TWI577485B - Laser processing device - Google Patents
Laser processing device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI577485B TWI577485B TW102115586A TW102115586A TWI577485B TW I577485 B TWI577485 B TW I577485B TW 102115586 A TW102115586 A TW 102115586A TW 102115586 A TW102115586 A TW 102115586A TW I577485 B TWI577485 B TW I577485B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- optical path
- laser beam
- laser
- lens
- moving
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 172
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 113
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 30
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 27
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 10
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 31
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 8
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 229910009372 YVO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
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
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
-
- 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
- B23K26/02—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
- B23K26/073—Shaping the laser spot
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
本發明是關於一種照射對半導體晶圓等被加工物具穿透性之雷射光線而於被加工物之內部形成變質層之雷射加工裝置。
在半導體元件製程中，於具有如矽基板、藍寶石基板、碳化矽基板、鉭酸鋰基板、玻璃基板或石英基板般適宜之基板的晶圓表面以形成格子狀之稱為切割道之分割預定線劃分區域，於此所劃分之區域形成IC、LSI等元件。又，藉將晶圓沿著切割道切斷，分割形成有元件之區域來製造諸個半導體晶圓。用以分割晶圓之方法提出利用雷射光線之各種樣式。
分割半導體晶圓等板狀被加工物之方法亦嘗試一種雷射加工方法，該雷射加工方法是使用對該被加工物具穿透性之波長之脈衝雷射光線，將聚光點對準要分割之區域之內部，來照射脈衝雷射光線。使用此雷射加工方法之分割方法是從被加工物之其中一面側將聚光點對準內部，照射對被加工物具穿透性之例如波長為1064nm之脈衝
雷射光線，於被加工物之內部沿著切割道連續形成變質層，藉沿著因形成此變質層而強度降低之分割預定線施加外力，分割被加工物(例如參照專利文獻1)。
然而，為對晶圓施加外力而沿著切割道精確地斷裂，需增大於晶圓之內部沿著切割道形成之變質層之厚度、即晶圓之厚度方向之變質層之比例。由於以上述雷射加工方法形成之變質層之厚度是30μm左右，故為使變質層之厚度增大，需於晶圓之內部積層形成變質層。為於晶圓之內部積層形成變質層，需使脈衝雷射光線之聚光點之位置於晶圓之厚度方向變位，而使脈衝雷射光線與晶圓沿著切割道反覆地相對移動，為形成將晶圓精密地斷裂所需之厚度之變質層，需要長時間。
為解決上述問題，提出有一種可將雷射光線振盪機構振盪之雷射光線之聚光點上下形成而同時形成2層變質層的雷射加工裝置。(例如參照專利文獻2)。
