JP7547166B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、レーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing device.
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 Wafer surfaces are divided into ICs, LSIs, and other devices along planned dividing lines, and are then divided into individual device chips using a dicing machine or laser processing machine. These chips are then used in electrical devices such as mobile phones and personal computers.
レーザー加工装置は、被加工物を保持するX軸及びY軸で規定される保持面を有する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的にX軸方向及びY軸方向に加工送りする送り手段と、加工領域を撮像する撮像手段と、制御手段と、を少なくとも備え、該レーザー照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光する集光器と、該集光器を該保持面に直交するZ軸方向に移動するZ軸移動手段と、を備えて、ウエーハにレーザー加工を施すことができる。 The laser processing device comprises at least a holding means having a holding surface defined by an X-axis and a Y-axis for holding a workpiece, a laser irradiation means for irradiating a laser beam of an absorbent wavelength to the workpiece held by the holding means to perform ablation processing, a feed means for feeding the holding means and the laser irradiation means relatively in the X-axis and Y-axis directions for processing, an imaging means for imaging the processing area, and a control means. The laser irradiation means comprises an oscillator for emitting a laser beam, a condenser for condensing the laser beam oscillated by the oscillator, and a Z-axis movement means for moving the condenser in the Z-axis direction perpendicular to the holding surface, and can perform laser processing on a wafer.
レーザー加工装置においては、集光器によって集光されるレーザー光線の集光点が、Z軸方向において所望の位置に正確に位置付けられなければならず、また、該集光点の位置は、レーザー加工装置によってレーザー加工が施される時間の経過と共にずれてしまうことから、オペレータの作業によって、定期的又は任意的に集光点の位置の確認を行い、必要に応じて集光点のZ軸方向における基準位置の補正を実施している(例えば特許文献1を参照)。 In a laser processing device, the focal point of the laser beam focused by the focusing device must be accurately positioned at the desired position in the Z-axis direction. In addition, the position of the focal point shifts over time while the laser processing is performed by the laser processing device. Therefore, the position of the focal point is checked periodically or arbitrarily by the operator, and the reference position of the focal point in the Z-axis direction is corrected as necessary (see, for example, Patent Document 1).
上記した特許文献1に記載の技術では、チャックテーブルに検査用のウエーハを保持し、レーザー光線を集光して照射する集光器をZ軸方向に移動させると共に、該チャックテーブルをX軸方向又はY軸方向に移動してレーザー光線を照射して、直線状のレーザー加工溝(加工痕)を形成し、その後、撮像手段によって該レーザー加工溝を撮像して表示手段に表示し、該レーザー加工溝が最も細くなる位置に基づき、集光点位置に対応するZ軸方向の位置を検出している。 In the technology described in the above-mentioned Patent Document 1, a wafer to be inspected is held on a chuck table, a concentrator that focuses and irradiates a laser beam is moved in the Z-axis direction, and the chuck table is moved in the X-axis or Y-axis direction to irradiate the laser beam, forming a linear laser-processed groove (processing mark), and then the laser-processed groove is imaged by an imaging means and displayed on a display means, and the position in the Z-axis direction corresponding to the focal point position is detected based on the position where the laser-processed groove is narrowest.
しかし、上記した検出方法においてレーザー加工溝が最も細くなる位置を判別して、その位置を特定することは容易ではなく、集光器による集光点の位置を特定するのに時間が掛かり、生産性が悪いという問題がある。 However, with the above detection method, it is not easy to determine and pinpoint the position where the laser-processed groove is narrowest, and it takes time to pinpoint the position of the focusing point of the focusing device, resulting in poor productivity.
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、レーザー光線の集光点位置の検出を、時間を掛けずに自動的に実施できる生産性に優れたレーザー加工装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and its main technical objective is to provide a highly productive laser processing device that can automatically detect the focal point position of a laser beam without spending a lot of time.
上記主たる技術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X軸及びY軸で規定される保持面を備えたチャックテーブルを有する保持手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すレーザー照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー照射手段とを相対的にX軸方向及びY軸方向に加工送りする送り手段と、被加工物の加工領域を撮像する撮像手段と、制御手段と、を少なくとも備えたレーザー加工装置であって、該レーザー照射手段は、パルスレーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したパルスレーザー光線を集光する集光器と、該集光器を該チャックテーブルの保持面に直交するZ軸方向に移動するZ軸移動手段とを備え、該制御手段は、該集光器によって位置付けられる集光点のZ軸方向の位置を記憶するZ位置記憶部と、該Z位置記憶部に記憶された該位置を基準とする粗密間隔の検査範囲と精密間隔の検査範囲とを設定する検査範囲設定部と、該撮像手段によって撮像した被加工物の加工領域の画像を該粗密間隔の検査範囲及び該精密間隔の検査範囲に対応して記憶する画像記憶部と、該画像記憶部に記憶された該画像を処理する画像処理部と、を備え、該制御手段は、該チャックテーブルに保持された検査用の被加工物の上面に集光点を位置付けるZ軸方向の該位置を基準として、該検査範囲設定部によって設定された該粗密間隔の検査範囲において該集光器をZ軸方向に間欠的に移動すると共にX軸方向又はY軸方向に該チャックテーブルを間欠的に移動して該間欠的な動作と同期させてパルスレーザー光線を1ショットずつ照射して、被加工物の上面に該1ショットに対応する非連続な複数の第1の加工痕を形成し、該撮像手段で該第1の加工痕を撮像して該画像記憶部に記憶し、該画像処理部によって該画像記憶部に記憶された該第1の加工痕の画像を処理して、該第1の加工痕の中で最も小さい第1の最小加工痕を抽出し、該第1の最小加工痕に対応した該集光点のZ軸方向における第1の最小加工痕Z位置を検出し、さらに、該チャックテーブルに保持された検査用の被加工物の上面に集光点を位置付ける第1の最小加工痕Z位置を基準として、該検査範囲設定部によって設定された該精密間隔の検査範囲において該集光器をZ軸方向に間欠的に移動すると共にX軸方向又はY軸方向に該チャックテーブルを間欠的に移動してパルスレーザー光線を1ショットずつ照射して、被加工物の上面に該1ショットに対応する非連続な複数の第2の加工痕を形成し、該撮像手段で該第2の加工痕を撮像して該画像記憶部に記憶し、該画像処理部によって該画像記憶部に記憶された該第2の加工痕の画像を処理して該第2の加工痕の中で最も小さい第2の最小加工痕を抽出し、該第2の最小加工痕に対応した該集光点のZ軸方向の第2の最小加工痕Z位置を検出し、該第2の最小加工痕Z位置を該Z位置記憶部に記憶するレーザー加工装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, there is provided a laser processing apparatus comprising at least a holding means having a chuck table equipped with a holding surface defined by an X-axis and a Y-axis for holding a workpiece, a laser irradiation means for irradiating a pulsed laser beam having an absorbent wavelength to the workpiece held on the chuck table to perform ablation processing, a feeding means for relatively feeding the chuck table and the laser irradiation means in the X-axis and Y-axis directions for processing, an imaging means for imaging a processing area of the workpiece, and a control means, wherein the laser irradiation means comprises an oscillator for oscillating a pulsed laser beam, a condenser for condensing the pulsed laser beam oscillated by the oscillator, and a condenser for focusing the condenser on the holding surface of the chuck table. and Z-axis moving means for moving in the orthogonal Z-axis direction, and the control means comprises a Z-position memory section which stores the Z-axis position of the focal point positioned by the condenser, an inspection range setting section which sets an inspection range with coarse and fine intervals and an inspection range with fine intervals based on the position stored in the Z-position memory section, an image memory section which stores an image of the processing area of the workpiece imaged by the imaging means corresponding to the inspection range with coarse and fine intervals and the inspection range with fine intervals, and an image processing section which processes the image stored in the image memory section, and the control means moves the condenser in the inspection range with coarse and fine intervals set by the inspection range setting section based on the position in the Z-axis direction at which the focal point is positioned on the top surface of the workpiece for inspection held on the chuck table. a pulsed laser beam is irradiated