂を完全に硬化(乾燥)させないままの保護膜Pにアブレーション加工を施しても良い。この場合、完全に乾燥していない保護膜Pが、大量のデブリとなってしまうが、本発明では、前述した保護手段30を備えるので、透明部材33を曇らせたりすることを防止できる。また、本発明では、X軸移動手段、Y軸異動手段及びZ軸移動手段の構成を適宜変更しても良い。
In the above-described embodiment, the protective film P is once coated and then laser processing is performed. However, the present invention is not limited to this, and the protective film P may not necessarily be once coated. In the above-described embodiment, the protective film P is formed by curing a liquid resin containing a water-soluble resin such as PVA, PEG, or PEO injected onto the surface WS of the wafer W. However, in the present invention, ablation may be applied to the protective film P without completely curing (drying) the liquid resin. In this case, the protective film P that is not completely dried becomes a large amount of debris. However, in the present invention, since the protective means 30 described above is provided, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 レーザー加工装置
10 チャックテーブル(保持手段)
20 レーザー光線照射手段(加工手段)
22 集光器
30 保護手段
32 チャンバー
32a,32b 開口
32c 縮径部
33 透明部材
34 保護ブロー機構
37 噴出口
40 デブリ排出手段
K 加工点
L レーザー光線
S 加工溝
W ウエーハ(被加工物)
WS 表面
1
20 Laser beam irradiation means (processing means)
DESCRIPTION OF
WS surface
Claims (2)
該保護手段は、該レーザー光線が通過する開口を上下に備えたチャンバーと、該チャンバーの上方の開口に配設され該レーザー光線が透過可能な透明部材と、該チャンバーを通過するレーザー光線の周囲に該集光器側から該加工点側へ流れる気体を噴出して該チャンバー内を陽圧に保ち下方の開口から該デブリを含んだ雰囲気が流入するのを防ぐ保護ブロー機構と、を備え、
該チャンバーは、該下方の開口に向かって漸次縮径する漏斗状の円錐形状の縮径部を有し、
該透明部材及び該下方の開口は、該レーザー光線の通過を許容する面積を有し、
該保護ブロー機構は、該透明部材の下方周囲に噴出口を備え、該噴出口から噴出される該気体が該透明部材に当たらない程度に水平よりわずかに下方向きに該レーザー光線に向かって噴出される、レーザー加工装置。 A holding means for holding a workpiece; a processing means including a condenser for irradiating a laser beam on the surface of the workpiece held by the holding means to form a machining groove by ablation; and Protecting means for protecting the condenser from debris generated near the processing point by the laser beam disposed below the vessel and passing through the inside, and debris discharging means for sucking and discharging the debris below the protecting means In a laser processing apparatus equipped with
The protection means includes a chamber having upper and lower openings through which the laser beam passes, a transparent member that is disposed in the upper opening of the chamber and is capable of transmitting the laser beam, and around the laser beam that passes through the chamber. A protective blow mechanism that ejects a gas flowing from the optical device side to the processing point side to keep the inside of the chamber at a positive pressure and prevent an atmosphere including the debris from flowing in from a lower opening;
The chamber has a funnel-like conical diameter-reducing portion that gradually decreases in diameter toward the lower opening,
The transparent member and the lower opening have an area that allows the laser beam to pass through,
The protective blow mechanism has a jet port around the lower side of the transparent member, and is jetted toward the laser beam slightly downward from the horizontal so that the gas jetted from the jet port does not hit the transparent member. Laser processing equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012050801A JP2013184188A (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Laser beam machining apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012050801A JP2013184188A (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Laser beam machining apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013184188A true JP2013184188A (en) | 2013-09-19 |
Family
ID=49386114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012050801A Pending JP2013184188A (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Laser beam machining apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013184188A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11226770A (en) * | 1998-02-12 | 1999-08-24 | Isuzu Motors Ltd | Laser machining head |
JP2002210582A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-30 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | Beam-machining device |
JP2011224931A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Disco Corp | Optical device wafer processing method and laser processing apparatus |
JP2012030272A (en) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Disco Corp | Laser beam machining device |
-
2012
- 2012-03-07 JP JP2012050801A patent/JP2013184188A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11226770A (en) * | 1998-02-12 | 1999-08-24 | Isuzu Motors Ltd | Laser machining head |
JP2002210582A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-30 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | Beam-machining device |
JP2011224931A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Disco Corp | Optical device wafer processing method and laser processing apparatus |
JP2012030272A (en) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Disco Corp | Laser beam machining device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6222903B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP6004675B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2014124648A (en) | Laser machining device | |
JP5881464B2 (en) | Wafer laser processing method | |
JP6516624B2 (en) | Laser processing equipment | |
KR20170057145A (en) | Method for coating a protective film | |
KR20130096650A (en) | Chuck table and wafer laser beam machining method using the same | |
JP6137798B2 (en) | Laser processing apparatus and protective film coating method | |
JP5637769B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP4776431B2 (en) | Protective film coating equipment | |
JP2013184190A (en) | Laser beam machining apparatus | |
JP5478173B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP6305750B2 (en) | Processing machine with static eliminator | |
JP6199582B2 (en) | Protective film forming device | |
JP5706235B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2013184188A (en) | Laser beam machining apparatus | |
JP6173192B2 (en) | Liquid ejector | |
TW202204076A (en) | Laser Processing Apparatus | |
JP5808182B2 (en) | Nozzle cleaner for laser processing equipment | |
JP5887164B2 (en) | Wafer laser processing method | |
JP2008118027A (en) | Protective-film coating device | |
JP6004933B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2015015400A (en) | Processing device | |
KR101724450B1 (en) | Cleaning water supplying unit, and resin coating apparatus and protection film forming system including the cleaning water supplying unit | |
KR101724451B1 (en) | Apparatus for removing fume generated in resin coating apparatus and System for forming protection film including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151215 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160426 |