專利文獻1 日本專利公報第3408805號
專利文獻2 日本專利公開公報2006-95529號
在揭示於上述專利文獻2之雷射加工裝置中，可於被加工物之內部同時形成2層變質層，但有光學系統複雜
且控制不易之問題。
本發明是鑑於上述情況而發明者，其主要之技術課題在於提供於被加工物之內部同時形成2層改質層並且控制容易之雷射加工裝置。
為解決上述主要之技術課題，根據本發明，提供一種雷射加工裝置，該雷射加工裝置包含有保持被加工物之夾頭台、將雷射光線照射於保持在該夾頭台之被加工物之雷射光線照射機構，其特徵在於該雷射光線照射機構具有雷射光線振盪機構、將該雷射光線振盪機構所振盪之雷射光線分歧成第1光程及第2光程之分歧機構、配設於該第1光程之第1光程機構、配設於該第2光程之第2光程機構、使通過該第1光程機構之第1雷射光線與通過該第2光程機構之第2雷射光線匯合而引導至第3光程的匯合機構、配設於該第3光程之像差修正透鏡、將通過該像差修正透鏡之該第1雷射光線及該第2雷射光線聚光而生成第1聚光光點及第2聚光光點的聚光透鏡、藉由該匯合機構使該第1光程機構對該像差修正透鏡靠近及背離之第1移動機構、及藉由該匯合機構使該第2光程機構對該像差修正透鏡靠近及背離之第2移動機構；又，藉以該第1移動機構及該第2移動機構使該第1光程機構及該第2光程機構對該像差修正透鏡靠近及背離，可使該第1聚光光點及該第2聚光光點沿著該第3光程移動。
上述第1光程機構及第2光程機構以光纖構成。
又，宜包含有使上述聚光透鏡沿著第3光程移動之聚光光點移動機構。
在本發明之雷射加工裝置中，由於將雷射光線照射於保持在夾頭台之被加工物之雷射光線照射機構具有雷射光線振盪機構、將雷射光線振盪機構所振盪之雷射光線分歧成第1光程及第2光程之分歧機構、配設於第1光程之第1光程機構、配設於第2光程之第2光程機構、使通過第1光程機構之第1雷射光線與通過第2光程機構之第2雷射光線匯合而引導至第3光程的匯合機構、配設於第3光程之像差修正透鏡、將通過像差修正透鏡之該第1雷射光線及該第2雷射光線聚光而生成第1聚光光點及第2聚光光點的聚光透鏡、藉由匯合機構使第1光程機構對像差修正透鏡靠近及背離之第1移動機構、及藉由匯合機構使第2光程機構對像差修正透鏡靠近及背離之第2移動機構，又，藉以第1移動機構及第2移動機構使第1光程機構及第2光程機構對像差修正透鏡靠近及背離，可使第1聚光光點及第2聚光光點沿著第3光程移動，故用以形成2個聚光光點之控制容易，並且使光學系統為簡單之結構。
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧夾頭台設備
4‧‧‧雷射光線照射單元
5‧‧‧雷射光線照射機構
7‧‧‧拍攝機構
20‧‧‧半導體晶圓
20a‧‧‧表面
20b‧‧‧背面
21‧‧‧切割道
22‧‧‧元件
31，311，322，582，592‧‧‧引導軌道
32‧‧‧第1滑動塊
33‧‧‧第2滑動塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧蓋台
36‧‧‧夾頭台
37‧‧‧加工進給機構
38‧‧‧分度進給機構
41‧‧‧支撐構件
42‧‧‧殼體
50a‧‧‧第1光程
50b‧‧‧第2光程
50c‧‧‧第3光程
51‧‧‧脈衝雷射光線振盪機構
52‧‧‧分歧機構
53‧‧‧第1光程機構
54‧‧‧第2光程機構
55‧‧‧匯合機構
56‧‧‧像差修正透鏡
57‧‧‧聚光透鏡
58‧‧‧第1移動機構
59‧‧‧第2移動機構
60‧‧‧致動器
101‧‧‧中央處理裝置
102‧‧‧唯讀記憶體
103‧‧‧隨機存取記憶體
104‧‧‧輸入介面
105‧‧‧輸出介面
210‧‧‧改質層
331‧‧‧被引導溝
361‧‧‧吸附夾頭
362‧‧‧夾
371，381‧‧‧陽螺桿
372，382，586，596‧‧‧脈衝馬達
373，587，597‧‧‧軸承塊
511‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
512‧‧‧重複頻率設定機構
531，541‧‧‧發光端
570‧‧‧聚光器
581，591‧‧‧基台
583，593‧‧‧光纖支撐構件
584，594‧‧‧移動塊
584a，594a‧‧‧陰螺紋孔
585，595‧‧‧陽螺桿
LB‧‧‧脈衝雷射光線
LB1‧‧‧第1脈衝雷射光線
LB2‧‧‧第2脈衝雷射光線
F‧‧‧環狀框架
f‧‧‧焦點位置
T‧‧‧保護帶
X，X1‧‧‧箭號
圖1是根據本發明構成之雷射加工裝置之立體圖。
圖2是裝備於圖1所示之雷射加工裝置之雷射光線照射機構的結構方塊圖。
圖3是以圖2所示之雷射光線照射機構形成之雷射光線之聚光光點的說明圖。
圖4是裝備於圖1所示之雷射加工裝置之控制機構的結構方塊圖。