one shot at a time in synchronization with the intermittent operation to form a plurality of discontinuous first processed marks corresponding to the one shot on the upper surface of the workpiece, the imaging means images the first processed marks and stores them in the image storage unit, the image of the first processed marks stored in the image storage unit is processed by the image processing unit to extract a first minimum processed mark that is the smallest among the first processed marks, and a first minimum processed mark Z position in the Z axis direction of the light focusing point corresponding to the first minimum processed mark is detected, and further, using the first minimum processed mark Z position that positions the light focusing point on the upper surface of the workpiece for inspection held on the chuck table as a reference, a laser processing apparatus which intermittently moves the concentrator in the Z-axis direction and intermittently moves the chuck table in the X-axis or Y-axis direction within the inspection range with precise intervals set by the inspection range setting unit, irradiates a pulsed laser beam one shot at a time, forms a plurality of discontinuous second processing marks corresponding to the one shot on the upper surface of the workpiece, images the second processing marks with the imaging means and stores them in the image storage unit, processes the image of the second processing marks stored in the image storage unit by the image processing unit to extract a second minimum processing mark that is the smallest among the second processing marks, detects a second minimum processing mark Z position in the Z-axis direction of the focusing point corresponding to the second minimum processing mark, and stores the second minimum processing mark Z position in the Z position storage unit.
該粗密間隔の検査範囲とは、粗密間隔がZ軸方向において50μm以上であって、検査範囲が±2.0mm以上であり、該精密間隔の検査範囲とは、精密間隔がZ軸方向において5μm以下であって、検査範囲が±0.2mm以下であることが好ましい。また、上記レーザー加工装置は、表示手段を備え、該表示手段は、該撮像手段が撮像した加工痕の画像を表示すると共に、該加工痕に対応する集光点のZ座標位置を表示することが好ましい。 The inspection range for the coarse/fine spacing is preferably 50 μm or more in the Z-axis direction and an inspection range of ±2.0 mm or more, and the inspection range for the fine spacing is preferably 5 μm or less in the Z-axis direction and an inspection range of ±0.2 mm or less. The laser processing device is also preferably equipped with a display means, which displays an image of the processing mark captured by the imaging means and also displays the Z coordinate position of the focal point corresponding to the processing mark.
本発明のレーザー加工装置のレーザー照射手段は、パルスレーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したパルスレーザー光線を集光する集光器と、該集光器をチャックテーブルの保持面に直交するZ軸方向に移動するZ軸移動手段とを備え、該制御手段は、該集光器によって位置付けられる集光点のZ軸方向の位置を記憶するZ位置記憶部と、該Z位置記憶部に記憶された該位置を基準とする粗密間隔の検査範囲と精密間隔の検査範囲とを設定する検査範囲設定部と、該撮像手段によって撮像した被加工物の加工領域の画像を該粗密間隔の検査範囲及び該精密間隔の検査範囲に対応して記憶する画像記憶部と、該画像記憶部に記憶された該画像を処理する画像処理部と、を備え、該制御手段は、該チャックテーブルに保持された検査用の被加工物の上面に集光点を位置付けるZ軸方向の該位置を基準として、該検査範囲設定部によって設定された該粗密間隔の検査範囲において該集光器をZ軸方向に間欠的に移動すると共にX軸方向又はY軸方向に該チャックテーブルを間欠的に移動して該間欠的な動作と同期させてパルスレーザー光線を1ショットずつ照射して、被加工物の上面に該1ショットに対応する非連続な複数の第1の加工痕を形成し、該撮像手段で該第1の加工痕を撮像して該画像記憶部に記憶し、該画像処理部によって該画像記憶部に記憶された該第1の加工痕の画像を処理して、該第1の加工痕の中で最も小さい第1の最小加工痕を抽出し、該第1の最小加工痕に対応した該集光点のZ軸方向における第1の最小加工痕Z位置を検出し、さらに、該チャックテーブルに保持された検査用の被加工物の上面に集光点を位置付ける第1の最小加工痕Z位置を基準として、該検査範囲設定部によって設定された該精密間隔の検査範囲において該集光器をZ軸方向に間欠的に移動すると共にX軸方向又はY軸方向に該チャックテーブルを間欠的に移動してパルスレーザー光線を1ショットずつ照射して、被加工物の上面に該1ショットに対応する非連続な複数の第2の加工痕を形成し、該撮像手段で該第2の加工痕を撮像して該画像記憶部に記憶し、該画像処理部によって該画像記憶部に記憶された該第2の加工痕の画像を処理して該第2の加工痕の中で最も小さい第2の最小加工痕を抽出し、該第2の最小加工痕に対応した該集光点のZ軸方向の第2の最小加工痕Z位置を検出し、該第2の最小加工痕Z位置を該Z位置記憶部に記憶するようにしたので、自動的に加工痕が最も小さくなる集光点のZ座標位置を求めることができ、生産性が向上する。 The laser irradiation means of the laser processing apparatus of the present invention includes an oscillator that oscillates a pulsed laser beam, a condenser that condenses the pulsed laser beam oscillated by the oscillator, and a Z-axis movement means that moves the condenser in a Z-axis direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, and the control means includes a Z-position memory section that stores the Z-axis position of the focal point positioned by the condenser, an inspection range setting section that sets an inspection range with coarse and fine intervals and an inspection range with fine intervals based on the position stored in the Z-position memory section, and an image of the processing area of the workpiece imaged by the imaging means that corresponds to the inspection range with coarse and fine intervals and the inspection range with fine intervals. and an image processing unit that processes the image stored in the image storage unit, and the control means, based on the position in the Z-axis direction at which a focal point is positioned on the upper surface of the workpiece for inspection held on the chuck table, intermittently moves the condenser in the Z-axis direction within the inspection range with coarse and fine intervals set by the inspection range setting unit, and intermittently moves the chuck table in the X-axis direction or the Y-axis direction to irradiate a pulsed laser beam one shot at a time in synchronization with the intermittent operation , thereby forming a plurality of discontinuous first processed marks corresponding to the one shot on the upper surface of the workpiece, and image the first processed marks by the imaging means. and storing the image in the image storage unit, processing the image of the first machining mark stored in the image storage unit by the image processing unit to extract a first minimum machining mark that is the smallest among the first machining marks, detecting a first minimum machining mark Z position in the Z-axis direction of the light focusing point corresponding to the first minimum machining mark, and further, using the first minimum machining mark Z position that positions the light focusing point on the upper surface of the workpiece for inspection held on the chuck table as a reference, intermittently moving the condenser in the Z-axis direction and intermittently moving the chuck table in the X-axis direction or the Y-axis direction in the inspection range of the precise interval set by the inspection range setting unit to obtain a pulse. a laser beam is irradiated one shot at a time to form a plurality of discontinuous second processing marks corresponding to each shot on the upper surface of the workpiece, the second processing marks are imaged by the imaging means and stored in the image memory unit, the image of the second processing marks stored in the image memory unit is processed by the image processing unit to extract a second minimum processing mark that is the smallest among the second processing marks, a Z position of the second minimum processing mark in the Z axis direction of the focal point corresponding to the second minimum processing mark is detected, and the Z position of the second minimum processing mark is stored in the Z position memory unit, so that the Z coordinate position of the focal point where the processing mark is smallest can be automatically determined, improving productivity.
