TW202438210A - 對象物的加工方法 - Google Patents
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Abstract
提供可實現有效率的剝離加工的對象物的加工方法,具備:在可以回轉軸(C)為中心旋轉的平台(107)上配置對象物(100)的步驟、對於平台(107)上的對象物(100),定出中央區域(100d)與主區域(100e)的步驟、對於主區域(100e)以間距成為第1間距的方式照射雷射光(L)而沿著虛擬面(M1)形成改質區域(4)的步驟、對於中央區域(100d),以間距成為未達第1間距的方式,照射雷射光(L)而沿著虛擬面(M1)形成改質區域(4)的步驟。
Description
本發明之一側面是關於對象物的加工方法。
作為關於對象物的加工方法的技術,於專利文獻1,記載有雷射加工裝置,其具備:保持工件的保持機構、對保持機構所保持之工件照射雷射光的雷射照射機構。專利文獻1所記載的雷射加工裝置,是使具有聚光透鏡的雷射照射機構對基台固定,藉由保持機構來實施沿著與聚光透鏡之光軸垂直的方向之工件的移動。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5456510號公報
[發明所欲解決的課題]
在對象物的加工方法,期望能實現有效率的剝離加工。
本發明之一側面,是以提供對象物的加工方法為課題,其可實現有效率的剝離加工。
[用以解決課題的手段]
本發明之一側面的對象物的加工方法,是將雷射光照射至對象物,在對象物的內部沿著虛擬面形成改質區域,以改質區域為邊界來剝離對象物的一部分,具備:在可以回轉軸為中心旋轉的平台上配置對象物的步驟、在從鉛直方向觀看平台上的對象物時,定出包含旋轉軸之圓形狀的區域、圓形狀的區域以外之環狀的區域的步驟、對於對象物的環狀的區域,以改質區域所包含之複數個改質點的間距成為第1間距的方式,照射雷射光而沿著虛擬面形成改質區域的步驟、對於對象物的圓形狀的區域,以複數個改質點的間距成為未達第1間距的方式,照射雷射光而沿著虛擬面形成改質區域的步驟。
在本發明之一側面的對象物的加工方法,在對於圓形狀的區域形成改質區域的步驟中,是以所包含之複數個改質點的間距不成為一定的方式來形成改質區域。
本發明之一側面的對象物的加工方法,是將雷射光照射至對象物,在對象物的內部沿著虛擬面形成改質區域,以改質區域為邊界來剝離對象物的一部分,具備:在可以回轉軸為中心旋轉的平台上配置對象物的步驟、在從鉛直方向觀看平台上的對象物時,定出包含旋轉軸之圓形狀的區域、圓形狀的區域以外之環狀的區域的步驟、對於對象物的環狀的區域,照射雷射光,並使雷射光的聚光點沿著虛擬面來移動,藉此沿著虛擬面形成改質區域的步驟、對於對象物的圓形狀的區域,照射雷射光,並使雷射光的聚光點沿著虛擬面來移動,藉此沿著虛擬面形成改質區域的步驟,對於環狀的區域形成改質區域的步驟與對於圓形狀的區域形成改質區域的步驟,彼此的加工行進方向不同。
本發明之一側面的對象物加工方法,在對於環狀的區域形成改質區域的步驟,形成延伸成曲線狀的改質區域,在對於圓形狀的區域形成改質區域的步驟,形成延伸成直線狀的改質區域。
本發明之一側面的對象物的加工方法,在對於環狀的區域形成改質區域的步驟及對於圓形狀的區域形成改質區域的步驟,是以所包含之複數個改質點的間距成為一定的方式來形成改質區域。
本發明之一側面的對象物的加工方法,是將雷射光照射至對象物,在對象物的內部沿著虛擬面形成改質區域,以改質區域為邊界來剝離對象物的一部分,具備:在可以回轉軸為中心旋轉的平台上配置對象物的步驟、在從鉛直方向觀看平台上的對象物時,定出包含旋轉軸之圓形狀的區域、圓形狀的區域以外之環狀的區域的步驟、對於對象物的環狀的區域,一邊使平台旋轉一邊照射雷射光,來沿著虛擬面形成改質區域的步驟、對於對象物的圓形狀的區域,一邊使平台旋轉一邊照射雷射光,來沿著虛擬面形成改質區域的步驟,平台的旋轉速度,可從最低旋轉速度變更至最大旋轉速度,在對於環狀的區域形成改質區域的步驟,是以隨著雷射光的聚光點接近旋轉軸而階段性變大的旋轉速度來使平台旋轉,在對於圓形狀的區域形成改質區域的步驟,是以最大旋轉速度來使平台旋轉。
[發明的效果]
根據本發明之一側面,可提供對象物的加工方法,其可實現有效率的剝離加工。
以下,針對實施形態,參照圖式來詳細說明。又,在各圖中對相同或相當的部分附上相同符號,並省略重複的說明。
首先,針對雷射加工裝置之基本的構造、作用、效果及變形例進行說明。
[雷射加工裝置的構造]
如圖1所示般,雷射加工裝置1,具備:複數個移動機構5、6、支撐部7、一對雷射加工頭(第1雷射加工頭、第2雷射加工頭)10A、10B、光源單元8、控制部9。以下,將第1方向稱為X方向,將與第1方向垂直的第2方向稱為Y方向,將與第1方向及第2方向垂直的第3方向稱為Z方向。在本實施形態,X方向及Y方向為水平方向,Z方向為鉛直方向。
移動機構5,具有:固定部51、移動部53、安裝部55。固定部51,安裝於裝置框架1a。移動部53,安裝於設在固定部51的軌道,可延著Y方向移動。安裝部55,安裝於設在移動部53的軌道,可延著X方向移動。
移動機構6,具有:固定部61、一對移動部(第1移動部、第2移動部)63、64、一對安裝部(第1安裝部、第2安裝部)65、66。固定部61,安裝於裝置框架1a。一對移動部63、64的各個,安裝於設在固定部61的軌道,可各自獨立地沿著Y方向移動。安裝部65,安裝於設在移動部63的軌道,可延著Z方向移動。安裝部66,安裝於設在移動部64的軌道,可延著Z方向移動。也就是說,可對於裝置框架1a,使一對安裝部65、66的各個分別沿著Y方向及Z方向來移動。移動部63、64的各個,分別構成第1及第2水平移動機構(水平移動機構)。安裝部65、66的各個,分別構成第1及第2鉛直移動機構(鉛直移動機構)。
支撐部7,安裝於設在移動機構5之安裝部55的旋轉軸,可以平行於Z方向的軸線為中心線來旋轉。也就是說,支撐部7,可延著X方向及Y方向的各個來移動,可以平行於Z方向的軸線為中心線來旋轉。支撐部7,支撐對象物100。對象物100,例如為晶圓。
如圖1及圖2所示般,雷射加工頭10A,安裝在移動機構6的安裝部65。雷射加工頭10A,是在Z方向上與支撐部7對向的狀態下,對支撐部7所支撐的對象物100照射雷射光L1(亦稱為「第1雷射光L1」)。雷射加工頭10B,安裝於移動機構6的安裝部66。雷射加工頭10B,是在Z方向上與支撐部7對向的狀態下,對支撐部7所支撐的對象物100照射雷射光L2(亦稱為「第2雷射光L2」)。
光源單元8,具有一對光源81、82。光源81,輸出雷射光L1。雷射光L1,從光源81的射出部81a射出,藉由光纖2導光至雷射加工頭10A。光源82,輸出雷射光L2。雷射光L2,從光源82的射出部82a射出,藉由其他的光纖2導光至雷射加工頭10B。
控制部9,控制雷射加工裝置1的各部(複數個移動機構5、6、一對雷射加工頭10A、10B、及光源單元8等)。控制部9,是構成為含有處理器、記憶體、儲存部及通訊元件等的電腦裝置。在控制部9,讀取至記憶體等的軟體(程式),被處理器所執行,記憶體及儲存部之資料的讀取及寫入,以及通訊元件的通訊,是由處理器所控制。藉此,控制部9,實現各種功能。
針對如上述般構成的雷射加工裝置1所致之加工的一例進行說明。該加工的一例,是為了將晶圓亦即對象物100切斷成複數個晶片,沿著設定成格子狀之複數條線的各個,在對象物100的內部形成改質區域的例子。
首先,移動機構5沿著X方向及Y方向的各個使支撐部7移動,而使支撐著對象物100的支撐部7在Z方向上與一對雷射加工頭10A、10B相對向。接著,移動機構5以平行於Z方向的軸線為中心線使支撐部7旋轉,而使對象物100之往一方向延伸的複數條線沿著X方向。
接著,移動機構6沿著Y方向使雷射加工頭10A移動,而使雷射光L1的聚光點位在往一方向延伸的一條線上。另一方面,移動機構6沿著Y方向使雷射加工頭10B移動,而使雷射光L2的聚光點位在往一方向延伸的其他線上。接著,移動機構6沿著Z方向使雷射加工頭10A移動,而使雷射光L1的聚光點位在對象物100的內部。另一方面,移動機構6沿著Z方向使雷射加工頭10B移動,而使雷射光L2的聚光點位在對象物100的內部。
接著,光源81輸出雷射光L1而使雷射加工頭10A對於對象物100照射雷射光L1,且光源82輸出雷射光L2而使雷射加工頭10B對於對象物100照射雷射光L2。與此同時,移動機構5沿著X方向使支撐部7移動,而使雷射光L1的聚光點沿著往一方向延伸的一條線相對地移動且使雷射光L2的聚光點沿著往一方向延伸的其他線相對地移動。如此一來,雷射加工裝置1,會沿著對象物100之往一方向延伸的複數條線的各個,在對象物100的內部形成改質區域。
接著,移動機構5以平行於Z方向的軸線為中心線使支撐部7旋轉,而使對象物100之往與一方向正交之另一方向延伸的複數條線沿著X方向。
接著,移動機構6沿著Y方向使雷射加工頭10A移動,而使雷射光L1的聚光點位在往另一方向延伸的一條線上。另一方面,移動機構6沿著Y方向使雷射加工頭10B移動,而使雷射光L2的聚光點位在往另一方向延伸的其他線上。接著,移動機構6沿著Z方向使雷射加工頭10A移動,而使雷射光L1的聚光點位在對象物100的內部。另一方面,移動機構6沿著Z方向使雷射加工頭10B移動,而使雷射光L2的聚光點位在對象物100的內部。
接著,光源81輸出雷射光L1而使雷射加工頭10A對於對象物100照射雷射光L1,且光源82輸出雷射光L2而使雷射加工頭10B對於對象物100照射雷射光L2。與此同時,移動機構5沿著X方向使支撐部7移動,而使雷射光L1的聚光點沿著往另一方向延伸的一條線相對地移動且使雷射光L2的聚光點沿著往另一方向延伸的其他線相對地移動。如此一來,雷射加工裝置1,會沿著對象物100之往與一方向正交之另一方向延伸的複數條線的各個,在對象物100的內部形成改質區域。
又,在上述之加工的一例,光源81例如是藉由脈衝振盪方式,來對於對象物100輸出具有穿透性的雷射光L1,光源82,例如是藉由脈衝振盪方式,來對於對象物100輸出具有穿透性的雷射光L2。使這種雷射光在對象物100的內部聚光時,在雷射光之聚光點所對應的部分會特別吸收到雷射光,而在對象物100的內部形成改質區域。改質區域,是指密度、折射率、機械性強度、其他的物理特性與周圍的非改質區域不同的區域。作為改質區域,例如有,溶融處理區域、裂紋區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等。
使藉由脈衝振盪方式來輸出的雷射光照射至對象物100,並沿著設定在對象物100的線使雷射光的聚光點相對地移動的話,複數個改質點會沿著線並排成一列地形成。一個改質點,是藉由一脈衝之雷射光的照射而形成。一列的改質區域,是並排成一列之複數個改質點的集合。相鄰的改質點,是因雷射光的聚光點對於對象物100的相對移動速度及雷射光的重複頻率,而有彼此相連的情況,也有彼此分離的情況。
[雷射加工頭的構造]
如圖3及圖4所示般,雷射加工頭10A,具備:筐體11、射入部12、調整部13、聚光部14。
筐體11,具有:第1壁部21及第2壁部22、第3壁部23及第4壁部24、還有第5壁部25及第6壁部26。第1壁部21及第2壁部22,在X方向互相對向。第3壁部23及第4壁部24,在Y方向互相對向。第5壁部25及第6壁部26,在Z方向互相對向。
第3壁部23與第4壁部24的距離,比第1壁部21與第2壁部22的距離還小。第1壁部21與第2壁部22的距離,比第5壁部25與第6壁部26的距離還小。又,第1壁部21與第2壁部22的距離,跟第5壁部25與第6壁部26的距離相等亦可,或是,比第5壁部25與第6壁部26的距離還大亦可。
在雷射加工頭10A,第1壁部21,位在移動機構6的固定部61側,第2壁部22,位在與固定部61相反之側。第3壁部23,位在移動機構6的安裝部65側,第4壁部24,位在與安裝部65相反之側亦即雷射加工頭10B側(參照圖2)。第5壁部25,位在與支撐部7相反之側,第6壁部26,位在支撐部7側。
筐體11,構成為:在使第3壁部23配置於移動機構6之安裝部65側的狀態下使筐體11安裝於安裝部65。具體來說是如下。安裝部65,具有基座板65a、安裝板65b。基座板65a,安裝於設在移動部63的軌道(參照圖2)。安裝板65b,在基座板65a豎立設置於雷射加工頭10B側的端部(參照圖2)。筐體11,在第3壁部23接觸於安裝板65b的狀態下,透過台座27以螺栓28螺合於安裝板65b,藉此安裝於安裝部65。台座27,分別設在第1壁部21及第2壁部22。筐體11,可對安裝部65裝卸。
射入部12,安裝於第5壁部25。射入部12,使雷射光L1射入筐體11內。射入部12,在X方向上偏靠第2壁部22側(一方的壁部側),在Y方向上偏靠第4壁部24側。也就是說,X方向之射入部12與第2壁部22的距離,比X方向之射入部12與第1壁部21的距離還小,Y方向之射入部12與第4壁部24的距離,比X方向之射入部12與第3壁部23的距離還小。
射入部12,構成為可供光纖2的連接端部2a連接。於光纖2的連接端部2a,設有將從纖線的射出端射出的雷射光L1予以準直的準直透鏡,並未設有抑制回射光的隔離器。該隔離器,是設在比連接端部2a還靠光源81側的纖線之途中。藉此,來謀求連接端部2a的小型化,甚至射入部12的小型化。又,在光纖2的連接端部2a設有隔離器亦可。
調整部13,配置在筐體11內。調整部13,調整從射入部12射入的雷射光L1。調整部13所具有的各構件,安裝於設在筐體11內的光學基座29。光學基座29,是以將筐體11內的區域分隔成第3壁部23側的區域與第4壁部24側的區域之方式,來安裝於筐體11。光學基座29,與筐體11成為一體。調整部13所具有的各構件,亦即在第4壁部24側安裝於光學基座29的調整部13所具有的各構件的詳細待留後述。
聚光部14,配置在第6壁部26。具體來說,聚光部14,是在插通於形成在第6壁部26的孔26a的狀態下,配置於第6壁部26。聚光部14,是將被調整部13調整過的雷射光L1予以聚光並射出至筐體11外。聚光部14,在X方向上偏靠第2壁部22側(一方的壁部側),在Y方向上偏靠第4壁部24側。也就是說,X方向之聚光部14與第2壁部22的距離,比X方向之聚光部14與第1壁部21的距離還小,Y方向之聚光部14與第4壁部24的距離,比X方向之聚光部14與第3壁部23的距離還小。
如圖5所示般,調整部13,具有:衰減器31、擴束器32、鏡子33。射入部12,還有調整部13的衰減器31、擴束器32及鏡子33,配置在沿著Z方向延伸的直線(第1直線)A1上。衰減器31及擴束器32,在直線A1上,配置在射入部12與鏡子33之間。衰減器31,調整從射入部12射入之雷射光L1的輸出。擴束器32,將以衰減器31調整過輸出的雷射光L1之徑予以擴大。鏡子33,將以擴束器32擴大過徑的雷射光L1予以反射。
調整部13,進一步具有:反射型空間光調變器34、成像光學系統35。調整部13的反射型空間光調變器34及成像光學系統35,還有聚光部14,是配置在沿著Z方向延伸的直線(第2直線)A2上。反射型空間光調變器34,是將以鏡子33反射的雷射光L1予以調變。反射型空間光調變器34,例如為反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)的空間光調變器(SLM:Spatial Light Modulator)。成像光學系統35,是構成使反射型空間光調變器34的反射面34a與聚光部14的入瞳面14a成為成像關係的兩側遠心光學系統。成像光學系統35,是由三個以上的透鏡所構成。