圖5是作為被加工物之半導體晶圓之立體圖。
圖6是顯示將圖5所示之半導體晶圓貼附於裝設在環狀框架之保護帶之表面之狀態的立體圖。
圖7(a)、圖7(b)是以圖1所示之雷射加工裝置對圖5所示之半導體晶圓實施之改質層形成步驟的說明圖。
以下，就根據本發明構成之雷射加工裝置之較佳之實施形態，參照附加圖式，進一步詳細地說明。
於圖1顯示根據本發明構成之雷射加工裝置之立體圖。圖1所示之雷射加工裝置包含有靜止基台2、以可於以箭號X顯示之加工進給方向(X軸方向)移動之狀態配設於該靜止基台2的夾頭台設備3、配設於靜止基台2上之作為雷射光線照射機構之雷射光線照射單元4。
上述夾頭台設備3具有沿著X軸方向平行地配設於靜止基台2上之一對引導軌道31、31、可於X軸方向移動地配設於該引導軌道31、31上之第1滑動塊32、可於Y軸方向移動地配設於該第1滑動塊32上之第2滑動塊33、以圓筒構件34支撐於該第2滑動塊33上之蓋台35、作為被加工物保持機構之夾頭台36。此夾頭台36具有由多孔性材料形成之
吸附夾頭361，而可以圖中未示之吸引機構將為被加工物之例如圓形形狀半導體晶圓保持於為吸附夾頭361之上面之保持面上。以配設於圓筒構件34內之圖中未示之脈衝馬達使如此構成之夾頭台36旋轉。此外，於夾頭台36配設有用以固定藉由保護帶支撐半導體晶圓等被加工物之環狀框架之夾362。
上述第1滑動塊32是於其下面設有一對與上述一對引導軌道31、31嵌合之一對被引導溝321、321，並且於其上面設有沿著Y軸方向平行地形成之一對引導軌道322、322。如此構成之第1滑動塊32藉被引導溝321、321嵌合於一對引導軌道31、31，構造成可沿著一對引導軌道31、31於X軸方向移動。圖中所示之實施形態之夾頭台設備3具有用以使第1滑動塊32沿著一對引導軌道31、31於X軸方向移動之加工進給機構37。加工進給機構37具有平行地配設於上述一對引導軌道31與31間之陽螺桿371、用以旋轉驅動該陽螺桿371之脈衝馬達372等驅動源。陽螺桿371其一端旋轉自如地支撐於固定在上述靜止基台2之軸承塊373，其另一端傳動連結於上述脈衝馬達372之輸出軸。此外，陽螺桿371螺合於形成在突出設於第1滑動塊32之中央部下面之圖中未示的貫穿陰螺紋孔。因而，藉以脈衝馬達372將陽螺桿371正轉及反轉驅動，可使第1滑動塊32沿著引導軌道31、31於X軸方向移動。
上述第2滑動塊33於其下面設有與設在上述第1滑動塊32之上面之一對引導軌道322、322嵌合之一對被引
導溝331、331，藉將此被引導溝331、331嵌合於一對引導軌道322、322，構造成可於Y軸方向移動。圖中所示之實施形態之夾頭台設備3具有用以使第2滑動塊33沿著設於第1滑動塊32之一對引導軌道322、322於Y軸方向移動之分度進給機構38。分度進給機構38具有平行地配設於上述一對引導軌道322與322之間之陽螺桿381、用以將該陽螺桿381旋轉驅動之脈衝馬達382等驅動源。陽螺桿381其一端旋轉自如地支撐於固定在上述第1滑動塊32之上面之軸承塊383，其另一端傳動連結於上述脈衝馬達382之輸出軸。此外，陽螺桿381螺合於形成在突出設於第2滑動塊33之中央部下面之圖中未示之陰螺紋塊的貫穿陰螺紋孔。因而，藉以脈衝馬達382將陽螺桿381正轉及反轉驅動，可使第2滑動塊33沿著引導軌道322、322於Y軸方向移動。
上述雷射光線照射單元4具有配設於上述靜止基台2上之支撐構件41、以該支撐構件41支撐而實質上水平地延伸而出之殼體42、配設於該殼體42之雷射光線照射機構5、檢測要雷射加工之加工區域之拍攝機構7。如圖2所示，雷射光線照射機構5具有脈衝雷射光線振盪機構51、將該脈衝雷射光線振盪機構51所振盪之脈衝雷射光線分歧成第1光程50a與第2光程50b之分歧機構52、配設於該第1光程50a之第1光程機構53、配設於第2光程50b之第2光程機構54、使通過第1光程機構53之第1脈衝雷射光線與通過第2光程機構54之第2脈衝雷射光線匯合而引導至第3光程50c之匯合機構55、配設於第3光程50c以修正像差之像差修正透鏡
56、具有將通過該像差修正透鏡56之第1脈衝雷射光線及第2脈衝雷射光線聚光而生成第1聚光光點及第2聚光光點之聚光透鏡57的聚光器570、藉由匯合機構55而使第1光程機構53對像差接近及靠近的第1移動機構58、藉由匯合機構55使第2光程機構54對像差修正透鏡56接近及靠近之第2移動機構59。