以下、本発明に基づいて構成されるレーザー加工装置に係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of a laser processing device constructed according to the present invention, with reference to the attached drawings.
図1には、本実施形態のレーザー加工装置1が示されている。レーザー加工装置1は、被加工物を保持する保持手段2と、保持手段2が配設される基台3と、レーザー照射手段6と、保持手段2とレーザー照射手段6とを相対的にX軸方向及びY軸方向に加工送りする送り手段として配設された移動手段30と、撮像手段7と、表示手段9と、後述する制御手段(図2において100で示す)とを備える。 Figure 1 shows a laser processing device 1 of this embodiment. The laser processing device 1 includes a holding means 2 for holding the workpiece, a base 3 on which the holding means 2 is disposed, a laser irradiation means 6, a moving means 30 disposed as a feed means for feeding the holding means 2 and the laser irradiation means 6 relatively in the X-axis and Y-axis directions for processing, an imaging means 7, a display means 9, and a control means (indicated by 100 in Figure 2) described later.
保持手段2は、図中に矢印Xで示すX軸方向において移動自在に基台3に載置される矩形状のX軸方向可動板21と、X軸方向と直交する図中に矢印Yで示すY軸方向において移動自在にX軸方向可動板21に載置される矩形状のY軸方向可動板22と、Y軸方向可動板22の上面に固定された円筒状の支柱23と、支柱23の上端に固定された矩形状のカバー板26とを含む。カバー板26には長穴を通って上方に延び、該X軸と該Y軸で規定される保持面25aを有するチャックテーブル25が配設されており、チャックテーブル25は、図示しない回転駆動手段により回転可能に構成されている。保持面25aは、通気性を有する多孔質材料から形成されて、支柱23の内部を通る流路によって図示しない吸引源に接続されている。なお、図1の左上方には、本実施形態のレーザー加工装置1によってレーザー加工が施される被加工物として用意された検査用ウエーハ10が示されており、検査用ウエーハ10は、表面及び裏面に何も形成されていない、例えばシリコンのウエーハであり、厚さは700μmのものが採用される。検査用ウエーハ10は、粘着テープTを介して、環状のフレームFによって支持されている。 The holding means 2 includes a rectangular X-axis direction movable plate 21 mounted on the base 3 so as to be movable in the X-axis direction indicated by the arrow X in the figure, a rectangular Y-axis direction movable plate 22 mounted on the X-axis direction movable plate 21 so as to be movable in the Y-axis direction indicated by the arrow Y in the figure perpendicular to the X-axis direction, a cylindrical support 23 fixed to the upper surface of the Y-axis direction movable plate 22, and a rectangular cover plate 26 fixed to the upper end of the support 23. A chuck table 25 is disposed on the cover plate 26, which extends upward through a long hole and has a holding surface 25a defined by the X-axis and the Y-axis, and the chuck table 25 is configured to be rotatable by a rotation drive means not shown. The holding surface 25a is formed of a porous material having air permeability and is connected to a suction source not shown by a flow path passing through the inside of the support 23. In addition, in the upper left of Figure 1, an inspection wafer 10 is shown, which is prepared as a workpiece to be laser processed by the laser processing device 1 of this embodiment. The inspection wafer 10 is, for example, a silicon wafer with nothing formed on the front or back surface, and has a thickness of 700 μm. The inspection wafer 10 is supported by an annular frame F via an adhesive tape T.
移動手段30は、基台3上に配設され、保持手段2をX軸方向に加工送りするX軸方向送り手段31と、Y軸方向可動板22をY軸方向に割り出し送りするY軸方向送り手段32と、を備えている。X軸方向送り手段31は、パルスモータ33の回転運動を、ボールねじ34を介して直線運動に変換してX軸方向可動板21に伝達し、基台3上の案内レール3a、3aに沿ってX軸方向可動板21をX軸方向において進退させる。Y軸方向送り手段32は、パルスモータ35の回転運動を、ボールねじ36を介して直線運動に変換してY軸方向可動板22に伝達し、X軸方向可動板21上の案内レール21a、21aに沿ってY軸方向可動板22をY軸方向において進退させる。なお、図示は省略するが、X軸方向送り手段31、Y軸方向送り手段32、及びチャックテーブル25には、位置検出手段が配設されており、チャックテーブル25のX軸座標、Y軸座標、周方向の回転位置が正確に検出されて、その位置情報は、レーザー加工装置1の該制御手段に送られる。そして、その位置情報に基づき該制御手段から指示される指示信号により、X軸方向送り手段31、Y軸方向送り手段32、及び図示しないチャックテーブル25の回転駆動手段が駆動されて、基台3上の所望の位置にチャックテーブル25を位置付けることができる。 The moving means 30 is provided on the base 3 with an X-axis feed means 31 for feeding the holding means 2 in the X-axis direction for processing, and a Y-axis feed means 32 for indexing and feeding the Y-axis movable plate 22 in the Y-axis direction. The X-axis feed means 31 converts the rotational motion of the pulse motor 33 into linear motion via a ball screw 34 and transmits it to the X-axis movable plate 21, and moves the X-axis movable plate 21 forward and backward in the X-axis direction along the guide rails 3a, 3a on the base 3. The Y-axis feed means 32 converts the rotational motion of the pulse motor 35 into linear motion via a ball screw 36 and transmits it to the Y-axis movable plate 22, and moves the Y-axis movable plate 22 forward and backward in the Y-axis direction along the guide rails 21a, 21a on the X-axis movable plate 21. Although not shown, the X-axis feed means 31, the Y-axis feed means 32, and the chuck table 25 are provided with position detection means, which accurately detect the X-axis coordinate, the Y-axis coordinate, and the circumferential rotational position of the chuck table 25, and the position information is sent to the control means of the laser processing device 1. Then, the control means issues an instruction signal based on the position information to drive the X-axis feed means 31, the Y-axis feed means 32, and the rotation drive means of the chuck table 25 (not shown), so that the chuck table 25 can be positioned at the desired position on the base 3.