直線A1及直線A2,位在與Y方向垂直的平面上。直線A1,對於直線A2位在第2壁部22側(一方的壁部側)。在雷射加工頭10A,雷射光L1,是從射入部12射入至筐體11內而在直線A1上進行,依序以鏡子33及反射型空間光調變器34反射之後,在直線A2上進行而從聚光部14射出至筐體11外。又,衰減器31及擴束器32的配列順序顛倒亦可。且,衰減器31,配置在鏡子33與反射型空間光調變器34之間亦可。且,調整部13,具有其他的光學零件(例如在配置在擴束器32之前的轉向鏡等)亦可。
雷射加工頭10A,進一步具備:二向分色鏡15、測定部16、觀察部17、驅動部18、電路部19。
二向分色鏡15,在直線A2上配置於成像光學系統35與聚光部14之間。也就是說,二向分色鏡15,在筐體11內配置於調整部13與聚光部14之間。二向分色鏡15,在第4壁部24側安裝於光學基座29。二向分色鏡15,供雷射光L1穿透。二向分色鏡15,就抑制散光的觀點來看,例如為方體型,或是配置成具有扭曲關係的兩片之板型皆可。
測定部16,在筐體11內,對於調整部13配置在第1壁部21側(與一方的壁部側相反之側)。測定部16,在第4壁部24側安裝於光學基座29。測定部16,輸出用來測定對象物100之表面(例如雷射光L1射入之側的表面)與聚光部14之距離的測定光L10,透過聚光部14,檢測出在對象物100的表面反射的測定光L10。也就是說,從測定部16輸出的測定光L10,透過聚光部14照射至對象物100的表面,在對象物100的表面反射的測定光L10,透過聚光部14而被測定部16檢測到。
更具體來說,從測定部16輸出的測定光L10,是被在第4壁部24側安裝於光學基座29的分束鏡20及二向分色鏡15依序反射,而從聚光部14射出至筐體11外。在對象物100的表面反射的測定光L10,是從聚光部14射入至筐體11內而被二向分色鏡15及分束鏡20依序反射,並射入至測定部16,而被測定部16檢測到。
觀察部17,在筐體11內,對於調整部13配置在第1壁部21側(與一方的壁部側相反之側)。觀察部17,在第4壁部24側安裝於光學基座29。觀察部17,輸出用來觀察對象物100之表面(例如雷射光L1射入之側的表面)的觀察光L20,透過聚光部14,檢測出在對象物100的表面反射的觀察光L20。也就是說,從觀察部17輸出的觀察光L20,透過聚光部14照射至對象物100的表面,在對象物100的表面反射的觀察光L20,透過聚光部14而被觀察部17檢測到。
更具體來說,從觀察部17輸出的觀察光L20,穿過分束鏡20而被二向分色鏡15反射,而從聚光部14射出至筐體11外。在對象物100的表面反射的觀察光L20,是從聚光部14射入至筐體11內而被二向分色鏡15反射,並穿過分束鏡20射入至觀察部17,而被觀察部17檢測到。又,雷射光L1、測定光L10及觀察光L20之各自的波長互相不同(至少各自的中心波長互相錯開)。
驅動部18,在第4壁部24側安裝於光學基座29。安裝在筐體11的第6壁部26。驅動部18,例如藉由壓電元件的驅動力,使配置在第6壁部26的聚光部14沿著Z方向移動。
電路部19,在筐體11內,對於光學基座29配置在第3壁部23側。也就是說,電路部19,在筐體11內,對於調整部13、測定部16及觀察部17配置在第3壁部23側。電路部19,例如為複數片電路基板。電路部19,處理從測定部16輸出的訊號、以及輸入至反射型空間光調變器34的訊號。電路部19,基於從測定部16輸出的訊號來控制驅動部18。作為一例,電路部19,基於從測定部16輸出的訊號來控制驅動部18,使對象物100之表面與聚光部14的距離維持成一定(亦即,使對象物100之表面與雷射光L1之聚光點的距離維持成一定)。又,於筐體11,設有連接器(圖示省略),其連接有用來將電路部19電性連接於控制部9(參照圖1)等的配線。
雷射加工頭10B,與雷射加工頭10A同樣地,具備:筐體11、射入部12、調整部13、聚光部14、二向分色鏡15、測定部16、觀察部17、驅動部18、電路部19。但是,雷射加工頭10B的各構件,如圖2所示般,關於通過一對安裝部65、66間的中點且與Y方向垂直的虛擬平面,是配置成與雷射加工頭10A之各構件具有面對稱的關係。
例如,雷射加工頭10A的筐體(第1筐體)11,安裝於安裝部65,而使第4壁部24對於第3壁部23位在雷射加工頭10B側且使第6壁部26對於第5壁部25位在支撐部7側。對此,雷射加工頭10B的筐體(第2筐體)11,安裝於安裝部66,而使第4壁部24對於第3壁部23位在雷射加工頭10A側且使第6壁部26對於第5壁部25位在支撐部7側。
雷射加工頭10B的筐體11,是在第3壁部23配置於安裝部66側的狀態下使筐體11安裝於安裝部66而構成。具體來說是如下。安裝部66,具有基座板66a、安裝板66b。基座板66a,安裝於設在移動部63的軌道。安裝板66b,在基座板66a豎立設置於雷射加工頭10A側的端部。雷射加工頭10B的筐體11,是在第3壁部23接觸於安裝板66b的狀態下,安裝於安裝部66。雷射加工頭10B的筐體11,可對安裝部66裝卸。
[作用及效果]
在雷射加工頭10A,由於輸出雷射光L1的光源並未設在筐體11內,故可謀求筐體11的小型化。此外,筐體11中,第3壁部23與第4壁部24的距離比第1壁部21與第2壁部22的距離還小,配置在第6壁部26的聚光部14在Y方向上偏靠第4壁部24側。藉此,在沿著與聚光部14的光軸垂直的方向來使筐體11移動的情況,例如,即使在第4壁部24側存在有其他的構件(例如雷射加工頭10B),亦可使聚光部14靠近該其他的構件。因此,雷射加工頭10A,適合使聚光部14沿著與其光軸垂直的方向移動。
且,在雷射加工頭10A,射入部12設在第5壁部25,在Y方向上偏靠第4壁部24側。藉此,可在筐體11內之區域之中對於調整部13在第3壁部23側的區域配置其他構件(例如電路部19)等,有效利用該區域。
且,在雷射加工頭10A,聚光部14在X方向上偏靠第2壁部22側。藉此,在沿著與聚光部14的光軸垂直的方向來使筐體11移動的情況,例如,即使在第2壁部22側存在有其他的構件,亦可使聚光部14靠近該其他的構件。
且,在雷射加工頭10A,射入部12設在第5壁部25,在X方向上偏靠第2壁部22側。藉此,可在筐體11內之區域之中對於調整部13在第1壁部21側的區域配置其他構件(例如測定部16及觀察部17)等,有效利用該區域。
且,在雷射加工頭10A,測定部16及觀察部17是在筐體11內的區域之中對於調整部13配置在第1壁部21側的區域,電路部19是在筐體11內的區域之中對於調整部13配置在第3壁部23側,二向分色鏡15是在筐體11內配置在調整部13與聚光部14之間。藉此,可有效地利用筐體11內的區域。此外,在雷射加工裝置1中,可基於對象物100之表面與聚光部14的距離之測定結果來加工。且,在雷射加工裝置1中,可基於對象物100之表面的觀察結果來加工。
且,在雷射加工頭10A,電路部19,基於由測定部16所輸出的訊號來控制驅動部18。藉此,可基於對象物100之表面與聚光部14的距離之測定結果,來調整雷射光L1之聚光點的位置。
且,在雷射加工頭10A,射入部12,還有調整部13的衰減器31、擴束器32及鏡子33,是配置在沿著Z方向延伸的直線A1上,調整部13的反射型空間光調變器34、成像光學系統35及聚光部14,還有聚光部14,是配置在沿著Z方向延伸的直線A2上。藉此,可緊湊地構成具有衰減器31、擴束器32、反射型空間光調變器34及成像光學系統35的調整部13。
且,在雷射加工頭10A,直線A1相對於直線A2位在第2壁部22側。藉此,在筐體11內之區域之中相對於調整部13在第1壁部21側的區域處,構成使用聚光部14之其他的光學系統(例如測定部16及觀察部17)的情況時,可提升該其他的光學系統的構成之自由度。
以上的作用及效果,亦可藉由雷射加工頭10B來同樣地發揮。
且,在雷射加工裝置1,雷射加工頭10A的聚光部14,是在雷射加工頭10A的筐體11中偏靠雷射加工頭10B側,雷射加工頭10B的聚光部14,是在雷射加工頭10B的筐體11中偏靠雷射加工頭10A側。藉此,在一對雷射加工頭10A、10B各自沿著Y方向移動的情況,雷射加工頭10A的聚光部14與雷射加工頭10B的聚光部14可互相靠近。因此,根據雷射加工裝置1,可效率良好地加工對象物100。
且,在雷射加工裝置1,一對安裝部65、66的各個,是各自沿著Y方向及Z方向來移動。藉此,可更效率良好地加工對象物100。
且,在雷射加工裝置1,支撐部7,沿著X方向及Y方向的各個來移動,以平行於Z方向的軸線為中心線來旋轉。藉此,可更效率良好地加工對象物100。
[變形例]
例如圖6所示般,射入部12、調整部13及聚光部14,配置在沿著Z方向延伸的直線A上亦可。藉此,可緊湊地構成調整部13。該情況時,調整部13,有沒有反射型空間光調變器34及成像光學系統35皆可。且,調整部13,具有衰減器31及擴束器32亦可。藉此,可緊湊地構成具有衰減器31及擴束器32的調整部13。又,衰減器31及擴束器32的配列順序顛倒亦可。
且,筐體11,只要構成為:在第1壁部21、第2壁部22、第3壁部23及第5壁部25之至少一個配置在雷射加工裝置1之安裝部65(或安裝部66)側的狀態下,使筐體11安裝於安裝部65(或安裝部66)即可。且,聚光部14,至少在Y方向上偏靠第4壁部24側即可。根據該等,在使筐體11沿著Y方向移動的情況,例如,即使在第4壁部24側存在其他的構件,亦可使聚光部14靠近該其他的構件。且,在使筐體11沿著Z方向移動的情況,例如,可使聚光部14靠近對象物100。
且,聚光部14,在X方向上偏靠第1壁部21側亦可。藉此,在沿著與聚光部14的光軸垂直的方向來使筐體11移動的情況,例如,即使在第1壁部21側存在有其他的構件,亦可使聚光部14靠近該其他的構件。該情況時,射入部12,在X方向上偏靠第1壁部21側亦可。藉此,在筐體11內之區域之中對於調整部13在第2壁部22側的區域配置其他構件(例如測定部16及觀察部17)等,可有效利用該區域。
且,從光源單元8之射出部81a往雷射加工頭10A之射入部12的雷射光L1之導光、以及從光源單元8之射出部82a往雷射加工頭10B之射入部12的雷射光L2之導光之至少一者,是藉由鏡子來實施亦可。圖7,是雷射光L1被鏡子給導光之雷射加工裝置1之一部分的前視圖。在圖7所示之構造,反射雷射光L1的鏡子3,安裝在移動機構6的移動部63,而在Y方向上與光源單元8之射出部81a相對向且在Z方向上與雷射加工頭10A之射入部12相對向。
在圖7所示之構造,即使移動機構6的移動部63沿著Y方向移動,在Y方向上亦維持著鏡子3與光源單元8之射出部81a相對向的狀態。且,即使移動機構6的安裝部65沿著Z方向移動,在Z方向上亦維持著鏡子3與雷射加工頭10A之射入部12相對向的狀態。於是,無關雷射加工頭10A的位置,可將從光源單元8的射出部81a所射出之雷射光L1,確實地射入至雷射加工頭10A的射入部12。而且,可利用難以由光纖2導光的高功率長短脈衝雷射等之光源。
且,在圖7所示之構造,鏡子3在移動機構6的移動部63安裝成使角度調整及位置調整的至少一個成為可能亦可。藉此,可將從光源單元8的射出部81a所射出之雷射光L1,更確實地射入至雷射加工頭10A的射入部12。
且,光源單元8,是具有一個光源者亦可。該情況時,光源單元8亦可構成為:將從一個光源輸出之雷射光的一部分從射出部81a射出且將該雷射光的剩餘部分從射出部82b射出。
且,雷射加工裝置1,具備一個雷射加工頭10A亦可。即使是具備一個雷射加工頭10A的雷射加工裝置1也一樣,在沿著與聚光部14的光軸垂直的Y方向來使筐體11移動的情況,例如,即使在第4壁部24側存在有其他的構件,亦可使聚光部14靠近該其他的構件。因此,即使是具備一個雷射加工頭10A的雷射加工裝置1,亦可效率良好地加工對象物100。且,具備一個雷射加工頭10A的雷射加工裝置1中,只要安裝部65沿著Z方向移動的話,可更效率良好地加工對象物100。且,具備一個雷射加工頭10A的雷射加工裝置1中,只要支撐部7沿著X方向移動,以平行於Z方向的軸線為中心線來旋轉的話,可更效率良好地加工對象物100。
且,雷射加工裝置1,具備三個以上的雷射加工頭亦可。圖8,是具備兩對雷射加工頭的雷射加工裝置1之立體圖。圖8所示之雷射加工裝置1,具備:複數個移動機構200、300、400、支撐部7、一對雷射加工頭10A、10B、一對雷射加工頭10C、10D、光源單元(圖示省略)。
移動機構200,沿著X方向、Y方向及Z方向的各個的方向使支撐部7移動,以平行於Z方向的軸線為中心線來使支撐部7旋轉。
移動機構300,具有固定部301、一對安裝部(第1安裝部、第2安裝部)305、306。固定部301,安裝於裝置框架(圖示省略)。一對安裝部305、306的各個,安裝於設在固定部301的軌道,可各自獨立地沿著Y方向移動。
移動機構400,具有固定部401、一對安裝部(第1安裝部、第2安裝部)405、406。固定部401,安裝於裝置框架(圖示省略)。一對安裝部405、406的各個,安裝於設在固定部401的軌道,可各自獨立地沿著X方向移動。又,固定部401的軌道,配置成與固定部301的軌道立體地交錯。
雷射加工頭10A,安裝於移動機構300的安裝部305。雷射加工頭10A,是在Z方向上與支撐部7對向的狀態下,對支撐部7所支撐的對象物100照射雷射光。從雷射加工頭10A射出的雷射光,是從光源單元(圖示省略)被光纖2給導光。雷射加工頭10B,安裝於移動機構300的安裝部306。雷射加工頭10B,是在Z方向上與支撐部7對向的狀態下,對支撐部7所支撐的對象物100照射雷射光。從雷射加工頭10B射出的雷射光,是從光源單元(圖示省略)被光纖2給導光。
雷射加工頭10C,安裝於移動機構400的安裝部405。雷射加工頭10C,是在Z方向上與支撐部7對向的狀態下,對支撐部7所支撐的對象物100照射雷射光。從雷射加工頭10C射出的雷射光,是從光源單元(圖示省略)被光纖2給導光。雷射加工頭10D,安裝於移動機構400的安裝部406。雷射加工頭10D,是在Z方向上與支撐部7對向的狀態下,對支撐部7所支撐的對象物100照射雷射光。從雷射加工頭10D射出的雷射光,是從光源單元(圖示省略)被光纖2給導光。
圖8所示之雷射加工裝置1之一對雷射加工頭10A、10B的構造,與圖1所示之雷射加工裝置1之一對雷射加工頭10A、10B的構造相同。圖8所示之雷射加工裝置1之一對雷射加工頭10C、10D的構造,是與將圖1所示之雷射加工裝置1之一對雷射加工頭10A、10B以平行於Z方向的軸線為中心線旋轉90度之情況的一對雷射加工頭10A、10B的構造相同。
例如,雷射加工頭10C的筐體(第1筐體)11,安裝於安裝部65,而使第4壁部24對於第3壁部23位在雷射加工頭10D側且使第6壁部26對於第5壁部25位在支撐部7側。雷射加工頭10C的聚光部14,在Y方向上偏靠第4壁部24側(亦即雷射加工頭10D側)。
雷射加工頭10D的筐體(第2筐體)11,安裝於安裝部66,而使第4壁部24對於第3壁部23位在雷射加工頭10C側且使第6壁部26對於第5壁部25位於支撐部7側。雷射加工頭10D的聚光部14,在Y方向上偏靠第4壁部24側(亦即雷射加工頭10C側)。