脈衝雷射光線振盪機構51由由YAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器構成之脈衝雷射光線振盪器511、附設於此之重複頻率設定機構512構成，在圖中所示之實施形態中，將波長1064nm之脈衝雷射光線LB振盪。上述分歧機構52將從脈衝雷射光線振盪機構51振盪之脈衝雷射光線LB分歧成第1光程50a及第2光程50b。配設於第1光程50a之第1光程機構53由光纖構成，將以分歧機構52分歧之第1脈衝雷射光線LB1引導至匯合機構55。又，配設於第2光程50b之第2光程機構54亦由光纖構成，將業經以分歧機構52分歧之第2脈衝雷射光線LB2引導至匯合機構55。匯合機構55使以第1光程機構53引導之第1脈衝雷射光線LB1與以第2光程機構54引導之第2脈衝雷射光線LB2匯合而引導至第3光程50c。如此進行而引導至第3光程50c之第1脈衝雷射光線LB1及第2脈衝雷射光線LB2以像差修正透鏡56修正像差且以聚光透鏡57聚光。
上述第1移動機構58由上下方向長之基台581、於該基台581沿著上下方向而設之引導軌道582、沿著該引導軌道582移動而支撐構成上述第1光程機構53之光纖之發光
端部的光纖支撐構件583、連結於該光纖支撐構件583且通過設於基台581之圖中未示之引導溝而配設的移動塊584、於基台581之與引導軌道582相對之側於上下方向配設且與設於移動塊584之陰螺紋孔584a螺合的陽螺桿585、連結於該陽螺桿585之一端之脈衝馬達586、將陽螺桿585之另一端支撐成可旋轉之軸承塊587構成。如此構成之第1移動機構58藉將脈衝馬達586往一方向旋動，而將光纖支撐構件583在圖2中移動至下方，藉將脈衝馬達586往另一方向旋動，而將光纖支撐構件583在圖2中移動至上方。因而，藉將脈衝馬達586往一方向或另一方向旋動，構成支撐於光纖支撐構件583之第1光程機構53之光纖的發光端531藉由匯合機構55對像差修正透鏡56靠近或背離。
上述第2移動機構59與上述第1移動機構58同樣地構成，由左右方向長之基台591、於該基台591沿著左右方向而設之引導軌道592、沿著該引導軌道592移動且支撐構成上述第2光程機構54之光纖之發光端部的光纖支撐構件593、連結於該光纖支撐構件593且通過設於基台591之圖中未示之引導溝而配設的移動塊594、於基台591之與引導軌道592相對之側於左右方向配設且與設於移動塊594之陰螺紋孔594a螺合之陽螺桿595、連結於該陽螺桿595之一端之脈衝馬達596、將陽螺桿595之另一端支撐成可旋轉之軸承塊597構成。如此構成之第2移動機構59藉將脈衝馬達596於一方向旋動，將光纖支撐構件593在圖2中移動至右方，藉將脈衝馬達596往另一方向旋動，而將光纖支撐構件593
在圖2中往左方移動。因而，藉將脈衝馬達596往一方向或另一方向旋動，支撐於光纖支撐構件593之第2光程機構54之光纖之發光端541藉由匯合機構55對像差修正透鏡56靠近或背離。
在此，就構成第1光程機構53之光纖之發光端531及構成第2光程機構54之光纖之發光端541與像差修正透鏡56之位置關係與聚光光點之關係，參照圖3來說明。
如圖3所示，當令像差修正透鏡56之焦點位置為(f)時，以上述第1移動機構58及第2移動機構59使構成第1光程機構53之光纖之發光端531及構成第2光程機構54之光纖之發光端541移動如焦點位置(f)之上游側、下游側、例如以上游側之實線顯示之位置或以2點鏈線顯示之位置般。在構成第1光程機構53之光纖之發光端531及構成第2光程機構54之光纖的發光端541如實線所示定位於靠近像差修正透鏡56之狀態下，從構成第1光程機構53之光纖之發光端531及構成第2光程機構54之光纖之發光端541發光的雷射光線如實線所示，即使通過像差修正透鏡56，亦形成為較平行光擴大之狀態。另一方面，在構成第1光程機構53之光纖之發光端531及構成第2光程機構54之光纖之發光端541如2點鏈線所示定位於背離像差修正透鏡56之位置之狀態下，從構成第1光程機構53之光纖之發光端531及構成第2光程機構54之光纖之發光端541發光的雷射光線如2點鏈線所示，藉通過像差修正透鏡56，形成為靠***行光之狀態。結果，當以聚光透鏡57聚光時，以實線顯示之雷射光線之聚光光點
P1定位於比以2點鏈線所示之雷射光線之聚光光點P2在圖3中還下側。如此，由於藉以第1移動機構58及第2移動機構59使第1光程機構53及第2光程機構54藉由匯合機構55對像差修正透鏡56靠近或背離，可將雷射光線之2個聚光光點上下形成，故其控制容易。
返回圖2，繼續說明，圖中所示之實施形態之雷射光線照射機構5具有作為聚光光點移動機構之致動器60，該聚光光點移動機構是將具有上述聚光透鏡57之聚光器570於對夾頭台36之保持面(上面)垂直之方向(在圖2中為上下方向)移動，沿著第3光程50c，移動聚光光點。致動器60在圖中所示之實施形態中由對應於施加之電壓值而將聚光器570在圖2中於上下方向移動之發聲圈馬達構成。