図1に示すように、保持手段2の側方には、枠体37が立設される。枠体37は、基台3上に配設され該X軸方向及び該Y軸方向に直交するZ軸方向(上下方向)に沿って配設された垂直壁部37a、及び垂直壁部37aの上端部から水平方向に延びる水平壁部37bと、を備えている。枠体37の水平壁部37bの内部には、レーザー照射手段6の光学系が収容されており、該光学系の一部を構成する集光器64が水平壁部37bの先端部下面に配設されている。 As shown in FIG. 1, a frame 37 is erected on the side of the holding means 2. The frame 37 is provided with a vertical wall 37a disposed on the base 3 along the Z-axis direction (up and down direction) perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction, and a horizontal wall 37b extending horizontally from the upper end of the vertical wall 37a. The optical system of the laser irradiation means 6 is housed inside the horizontal wall 37b of the frame 37, and a condenser 64 constituting a part of the optical system is disposed on the underside of the tip of the horizontal wall 37b.
撮像手段7は、主として加工領域を撮像するアライメントに使用されるものであり、水平壁部37bの先端部下面であって、レーザー照射手段6の集光器64とX軸方向に間隔をおいた位置に配設されている。撮像手段7には、可視光線により撮像する通常の撮像素子(CCD)、及び可視光線を照射する照明手段等が含まれる。撮像手段7によって撮像された画像は、該制御手段に送られる。 The imaging means 7 is used primarily for alignment purposes to image the processing area, and is disposed on the underside of the tip of the horizontal wall portion 37b, at a position spaced apart in the X-axis direction from the condenser 64 of the laser irradiation means 6. The imaging means 7 includes a normal imaging element (CCD) that captures images using visible light, and an illumination means that irradiates visible light. The image captured by the imaging means 7 is sent to the control means.
図2を参照しながら、レーザー加工装置1の水平壁部37bに収容されるレーザー照射手段6の光学系について説明する。図2に示すように、レーザー照射手段6は、チャックテーブル25に保持される検査用ウエーハ10に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBを発振する発振器61と、発振器61が発振したパルスレーザー光線LBを所望の出力に調整するアッテネータ62と、アッテネータ62によって出力が調整されたパルスレーザー光線LBの光路方向を任意の方向に変換する反射ミラー63と、反射ミラー63によって光路方向が変更されたパルスレーザー光線LBを集光する集光器64と、を備えている。集光器64には、チャックテーブル25に保持された検査用ウエーハ10に集光点Pを位置付ける集光レンズ641が配設されている。 The optical system of the laser irradiation means 6 housed in the horizontal wall portion 37b of the laser processing device 1 will be described with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, the laser irradiation means 6 includes an oscillator 61 that oscillates a pulsed laser beam LB having a wavelength that is absorbed by the inspection wafer 10 held on the chuck table 25, an attenuator 62 that adjusts the pulsed laser beam LB oscillated by the oscillator 61 to a desired output, a reflecting mirror 63 that changes the optical path direction of the pulsed laser beam LB whose output has been adjusted by the attenuator 62 to an arbitrary direction, and a condenser 64 that condenses the pulsed laser beam LB whose optical path direction has been changed by the reflecting mirror 63. The condenser 64 is provided with a condensing lens 641 that positions the focal point P on the inspection wafer 10 held on the chuck table 25.
レーザー照射手段6は、集光器64をチャックテーブル25の保持面25aに直交するZ軸方向に沿って移動して集光点の位置を調整するZ軸移動手段5と、集光器64により集光されて形成される集光点のZ軸方向の位置を検出するZ位置検出手段8とを備えている。Z軸移動手段5は、図に示す制御手段100の駆動パルスによって駆動されるパルスモータ51と、該パルスモータ51の出力軸に接続されるボールねじ52とを備え、パルスモータ51の正転、逆転によって該ボールねじ52が駆動されて、集光器64がZ軸方向において移動させられる。Z位置検出手段8は、基台3に対して相対的にその位置が固定されたZ軸スケール81と、集光器64に付帯して集光器64と共にZ軸方向に移動してZ軸スケール81のメモリを読み取るZ位置読み取り部82とを備えており、チャックテーブル25の保持面25aを基準として、保持面25aからZ位置読み取り部82までの距離が検出される。Z軸移動手段5と、Z位置検出手段8は、図に示すように制御手段100に接続されている。さらに、制御手段100には、集光器64に対してX軸方向で隣接した位置に配設された撮像手段7及び表示手段9が接続されており、撮像手段7によって撮像された画像は、制御手段100に送られると共に、表示手段9に表示される。 The laser irradiation means 6 includes a Z-axis moving means 5 that moves the condenser 64 along the Z-axis direction perpendicular to the holding surface 25a of the chuck table 25 to adjust the position of the focal point, and a Z-position detection means 8 that detects the Z-axis position of the focal point formed by focusing the light by the condenser 64. The Z-axis moving means 5 includes a pulse motor 51 driven by a drive pulse of the control means 100 shown in the figure, and a ball screw 52 connected to the output shaft of the pulse motor 51. The ball screw 52 is driven by the forward and reverse rotation of the pulse motor 51, and the condenser 64 is moved in the Z-axis direction. The Z-position detection means 8 includes a Z-axis scale 81 whose position is fixed relative to the base 3, and a Z-position reading unit 82 that is attached to the condenser 64 and moves in the Z-axis direction together with the condenser 64 to read the memory of the Z-axis scale 81. The distance from the holding surface 25a to the Z-position reading unit 82 is detected based on the holding surface 25a of the chuck table 25. The Z-axis moving means 5 and the Z-position detecting means 8 are connected to the control means 100 as shown in the figure. Furthermore, the control means 100 is connected to the imaging means 7 and the display means 9, which are disposed adjacent to the condenser 64 in the X-axis direction, and the image captured by the imaging means 7 is sent to the control means 100 and displayed on the display means 9.
制御手段100は、コンピュータから構成され、集光器64の集光点PのZ軸方向の位置を記憶するZ位置記憶部110と、Z位置記憶部110に記憶された所定の位置を基準として集光点Pのずれを検査するための、粗密間隔の検査範囲と精密間隔の検査範囲とを設定する検査範囲設定部120と、撮像手段7によって撮像した画像を粗密間隔の検査範囲及び精密間隔の検査範囲に対応して記憶する画像記憶部130と、画像記憶部130に記憶された画像を処理する画像処理部140と、を備えている。 The control means 100 is composed of a computer and includes a Z position memory unit 110 that stores the position in the Z axis direction of the focusing point P of the collector 64, an inspection range setting unit 120 that sets an inspection range with coarse and fine spacing and an inspection range with fine spacing in order to inspect the deviation of the focusing point P based on a predetermined position stored in the Z position memory unit 110, an image memory unit 130 that stores images captured by the imaging means 7 corresponding to the inspection range with coarse and fine spacing and the inspection range with fine spacing, and an image processing unit 140 that processes the images stored in the image memory unit 130.
