JP4938339B2 - レーザー加工装置 - Google Patents
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Description
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具備し、
該集光器は、該チャックテーブルに保持された被加工物と対向する集光レンズと、該集光レンズよりレーザー光線照射方向上流側に配設されたシリンドリカルレンズを備えたシリンドリカルレンズユニットと、該集光レンズと該シリンドリカルレンズユニットとの間隔を調整する間隔調整機構と、を具備し、
該シリンドリカルレンズユニットは、円形に形成され該シリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材を嵌合する円形凹部を備えた第1の枠体と、該第1の枠体を保持する第2の枠体と、該レンズ保持部材を該円形凹部の内周面に沿って回動する回動調整手段と、該第1の枠体を該シリンドリカルレンズの集光方向と直交する方向に該第2の枠体に対して移動する移動調整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。
また、上記シリンドリカルレンズは、凹レンズで構成されていおり、加工送り方向に拡散するように配置されている。
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具備し、
該集光器は、該チャックテーブルに保持された被加工物と対向する集光レンズと、該集光レンズよりレーザー光線照射方向上流側に配設された第1のシリンドリカルレンズを備えた第1のシリンドリカルレンズユニットおよび第2のシリンドリカルレンズを備えた第2のシリンドリカルレンズユニットと、該第1のシリンドリカルレンズユニットと該第2のシリンドリカルレンズユニットとの間隔を調整する間隔調整機構と、を具備し、
該第1のシリンドリカルレンズユニットは、円形に形成され該第1のシリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材を嵌合する円形凹部を備えた第1の枠体と、該第1の枠体を保持する第2の枠体と、該レンズ保持部材を該円形凹部の内周面に沿って回動する回動調整手段と、該第1の枠体を該第1のシリンドリカルレンズの集光方向と直交する方向に該第2の枠体に対して移動する移動調整手段とを具備し、
該第2のシリンドリカルレンズユニットは、円形に形成され該第2のシリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材を嵌合する円形凹部を備えた第1の枠体と、該第1の枠体を保持する第2の枠体と、該レンズ保持部材を該円形凹部の内周面に沿って回動する回動調整手段と、該第1の枠体を該第2のシリンドリカルレンズの集光方向と直交する方向に該第2の枠体に対して移動する移動調整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。
第1のシリンドリカルレンズは凸レンズで構成され、該第2のシリンドリカルレンズは凹レンズで構成されている。
また、上記第1のシリンドリカルレンズおよび第2のシリンドリカルレンズは、加工送り方向に集光または拡散するように配置されている。
図5および図6に示すシリンドリカルレンズユニット9は、シリンドリカルレンズ91と、該シリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材92と、該レンズ保持部材92を保持する第1の枠体93と、該第1の枠体93を保持する第2の枠体94とからなっている。
図8に示す間隔調整機構10は、支持基板11と、該支持基板11の下端に設けられた集光レンズ支持板12と、該支持基板11の前面に沿って上下方向に移動可能に配設された支持テーブル13とを具備している。
上述したレーザー光線照射手段52によって照射されるレーザー光線の集光スポット形状について、図10および図11を参照して説明する。
先ず、図10の(a)および10の(b)に示すようにシリンドリカルレンズ91と集光レンズ8の間隔(d1)をシリンドリカルレンズ91の焦点距離(f2)と同一の40mmに設定した場合について説明する。この場合、レーザー光線Lは、シリンドリカルレンズ91によってY方向は集光されず、集光レンズ8のみによってY方向に集光される。即ち、図10の(a)に示すようにシリンドリカルレンズ91を通過したレーザー光線Lは、集光レンズ8の焦点距離(f1)である40mm下方の集光点P1で集光される。
この場合もレーザー光線Lは、シリンドリカルレンズ91によってY方向は集光されず、集光レンズ8のみによってY方向に集光される。即ち、図12の(a)に示すようにシリンドリカルレンズ91を通過したレーザー光線Lは、集光レンズ8の焦点距離(f1)である40mm下方の集光点(P1)で集光される。
先ず、図1に示すレーザー加工装置のチャックテーブル36上に被加工物としての半導体ウエーハWを載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハWはチャックテーブル36上に吸引保持される。なお、半導体ウエーハWは、表面に格子状のストリートが形成され、格子状のストリートによって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイスが形成されている。半導体ウエーハW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17の直下に位置付けられる。チャックテーブル36が撮像手段17の直下に位置付けられると、撮像手段17および図示しない制御手段によって半導体ウエーハWのレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段17および図示しない制御手段は、半導体ウエーハWの所定方向に形成されているストリートに沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52の集光器7との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハWに形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリートに対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
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 :50kHz
平均出力 :4W
集光スポット :楕円形 長軸(D1)200μm、短軸(D2)10μm
加工送り速度 :150mm/秒
第2の実施形態における集光器7は、図14に示すように集光レンズ8よりレーザー光線照射方向上流側、即ち集光レンズ8と方向変換ミラー61との間に第1のシリンドリカルレンズユニット9aと第2のシリンドリカルレンズユニット9bが配設されている。第1のシリンドリカルレンズユニット9aは凸レンズからなる第1のシリンドリカルレンズ91aを備え、第2のシリンドリカルレンズユニット9bは凹レンズからなる第2のシリンドリカルレンズ91bを備えている。