返回圖1，繼續說明，上述拍攝機構7於殼體42從聚光器570在X軸方向之同一線上隔著預定距離配設。此拍攝機構7除了以可見光線拍攝之一般拍攝器件(CCD)外，還以將紅外線照射於被加工物之紅外線照明機構、捕捉以該紅外線照明機構所照射之紅外線之光學系統、輸出對應於以該光學系統捕捉之紅外線之電信號的拍攝器件(紅外線CCD)等構成，並將所拍攝之圖像信號發送至後述控制機構。
圖中所示之實施形態之雷射加工裝置包含有圖4所示之控制機構10。控制機構10以電腦構成，具有根據控制程式進行運算處理之中央處理裝置(CPU)101、儲存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)102、儲存運算結果等之可讀取
之隨機存取記憶體(RAM)103、輸入介面104及輸出介面105。於控制機構10之輸入介面104輸入來自上述拍攝機構7等之檢測信號。又，可從控制機構10之輸出介面105將控制信號等輸出至上述脈衝馬達372、脈衝馬達382、脈衝雷射光線振盪機構51、脈衝馬達586、脈衝馬達596、由發聲圈馬達構成之致動器60等。
此外，宜構造成裝備用以檢測保持於上述夾頭台36之被加工物之高度位置的高度位置檢測機構，於以該高度位置檢測機構所檢測出之被加工物依據高度位置，控制由上述發聲圈馬達構成之致動器60。高度位置檢測機構可使用記載於日本專利公開公報2009-262219號或日本專利公開公報2009-269074號之技術。
圖1及圖2中所示之雷射加工裝置如以上構成，以下，就其作用作說明。
於圖5顯示作為為被加工物之晶圓之半導體晶圓20的立體圖。圖5所示之半導體晶圓20由例如厚度100μm之矽晶圓構成，於在表面20a以形成格子狀之複數切割道21劃分之複數區域形成有IC、LSI等元件22。如圖6所示，如此形成之半導體晶圓20是將表面20a側貼附於裝設在環狀框架F且由聚烯烴等合成樹脂片構成之保護帶T。因而，半導體晶圓20是背面20b形成為上側。
如圖6所示，藉由保護帶T支撐於環狀框架F之半導體晶圓20是將保護帶T側載置於圖1所示之雷射加工裝置之夾頭台36上。又，藉使圖中未示之吸引機構作動，半導
體晶圓20可藉由保護帶T吸引保持於夾頭台36上。又，環狀框架F以夾362固定。
如上述，吸引保持有半導體晶圓20之夾頭台36以加工進給機構37定位於拍攝機構7之正下方。當將夾頭台36定位於拍攝機構7之正下方時，執行以拍攝機構7及控制機構10檢測半導體晶圓20之要雷射加工之加工區域的校準作業。即，拍攝機構7及控制機構10執行用以進行於半導體晶圓20之預定方向形成之切割道21與沿著切割道21照射雷射光線之雷射光線照射機構5之聚光器570之對位的型樣匹配等圖像處理，完成雷射光線照射位置之校準。又，對形成於與形成於半導體晶圓20之預定方向垂直相交之方向的切割道21，亦同樣地完成雷射光線照射位置之校準。此時，半導體元件20之形成有切割道之表面20a位於下側，由於拍攝機構7如上述具有以紅外線照明機構、捕捉紅外線之光學系統及輸出對應於紅外線之電信號之拍攝器件(紅外線CCD)等構成之拍攝機構，故可從背面20b穿透來拍攝切割道21。
如上述，檢測形成於保持在夾頭台36上之半導體晶圓20之切割道21，當進行雷射光線照射位置之校準後，移動夾頭台36，如圖7(a)所示，將預定切割道21之一端(在圖7(a)為左端)定位於雷射光線照射機構5之聚光器570之正下方。接著，控制機構10控制第1移動機構58之脈衝馬達586，而使從脈衝雷射光線振盪機構51振盪而以分歧機構52分歧成第1光程50a之第1脈衝雷射光線LB1的聚光點在圖
7(a)中，形成為Pa之位置。又，控制機構10控制第2移動機構59之脈衝馬達596，而使從脈衝雷射光線振盪機構51振盪而以分歧機構52分歧成第2光程50b之第2脈衝雷射光線LB2的聚光點在圖7(a)中，形成為Pb之位置。
接著，控制機構10控制雷射光線照射機構5，一面從聚光器570照射加工用脈衝雷射光線之第1脈衝雷射光線LB1及第2脈衝雷射光線LB2，一面使夾頭台36於以箭號X1所示之方向以預定加工進給速度移動(改質層形成步驟)。然後，如圖7(b)所示，當聚光器570之照射位置到達切割道21之另一端(在圖7(b)中為右端)後，停止脈衝雷射光線之第1脈衝雷射光線LB1及第2脈衝雷射光線LB2之照射，同時，停止夾頭台36之移動。在此加工步驟中，如上述裝備有高度位置檢測機構時，檢測出半導體晶圓20之背面20b(上面)之高度位置，依據以高度位置檢測機構所檢測出之半導體晶圓20之背面20b(上面)的高度位置，控制由上述發聲圈馬達構成之致動器60。結果，如圖7(b)所示，於半導體晶圓20之內部將2層改質層210與背面20b(上面)平行地同時形成。
此外，上述改質層形成步驟之加工條件如下設定。