本実施形態のレーザー加工装置1は、概ね上記したとおりの構成を備えており、本実施形態の機能・作用について、前記した図1に加え、図2~図6を参照しながら、以下に説明する。 The laser processing device 1 of this embodiment has a configuration generally as described above, and the functions and actions of this embodiment will be described below with reference to Figures 2 to 6 in addition to Figure 1.
本実施形態を実施するに際し、まず、図1に示す検査用ウエーハ10を用意し、チャックテーブル25の保持面25aに載置して、図示を省略する吸引源を作動して、粘着テープT、及び環状のフレームFを介して吸引保持して固定する。 When carrying out this embodiment, first prepare the inspection wafer 10 shown in FIG. 1 and place it on the holding surface 25a of the chuck table 25. Then, activate the suction source (not shown) to hold and fix the wafer by suction via the adhesive tape T and the annular frame F.
チャックテーブル25に検査用ウエーハ10を固定したならば、上記した制御手段100に記憶された制御プログラムに基づいて、制御手段100のZ位置記憶部110に記憶された集光点PのZ位置を補正すべく、レーザー加工装置1の実際の集光点の位置を検出する。より具体的には、まず、図2に示すように、上記した移動手段30を作動して、チャックテーブル25をX軸方向及びY軸方向で移動し、検査用ウエーハ10上の所定の加工開始位置をレーザー照射手段6の集光器64の直下に位置付ける。 Once the inspection wafer 10 is fixed to the chuck table 25, the actual position of the focal point of the laser processing device 1 is detected based on the control program stored in the control means 100 described above, in order to correct the Z position of the focal point P stored in the Z position memory unit 110 of the control means 100. More specifically, as shown in FIG. 2, the moving means 30 described above is first operated to move the chuck table 25 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a predetermined processing start position on the inspection wafer 10 is positioned directly below the condenser 64 of the laser irradiation means 6.
ここで、本実施形態の制御手段100のZ位置記憶部110には、集光器64によって集光されるパルスレーザー光線LBの集光点Pを検査用ウエーハ10の上面を形成する表面10aに位置付けた場合の補正前のZ軸方向の位置Z0が予め記憶されている。そして、該位置Z0に基づいて、Z軸移動手段5が作動され、集光点Pが、検査用ウエーハ10の表面10a近傍に位置付けられる。本実施形態の集光器64に配設された集光レンズ641の焦点距離Zaは、例えば50mmであり、集光点Pから該Z位置読み取り部82までの設計上の距離は100mmである。そして、本実施形態においては、検査用ウエーハ10の厚みが700μm(=0.7mm)であることから、Z位置記憶部110に記憶された補正前の集光点PのZ軸方向の位置Z0は100.7mmである。なお、本実施形態では、レーザー加工装置1において、レーザー加工が繰り返し実施されていることにより、Z位置記憶部110に記憶された位置Z0に基づき位置付けられる集光点Pは検査用ウエーハ10の表面10a上からZ軸方向で所定量ずれているものとして以下説明を続ける。 Here, the Z-position memory unit 110 of the control means 100 of this embodiment stores in advance the Z-axis position Z0 before correction when the focal point P of the pulsed laser beam LB focused by the condenser 64 is positioned on the surface 10a forming the upper surface of the inspection wafer 10. Then, based on the position Z0, the Z-axis moving means 5 is operated and the focal point P is positioned near the surface 10a of the inspection wafer 10. The focal length Za of the focusing lens 641 arranged in the condenser 64 of this embodiment is, for example, 50 mm, and the designed distance from the focal point P to the Z-position reading unit 82 is 100 mm. In this embodiment, since the thickness of the inspection wafer 10 is 700 μm (= 0.7 mm), the Z-axis position Z0 of the focal point P before correction stored in the Z-position memory unit 110 is 100.7 mm. In this embodiment, the laser processing is repeatedly performed in the laser processing device 1, so the following explanation will assume that the focal point P, which is positioned based on the position Z0 stored in the Z position memory unit 110, is shifted a certain amount in the Z-axis direction from the front surface 10a of the inspection wafer 10.
Z位置記憶部110に記憶された位置Z0を基準として、制御手段100の検査範囲設定部120によって設定される粗密間隔の検査範囲に基づきZ軸移動手段5が作動される。そして、Z軸移動手段5により、集光器64をZ軸方向に間欠的に移動すると共に、X軸方向にチャックテーブル25を間欠的に移動してパルスレーザー光線LBを照射する。より具体的には、検査範囲設定部120によって設定される粗密間隔は、例えば50μmであり、上記した位置Z0に対する焦点Z軸方向のずれ量は、経験的に±1.0mm未満であることから、その検査範囲は、例えば±1.0mmに設定される。そして、まず、Z軸移動手段5を作動させて、集光器64を、Z位置検出手段8によって検出されるZ位置が、Z0-1mmとなる位置(図中下方側)に移動して、最初のパルスレーザー光線LBを照射して、図3にR1で示す加工痕を形成する。これに続き、Z軸移動手段5を作動して、集光器64を、粗密間隔である50μmずつ上方に間欠的に移動すると共に、これと同期して移動手段30を作動して、チャックテーブル25をX軸方向において間欠的に例えば5mmずつ移動させ、この間欠的な動作と同期させてパルスレーザー光線LBを1ショットずつ照射する。このようにして、Z位置検出手段8によって検出されるZ軸方向の位置が、Z0+1mmとなるまで、集光器64と移動手段30とを間欠的に作動させると共に、パルスレーザー光線LBを間欠的に1ショットずつ照射する。なお、パルスレーザー光線LBを照射する際には、パルスレーザー光線LBを照射した位置のX座標及びY座標に対応して、Z位置検出手段8によって検出される集光点PのZ軸方向の位置が制御手段100に記憶される。以上により、図3に示すように、検査用ウエーハ10の表面10a上に間欠的に5mm間隔でアブレーション加工が施され、X軸方向に沿って、41個の第1の加工痕Rnが形成される。なお、図3では、説明の都合上、第一の加工痕Rnを実際の寸法より大きく記載しており、また、第1の加工痕Rnは実際よりも少ない数で記載している。 The Z-axis moving means 5 is operated based on the inspection range of the coarse and fine intervals set by the inspection range setting unit 120 of the control means 100, with the position Z0 stored in the Z position memory unit 110 as a reference. Then, the Z-axis moving means 5 intermittently moves the condenser 64 in the Z-axis direction and the chuck table 25 in the X-axis direction to irradiate the pulsed laser beam LB. More specifically, the coarse and fine intervals set by the inspection range setting unit 120 are, for example, 50 μm, and the deviation amount of the focus in the Z-axis direction from the above-mentioned position Z0 is empirically less than ±1.0 mm, so the inspection range is set to, for example, ±1.0 mm. Then, first, the Z-axis moving means 5 is operated to move the condenser 64 to a position (lower side in the figure) where the Z position detected by the Z position detection means 8 is Z0-1 mm, and the first pulsed laser beam LB is irradiated to form the processing mark shown by R1 in FIG. 3. Following this, the Z-axis moving means 5 is operated to intermittently move the condenser 64 upward by 50 μm, which is the coarse/fine interval, and the moving means 30 is operated in synchronization therewith to intermittently move the chuck table 25 in the X-axis direction, for example, by 5 mm, and the pulsed laser beam LB is irradiated one shot at a time in synchronization with this intermittent operation. In this manner, the condenser 64 and the moving means 30 are intermittently operated, and the pulsed laser beam LB is irradiated one shot at a time, until the position in the Z-axis direction detected by the Z-position detecting means 8 becomes Z0+1 mm. When the pulsed laser beam LB is irradiated, the position in the Z-axis direction of the condensing point P detected by the Z-position detecting means 8 is stored in the control means 100 in correspondence with the X-coordinate and Y-coordinate of the position irradiated with the pulsed laser beam LB. As a result, as shown in Figure 3, ablation processing is performed intermittently at 5 mm intervals on the front surface 10a of the inspection wafer 10, and 41 first processing marks Rn are formed along the X-axis direction. Note that in Figure 3, for convenience of explanation, the first processing marks Rn are shown larger than their actual dimensions, and the number of first processing marks Rn is shown smaller than the actual number.