如上,圖8所示之雷射加工裝置1,在一對雷射加工頭10A、10B各自沿著Y方向移動的情況,雷射加工頭10A的聚光部14與雷射加工頭10B的聚光部14可互相靠近。且,在一對雷射加工頭10C、10D各自沿著X方向移動的情況,雷射加工頭10C的聚光部14與雷射加工頭10D的聚光部14可互相靠近。
且,雷射加工頭及雷射加工裝置,並不限定於在對象物100的內部形成改質區域者,為實施其他雷射加工者亦可。
接著,說明各實施形態。以下,省略與上述實施形態重複的說明。
[第1實施形態]
圖9所示之第1實施形態的雷射加工裝置101,是對於對象物100施以修整加工及剝離加工,來取得(製造)半導體元件的裝置。雷射加工裝置101,具備:平台107、第1及第2雷射加工頭10A、10B、第1及第2Z軸軌道106A、106B、X軸軌道108、對位攝影機110、以及控制部9。
修整加工,是將對象物100中的不要部分予以除去的加工。剝離加工,是將對象物100的一部分予以剝離的加工。對象物100,例如包含形成為圓板狀的半導體晶圓。作為對象物並未特別限定,以各種材料來形成亦可,呈現各種形狀亦可。於對象物100的表面100a,形成有功能元件(未圖示)。功能元件,例如光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、記憶體等之電路元件等。又,在以下中,X方向對應於上述雷射加工裝置1(參照圖1)的Y方向,Y方向對應於上述雷射加工裝置1(參照圖1)的X方向。
如圖10(a)及圖10(b)所示般,在對象物100設定有效區域R及除去區域E。有效區域R,是對應於所取得之半導體元件的部分。此處之有效區域R,是從厚度方向觀看對象物100時包含中央部分的圓板狀之部分。除去區域E,是對象物100之比有效區域R還外側的區域。除去區域E,是對象物100之有效區域R以外的部分。此處之除去區域E,是包圍有效區域R的圓環狀之部分。除去區域E,是包含從厚度方向觀看對象物100時的周緣部分(外緣的倒角部)。
在對象物100設定有虛擬面M1。虛擬面M1,是與對象物100之雷射光射入面亦即裏面100b相對向的面。虛擬面M1,是與裏面100b平行的面,例如呈圓形狀。虛擬面M1,設定在有效區域R。虛擬面M1,為虛擬的區域,不限定於平面,為曲面乃至三維狀的面亦可。有效區域R、除去區域E及虛擬面M1之設定,可在控制部9進行。有效區域R、除去區域E及虛擬面M1,為座標指定者亦可。
平台107,是載置有對象物100的支撐部。平台107,是與上述支撐部7(參照圖1)同樣地構成。在本實施形態的平台107,是在將對象物100之裏面100b作為雷射射入面側亦即上側的狀態(將表面100a作為平台107側亦即下側的狀態)下,載置有對象物100。平台107,具有設在其中心的旋轉軸C。旋轉軸C,是沿著Z方向延伸的軸。平台107,以旋轉軸C為中心而可旋轉。平台107,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力來旋轉驅動。
第1雷射加工頭10A,對載置於平台107的對象物100沿著Z方向照射第1雷射光L1,在該對象物100的內部形成第1改質區域。第1雷射加工頭10A,安裝於第1Z軸軌道106A及X軸軌道108。第1雷射加工頭10A,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著第1Z軸軌道106A於Z方向直線移動。第1雷射加工頭10A,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著X軸軌道108於X方向直線移動。
在第1雷射加工頭10A,如下所述,可切換第1雷射光L1之照射(輸出)的開始及停止(ON/OFF)。在雷射振盪器以固體雷射所構成的情況,使設在共振腔內的Q開關(AOM(聲波光學調變器)、EOM(電氣光學調變器)等)之ON/OFF被切換,藉此高速地切換第1雷射光L1之照射的開始及停止。在雷射振盪器以光纖雷射所構成的情況,使構成種子雷射、放大器(激發用)雷射的半導體雷射之輸出之ON/OFF被切換,藉此高速地切換第1雷射光L1之照射的開始及停止。在雷射振盪器使用外部調變元件的情況,是使設在共振腔外的外部調變元件(AOM、EOM等)之ON/OFF被切換,藉此高速地切換第1雷射光L1之照射的ON/OFF。且,在第1雷射加工頭10A,藉由快門等之機械式的機構使第1雷射光L1的光路開閉亦可,該情況時,能防止第1雷射光L1意外地射出的情況。這種切換在其他的雷射加工頭也相同。
第1雷射加工頭10A,具備測距感測器。測距感測器,對於對象物100的雷射光射入面射出測距用雷射光,檢測出被該雷射光射入面所反射的測距用之光,藉此取得對象物100之雷射光射入面的位移資料。作為測距感測器,在與第1雷射光L1不同軸之感測器的情況,可利用三角測距方式、雷射共焦點方式、白色共焦點方式、分光干涉方式、散光方式等之感測器。作為測距感測器,在與第1雷射光L1同軸之感測器的情況,可利用散光方式等之感測器。第1雷射加工頭10A的電路部19(參照圖3),是基於由測距感測器所取得的位移資料,來驅動驅動部18,使聚光部14追隨雷射光射入面(參照圖5)。藉此,以對象物100的雷射光射入面與第1雷射光L1的第1聚光點之距離維持成一定的方式,基於該位移資料使聚光部14沿著Z方向移動。關於這種測距用感測器及其控制,在其他的雷射加工頭也相同。
第2雷射加工頭10B,對載置於平台107的對象物100沿著Z方向照射第2雷射光L2,在該對象物100的內部形成第2改質區域。第2雷射加工頭10B,安裝於第2Z軸軌道106B及X軸軌道108。第2雷射加工頭10B,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著第2Z軸軌道106B於Z方向直線移動。第2雷射加工頭10B,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著X軸軌道108於X方向直線移動。第1雷射加工頭10A與第2雷射加工頭,內部構造是透過旋轉軸C而彼此對稱。
第1Z軸軌道106A,是沿著Z方向延伸的軌道。第1Z軸軌道106A,透過安裝部65而安裝有第1雷射加工頭10A。第1Z軸軌道106A,是以第1雷射光L1的第1聚光點沿著Z方向移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著Z方向移動。第1Z軸軌道106A,對應於上述移動機構6(參照圖1)或上述移動機構300(參照圖8)的軌道。第1Z軸軌道106A,構成第1鉛直移動機構(鉛直移動機構)。
第2Z軸軌道106B,是沿著Z方向延伸的軌道。第2Z軸軌道106B,透過安裝部66而安裝有第2雷射加工頭10B。第2Z軸軌道106B,是以第2雷射光L2的第2聚光點沿著Z方向移動的方式,使第2雷射加工頭10B沿著Z方向移動。第2Z軸軌道106B,對應於上述移動機構6(參照圖1)或上述移動機構300(參照圖8)的軌道。第2Z軸軌道106B,構成第2鉛直移動機構(鉛直移動機構)。
X軸軌道108,是沿著X方向延伸的軌道。X軸軌道108,安裝於第1及第2Z軸軌道106A、106B的各個。X軸軌道108,是以第1雷射光L1的第1聚光點沿著X方向移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X方向移動。X軸軌道108,是以第2雷射光L2的第2聚光點沿著X方向移動的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X方向移動。X軸軌道108,是以第1及第2聚光點通過旋轉軸C或其附近的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B移動。X軸軌道108,對應於上述移動機構6(參照圖1)或上述移動機構300(參照圖8)的軌道。X軸軌道108,構成第1及第2水平移動機構(水平移動機構)。
對位攝影機110,是取得用在各種調整之圖像的攝影機。對位攝影機110,拍攝對象物100。對位攝影機110,設置在安裝有第1雷射加工頭10A的安裝部65,可與第1雷射加工頭10A同步移動。
控制部9,是構成為含有處理器、記憶體、儲存部及通訊元件等的電腦裝置。在控制部9,讀取至記憶體等的軟體(程式),被處理器所執行,記憶體及儲存部之資料的讀取及寫入,以及通訊元件的通訊,是由處理器所控制。藉此,控制部9,實現各種功能。
控制部9,控制:平台107的旋轉、來自第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2的照射、以及第1及第2聚光點的移動。控制部9,基於與平台107的旋轉量相關的旋轉資訊(以下稱為「θ資訊」),而可實行各種控制。θ資訊,是由使平台107旋轉的驅動裝置之驅動量來取得亦可,由其他的感測器等來取得亦可。θ資訊,可藉由公知的各種手法來取得。此處之θ資訊,是以對象物100位在0度方向之位置時的狀態為基準的旋轉角度。
控制部9,是在一邊使平台107旋轉,一邊使第1及第2聚光點位在對象物100之沿著有效區域R之周緣的位置之狀態下,基於θ資訊來控制第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2之照射的開始及停止,藉此實行沿著有效區域R的周緣來形成改質區域的周緣處理。周緣處理的詳細待留後述。
控制部9,不使平台107旋轉,便對除去區域E照射第1及第2雷射光L1、L2,並且使該第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點移動,藉此實行在除去區域E形成改質區域的除去處理。除去處理的詳細待留後述。
控制部9,是一邊使平台107旋轉,一邊從第1及第2雷射加工頭10A、10B分別照射第1及第2雷射光L1、L2,並控制第1及第2聚光點之各自之X方向的移動,藉此實行在對象物100的內部沿著虛擬面M1形成第1及第2改質區域的第1剝離處理。第1剝離處理的詳細待留後述。
控制部9,是以第1及第2改質區域所包含之複數個改質點的間距(在加工進行方向鄰接之改質點的間隔)成為一定的方式,來控制平台107的旋轉、來自第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2的照射、以及第1及第2聚光點之移動的至少任一者。
控制部9,是從對位攝影機110的拍攝圖像,來取得對象物100之旋轉方向的基準位置(0度方向的位置)及對象物100的直徑。控制部9,是以只有第1雷射加工頭10A可沿著X軸軌道108移動至平台107的旋轉軸C上的方式(第2雷射加工頭10B無法沿著X軸軌道108移動至平台107的旋轉軸C上的方式),來控制第1及第2雷射加工頭10A、10B的移動。
接著,以下說明使用雷射加工裝置101,來對於對象物100施以修整加工及剝離加工,而取得(製造)半導體元件之方法的一例。
首先,以裏面100b成為雷射射入面側的狀態將對象物100載置於平台107上。在對象物100之搭載有功能元件的表面100a側,黏接有支撐基板乃至膠帶材來保護。
接著,實施修整加工。在修整加工,由控制部9實行周緣處理。具體來說,如圖11(a)所示般,在一邊使平台107以一定的旋轉速度來旋轉,一邊使第1及第2聚光點P1、P2位在對象物100之有效區域R之周緣的位置之狀態下,基於θ資訊來控制第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2之照射的開始及停止。此時的第1及第2聚光點P1、P2不移動。藉此,如圖11(b)及11(c)所示般,沿著有效區域R的周緣形成改質區域4。所形成的改質區域4,包含改質點及從改質點延伸的龜裂。
在修整加工,由控制部9實行除去處理。具體來說,如圖12(a)所示般,不使平台107旋轉地在除去區域E照射第1及第2雷射光L1、L2,並使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108往互相分離的方向移動,使該第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點P1、P2從對象物100的中心往分離的方向移動。使平台107旋轉90度之後,在除去區域E照射第1及第2雷射光L1、L2,並使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108往互相分離的方向移動,使該第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點P1、P2從對象物100的中心往分離的方向移動。
藉此,如圖12(b)所示般,從Z方向觀看時沿著以除去區域E被4等分的方式延伸的線,來形成改質區域4。線,雖為虛擬的線,但亦可為實際畫出的線。所形成的改質區域4,包含改質點及從改質點延伸的龜裂。該龜裂,到達表面100a及裏面100b之至少任一者皆可,沒到達表面100a及裏面100b之至少任一者亦可。之後,如圖13(a)及圖13(b)所示般,例如藉由治具或空氣,以改質區域4為邊界將除去區域E予以去除。
接著,實施剝離加工。在剝離加工,由控制部9實行第1剝離處理。具體來說,如圖13(c)所示般,一邊使平台107以一定的旋轉速度來旋轉,一邊從第1及第2雷射加工頭10A、10B分別照射第1及第2雷射光L1、L2,並以第1及第2聚光點P1、P2從虛擬面M1的外緣側沿著X方向互相接近的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。藉此,如圖14(a)及圖14(b)所示般,在對象物100的內部沿著虛擬面M1,形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀(漸伸曲線)且彼此不重疊的第1及第2改質區域4A、4B。又,在以下,針對第1及第2改質區域4A、4B的各個,亦有僅稱為改質區域4的情況。
接著,如圖14(c)所示般,例如藉由吸附治具,遍及虛擬面M1以第1及第2改質區域4A、4B為邊界,剝離對象物100的一部分。對象物100的剝離,在平台107上實施亦可,移動至剝離專用的區域來實施亦可。對象物100的剝離,是利用吹氣或膠帶材來剝離亦可。在無法僅以外部應力來剝離對象物100的情況時,可用與對象物100反應的蝕刻液(KOH或TMAH等)來選擇性蝕刻第1及第2改質區域4A、4B亦可。藉此,可容易剝離對象物100。如圖14(d)所示般,對於對象物100的剝離面100h,進行收尾的研削乃至礪石等之研磨材KM的研磨。以蝕刻來剝離對象物100的情況,可使該研磨簡略化。以上的結果,取得半導體元件100K。
接著,詳細說明上述之剝離加工的第1剝離處理。
首先,如圖15(a)所示般,以對位攝影機110位在對象物100之對位對象100n的正上方且使對位攝影機110的焦點配合對位對象100n的方式,使平台107旋轉並使搭載有對位攝影機110的第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108及第1Z軸軌道106A移動。此處的對位對象100n為缺口。又,對位對象100n並未特別限定,為對象物100的定向平面亦可,為功能元件的圖形亦可。