加工用雷射：YVO4脈衝雷射
波長：1064nm
重複頻率：100kHz
平均輸出：1W
聚光點徑：Φ1μm
加工進給速度：100mm/秒
此外，在上述改質層形成步驟中，可藉第1脈衝雷射光線LB1及第2脈衝雷射光LB2分別將改質層210以30μm左右之厚度形成。因而，在圖中所示之實施形態中，於半導體晶圓20之內部自較背面20b(上面)低25μm之位置形成厚度60μm之改質層。
如以上進行，當沿著於半導體晶圓20之預定方向延伸之所有切割道21，執行上述改質層形成步驟後，使夾頭台36旋動90度，沿著對上述預定方向延伸成直角之各分割預定線，執行上述改質層形成步驟。如此進行，當沿著形成於半導體晶圓20之所有切割道21，執行上述改質層形成步驟後，保持有半導體晶圓20之夾頭台36返回最初吸引保持有半導體晶圓20之位置，在此，解除半導體晶圓20之吸引保持。然後，半導體晶圓20以圖中未示之搬送機構，搬送至分割步驟。
5‧‧‧雷射光線照射機構
50a‧‧‧第1光程
50b‧‧‧第2光程
50c‧‧‧第3光程
51‧‧‧脈衝雷射光線振盪機構
52‧‧‧分歧機構
53‧‧‧第1光程機構
54‧‧‧第2光程機構
55‧‧‧匯合機構
56‧‧‧像差修正透鏡
57‧‧‧聚光透鏡
58‧‧‧第1移動機構
59‧‧‧第2移動機構
60‧‧‧致動器
511‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
512‧‧‧重複頻率設定機構
531，541‧‧‧發光端
570‧‧‧聚光器
581，591‧‧‧基台
582，592‧‧‧引導軌道
583，593‧‧‧光纖支撐構件
584，594‧‧‧移動塊
584a，594a‧‧‧陰螺紋孔
585，595‧‧‧陽螺桿
586，596‧‧‧脈衝馬達
587，597‧‧‧軸承塊
LB‧‧‧脈衝雷射光線
LB1‧‧‧第1脈衝雷射光線
LB2‧‧‧第2脈衝雷射光線
Claims (3)
- 一種雷射加工裝置，包含有保持被加工物之夾頭台、將雷射光線照射於保持在該夾頭台之被加工物之雷射光線照射機構，其特徵在於：該雷射光線照射機構具有：雷射光線振盪機構；分歧機構，將該雷射光線振盪機構所振盪之雷射光線分歧成第1光程及第2光程；第1光程機構，配設於該第1光程；第2光程機構，配設於該第2光程；匯合機構，使通過該第1光程機構之第1雷射光線與通過該第2光程機構之第2雷射光線匯合而引導至第3光程；像差修正透鏡，配設於該第3光程；聚光透鏡，將通過該像差修正透鏡之該第1雷射光線及該第2雷射光線聚光而生成第1聚光光點及第2聚光光點；第1移動機構，藉由該匯合機構使該第1光程機構對該像差修正透鏡靠近及背離；及第2移動機構，藉由該匯合機構使該第2光程機構對該像差修正透鏡靠近及背離；又，藉以該第1移動機構及該第2移動機構使該第1光程機構及該第2光程機構對該像差修正透鏡靠近及背 離，可使該第1聚光光點及該第2聚光光點沿著該第3光程移動。
- 如申請專利範圍第1項之雷射加工裝置，其中該第1光程機構及該第2光程機構以光纖構成。
- 如申請專利範圍第1或2項之雷射加工裝置，其包含有使該聚光透鏡沿著該第3光程移動之聚光光點移動機構。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012127865A JP5940896B2 (ja) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | レーザー加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201350240A TW201350240A (zh) | 2013-12-16 |
| TWI577485B true TWI577485B (zh) | 2017-04-11 |
Family
ID=49790057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW102115586A TWI577485B (zh) | 2012-06-05 | 2013-05-01 | Laser processing device |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5940896B2 (zh) |
| KR (1) | KR102226220B1 (zh) |
| CN (1) | CN103464893B (zh) |
| TW (1) | TWI577485B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6151557B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2017-06-21 | 株式会社ディスコ | レーザー加工方法 |