なお、上記したレーザー加工におけるレーザー加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長 :355nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :3W
焦点距離 :50mm
加工送り速度 :200mm/秒
The laser processing conditions in the above-mentioned laser processing are set, for example, as follows.
Wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 50kHz
Average power output: 3W
Focal length: 50mm
Processing feed speed: 200 mm/sec
上記したように41個の第1の加工痕Rnを形成したならば、図4(a)に示すように、検査用ウエーハ10を、撮像手段7の直下に位置付けて、撮像手段7によって、検査用ウエーハ10の表面10aに形成された第1の加工痕Rnを撮像する。より具体的には、移動手段30のX軸方向送り手段31を作動して、チャックテーブル25をX軸方向に移動しながら41個の第1の加工痕Rnについて、R1から順次1つずつ撮像する。このようにして撮像手段7によって撮像した第1の加工痕Rnの画像を加工痕毎に制御手段100の画像記憶部130に記憶する。撮像手段7によって撮像された画像は、制御手段100を介して表示手段9に表示することができる。また、上記したように、各加工痕に対応して、各加工痕が形成された際に集光点Pが位置付けられたZ軸方向の位置が制御手段100に記憶されていることから、表示手段9に該画像を表示する際に、各加工痕と共に、各加工痕に対応してZ位置検出手段8によって検出されたZ座標位置を表示することができる。 After the 41 first processing marks Rn are formed as described above, as shown in FIG. 4(a), the inspection wafer 10 is positioned directly under the imaging means 7, and the imaging means 7 images the first processing marks Rn formed on the surface 10a of the inspection wafer 10. More specifically, the X-axis feed means 31 of the moving means 30 is operated to move the chuck table 25 in the X-axis direction while sequentially imaging the 41 first processing marks Rn one by one, starting from R1. The images of the first processing marks Rn imaged by the imaging means 7 in this manner are stored in the image storage unit 130 of the control means 100 for each processing mark. The images imaged by the imaging means 7 can be displayed on the display means 9 via the control means 100. Also, as described above, the Z-axis position where the focal point P was located when each processing mark was formed is stored in the control means 100 for each processing mark, so when the image is displayed on the display means 9, the Z coordinate position detected by the Z position detection means 8 for each processing mark can be displayed together with each processing mark.
次いで、画像記憶部130に記憶された第1の加工痕Rnを画像処理部140によって画像処理を実施する。該画像処理とは、画像記憶部130に記憶された個々の加工痕の画像を解析し、各加工痕の面積を演算し、最も小さい加工痕を抽出する処理である。この画像処理部140の作用によって、図4(b)に示すように、第1の加工痕Rnに含まれる加工痕のうち、最も小さい第1の最小加工痕Raを抽出する。第1の最小加工痕Raを抽出したならば、第1の最小加工痕Raに対応しZ位置検出手段8によって検出されたZ軸方向における位置を、該第1の最小加工痕Z位置Z1として、Z位置記憶部110に記憶する。 Next, the image processing unit 140 performs image processing on the first machining mark Rn stored in the image storage unit 130. This image processing is a process of analyzing the images of the individual machining marks stored in the image storage unit 130, calculating the area of each machining mark, and extracting the smallest machining mark. Through the action of this image processing unit 140, as shown in FIG. 4(b), the smallest first minimum machining mark Ra is extracted from among the machining marks included in the first machining mark Rn. Once the first minimum machining mark Ra has been extracted, the position in the Z-axis direction corresponding to the first minimum machining mark Ra and detected by the Z-position detection means 8 is stored in the Z-position storage unit 110 as the first minimum machining mark Z position Z1.
次いで、移動手段30を作動して、チャックテーブル25を、図5に矢印Yで示すY軸方向に割り出し送りすると共にX軸方向送り手段31を作動してパルスレーザー光線LBの照射開始位置(図中S1で示す位置)上に集光器64を位置付け、制御手段100の検査範囲設定部120に設定される精密間隔の検査範囲に基づいてZ軸移動手段5を作動し、集光器64をZ軸方向に間欠的に移動すると共に、X軸方向にチャックテーブル25を間欠的に移動してパルスレーザー光線LBを照射する。より具体的には、検査範囲設定部120によって設定される精密間隔は、例えば5μmであり、その検査範囲は、例えば±50μmに設定される。この検査範囲は、さらに小さい加工痕が確実に含まれるように余裕をみて設定される範囲である。そして、集光器64のZ軸方向の位置を移動して、Z位置検出手段8によって検出される位置が、上記した第1の最小加工痕Z位置であるZ1-50μmとなる位置(図中下方側)に位置付けて、最初のパルスレーザー光線LBを照射して、図5にS1で示す加工痕を形成する。これに続き、Z軸移動手段5を作動して、集光器64を精密間隔である5μmずつ上方に間欠的に移動すると共に、移動手段30を作動して、チャックテーブル25をX軸方向において間欠的に例えば5mmずつ移動させながら、パルスレーザー光線LBを1ショットずつ照射する。このようにして、Z位置検出手段8によって検出されるZ軸方向の位置が図中上方側のZ1+50μmとなるまで、集光器64を間欠的にZ軸方向で上昇させると共に、パルスレーザー光線LBを間欠的に1ショットずつ照射して、検査用ウエーハ10の表面10a上に、21個の第2の加工痕Snを形成する。なお、図5では、説明の都合上、第2の加工痕Snを実際の寸法より大きく、また、実際よりも少ない数で記載している。 Next, the moving means 30 is operated to index and feed the chuck table 25 in the Y-axis direction shown by the arrow Y in FIG. 5, and the X-axis direction feed means 31 is operated to position the condenser 64 at the irradiation start position of the pulsed laser beam LB (the position shown by S1 in the figure), and the Z-axis moving means 5 is operated based on the inspection range of the precise interval set in the inspection range setting unit 120 of the control means 100, and the condenser 64 is intermittently moved in the Z-axis direction and the chuck table 25 is intermittently moved in the X-axis direction to irradiate the pulsed laser beam LB. More specifically, the precise interval set by the inspection range setting unit 120 is, for example, 5 μm, and the inspection range is set to, for example, ±50 μm. This inspection range is set with a margin to ensure that even smaller processing marks are included. Then, the position of the condenser 64 in the Z-axis direction is moved to a position (lower side in the figure) where the position detected by the Z-position detection means 8 is the first minimum processing mark Z position, Z1-50 μm, and the first pulsed laser beam LB is irradiated to form the processing mark shown by S1 in FIG. 5. Following this, the Z-axis moving means 5 is operated to intermittently move the condenser 64 upward by a precision interval of 5 μm, and the moving means 30 is operated to intermittently move the chuck table 25 in the X-axis direction, for example, by 5 mm, while irradiating the pulsed laser beam LB one shot at a time. In this way, the condenser 64 is intermittently raised in the Z-axis direction until the position in the Z-axis direction detected by the Z-position detection means 8 is Z1+50 μm on the upper side in the figure, and the pulsed laser beam LB is intermittently irradiated one shot at a time, to form 21 second processing marks Sn on the front surface 10a of the inspection wafer 10. In FIG. 5, for ease of explanation, the second processing marks Sn are shown larger than their actual dimensions and in fewer numbers than the actual number.