由對位攝影機110進行拍攝。基於對位攝影機110的拍攝圖像,來取得對象物100之0度方向的位置。0度方向的位置,是指平台107之繞旋轉軸C的旋轉方向(以下亦稱為「θ方向」)中,成為基準之對象物100的位置。例如對位對象100n,對於0度方向的位置在θ方向具有一定的關係,故從拍攝圖像來取得對位對象100n的位置,藉此可取得0度方向的位置。且,基於對位攝影機110的拍攝圖像,來取得對象物100的直徑。又,對象物100的直徑,亦可由使用者的輸入來設定。
接著,如圖15(b)所示般,使平台107旋轉,使對象物100位在0度方向的位置。在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在剝離開始既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。在Z方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在虛擬面M1的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著Z軸軌道移動。剝離開始既定位置,例如是對象物100之外周部的既定位置。
接著,開始平台107的旋轉。開始測距感測器之裏面100b的追隨。又,在測距感測器的追隨開始之前,事先確認第1及第2聚光點P1、P2的位置在測距感測器可檢測的範圍內。在平台107的旋轉速度成為一定(等速)的時間點,開始第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。
如圖16(a)所示般,從Z方向觀看時在距離對象物100之旋轉軸C較遠的外周側之第1區域G1,以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相靠近的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。此時,使從旋轉軸C到第1聚光點P1為止之間和從旋轉軸C到第2聚光點P2為止之間維持成等距離,並使第1及第2聚光點P1、P2的各個往X方向移動。
接著,如圖16(b)所示般,在第1及第2雷射加工頭10A、10B互相接觸之前,在從Z方向觀看時靠近對象物100之旋轉軸C的內側之第2區域G2,以只有第1聚光點P1接近旋轉軸C之位置的方式僅使第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108移動。此時,第2雷射加工頭10B之第2雷射光L2的照射停止。在第2雷射加工頭10B安裝有觀察用的IR攝影機的情況,基於該IR攝影機的觀察結果,實施是否有實施目的之剝離加工的評價。
此外,在剝離加工之前沒有用修整加工來去除除去區域E的情況時,在僅使第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108移動來加工第2區域G2之際,是藉由第2雷射加工頭10B來進行修整加工亦可。亦即,是在一邊使平台107旋轉,一邊使第2聚光點P2位在對象物100之沿著有效區域R之周緣的位置之狀態,基於θ資訊來控制第2雷射加工頭10B之第2雷射光L2之照射的開始及停止,來沿著有效區域R的周緣形成改質區域4亦可。
在第1聚光點P1到達旋轉軸C的位置或其周邊的情況,停止第1雷射光L1的照射,之後,停止平台107的旋轉。如以上所述,如圖17所示般,在對象物100的內部沿著虛擬面M1形成:從Z方向觀看時以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1改質區域4A、從Z方向觀看時以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且不對第1改質區域4A重疊的第2改質區域4B。
以上,在雷射加工裝置101,在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。
在雷射加工裝置101,控制部9,是一邊使平台107旋轉,一邊從第1及第2雷射加工頭10A、10B分別照射第1及第2雷射光L1、L2,並控制第1及第2聚光點P1、P2之各自之X方向的移動,藉此實行在對象物100的內部沿著虛擬面M1形成第1及第2改質區域4A、4B的第1剝離處理。該情況時,可使用第1及第2雷射加工頭10A、10B來效率良好地進行剝離加工。
雷射加工裝置101中,在第1剝離處理,一邊使平台107旋轉,一邊以第1及第2聚光點P1、P2各自互相接近的方式來往X方向移動,藉此形成以平台107之旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1改質區域4A,並形成以平台107之旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且不與第1改質區域4A重疊的第2改質區域4B。藉此,可用該等第1及第2改質區域4A、4B為邊界來剝離對象物100的一部分。可具體實現有效率的剝離加工。
在雷射加工裝置101,控制部9,是以第1改質區域4A所包含之複數個第1改質點的間距及第2改質區域4B所包含之複數個第2改質點的間距成為一定的方式,來控制平台107的旋轉、來自第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2的照射、以及第1及第2聚光點P1、P2之移動的至少任一者。藉此,對齊成使複數個第1及第2改質點的間距成為一定,可防止例如在利用第1及第2改質區域4A、4B的分割時可能發生的未分割等之加工不良的情況。
雷射加工裝置101中,在第1剝離處理,使從平台107的旋轉軸C到第1聚光點P1為止之間與從平台107的旋轉軸C到第2聚光點P2為止之間維持成等距離,並使第1及第2聚光點P1、P2的各個往X方向移動。藉此,使對象物100之在第1聚光點P1的位置的周速度與在第2聚光點P2的位置的周速度相等。在進行剝離加工之際,可對齊成使複數個第1及第2改質點的間距成為一定(固定化、一致化)。
雷射加工裝置101中,控制部9,在平台107的旋轉速度成為一定的狀態下,使第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2的照射開始及停止。藉此,可對齊成使複數個第1及第2改質點的間距成為一定。
在雷射加工裝置101,在修整加工及剝離加工之前取得0度方向的位置,藉此可品質良好地進行修整加工及剝離加工。且,對象物100之裂開面等之結晶面與0度方向之位置(對位對象100n的位置)有一定的關連,故藉由取得0度方向的位置,可進行考慮到對象物100之結晶面的加工(配合結晶面的加工)。
且,在雷射加工裝置101,是在周緣處理中,利用θ資訊使第1及第2雷射光L1、L2的照射開始及停止。藉此,在沿著對象物100之有效區域R的周緣來形成改質區域4的情況時,可精度良好地控制成該改質區域4不會重疊(亦即,第1及第2雷射光L1、L2的各個不會對同部位重複照射)。可精度良好地進行修整加工。
雷射加工裝置101中,周緣處理,是在平台107的旋轉速度成為一定的狀態下,使第1及第2雷射加工頭10A、10B之第1及第2雷射光L1、L2之各自的照射開始及停止。藉此,對齊成使藉由周緣處理所形成之包含在改質區域4的複數個改質點的間距成為一定。
在雷射加工裝置101,控制部9,不使平台107旋轉便對除去區域E照射第1及第2雷射光L1、L2,並且使第1及第2聚光點P1、P2移動,藉此實行在除去區域E形成改質區域4的除去處理。藉此,可容易分斷除去區域E來去除。
雷射加工裝置101中,在除去處理,使第1及第2聚光點P1、P2往遠離對象物100之中心的方向移動。該情況時,可具體地實現上述之除去區域的分斷。又,在除去處理,使第1及第2聚光點P1、P2往靠近對象物100之中心的方向移動亦可。
圖18(a),是說明第1及第2雷射光L1、L2分歧之情況之例的圖。圖18(b),是說明第1及第2雷射光L1、L2分歧之情況之其他例的圖。圖18(a)及圖18(b),是對象物100的橫剖面,表示剝離加工中在虛擬面M1形成改質區域4的情況之例子。圖中的虛線箭頭是加工進行方向(所照射之第1及第2雷射光L1、L2前進的方向、掃描方向)。
如圖18(a)及圖18(b)所示般,使第1雷射光L1分歧成複數個分歧第1雷射光,因應複數個分歧第1雷射光的聚光而使複數個第1改質點(改質點)SA形成在虛擬面M1上亦可。使第2雷射光L2分歧成複數個分歧第2雷射光,因應複數個分歧第2雷射光的聚光而使複數個第2改質點(改質點)SB形成在虛擬面M1上亦可。第1及第2雷射光L1、L2的分歧,例如可利用反射型空間光調變器34(參照圖5)來實現。
特別是,如圖18(a)所示般,將第1雷射光L1予以分歧,來使沿著與加工進行方向正交的正交方向並排成一列的第1改質點SA形成在虛擬面M1上亦可。將第2雷射光L2予以分歧,來使沿著與加工進行方向正交的正交方向並排成一列的第2改質點SB形成在虛擬面M1上亦可。或是,如圖18(b)所示般,將第1雷射光L1予以分歧,來使沿著對該正交方向傾斜的方向並排成一列的第1改質點SA形成在虛擬面M1上。將第2雷射光L2予以分歧,來使沿著對該正交方向傾斜的方向並排成一列的第2改質點SB形成在虛擬面M1上。這種第1及第2雷射光L1、L2的分歧,亦可適用於在剝離加工所照射之任一種的雷射光。
本實施形態,在修整加工中將第1雷射光L1予以分歧而使複數個聚光點形成在Z方向,而使複數個改質點同時形成在Z方向亦可。第1雷射光L1的分歧,例如可利用反射型空間光調變器34(參照圖5)來實現。這種第1雷射光L1的分歧,亦可適用於在修整加工所照射之任一種的雷射光。
在本實施形態,雷射加工頭為一個亦可,為三個以上亦可。雷射加工頭為一個的情況時,該一個雷射加工頭是依序進行與第1及第2雷射加工頭10A、10B同樣的動作亦可。雷射加工頭為三個以上的情況時,該一部分的雷射加工頭進行與第1雷射加工頭10A同樣的動作,且其他部分的雷射加工頭進行與第2雷射加工頭10B同樣的動作亦可。
在本實施形態,僅實施剝離加工亦可,僅實施修整加工亦可。僅實施剝離加工的情況時,在θ方向中不管從對象物100的任何位置開始加工均可實現相同的加工,故亦可不含有:從對位攝影機110的拍攝圖像取得0度方向之位置的工程、使平台107旋轉來使對象物100位在0度方向之位置的工程。因同樣的理由,在僅實施剝離加工的情況時,沒有對位攝影機110亦可。
在本實施形態的第1剝離處理,雖一邊使平台107旋轉,一邊以第1及第2聚光點P1、P2的各個往互相接近的方式於X方向移動(從外側往內側移動),但以第1及第2聚光點P1、P2的各個往互相分離的方式於X方向移動(從內側往外側移動)亦可。
在本實施形態,當測距感測器為不同軸之感測器的情況時,另外實施進行測距感測器之雷射光射入面的追隨來取得雷射光射入面之位移資料的處理(亦即投影加工)亦可。在本實施形態,第1及第2雷射加工頭10A、10B,亦可在上述之雷射加工的實施前,進行上述之雷射加工之輸出調整等的各種調整(校準)。
本實施形態,在剝離加工中,雖控制成使第1及第2改質點SA、SB的間距成為一定,但可容許對象物100在可剝離的餘裕範圍內使該間距變動(偏動)。
在本實施形態,是以第1及第2聚光點P1、P2移動的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B移動,但並不限定於此。只要以第1聚光點P1沿著鉛直方向移動的方式使平台107及第1雷射加工頭10A的至少一方移動即可。只要以第2聚光點P2沿著鉛直方向移動的方式使平台107及第2雷射加工頭10B的至少一方移動即可。只要以第1聚光點P1沿著水平方向移動的方式使平台107及第1雷射加工頭10A的至少一方移動即可。只要以第2聚光點P2沿著水平方向移動的方式使平台107及第2雷射加工頭10B的至少一方移動即可。
[第2實施形態]
接著,針對第2實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第2實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
第2實施形態中,控制部9所實行的周緣處理,有著第1周回處理及螺旋處理。在第1周回處理,是一邊使平台107旋轉,一邊以第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點P1、P2位在Z方向的既定位置的狀態下照射第1及第2雷射光L1、L2,從第1及第2雷射光L1、L2之該照射的開始直到平台107轉一圈(360度旋轉)時使第1及第2雷射光L1、L2的該照射停止,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。
第1周回處理,含有:沿著有效區域R之表面100a側(與Z方向之雷射光射入面側相反之側)的周緣來形成環狀之改質區域41的第1處理、沿著有效區域R之裏面100b側(Z方向之雷射光射入面側)的周緣來形成環狀之改質區域42的第2處理。在螺旋處理,一邊使平台107旋轉,一邊使照射中的第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點P1、P2往Z方向移動,藉此沿著有效區域R之表面100a側與裏面100b側之間的周緣,來形成螺旋狀的改質區域43。
具體說明第2實施形態的雷射加工裝置中,實施修整加工之際之動作的一例。
首先,由控制部9實行第1周回處理的第1處理。在第1處理,具體來說,如圖19(a)所示般,使第1聚光點P1位在對象物100之有效區域R之表面100a側的位置,使第2聚光點P2位在對象物100之有效區域R之表面100a側且在Z方向從第1聚光點P1分離(錯開)的位置。在該狀態下一邊使平台107以一定的旋轉速度旋轉,一邊照射第1及第2雷射光L1、L2。從第1及第2雷射光L1、L2之該照射的開始直到平台107轉一圈時,停止第1及第2雷射光L1、L2的該照射。此時,第1及第2聚光點P1、P2不移動。藉此,沿著有效區域R之表面100a側的周緣形成2列的環狀之改質區域41。
接著,由控制部9實行螺旋處理。在螺旋處理,具體來說,如圖19(b)所示般,一邊使平台107以一定的旋轉速度旋轉,一邊照射第1及第2雷射光L1、L2,並使第1及第2雷射加工頭10A、10B分別沿著第1及第2Z軸軌道106A、106B來移動,而在有效區域R之表面100a側與裏面100b側之間的周緣處使第1及第2聚光點P1、P2往裏面100b側移動。此處,使第1及第2聚光點P1、P2,從有效區域R之Z方向的中央處偏表面100a的位置移動至偏裏面100b的位置。藉此,沿著有效區域R之表面100a側與裏面100b側之間的周緣,來形成雙重螺旋狀的改質區域43。
接著,由控制部9實行第1周回處理的第2處理。在第2處理,具體來說,如圖19(c)所示般,使第1聚光點P1位在對象物100之有效區域R之裏面100b側的位置,使第2聚光點P2位在對象物100之有效區域R之裏面100b側且在Z方向從第1聚光點P1分離(錯開)的位置。在該狀態下一邊使平台107以一定的旋轉速度旋轉,一邊照射第1及第2雷射光L1、L2。從第1及第2雷射光L1、L2之該照射的開始直到平台107轉一圈時,停止第1及第2雷射光L1、L2的該照射。此時,第1及第2聚光點P1、P2不移動。藉此,沿著有效區域R之裏面100b側的周緣形成2列的環狀之改質區域42。