| JP2016111315A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-20 | 株式会社東京精密 | レーザー加工装置及びレーザー加工方法 |
| JP6620976B2 (ja) * | 2015-09-29 | 2019-12-18 | 株式会社東京精密 | レーザー加工装置及びレーザー加工方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004337903A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP2005138143A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザ光線を利用する加工装置 |
| US20060076326A1 (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Disco Corporation | Laser beam processing machine |
| US20060086704A1 (en) * | 2004-10-27 | 2006-04-27 | Disco Corporation | Laser beam processing method and laser beam processing machine |
| TW201221264A (en) * | 2010-11-04 | 2012-06-01 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07303978A (ja) * | 1994-05-13 | 1995-11-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 原子力プラント配管のレーザクラッディング装置 |
| KR100255243B1 (ko) * | 1997-11-19 | 2000-05-01 | 윤종용 | 광기록매체들에 호환가능한 광픽업 |
| JP3408805B2 (ja) | 2000-09-13 | 2003-05-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | 切断起点領域形成方法及び加工対象物切断方法 |
| JP2005028438A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザ光線を利用する加工装置 |
| JP2005313195A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Miyachi Technos Corp | 二波長重畳型レーザ出射ユニット及びレーザ加工装置 |
| JP5266647B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2013-08-21 | 日産自動車株式会社 | レーザ溶接装置およびその調整方法 |
| KR20080093321A (ko) * | 2007-04-16 | 2008-10-21 | 삼성전기주식회사 | 레이저가공 장치 |
| JP5775265B2 (ja) * | 2009-08-03 | 2015-09-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及び半導体装置の製造方法 |
| US8513045B1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-20 | Sunpower Corporation | Laser system with multiple laser pulses for fabrication of solar cells |
-
2012
- 2012-06-05 JP JP2012127865A patent/JP5940896B2/ja active Active
-
2013
- 2013-05-01 TW TW102115586A patent/TWI577485B/zh active
- 2013-05-15 CN CN201310179715.3A patent/CN103464893B/zh active Active