上記したように第2の加工痕Snを形成したならば、図6(a)に示すように、検査用ウエーハ10を、チャックテーブル25と共にX軸方向に沿って移動し、撮像手段7の直下に位置付けて、撮像手段7によって、検査用ウエーハ10の表面10aに形成された第2の加工痕Snを撮像する。より具体的には、上記した第1の加工痕Rnを撮像したのと同様に、移動手段30のX軸方向送り手段31を作動して、チャックテーブル25をX軸方向に移動しながら21個の第2の加工痕Snについて、S1から順次1つずつ撮像する。このようにして撮像手段7によって撮像した第2の加工痕Snの画像を、加工痕毎に制御手段100の画像記憶部130に記憶する。この場合も、上記した第1の加工痕Rnのときと同様に、撮像手段7によって撮像された画像を、制御手段100を介して表示手段9に表示することができる。また、各加工痕に対応して、各加工痕が形成された際にZ位置検出手段8によって検出されたZ軸方向の位置が各加工痕に対応して制御手段100に記憶されていることから、表示手段9に該画像を表示する際に、各加工痕と共に、各加工痕に対応する集光点PのZ座標位置を表示することができる。 If the second processing marks Sn are formed as described above, as shown in FIG. 6(a), the inspection wafer 10 is moved along the X-axis direction together with the chuck table 25 and positioned directly under the imaging means 7, and the second processing marks Sn formed on the surface 10a of the inspection wafer 10 are imaged by the imaging means 7. More specifically, in the same manner as in the imaging of the first processing marks Rn described above, the X-axis feed means 31 of the moving means 30 is operated to move the chuck table 25 in the X-axis direction while sequentially imaging the 21 second processing marks Sn one by one starting from S1. The images of the second processing marks Sn thus imaged by the imaging means 7 are stored in the image storage unit 130 of the control means 100 for each processing mark. In this case, as in the case of the first processing marks Rn described above, the images imaged by the imaging means 7 can be displayed on the display means 9 via the control means 100. In addition, since the Z-axis position detected by the Z-position detection means 8 when each processing mark was formed is stored in the control means 100 in correspondence with each processing mark, when the image is displayed on the display means 9, the Z-coordinate position of the focal point P corresponding to each processing mark can be displayed together with each processing mark.
次いで、画像記憶部130に記憶された第2の加工痕Snを画像処理部140によって処理し、第1の加工痕Rnを処理したのと同様にして、図6(b)に示すように、第2の加工痕Snに含まれる加工痕のうち、最も小さい第2の最小加工痕Saを抽出する。第2の最小加工痕Saを抽出したならば、第2の最小加工痕Saに対応したZ軸方向における第2の最小加工痕Z位置Z2を検出して、該第2の最小加工痕Z位置Z2をZ位置記憶部110に記憶する。 Next, the second machining marks Sn stored in the image storage unit 130 are processed by the image processing unit 140, and in the same manner as the first machining marks Rn are processed, the smallest second minimum machining mark Sa is extracted from among the machining marks included in the second machining marks Sn, as shown in FIG. 6(b). Once the second minimum machining mark Sa is extracted, the second minimum machining mark Z position Z2 in the Z-axis direction corresponding to the second minimum machining mark Sa is detected, and the second minimum machining mark Z position Z2 is stored in the Z position storage unit 110.
上記した実施形態によれば、制御手段100に備えられた制御プログラムを実行することによって、検査用ウエーハ10の表面10aにおいて加工痕が最も小さくなる集光点Pの位置(第2の最小加工痕位置Z2)を、自動的に高い精度で求めることが可能になり、生産性が向上する。そして、このようにして検出された最も加工痕が小さくなる集光点Pを形成するための第2の最小加工痕Z位置Z2に基づけば、チャックテーブル25に保持された被加工物(ウエーハ)に対して、集光点Pを適正に位置付けることが可能となる。 According to the above embodiment, by executing the control program provided in the control means 100, it is possible to automatically and accurately determine the position of the focal point P where the machining mark is smallest on the front surface 10a of the inspection wafer 10 (second minimum machining mark position Z2), thereby improving productivity. Then, based on the second minimum machining mark Z position Z2 for forming the focal point P where the machining mark is smallest detected in this manner, it is possible to properly position the focal point P with respect to the workpiece (wafer) held on the chuck table 25.
上記した実施形態では、第1の加工痕Rn、第2の加工痕Snを形成する際に、チャックテーブル25をX軸方向に加工送りして実施したが、本発明はこれに限定されず、例えばY軸方向に加工送りすると共に、パルスレーザー光線LBを間欠的に照射して第1の加工痕Rn、第2の加工痕Snを形成するようにしてもよい。 In the above embodiment, the chuck table 25 is fed in the X-axis direction to form the first machining mark Rn and the second machining mark Sn, but the present invention is not limited to this. For example, the chuck table 25 may be fed in the Y-axis direction to form the first machining mark Rn and the second machining mark Sn by intermittently irradiating the pulsed laser beam LB.
さらに、上記した実施形態では、粗密間隔の検査範囲と精密間隔の検査範囲とを設定して、第2の最小加工痕Saに対応した第2の最小加工痕Z位置Z2を検出し、第2の最小加工痕Z位置Z2をZ位置記憶部に記憶するようにしたが、集光点PのZ軸方向の位置をさらに精密に検出したい場合は、上記精密間隔の検査範囲よりもさらに狭い、超精密間隔0.5μmで検査範囲を±5μmとする設定を加えて、上記した第2の最小加工痕Z位置Z2を検出した後、新たに21個の第3の加工痕を形成して、第3の加工痕の中から、最も小さい第3の最小加工痕を検出し、該第3の最小加工痕に対応する第3の最小加工痕Z位置を求めるようにしてもよい。 In the above embodiment, the inspection range with coarse and fine intervals and the inspection range with fine intervals are set to detect the second minimum machining mark Z position Z2 corresponding to the second minimum machining mark Sa, and the second minimum machining mark Z position Z2 is stored in the Z position memory unit. However, if it is desired to detect the position of the focal point P in the Z axis direction more precisely, it is also possible to add a setting of an inspection range with an ultra-precise interval of 0.5 μm, which is even narrower than the inspection range with fine intervals, of ±5 μm, and after detecting the above-mentioned second minimum machining mark Z position Z2, to newly form 21 third machining marks, detect the smallest third minimum machining mark from among the third machining marks, and obtain the third minimum machining mark Z position corresponding to the third minimum machining mark.