藉由以上所述,如圖20所示般,沿著對象物100之有效區域R的周緣,形成改質區域4。有效區域R之周緣之表面100a側及裏面100b側的改質區域41、42為圓環狀。有效區域R之周緣之表面100a與裏面100b側之間的改質區域43為雙重螺旋狀。從有效區域R之周緣之表面100a側及裏面100b側的改質區域41、42延伸的龜裂,是沿著有效區域R的周緣而到達表面100a及裏面100b且露出。
以上,即使是第2實施形態的雷射加工裝置,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是第2實施形態的雷射加工裝置,亦可精度良好地進行修整加工。
在第2實施形態的雷射加工裝置,周緣處理,具有第1周回處理,其一邊使平台107旋轉,一邊以第1及第2聚光點P1、P2位在Z方向之既定位置的狀態下來照射第1及第2雷射光L1、L2,從第1及第2雷射光L1、L2之該照射的開始直到支撐部轉一圈時停止第1及第2雷射光L1、L2的該照射,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域41、42。根據第1周回處理,可在對象物100之Z方向的既定位置,沿著有效區域R的周緣且遍及該周緣的1圈,以不重疊的方式分別形成環狀的改質區域41、42。
在第2實施形態的雷射加工裝置,第1周回處理,含有:沿著有效區域R之表面100a側的周緣來形成環狀之改質區域41的第1處理、沿著有效區域R之裏面100b側的周緣來形成環狀之改質區域42的第2處理。藉此,在有效區域R的表面100a側及裏面100b側,使從改質區域4延伸的龜裂到達表面100a及裏面100b,而可確實地形成露出至表面100a及裏面100b的龜裂(半裂乃至全裂)。
在第2實施形態的雷射加工裝置,周緣處理,具有螺旋處理,其一邊使平台107旋轉,一邊使第1及第2聚光點P1、P2往Z方向移動,藉此沿著有效區域R之表面100a側與裏面100b側之間的周緣,形成螺旋狀的改質區域43。藉此,在有效區域R之表面100a側與裏面100b側之間,沿著周緣以不重疊的方式形成螺旋狀的改質區域43,可有效率地修整加工。
又,在對象物100之表面100a側形成1列或3列以上之環狀的改質區域41亦可。在對象物100之表面100a側不形成環狀之改質區域41亦可。在對象物100之裏面100b側形成1列或3列以上之環狀的改質區域42亦可。在對象物100之裏面100b側不形成環狀的改質區域42亦可。在對象物100之表面100a側與裏面100b側之間不形成螺旋狀的改質區域43亦可。從改質區域41、43延伸的龜裂,視情況亦可不到達表面100a及裏面100b之至少任一者。
[第3實施形態]
接著,針對第3實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第3實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
第3實施形態的雷射加工裝置中,在控制部9所實行的第1剝離處理,於第1區域G1形成改質區域4的情況,是以第1旋轉速度v使平台107旋轉。於第2區域G2形成改質區域4的情況,是以比第1旋轉速度v還快的第2旋轉速度v’使平台107旋轉。也就是說,控制部9,以滿足下式的方式來控制平台107的旋轉速度。控制部9,使第1及第2改質區域4A、4B之改質點的間距成為大致一定的方式,使第2旋轉速度v’比第1旋轉速度v還快。
第1旋轉速度v<第2旋轉速度v’
如圖21(a)所示般,第1區域G1,是從Z方向觀看時對象物100之離旋轉軸C較遠之外側的環狀區域。第2區域G2,是從Z方向觀看時對象物100之離旋轉軸C較近之內側的圓形狀區域。第1及第2區域G1、G2的設定,可在控制部9進行。第1及第2區域G1、G2,為座標指定者亦可。
控制部9,如下設定第1及第2雷射光L1、L2的加工條件。亦即,在第1區域G1形成改質區域4的情況之第1及第2雷射光L1、L2的頻率(重複頻率)、在第2區域G2形成改質區域4的情況之第1及第2雷射光L1、L2的頻率,為相等。在第1區域G1形成改質區域4的情況之第1及第2雷射光L1、L2之脈衝的間隔、在第2區域G2形成改質區域4的情況之第1及第2雷射光L1、L2之脈衝的間隔,為相等。又,在第2區域G2形成改質區域4的情況,與在第1區域G1形成改質區域4的情況相比之下,第1及第2雷射光L1、L2的頻率較低亦可,第1及第2雷射光L1、L2之脈衝的間隔較多亦可。
針對第3實施形態之雷射加工裝置中所實施之第1剝離處理的一例進行具體說明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在剝離開始既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。剝離開始既定位置,例如是在第2區域G2之中央處於X方向接近的一對既定位置。
接著,開始平台107的旋轉。在平台107的旋轉速度固定於第2旋轉速度v’的時間點,開始第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。如圖21(b)所示般,在第2區域G2中,以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相分離的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。
如圖21(c)所示般,在第1及第2聚光點P1、P2到達第1區域G1的情況,使平台107的旋轉速度固定於第1旋轉速度v,在第1區域G1中,繼續以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相分離的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。如以上所述,在對象物100的內部沿著虛擬面M1(參照圖10)形成:從Z方向觀看時以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1改質區域4A、從Z方向觀看時以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且不對第1改質區域4A重疊的第2改質區域4B。
以上,即使是第3實施形態的雷射加工裝置,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是第3實施形態的雷射加工裝置,亦可精度良好地進行修整加工。
第3實施形態的雷射加工裝置中,在第1剝離處理,從Z方向觀看時在對象物100之離平台107的旋轉軸C較遠之側的第1區域G1形成第1及第2改質區域4A、4B的情況,是以第1旋轉速度v使平台107旋轉。在第1剝離處理,從Z方向觀看時在對象物100之離平台107的旋轉軸C較近之側的第2區域G2形成第1及第2改質區域4A、4B的情況,是以比第1旋轉速度v還快的第2旋轉速度v’使平台107旋轉。藉此,在進行剝離加工之際,第1及第2聚光點P1、P2位在第1區域G1之情況之該位置的周速度、第1及第2聚光點P1、P2位在第2區域G2之情況之該位置的周速度,是成為相近的速度。可對齊成使第1改質區域4A之第1改質點的間距及第2改質區域4B之第2改質點的間距成為一定。
在本實施形態,由控制部9實行以下之變形例的第1剝離處理亦可。亦即,在第1區域G1形成第1改質區域4A的同時,在第2區域G2形成第2改質區域4B亦可。此時,平台107的旋轉速度為一定亦可。此外,以第1及第2改質區域4A、4B之改質點的間距大致成為一定的方式,使第1雷射光L1的頻率比第2雷射光L2的頻率還高亦可,使第1雷射光L1的脈衝無間隔且使第2雷射光L2的脈衝有間隔亦可,使第1雷射光L1之脈衝被設間隔的間隔量比第2雷射光L2之脈衝被設間隔的間隔量還小亦可。脈衝的間隔,可藉由EOM或AOM來實現。
這種變形例的第1剝離處理,具體來說,在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在剝離開始既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。例如第1聚光點P1的剝離開始既定位置,是第1區域G1之內緣側的既定位置。例如第2聚光點P2的剝離開始既定位置,是第2區域G2之位於中心的既定位置。
接著,開始平台107的旋轉。在平台107的旋轉速度成為一定的時間點,開始第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。此時,使第1雷射光L1的頻率比第2雷射光L2的頻率還高。或是,不對第1雷射光L1的脈衝設間隔,而對第2雷射光L2的脈衝設間隔。甚至是,使第1雷射光L1之脈衝被設間隔的間隔量比第2雷射光L2之脈衝被設間隔的間隔量還小。
以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相分離的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。在第1聚光點P1到達第1區域G1之外緣側的情況,停止第1雷射光L1的照射。在第2聚光點P到達第2區域G2之外緣側的情況,停止第2雷射光L2的照射。如以上所述,如圖22所示般,將從Z方向觀看時以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1改質區域4A形成在第1區域G1,將從Z方向觀看時以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第2改質區域4B形成在第2區域G2。
即使是變形例的第1剝離處理,在進行剝離加工之際,亦可對齊成使第1及第2改質區域4A、4B之改質點的間距成為一定。又,此時,可使第1改質區域4A與第2改質區域4B相連,而成為連續之漩渦狀的改質區域4。亦即,在第1剝離處理,一邊使平台107旋轉,一邊使第1及第2聚光點P1、P2分別往X方向移動,藉此形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1改質區域4A,並形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且與第1改質區域4A連續地相連的第2改質區域4B。在該情況亦可具體實現有效率的剝離加工。
[第4實施形態]
接著,針對第4實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第4實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
如圖23所示般,第4實施形態的雷射加工裝置410,平台107進一步具有XY移板415。XY移板415,設在平台107上,與平台107一體地旋轉。XY移板415,可將所載置的對象物100以對旋轉軸C接近及分離的方式往X方向及Y方向移動。作為XY移板415,並未特別限定,可使用公知之各種的XY移板。XY移板415,其動作由控制部9所控制。
對象物100,從Z方向觀看時,含有:設定在對象物100之中央的中央區域100d、中央區域100d以外的主區域100e。中央區域100d,是圓形狀的區域。主區域100e,是比中央區域100d還寬廣的區域,為包圍中央區域100d的圓環狀之區域。中央區域100d,是可如下述般定義的區域。也就是說,在中央區域100d位於旋轉軸C上的狀態下使對象物100旋轉的情況時,中央區域100d之最外位置的周速度是在無法實現剝離加工所需之最低周速度的周速度之區域。例如對象物為12吋晶圓的情況,中央區域100d是在φ10mm的區域。關於中央區域100d及主區域100e,在第5及第6實施形態亦相同。
控制部9,是在對象物100之中央區域100d位於旋轉軸C上的狀態,對主區域100e實行第1剝離處理。且,控制部9,是在對象物100之主區域100e位於旋轉軸C上的狀態下對中央區域100d實行第1剝離處理。此處之第1剝離處理,如上述般,是一邊使平台107旋轉,一邊以所照射之第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點P1、P2互相接近或遠離的方式往X方向移動的處理。
針對第4實施形態之雷射加工裝置410中所實施之第1剝離處理的一例進行具體說明。
首先,驅動XY移板415,成為使對象物100的主區域100e位在旋轉軸C上的狀態,也就是對象物100的中央區域100d從旋轉軸C上分離的狀態。使平台107以一定速度旋轉。以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相接近的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。
此時,在第1及第2聚光點P1、P2位於主區域100e的情況,停止第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射,在第1及第2聚光點P1、P2位於中央區域100d的情況,實行第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。藉此,如圖24所示般,在中央區域100d中,形成以旋轉軸C之位置為中心之漩渦狀的一部分形狀且以曲線狀延伸的第1及第2改質區域4A、4B。又,在圖24中,漩渦狀之線的灰色區域,是第1及第2雷射光L1、L2之照射停止時之第1及第2聚光點P1、P2的軌跡。
接著,如圖25所示般,驅動XY移板415,成為使對象物100的中央區域100d位在旋轉軸C上的狀態,具體來說,是使對象物100的中心位在旋轉軸C上的狀態。使平台107以一定速度旋轉。以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相接近的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。
此時,在第1及第2聚光點P1、P2位於主區域100e的情況,實行第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射,在第1及第2聚光點P1、P2位於中央區域100d的情況,停止第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。藉此,如圖26所示般,在主區域100e,形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1及第2改質區域4A、4B。
以上,即使是雷射加工裝置410,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置410,亦可精度良好地進行修整加工。
但是,為了使改質區域4所含之改質點的間距成為一定,有必要使周速度成為一定。周速度,可由以下的式來定義。
周速度=(旋轉數N[rpm]/60)・(π・直徑D)
例如利用旋轉數最大500rpm之平台107的情況,在12吋晶圓的對象物100,外周部的最大周速度可為7850mm/sec,能充分達成剝離加工至少需要的最低周速度(例如800mm/sec)。到對象物100之φ30mm之範圍的外緣附近位置,提升平台的旋轉數,可達成最低周速度。到對象物100之φ10mm之範圍的外緣附近位置為止,雖周速度降低至最低周速度以下,但可改變第1及第2雷射光L1、L2的頻率等之加工條件來對應。但是,在對象物100的中央區域100d(在此為φ10mm的範圍),有周速度大幅降低的虞慮,即使變更加工條件亦會使周速度成為最低周速度以下,難以使改質區域4所含之改質點的間距成為一定,有著所形成之改質點過密的可能性。