- 2013-06-04 KR KR1020130064108A patent/KR102226220B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004337903A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP2005138143A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザ光線を利用する加工装置 |
| US20060076326A1 (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Disco Corporation | Laser beam processing machine |
| US20060086704A1 (en) * | 2004-10-27 | 2006-04-27 | Disco Corporation | Laser beam processing method and laser beam processing machine |
| TW201221264A (en) * | 2010-11-04 | 2012-06-01 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130136930A (ko) | 2013-12-13 |
| JP5940896B2 (ja) | 2016-06-29 |
| JP2013252526A (ja) | 2013-12-19 |
| KR102226220B1 (ko) | 2021-03-09 |
| CN103464893B (zh) | 2016-06-15 |
| CN103464893A (zh) | 2013-12-25 |
| TW201350240A (zh) | 2013-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI577486B (zh) | Laser processing device | |
| TWI579088B (zh) | Laser processing method | |
| TWI587958B (zh) | Laser processing equipment | |
| TWI581884B (zh) | Method of spot position detection for laser processing device | |
| JP4767711B2 (ja) | ウエーハの分割方法 | |
| TWI413173B (zh) | Laser processing device | |
| JP6360411B2 (ja) | ウエーハの加工方法 | |
| TW201221264A (en) | Laser processing apparatus | |
| TWI575632B (zh) | Perforation method and laser processing device | |
| TWI609732B (zh) | 雷射加工裝置 | |
| TW201630287A (zh) | 雷射加工裝置 | |
| TWI584901B (zh) | Laser processing device | |
| JP6494991B2 (ja) | ウエーハの加工方法 | |
| JP2010123723A (ja) | ウエーハのレーザー加工方法 | |
| TWI802712B (zh) | 雷射加工裝置 | |
| CN107350641A (zh) | 激光加工装置 | |
| TWI610350B (zh) | 改質層形成方法 | |
| TWI577485B (zh) | Laser processing device | |
| KR102535905B1 (ko) | 레이저 가공 장치 | |
| JP6837905B2 (ja) | ウエーハの加工方法 | |
| TWI590900B (zh) | Sapphire substrate processing methods | |
| CN103659003B (zh) | 激光加工装置 | |
| JP6552948B2 (ja) | ウエーハの加工方法、及び加工装置 | |
| JP6625928B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
| JP6649705B2 (ja) | レーザー加工方法 |