1:レーザー加工装置
2:保持手段
25:チャックテーブル
25a:保持面
3:基台
4:保持手段
5:Z軸移動手段
51:パルスモータ
52:ボールねじ
6:レーザー照射手段
61:発振器
64:集光器
7:撮像手段
8:Z位置検出手段
81:Z軸スケール
82:Z位置読み取り部
9:表示手段
10:検査用ウエーハ
30:移動手段(送り手段)
31:X軸方向送り手段
32:Y軸方向送り手段
37:枠体
37a:垂直壁部
37b:水平壁部
100:制御手段
110:Z位置記憶部
120:検査範囲設定部
130:画像記憶部
140:画像処理部
1: Laser processing device 2: Holding means 25: Chuck table 25a: Holding surface 3: Base 4: Holding means 5: Z-axis moving means 51: Pulse motor 52: Ball screw 6: Laser irradiation means 61: Oscillator 64: Condenser 7: Imaging means 8: Z-position detection means 81: Z-axis scale 82: Z-position reading unit 9: Display means 10: Inspection wafer 30: Moving means (feeding means)
31: X-axis direction feed means 32: Y-axis direction feed means 37: Frame 37a: Vertical wall portion 37b: Horizontal wall portion 100: Control means 110: Z-position storage unit 120: Inspection range setting unit 130: Image storage unit 140: Image processing unit
Claims (3)
該レーザー照射手段は、パルスレーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したパルスレーザー光線を集光する集光器と、該集光器を該チャックテーブルの保持面に直交するZ軸方向に移動するZ軸移動手段とを備え、
該制御手段は、該集光器によって位置付けられる集光点のZ軸方向の位置を記憶するZ位置記憶部と、該Z位置記憶部に記憶された該位置を基準とする粗密間隔の検査範囲と精密間隔の検査範囲とを設定する検査範囲設定部と、該撮像手段によって撮像した被加工物の加工領域の画像を該粗密間隔の検査範囲及び該精密間隔の検査範囲に対応して記憶する画像記憶部と、該画像記憶部に記憶された該画像を処理する画像処理部と、を備え、
該制御手段は、該チャックテーブルに保持された検査用の被加工物の上面に集光点を位置付けるZ軸方向の該位置を基準として、該検査範囲設定部によって設定された該粗密間隔の検査範囲において該集光器をZ軸方向に間欠的に移動すると共にX軸方向又はY軸方向に該チャックテーブルを間欠的に移動して該間欠的な動作と同期させてパルスレーザー光線を1ショットずつ照射して、被加工物の上面に該1ショットに対応する非連続な複数の第1の加工痕を形成し、該撮像手段で該第1の加工痕を撮像して該画像記憶部に記憶し、該画像処理部によって該画像記憶部に記憶された該第1の加工痕の画像を処理して、該第1の加工痕の中で最も小さい第1の最小加工痕を抽出し、該第1の最小加工痕に対応した該集光点のZ軸方向における第1の最小加工痕Z位置を検出し、さらに、該チャックテーブルに保持された検査用の被加工物の上面に集光点を位置付ける第1の最小加工痕Z位置を基準として、該検査範囲設定部によって設定された該精密間隔の検査範囲において該集光器をZ軸方向に間欠的に移動すると共にX軸方向又はY軸方向に該チャックテーブルを間欠的に移動してパルスレーザー光線を1ショットずつ照射して、被加工物の上面に該1ショットに対応する非連続な複数の第2の加工痕を形成し、該撮像手段で該第2の加工痕を撮像して該画像記憶部に記憶し、該画像処理部によって該画像記憶部に記憶された該第2の加工痕の画像を処理して該第2の加工痕の中で最も小さい第2の最小加工痕を抽出し、該第2の最小加工痕に対応した該集光点のZ軸方向の第2の最小加工痕Z位置を検出し、該第2の最小加工痕Z位置を該Z位置記憶部に記憶するレーザー加工装置。 A laser processing apparatus comprising at least a holding means having a chuck table with a holding surface defined by an X-axis and a Y-axis for holding a workpiece, a laser irradiation means for irradiating a pulsed laser beam having an absorbent wavelength to the workpiece held on the chuck table to perform ablation processing, a feeding means for feeding the chuck table and the laser irradiation means relatively in the X-axis and Y-axis directions for processing, an imaging means for imaging a processing area of the workpiece, and a control means,
the laser irradiation means includes an oscillator that oscillates a pulsed laser beam, a condenser that condenses the pulsed laser beam oscillated by the oscillator, and a Z-axis movement means that moves the condenser in a Z-axis direction perpendicular to the holding surface of the chuck table;
the control means comprises a Z-position memory section which stores a Z-axis position of the focusing point positioned by the focusing device, an inspection range setting section which sets an inspection range with coarse and fine intervals and an inspection range with fine intervals based on the position stored in the Z-position memory section, an image memory section which stores an image of the processing area of the workpiece imaged by the imaging means in correspondence with the inspection range with coarse and fine intervals and the inspection range with fine intervals, and an image processing section which processes the image stored in the image memory section;
The control means, based on the position in the Z-axis direction at which a focal point is located on the upper surface of the workpiece to be inspected held on the chuck table, intermittently moves the condenser in the Z-axis direction within the inspection range with coarse and fine intervals set by the inspection range setting unit, and intermittently moves the chuck table in the X-axis or Y-axis direction to irradiate the pulse laser beam one shot at a time in synchronization with the intermittent operation, thereby forming a plurality of discontinuous first processed marks corresponding to one shot on the upper surface of the workpiece, images of the first processed marks by the imaging means and stores them in the image storage unit, processes the image of the first processed marks stored in the image storage unit by the image processing unit, extracts a first minimum processed mark that is smallest among the first processed marks, detects a first minimum processed mark Z position in the Z-axis direction of the focal point corresponding to the first minimum processed mark, and further, a first minimum machining mark Z position for positioning a focal point on the upper surface of an inspection workpiece held on a chuck table as a reference, and the condenser is intermittently moved in the Z-axis direction and the chuck table is intermittently moved in the X-axis or Y-axis directions within the inspection range of the precise interval set by the inspection range setting unit to irradiate a pulsed laser beam one shot at a time to form a plurality of discontinuous second machining marks corresponding to one shot on the upper surface of the workpiece, the second machining marks are imaged by the imaging means and stored in the image storage unit, the image of the second machining marks stored in the image storage unit is processed by the image processing unit to extract a second minimum machining mark that is the smallest among the second machining marks, the second minimum machining mark Z position in the Z-axis direction of the focal point corresponding to the second minimum machining mark is detected, and the second minimum machining mark Z position is stored in the Z position storage unit.
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