關於此點,在雷射加工裝置410,是在對象物100的中央區域100d位於平台107之旋轉軸C上的狀態下,對主區域100e實行第1剝離處理。在對象物100的主區域100e位在平台107之旋轉軸C上的狀態下,對中央區域100d實行第1剝離處理。藉此,對中央區域100d實行第1剝離處理之際,是成為使對象物100對旋轉軸C偏心的狀態,故可消解中央區域100d的周速度大幅降低的上述虞慮。可迴避形成在中央區域100d的改質區域4之改質點過密的情況。且,可抑制改質區域4之改質點的間距太緊湊而導致穿透對象物100的第1及第2雷射光L1、L2所致之傷害(亦即透光傷害)變大的情況。
[第5實施形態]
接著,針對第5實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第5實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
第5實施形態的雷射加工裝置500中,控制部9,是對主區域100e實行第1剝離處理。且,控制部9,至少對於中央區域100d,不使平台107旋轉便照射第1雷射光L1,並控制第1聚光點P1的移動,藉此實行在對象物100的內部沿著虛擬面M1形成第1改質區域4A的第2剝離處理。第2剝離處理,是使第1聚光點P1直線地移動,而形成直線狀地延伸之第1改質區域4A。
針對第5實施形態之雷射加工裝置500中所實施之第1剝離處理的一例進行具體說明。
在使第1聚光點P1位於虛擬面M1的狀態下,不使平台107旋轉,至少沿著設定在中央區域100d的複數條線,一邊照射第1雷射光L1一邊使第1聚光點P1移動。線,是在Y方向並排且往X方向延伸。藉此,如圖27所示般,在中央區域100d形成直線狀延伸的複數個第1改質區域4A。又,使直線狀的第1改質區域4A延伸到主區域100e之中央區域100d的周邊亦可。
接著,使平台107以一定速度旋轉,以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相接近的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。此時,在第1及第2聚光點P1、P2位於主區域100e的情況,實行第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射,在第1及第2聚光點P1、P2位於中央區域100d的情況,停止第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。藉此,如圖28所示般,在主區域100e,形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀的第1及第2改質區域4A、4B。
以上,即使是雷射加工裝置500,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置500,亦可精度良好地進行修整加工。
在雷射加工裝置500,對主區域100e實行第1剝離處理。對於中央區域100d,不使平台107旋轉便照射第1雷射光L1,並控制第1聚光點P1的移動,藉此實行在對象物100的內部沿著虛擬面M1形成第1改質區域4A的第2剝離處理。第2剝離處理,是使第1聚光點P1直線地移動,而形成直線狀地延伸之第1改質區域4A。該情況時,形成在中央區域100d的第1改質區域4A之改質點的間距,可藉由使第1聚光點P1直線地移動的速度及第1雷射光L1的頻率等之加工條件來控制。因此,可迴避形成在中央區域100d的改質點過密的情況。
又,本實施形態的控制部9,停止第1及第2雷射光L1、L2對中央區域100d的照射亦可。也就是說,在中央區域100d不施以雷射加工亦可。該情況時,不會在中央區域100d形成改質區域4,故可迴避形成在中央區域100d的改質點過密的情況。
[第6實施形態]
接著,針對第6實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第6實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
如圖29所示般,第6實施形態的雷射加工裝置600,取代平台107(參照圖9)而具備平台607。平台607,是支撐部。於平台607,在旋轉軸C上以外的位置載置有複數個對象物100。也就是說,平台607,比平台107還大型。可將複數(圖示之例為四個)個對象物100在平台607配置成:不載放於包含旋轉軸C之位置的一定區域。可將複數個對象物100各自在平台107配置成:位在距旋轉軸C的位置為相等的距離。
控制部9,是在複數個對象物100載置於平台607之旋轉軸C上以外的位置的狀態下,實行第1剝離處理。此處之第1剝離處理,如上述般,是一邊使平台107旋轉,一邊以所照射之第1及第2雷射光L1、L2的第1及第2聚光點P1、P2互相接近或遠離的方式往X方向移動的處理。
具體說明第6實施形態之雷射加工裝置600中,第1剝離處理之實行時之動作的一例。
首先,在平台107之旋轉軸C上以外的位置載置複數個對象物100。在複數個對象物100載置於平台107之旋轉軸C上以外的位置的狀態下,以控制部9實行第1剝離處理。亦即,使平台107以一定速度旋轉,以第1及第2聚光點P1、P2沿著X方向互相接近的方式使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。此時,在第1及第2聚光點P1、P2位於對象物100以外的情況,停止第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射,在第1及第2聚光點P1、P2位於對象物100的情況,實行第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。
藉此,在複數個對象物100分別形成以旋轉軸C之位置為中心之漩渦狀的一部分形狀且以曲線狀延伸的第1及第2改質區域4A、4B。又,在圖29中,漩渦狀之線的灰色區域,是第1及第2雷射光L1、L2之照射停止時之第1及第2聚光點P1、P2的軌跡。
以上,即使是雷射加工裝置600,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置600,亦可精度良好地進行修整加工。
在雷射加工裝置600,複數個對象物100是在平台107被載置於平台107之旋轉軸C上以外的位置。在這情況,亦可消除周速度在對象物100的中央區域100d大幅降低的上述虞慮,可迴避形成在中央區域100d的改質點過密的情況。
[第7實施形態]
接著,針對第7實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第7實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
如圖30所示般,第7實施形態的雷射加工裝置700,是取代X軸軌道108(參照圖9),而具備第1及第2X軸軌道108A、108B。第1X軸軌道108A,是沿著X方向延伸的軌道。第1X軸軌道108A,安裝於第1Z軸軌道106A。第1X軸軌道108A,是以第1雷射光L1的第1聚光點P1沿著X方向移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X方向移動。第1X軸軌道108A,是以第1聚光點P1(聚光部14)通過旋轉軸C或其附近的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X方向移動。第1X軸軌道108A,對應於上述移動機構6(參照圖1)或上述移動機構300(參照圖8)的軌道。第1X軸軌道108A,構成第1水平移動機構(水平移動機構)。
第2X軸軌道108B,是沿著X方向延伸的軌道。第2X軸軌道108B,安裝於第2Z軸軌道106B。第2X軸軌道108B,是以第2雷射光L2的第2聚光點P2沿著X方向移動的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X方向移動。第2X軸軌道108B,是以第2聚光點P2(聚光部14)通過旋轉軸C或其附近的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X方向移動。第2X軸軌道108B,對應於上述移動機構6(參照圖1)或上述移動機構300(參照圖8)的軌道。第2X軸軌道108B,構成第2水平移動機構(水平移動機構)。
第1X軸軌道108A,從平台107之X方向的一方側,往另一方側延伸至跨越旋轉軸C之位置的位置。第2X軸軌道108B,從平台107之X方向的另一方側,往一方向側延伸至不跨越旋轉軸C之位置的位置。也就是說,構成為只有第1雷射加工頭10A也就是第1聚光點P1,可在X方向移動至平台107之旋轉軸C的位置。第1X軸軌道108A與第2X軸軌道108B,在Y方向互相錯開地配置。在圖示之例,第1雷射加工頭10A與第2雷射加工頭,內部構造雖沒有透過旋轉軸C而彼此對稱,但亦可為對稱。
即使是第7實施形態的雷射加工裝置700,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置700,亦可精度良好地進行修整加工。
[第8實施形態]
接著,針對第8實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第8實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
如圖31所示般,第8實施形態的雷射加工裝置800,進一步具備:第3及第4雷射加工頭10C、10D、第3及第4Z軸軌道106C、106D、以及Y軸軌道109。
第3雷射加工頭10C,對載置於平台107的對象物100沿著Z方向照射第3雷射光L3(參照圖33(c)),在該對象物100的內部形成第3改質區域4C(參照圖33(a))。第3雷射加工頭10C,安裝於第3Z軸軌道106C及Y軸軌道109。第3雷射加工頭10C,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著第3Z軸軌道106C於Z方向直線移動。第3雷射加工頭10C,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著Y軸軌道109於Y方向直線移動。
第4雷射加工頭10D,對載置於平台107的對象物100沿著Z方向照射第4雷射光L3(參照圖33(c)),在該對象物100的內部形成第4改質區域4D(參照圖33(a))。第4雷射加工頭10D,安裝於第4Z軸軌道106D及Y軸軌道109。第4雷射加工頭10D,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著第4Z軸軌道106D於Z方向直線移動。第4雷射加工頭10D,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,而可沿著Y軸軌道109於Y方向直線移動。第3雷射加工頭10C與第4雷射加工頭10D,內部構造是透過旋轉軸C而彼此對稱。
第3Z軸軌道106C,是沿著Z方向延伸的軌道。第3Z軸軌道106C,與安裝部65同樣地透過安裝部865而安裝有第3雷射加工頭10C。第3Z軸軌道106C,是以第3雷射光L3的第3聚光點P3(參照圖33(c))沿著Z方向移動的方式,使第3雷射加工頭10C沿著Z方向移動。第3Z軸軌道106C,構成第3鉛直移動機構(鉛直移動機構)。
第4Z軸軌道106D,是沿著Z方向延伸的軌道。第4Z軸軌道106D,與安裝部66同樣地透過安裝部866而安裝有第4雷射加工頭10D。第4Z軸軌道106D,是以第4雷射光L4的第4聚光點P4(參照圖33(c))沿著Z方向移動的方式,使第4雷射加工頭10D沿著Z方向移動。第4Z軸軌道106D,構成第4鉛直移動機構(鉛直移動機構)。
Y軸軌道109,是沿著Y方向的軌道。Y軸軌道109,安裝於第3及第4Z軸軌道106C、106D的各個。Y軸軌道109,是以第3雷射光L3的第3聚光點P3沿著Y方向移動的方式,使第3雷射加工頭10C沿著Y方向移動。Y軸軌道109,是以第4雷射光L4的第4聚光點P4沿著Y方向移動的方式,使第4雷射加工頭10D沿著Y方向移動。Y軸軌道109,是以第3及第4聚光點通過旋轉軸C或其附近的方式,使第3及第4雷射加工頭10C、10D移動。Y軸軌道109,對應於移動機構400(參照圖8)的軌道。Y軸軌道109,構成水平移動機構(第3及第4水平移動機構)。X軸軌道108與Y軸軌道109,設置成高度位置不同。例如使X軸軌道108設置在下側,使Y軸軌道109設置在上側。
第8實施形態中,控制部9所實行的周緣處理,具有第2周回處理,其如圖31、圖32及圖33(a)~圖33(c)所示般,一邊使平台107旋轉,一邊從第1~第4雷射加工頭10A~10D的各個對於對象物100照射第1~第4雷射光L1~L4,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。在第2周回處理,是以使第1~第4雷射光L1~L4的第1~第4聚光點P1~P4在Z方向位於同位置,且第1~第4雷射光L1~L4之照射所形成的第1~第4改質區域4A~4D不互相重疊的方式,來控制第1~第4雷射加工頭10A~10D之各自的第1~第4雷射光L1~L4各自之照射的開始及停止。
具體說明第8實施形態的雷射加工裝置800中,實施修整加工之際之動作的一例。
首先,如圖32(a)所示般,以對位攝影機110位在對象物100之對位對象100n的正上方且使對位攝影機110的焦點配合對位對象100n的方式,以控制部9使平台107旋轉並使搭載有對位攝影機110的第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108及第1Z軸軌道106A移動。
由對位攝影機110進行拍攝。藉由控制部9,基於對位攝影機110的拍攝圖像,來取得對象物100之0度方向的位置。藉由控制部9,基於對位攝影機110的拍攝圖像,來取得對象物100的直徑。以控制部9使平台107旋轉,在θ方向使對象物100位於基準位置(第3雷射加工頭10C的加工位置(第3聚光點P3的位置)成為0度方向的位置)。
接著,由控制部9實行第2周回處理。在第2周回處理,如圖32(b)所示般,在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在修整既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。在Y方向中,以第3及第4聚光點P3、P4位於修整既定位置的方式,使第3及第4雷射加工頭10C、10D沿著Y軸軌道109移動。在Z方向中,以第1~第4聚光點P1~P4在Z方向位於同位置的方式,使第1~4雷射加工頭10A~10D沿著第1~第4Z軸軌道106A~106D移動。修整既定位置,例如是有效區域R的外緣,且從對象物100的外周往徑方向內側進入既定距離的位置。又,在圖32(b),以虛線表示有效區域R及除去區域E的邊界(在圖33(b)及圖33(c)也一樣)。