図17に示す間隔調整機構10は、集光レンズ支持板12の両側端には支持基板11の前面に対して直角に延びる位置決めレール122、123が形成されている。この位置決めレール122、123の間隔は、上記第1のシリンドリカルレンズユニット9aを構成する第2の枠体94の幅方向寸法に対応した寸法に設定されている。
このように構成された間隔調整機構10の集光レンズ支持板12の上面に、図17に示すように第1のシリンドリカルレンズユニット9aがセットされる。即ち、第1のシリンドリカルレンズユニット9aの第2の枠体94を集光レンズ支持板12における位置決めレール122、123の間に載置する。なお、集光レンズ支持板12上の所定位置に載置された第1のシリンドリカルレンズユニット9aは、図示しない適宜の固定手段によって集光レンズ支持板12に固定される。このようにして集光レンズ支持板12上に配置された第1のシリンドリカルレンズユニット9aの第1のシリンドリカルレンズ91aは、集光方向が図17においてXで示す加工送り方向にセットされる。
上述したレーザー光線照射手段52によって照射されるレーザー光線の集光スポット形状について、図14、図18および図19を参照して説明する。
図14に示すように第1のシリンドリカルレンズユニット9aの第1のシリンドリカルレンズ91aの焦点距離を(f2)、第2のシリンドリカルレンズユニット9bの第2のシリンドリカルレンズ91bの焦点距離を(f3)、第1のシリンドリカルレンズ91aと第2のシリンドリカルレンズ91bとの間隔を(d)とすると、第1のシリンドリカルレンズ91aと第2のシリンドリカルレンズ91bとからなるシリンドリカルレンズセットとしての焦点距離を(f)は、f=(f2×f3)/(f2+f3−d)となる。
3:チャックテーブル機構
31:案内レール
36:チャックテーブル
37:加工送り手段
38:第1の割り出し送り手段
4:レーザー光線照射ユニット支持機構
41:案内レール
42:可動支持基台
43:第2の割り出し送り手段
5:レーザー光線照射ユニット
51:ユニットホルダ
52:レーザー光線加工手段
6:加工ヘッド
61:方向変換ミラー
7:集光器
8:集光レンズ
9:シリンドリカルレンズユニット
91:シリンドリカルレンズ
9a:第1のシリンドリカルレンズユニット
91a:第1のシリンドリカルレンズ
9b:第2のシリンドリカルレンズユニッ
91b:第2のシリンドリカルレンズ
92:レンズ保持部材
93:第1の枠体
94:第2の枠体
10:間隔調整機構
11:支持基板
12:集光レンズ支持板
13:支持テーブル
16:調整ネジ手段
17:撮像手段
Claims (7)
- 被加工物を保持するためのチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を具備するレーザー加工装置において、
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具備し、
該集光器は、該チャックテーブルに保持された被加工物と対向する集光レンズと、該集光レンズよりレーザー光線照射方向上流側に配設されたシリンドリカルレンズを備えたシリンドリカルレンズユニットと、該集光レンズと該シリンドリカルレンズユニットとの間隔を調整する間隔調整機構と、を具備し、
該シリンドリカルレンズユニットは、円形に形成され該シリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材を嵌合する円形凹部を備えた第1の枠体と、該第1の枠体を保持する第2の枠体と、該レンズ保持部材を該円形凹部の内周面に沿って回動する回動調整手段と、該第1の枠体を該シリンドリカルレンズの集光方向と直交する方向に該第2の枠体に対して移動する移動調整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。 - 該シリンドリカルレンズは、凸レンズで構成されており、加工送り方向に集光するように配置されている、請求項1記載のレーザー加工装置。
- 該シリンドリカルレンズは、凹レンズで構成されており、加工送り方向に拡散するように配置されている、請求項1記載のレーザー加工装置。
- 被加工物を保持するためのチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を具備するレーザー加工装置において、
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具備し、
該集光器は、該チャックテーブルに保持された被加工物と対向する集光レンズと、該集光レンズよりレーザー光線照射方向上流側に配設された第1のシリンドリカルレンズを備えた第1のシリンドリカルレンズユニットおよび第2のシリンドリカルレンズを備えた第2のシリンドリカルレンズユニットと、該第1のシリンドリカルレンズユニットと該第2のシリンドリカルレンズユニットとの間隔を調整する間隔調整機構と、を具備し、
該第1のシリンドリカルレンズユニットは、円形に形成され該第1のシリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材を嵌合する円形凹部を備えた第1の枠体と、該第1の枠体を保持する第2の枠体と、該レンズ保持部材を該円形凹部の内周面に沿って回動する回動調整手段と、該第1の枠体を該第1のシリンドリカルレンズの集光方向と直交する方向に該第2の枠体に対して移動する移動調整手段とを具備し、
該第2のシリンドリカルレンズユニットは、円形に形成され該第2のシリンドリカルレンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材を嵌合する円形凹部を備えた第1の枠体と、該第1の枠体を保持する第2の枠体と、該レンズ保持部材を該円形凹部の内周面に沿って回動する回動調整手段と、該第1の枠体を該第2のシリンドリカルレンズの集光方向と直交する方向に該第2の枠体に対して移動する移動調整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のシリンドリカルレンズは該集光器側に配設され、該第2のシリンドリカルレンズは該第1のシリンドリカルレンズよりレーザー光線照射方向上流側に配設されており、該間隔調整機構は該第2のシリンドリカルレンズを移動して該第1のシリンドリカルレンズとの間隔を調整する、請求項4記載のレーザー加工装置。
- 該第1のシリンドリカルレンズは凸レンズで構成され、該第2のシリンドリカルレンズは凹レンズで構成されている、請求項4又は5記載のレーザー加工装置。
- 該第1のシリンドリカルレンズおよび該第2のシリンドリカルレンズは、加工送り方向に集光または拡散するように配置されている、請求項4乃至6記載のレーザー加工装置。
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