接著,如圖33(a)~圖33(c)所示般,開始平台107的旋轉。開始測距感測器之裏面100b的追隨。在平台107的旋轉速度成為一定(等速),且在θ方向之對象物100的位置成為基準位置(例如品質穩定的0度、90度、180度或270度)的時間點,開始第1~第4雷射加工頭10A~10D所致之第1~第4雷射光L1~L4的照射。
如圖34(a)所示般,在從第1~第4雷射光L1~L4之該照射的開始使平台107旋轉1/4時,停止第1~第4雷射光L1~L4的該照射。藉此,沿著有效區域R的周緣,形成使第1~第4改質區域4A~4D連接而成的一個環狀的改質區域4。使測距感測器停止,並在對象物100位於θ方向之基準位置的狀態下,停止平台107的旋轉。
接著,藉由控制部9,來實行在除去區域E形成改質區域4的除去處理(外周部的切除處理)。在除去處理,是從有效區域R的外緣往徑方向內側的位置前進助跑距離,來使第1~第4雷射加工頭10A~10D於X方向及Y方向移動。以第1~第4聚光點P1~P4位於加工條件所指定之Z方向的位置的方式,使第1~第4雷射加工頭10A~10D於Z方向移動。開始測距感測器之裏面100b的追隨。
在停止平台107之旋轉的狀態下,以第1~第4聚光點P1~P4往徑方向外側用一定速度移動的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B於X方向移動並使第3及第4雷射加工頭10C、10D於Y方向移動。此時,在第1~第4聚光點P1~P4位於除去區域E時,實行第1~第4雷射光L1~L4的照射,在第1~第4聚光點P1~P4位於除此之外的部分時,停止第1~第4雷射光L1~L4的照射。改變第1~第4聚光點P1~P4之Z方向的位置,來複數次重複這種第1~第4雷射光L1~L4的掃描。藉此,如圖34(b)所示般,從Z方向觀看時沿著將除去區域E予以4等分的線M2(參照圖34(a)),來形成改質區域4J。從所形成的改質區域4J,使龜裂延伸亦可,該龜裂是沿著線M2而到達表面100a及裏面100b的至少任一者。然後,如圖35所示般,藉由治具或空氣等,以改質區域4A~4D、4J為邊界,將除去區域E予以去除。
以上,即使是第8實施形態的雷射加工裝置800,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置800,亦可精度良好地進行修整加工。
在雷射加工裝置800,是由第2周回處理,使第1~第4聚光點P1~P4在Z方向位於同位置,且以第1~第4雷射光L1~L4之照射所形成的複數個改質區域4的各個不會互相重疊的方式,來控制第1~第4雷射加工頭10A~10D各自之第1~第4雷射光L1~L4之照射的開始及停止。藉此,可有效率地使用第1~第4雷射加工頭10A~10D來形成環狀的改質區域4。
特別是,在本實施形態,從複數個雷射加工頭的各個照射雷射光之後,在平台107旋轉了360度/(雷射加工頭的數量)時,停止該雷射光的照射。可沿著對象物100之有效區域R的周緣,使複數個改質區域4連接而形成一個環狀的改質區域4。又,該情況之改質區域4的連接,並不包含改質區域4重疊的情況。
雷射加工裝置800中,除去處理,是在第1~第4聚光點P1~P4的移動速度成為一定的狀態下,使第1~第4雷射加工頭10A~10D之第1~第4雷射光L1~L4的照射開始及停止。藉此,對齊成使藉由除去處理所形成之包含在改質區域4的複數個改質點的間距成為一定。
雷射加工裝置800中,在除去處理,使第1~第4聚光點P1~P4往遠離對象物100之中心的方向移動。該情況時,可具體地實現上述之除去區域E的細分化。又,在除去處理,使第1~第4聚光點P1~P4往接近對象物100之中心的方向移動亦可。
在本實施形態,除去處理,雖然是以停止平台107之旋轉的狀態來在除去區域E形成改質區域4,但亦可一邊使平台107旋轉一邊在除去區域E形成改質區域4。藉此,例如可在除去區域E形成如圖36所示般的改質區域4。可細分化除去區域E,在之後的研削時可吹飛破片。藉由調整除去處理的各種條件,使該破片的控制(破片控制)成為可能。
在本實施形態,雖設置X軸軌道108及Y軸軌道109,但並不特別限定於這種構造,只要設置從Z方向觀看時互相交錯的第1軸及第2軸即可。又,例如在對象物100含有矽來形成的情況時,就晶體方向及切斷品質的觀點來看,具備如上述般以90度交錯的X軸軌道108及Y軸軌道109亦可。
在本實施形態,除了X軸軌道108及Y軸軌道109以外,進一步具備使第1~第4雷射加工頭10A~10D之至少任一者移動之一個或複數個水平軸亦可。例如,除了X軸軌道108(第一軸)與Y軸軌道109(第二軸)以外,設置第三軸亦可,該情況之第三軸,是對X軸軌道108以45度來交錯亦可。
在本實施形態,雖控制成只有第1雷射加工頭10A甚至第1聚光點P1才能在X方向移動至平台107之旋轉軸C的位置,但並不限定於此。例如控制成使第1及第2雷射加工頭10A、10B之雙方甚至第1及第2聚光點P1、P2之雙方,都能在X方向移動至平台107之旋轉軸C的位置亦可。在本實施形態,構成為可使平台107在X方向及Y方向之至少任一者移動亦可。在本實施形態,第3雷射加工頭10C與第4雷射加工頭10D是內部構造不對稱亦可。
又,第1~第4聚光點P1~P4的光束形狀,不是正圓形狀,而是橢圓形狀。通常,在沿著0度或90度等之裂開方向於對象物100形成改質區域4之際,光束形狀之橢圓形狀的長軸方向(以下亦稱為「橢圓長軸方向」),是與加工進行方向一致。但是,在圓周狀地形成改質區域4之際,因對於定向平面的角度等,橢圓長軸方向會從裂開方向偏移,使得加工品質惡化。為了抑制加工品質的惡化,只要使橢圓長軸方向,對於加工進行方向以不同的角度來加工即可。該情況時,有著使橢圓長軸方向改變的方法,或是以全方位的加工來使品質變得平均之固定橢圓長軸方向的方法。
[第9實施形態]
接著,針對第9實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第9實施形態的說明,是說明與第8實施形態相異的點,並省略與第8實施形態重複的說明。
第9實施形態中,周緣處理是實行以下處理:一邊使平台107旋轉,一邊以第1雷射光L1的第1聚光點P1位在Z方向之第1位置的狀態下照射第1雷射光L1,從第1雷射光L1之該照射的開始直到平台107轉一圈時,使第1雷射光L1的該照射停止,而沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。
周緣處理,是實行以下處理:一邊使平台107旋轉,一邊以第2雷射光L2的第2聚光點P2位在比Z方向的第1位置還靠雷射光射入面側之第2位置的狀態下照射第2雷射光L2,從第2雷射光L2之該照射的開始直到平台107轉一圈時,使第2雷射光L2的該照射停止,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。
周緣處理,是實行以下處理:一邊使平台107旋轉,一邊以第3雷射光L3的第3聚光點P3位在比Z方向的第2位置還靠雷射光射入面側之第3位置的狀態下照射第3雷射光L3,從第3雷射光L3之該照射的開始直到平台107轉一圈時,使第3雷射光L3的該照射停止,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。
周緣處理,是實行以下處理:一邊使平台107旋轉,一邊以第4雷射光L4的第4聚光點P4位在比Z方向的第3位置還靠雷射光射入面側之第4位置的狀態下照射第4雷射光L4,從第4雷射光L4之該照射的開始直到平台107轉一圈時,使第4雷射光L4的該照射停止,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。
周緣處理中,第2聚光點P2對於第1聚光點P1在平台107之旋轉方向的順方向錯開90度,第3聚光點P3對於第2聚光點P2在平台107之旋轉方向的順方向錯開90度,第4聚光點P4對於第3聚光點P3在平台107之旋轉方向的順方向錯開90度,第1聚光點P1對於第4聚光點P4在平台107之旋轉方向的順方向錯開90度。
周緣處理中,如圖37所示般,第2雷射光L2的照射,是從第1雷射光L1之照射的開始直到平台107旋轉90度之後才開始。周緣處理中,第3雷射光L3的照射,是從第2雷射光L2之照射的開始直到平台107旋轉90度之後才開始。周緣處理中,第4雷射光L4的照射,是從第3雷射光L3之照射的開始直到平台107旋轉90度之後才開始。
在第9實施形態的雷射加工裝置,其施以修整加工之際的動作,在以下幾點與第8實施形態不同。亦即,藉由控制部9來使第1~4雷射加工頭10A~10D沿著第1~第4Z軸軌道106A~106D移動,而在Z方向使第1~第4聚光點P1~P4依序位在從Z方向之雷射光射入面(裏面100b)遠離的位置。開始平台107的旋轉,在平台107的旋轉速度成為一定(等速),且在θ方向之對象物100的位置成為基準位置的時間點,開始第1雷射加工頭10A所致之第1雷射光L1的照射。在第1雷射光L1之照射的開始直到平台107旋轉了90度的時間點,開始第2雷射光L2的照射。在第2雷射光L2之照射的開始直到平台107旋轉了90度的時間點,開始第3雷射光L3的照射。在第3雷射光L3之照射的開始直到平台107旋轉了90度的時間點,開始第3雷射光L3的照射。
以上,即使是第9實施形態的雷射加工裝置,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是第9實施形態的雷射加工裝置,亦可精度良好地進行修整加工。
在第9實施形態的雷射加工裝置,周緣處理,是包含以下處理:一邊使平台107旋轉,一邊以第1聚光點P1位在第1位置的狀態下照射第1雷射光L1,從第1雷射光L1之該照射的開始直到平台107轉一圈時,使第1雷射光L1的該照射停止,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。周緣處理,是包含以下處理:一邊使平台107旋轉,一邊以第2聚光點P2位在比第1位置還靠裏面100b側的第2位置的狀態下照射第2雷射光L2,從第2雷射光L2之該照射的開始直到平台107轉一圈時,使第2雷射光L2的該照射停止,藉此沿著有效區域R的周緣形成環狀的改質區域4。第2聚光點P2對於第1聚光點P1,在θ方向之順方向錯開既定角度(此處為90度),第2雷射光L2的照射是從第1雷射光L1之照射的開始直到平台107旋轉既定角度之後才開始。藉此,在Z方向之位置不同的複數位置形成環狀的改質區域4的情況時,雷射光射入面亦即裏面100b側之改質區域4的存在,可防止對雷射光射入面的相反之面亦即表面100a側之改質區域4的形成造成不良影響的情況。
[第10實施形態]
接著,針對第10實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第10實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
第10實施形態中,控制部9所實行的第1剝離處理,是如圖38所示般,一邊使平台107旋轉,一邊使第1聚光點P1往X方向的一方向及另一方向來回地重複移動,藉此沿著平台107的旋轉方向形成波狀地延伸的第1改質區域4A。且,在第1剝離處理,是一邊使平台107旋轉,一邊使第2聚光點P2往X方向的一方向移動,藉此形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且與第1改質區域4A交錯的第2改質區域4B。
針對第10實施形態之雷射加工裝置1000中所實施之第1剝離處理的一例進行具體說明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在剝離開始既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。剝離開始既定位置,例如是對象物100之外周部的既定位置。接著,開始平台107的旋轉。在平台107的旋轉速度成為一定的時間點,開始第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。以第1聚光點P1在X方向於既定範圍內來回的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108往復移動。以第2聚光點P2在X方向接近旋轉軸C之位置的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X軸軌道108移動。
以上,從Z方向觀看時,在對象物100的內部沿著虛擬面M1(參照圖10)形成:沿著平台107的旋轉方向延伸成波狀的第1改質區域4A、以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且與第1改質區域4A交錯的第2改質區域4B。
以上,即使是第10實施形態的雷射加工裝置1000,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置1000,亦可精度良好地進行修整加工。
在雷射加工裝置1100,可藉由第1剝離處理,來沿著虛擬面M1形成:沿著θ方向延伸成波狀的第1改質區域4A、以及漩渦狀且與第1改質區域4A交錯的第2改質區域4B。藉此,可用該等第1及第2改質區域4A、4B為邊界來剝離對象物100的一部分。可具體實現有效率的剝離加工。
[第11實施形態]
接著,針對第11實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第11實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
在第11實施形態的雷射加工裝置1100,是以第1聚光點P1的位置在Y方向遠離旋轉軸C的方式,使第1雷射加工頭10A對於旋轉軸C在Y方向錯開來配置。這種配置,例如,可進一步具備使第1雷射加工頭10A往Y方向移動的Y軸軌道藉此來實現。或是,這種配置,例如,可改變使第1雷射加工頭10A往X方向移動之X軸軌道108(參照圖9)在Y方向的固定位置藉此來實現。
第11實施形態中,在控制部9所實行的第1剝離處理,如圖39所示般,一邊使平台107旋轉,一邊使第1聚光點P1沿著從Z方向觀看時對於與對象物100同心的虛擬圓M3的切線而在X方向往復移動,形成第1改質區域。且,在第1剝離處理,是一邊使平台107旋轉,一邊使第2聚光點P2往X方向的一方向移動,藉此形成以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且與第1改質區域交錯的第2改質區域4B。
針對第11實施形態之雷射加工裝置1100中所實施之第1剝離處理的一例進行具體說明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在剝離開始既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。剝離開始既定位置,例如是對象物100之外周部的既定位置。接著,開始平台107的旋轉。在平台107的旋轉速度成為一定的時間點,開始第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。以第1聚光點P1沿著對於虛擬圓M3的切線而在X方向往復移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108往復移動。以第2聚光點P2在X方向接近旋轉軸C之位置的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X軸軌道108往旋轉軸C側移動。由以上所述,從Z方向觀看時,在對象物100的內部沿著虛擬面M1(參照圖10)形成:在對象物100之比虛擬圓M3還外周側且與虛擬圓M3相接之延伸成曲線狀的第1改質區域(未圖示)、以旋轉軸C的位置為中心之漩渦狀且與第1改質區域交錯的第2改質區域4B。
以上,即使是第11實施形態的雷射加工裝置1100,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置1100,亦可精度良好地進行修整加工。
在雷射加工裝置1100,可藉由第1剝離處理,來沿著虛擬面M1形成:在比虛擬圓M3還外周側且與虛擬圓M3相接之曲線狀的第1改質區域、以及漩渦狀且與第1改質區域交錯的第2改質區域4B。藉此,可用該等之改質區域4為邊界來剝離對象物100的一部分。可具體實現有效率的剝離加工。
[第12實施形態]
接著,針對第12實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第12實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
在第12實施形態的雷射加工裝置1200,是以第1聚光點P1的位置在Y方向上從旋轉軸C往一方側遠離的方式,使第1雷射加工頭10A對於旋轉軸C往Y方向的一方側錯開來配置。這種配置,例如,可進一步具備使第1雷射加工頭10A往Y方向移動的Y軸軌道藉此來實現。或是,這種配置,例如,可改變使第1雷射加工頭10A往X方向移動之X軸軌道108(參照圖9)在Y方向的固定位置藉此來實現。
在第12實施形態的雷射加工裝置1200,是以第2聚光點P2的位置在Y方向上從旋轉軸C往另一方側遠離的方式,使第2雷射加工頭10B對於旋轉軸C往Y方向的另一方側錯開來配置。這種配置,例如,可進一步具備使第2雷射加工頭10B往Y方向移動的Y軸軌道藉此來實現。或是,這種配置,例如,可改變使第2雷射加工頭10B往X方向移動之X軸軌道108(參照圖9)在Y方向的固定位置藉此來實現。
第12實施形態中,在控制部9所實行的第1剝離處理,如圖40所示般,一邊使平台107旋轉,一邊使第1聚光點P1沿著從Z方向觀看時對於與對象物100同心的虛擬圓M4的切線而在X方向往復移動,藉此形成第1改質區域。且,在第1剝離處理,是一邊使平台107旋轉,一邊使第2聚光點P2沿著對於虛擬圓M4的切線而在X方向往復移動,藉此形成第2改質區域。
針對第12實施形態之雷射加工裝置1200中所實施之第1剝離處理的一例進行具體說明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光點P1、P2位在剝離開始既定位置的方式,使第1及第2雷射加工頭10A、10B沿著X軸軌道108移動。剝離開始既定位置,例如是對象物100之外周部的既定位置。接著,開始平台107的旋轉。在平台107的旋轉速度成為一定的時間點,開始第1及第2雷射加工頭10A、10B所致之第1及第2雷射光L1、L2的照射。以第1聚光點P1沿著對於虛擬圓M4的切線而在X方向往復移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X軸軌道108往復移動。以第2聚光點P2沿著對於虛擬圓M4的切線而在X方向往復移動的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X軸軌道108往復移動。由以上所述,從Z方向觀看時,在對象物100的內部沿著虛擬面M1(參照圖10)形成:在對象物100之比虛擬圓M4還外周側且與虛擬圓M4相接之延伸成曲線狀的第1及第2改質區域(未圖示)。
以上,即使是第12實施形態的雷射加工裝置1200,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置1200,亦可精度良好地進行修整加工。
在雷射加工裝置1200,可藉由第1剝離處理,來在比虛擬圓M4還外周側形成與虛擬圓M4相接之曲線狀的第1及第2改質區域。藉此,可用該等之改質區域為邊界來剝離對象物100的一部分。可具體實現有效率的剝離加工。
[第13實施形態]
接著,針對第13實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第13實施形態的說明,是說明與第8實施形態相異的點,並省略與第8實施形態重複的說明。
如圖41所示般,第13實施形態的雷射加工裝置1300,是取代X軸軌道108,而具備第1及第2X軸軌道108A、108B。第1X軸軌道108A,是沿著X方向延伸的軌道。第1X軸軌道108A,安裝於第1Z軸軌道106A。第1X軸軌道108A,是以第1雷射光L1的第1聚光點P1沿著X方向移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X方向移動。第1X軸軌道108A,是以第1聚光點P1(聚光部14)通過旋轉軸C或其附近的方式,使第1雷射加工頭10A沿著X方向移動。第1X軸軌道108A,構成第1水平移動機構(水平移動機構)。
第2X軸軌道108B,是沿著X方向延伸的軌道。第2X軸軌道108B,安裝於第2Z軸軌道106B。第2X軸軌道108B,是以第2雷射光L2的第2聚光點P2沿著X方向移動的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X方向移動。第2X軸軌道108B,是以第2聚光點P2(聚光部14)通過旋轉軸C或其附近的方式,使第2雷射加工頭10B沿著X方向移動。第2X軸軌道108B,構成第2水平移動機構(水平移動機構)。
第13實施形態的雷射加工裝置1300,是取代Y軸軌道109,而具備第1及第2Y軸軌道109A、109B。第1Y軸軌道109A,是沿著Y方向延伸的軌道。第1Y軸軌道109A,安裝於第3Z軸軌道106C。第1Y軸軌道109,是以第3雷射光L3的第3聚光點P3沿著Y方向移動的方式,使第3雷射加工頭10C沿著Y方向移動。第1Y軸軌道109A,是以第3聚光點P3(聚光部14)通過旋轉軸C或其附近的方式,使第3雷射加工頭10C沿著Y方向移動。第1Y軸軌道109A,對應於移動機構400的軌道。第1Y軸軌道109A,構成第3水平移動機構(水平移動機構)。
第2Y軸軌道109B,是沿著Y方向延伸的軌道。第2Y軸軌道109B,安裝於第4Z軸軌道106D。第2Y軸軌道109,是以第4雷射光L4的第4聚光點P4沿著Y方向移動的方式,使第4雷射加工頭10D沿著Y方向移動。第2Y軸軌道109B,是以第4聚光點P2(聚光部14)通過旋轉軸C或其附近的方式,使第4雷射加工頭10D沿著Y方向移動。第2Y軸軌道109B,對應於移動機構400的軌道。第2Y軸軌道109B,構成第4水平移動機構(水平移動機構)。
第1X軸軌道108A,從平台107之X方向的一方側,往另一方側延伸至跨越旋轉軸C之位置的位置。第2X軸軌道108B,從平台107之X方向的另一方側,往一方向側延伸至不跨越旋轉軸C之位置的位置。第1Y軸軌道109A,從平台107之Y方向的一方側,往另一方側延伸至跨越旋轉軸C之位置的位置。第2Y軸軌道109B,從平台107之Y方向的另一方側,往一方向側延伸至不跨越旋轉軸C之位置的位置。
第1X軸軌道108A與第2X軸軌道108B,在Y方向互相錯開地配置。第1Y軸軌道109A與第2Y軸軌道109B,在X方向互相錯開地配置。在圖示之例,第1雷射加工頭10A與第2雷射加工頭10B,內部構造雖沒有透過旋轉軸C而彼此對稱,但亦可為對稱。第3雷射加工頭10C與第4雷射加工頭10D,內部構造雖沒有透過旋轉軸C而彼此對稱,但亦可為對稱。
以上,即使是第13實施形態的雷射加工裝置1300,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置1300,亦可精度良好地進行修整加工。
[第14實施形態]
接著,針對第14實施形態的雷射加工裝置進行說明。在第14實施形態的說明,是說明與第1實施形態相異的點,並省略與第1實施形態重複的說明。
如圖42所示般,第14實施形態的雷射加工裝置1400,是取代X軸軌道108,而具備第1及第2旋轉臂141A、141B。第1旋轉臂141A的前端側,安裝於第1Z軸軌道106A。第1旋轉臂141A的基端側,固定於設在平台107外且沿著Z方向的軸142A。第1旋轉臂141A,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,以軸142A為中心來旋轉。第1旋轉臂141A,是以第1聚光點P1以軸142A為中心往旋轉方向沿著圓弧狀的軌跡K1來移動的方式,使第1雷射加工頭10A沿著軌跡K1來移動。軌跡K1,通過旋轉軸C或其附近。第1旋轉臂141A,構成第1水平移動機構(水平移動機構)。
第2旋轉臂141B的前端側,安裝於第2Z軸軌道106B。第2旋轉臂141B的基端側,固定於設在平台107外且沿著Z方向的軸142B。第2旋轉臂141B,藉由馬達等之公知之驅動裝置的驅動力,以軸142B為中心來旋轉。第2旋轉臂141B,是以第2聚光點P2以軸142B為中心往旋轉方向沿著圓弧狀的軌跡K2來移動的方式,使第2雷射加工頭10B沿著軌跡K2來移動。軌跡K2,不通過旋轉軸C或其附近。第2旋轉臂141B,構成第2水平移動機構(水平移動機構)。
以上,即使是第14實施形態的雷射加工裝置1400,亦可在對於對象物100進行各種加工之際,增加可同時乃至並列地形成的改質區域4,而可實現縮短時程。可對於對象物100有效率地進行各種加工。即使是雷射加工裝置1400,亦可精度良好地進行修整加工。
以上,本發明的一態樣,並不限定於上述的實施形態。
在上述的實施形態,雖將對象物100的裏面100b作為雷射光射入面,但亦可將對象物100的表面100a作為雷射光射入面。在上述的實施形態,改質區域4,例如為形成在對象物100之內部的結晶區域、再結晶區域、或是吸雜區域亦可。結晶區域,是維持著對象物100之加工前之構造的區域。再結晶區域,是先蒸發、電漿化或融化之後,在再凝固之際作為單結晶或多結晶來凝固的區域。吸雜區域,是收集重金屬等之雜質來捕獲之發揮出吸雜效果的區域,連續地形成亦可,斷續地形成亦可。且,加工裝置,例如適用於融磨等之加工亦可。
在上述之實施形態,如前述般,可容許剝離加工之第1及第2改質點SA、SB之間距變動。以下說明該例子。
例如,控制部9,是對於主區域100e,以該間距固定為第1間距的方式實行上述第1剝離處理亦可。控制部9,是對於中央區域100d,一邊使平台107、607旋轉或不旋轉,一邊將第1及第2雷射光L1、L2之至少一方照射於對象物100,並控制第1及第2聚光點P1、P2之至少一方的移動,藉此實行在對象物100的內部沿著虛擬面M1,以該間距未達第1間距的方式形成第1及第2改質區域4A、4B之至少一方的第3剝離處理。
藉此,可在中央區域100d,實施比主區域100e還使該間距更加緊湊的加工控制。可具體實現有效率的剝離加工。所謂間距成為一定,是包含著間距在既定的誤差範圍內變動的情況。
例如在上述第3剝離處理,以所包含之複數個改質點的間距不成為一定的方式,將第1及第2改質區域4A、4B之至少一方形成在中央區域100d亦可。該情況時,可具體實現剝離加工,且不需要在中央區域100d使該間距成為一定的控制。所謂間距不成為一定,是包含著間距沒有一定值(某設定的值)、以及間距以超過該一定值之誤差範圍的範圍變動的情況。亦即,在上述第3剝離處理,以該間距成為一定的方式將第1及第2改質區域4A、4B之至少一方形成在中央區域100d當然也行。
控制部9,例如將平台107、607的旋轉速度,從最低旋轉速度變更至最大旋轉速度亦可。控制部9,對於中央區域100d,實行一邊以最大旋轉速度使平台107、607旋轉一邊照射第1及第2雷射光L1、L2的第1剝離處理亦可。控制部9,對於主區域100e,實行一邊以隨著第1及第2聚光點P1、P2接近中央區域100d而階段性變大的旋轉速度來使平台107、607旋轉一邊照射第1及第2雷射光L1、L2的第1剝離處理亦可。在該情況,亦可具體實現有效率的剝離加工。
上述之實施形態及變形例的各構造,不限定於上述的材料及形狀,可適用各式各樣的材料及形狀。且,上述之實施形態或變形例的各構造,可任意適用於其他實施形態或變形例的各構造。
上述的實施形態中,第1雷射光L1及第2雷射光L2,是擬似連續振盪(擬似CW)的雷射光亦可。所謂擬似連續振盪,是使具有波峰的脈衝,以非常高的重覆頻率來振盪的振盪模式。
上述的實施形態中,第1雷射光L1及第2雷射光L2的照射,含有:有訊衝工作模式(Burst mode)的第1雷射光L1及第2雷射光L2的照射、以及沒有訊衝工作模式的第1雷射光L1及第2雷射光L2的照射。訊衝工作模式,是連續照射具有連續之脈衝的雷射光。
例如,對於厚度485μm之小片的對象物100,照射波長1028nm、脈衝寬度10psec、具有及沒有訊衝工作模式的第1雷射光L1及第2雷射光L2,來進行剝離加工。對象物100,是玻璃材料(例如鹼性玻璃)的小片晶圓。將改質區域4形成在對象物100之厚度方向的中央附近。其結果,在具有訊衝工作模式的情況,確認到以低能量形成改質區域4,且,可得到剝離(切片)所必要之水平方向的龜裂。特別是,確認到使訊衝間隔較窄的話,該效果較高。藉由使用訊衝工作模式,確認到不會降低剝離加工時之水平方向的龜裂力,便可降低透光傷害的可能性。又,此處之結果,是使用玻璃晶圓作為對象物100的剝離結果,但亦可使用矽晶圓作為對象物100。可預測到在使用矽晶圓作為對象物100的情況,亦可得到與使用玻璃晶圓作為對象物100的情況同樣的剝離結果。
圖43,是表示修整加工後之對象物100的照片。圖43(a),是表示對象物100之除去區域E的照片。圖43(b),是表示對象物100之有效區域R的照片。圖中的對象物100,是直徑12吋、厚度775μm的矽晶圓,除去區域E的寬度為5mm。如圖43(a)及圖43(b)所示般,在上述實施形態,可確認到可精度良好的修整加工。
圖44(a),是表示因剝離加工而形成在對象物100的改質區域4的拍攝圖像。圖中的拍攝圖像,是在對象物100的厚度方向觀看時以IR攝影機所拍攝的拍攝圖像。如圖44(a)所示般,在此處的剝離加工,從厚度方向觀看時可確認到形成同心圓狀的改質區域4。
圖44(b),是表示剝離加工後之對象物100的照片。在圖44(b),是藉由面吸附墊,來將對象物100的一部分予以吸附來剝離。如圖44(b)所示般,在上述實施形態,可確認到可精度良好的剝離加工。
在上述的實施形態,亦可採用:具備一個雷射加工頭,從該一個雷射加工頭照射複數個雷射光的構造。亦即,雷射加工裝置,亦可具備:支撐部,其載置有對象物,且以沿著鉛直方向的軸為中心而可旋轉;雷射加工頭,其對載置於支撐部的對象物照射第1雷射光及第2雷射光,而在該對象物的內部形成第1改質區域及第2改質區域;第1鉛直移動機構,其以第1雷射光的聚光點亦即第1聚光點沿著鉛直方向移動的方式使支撐部及雷射加工頭之至少一方移動;第2鉛直移動機構,其以第2雷射光的聚光點亦即第2聚光點沿著鉛直方向移動的方式使支撐部及雷射加工頭之至少一方移動;第1水平移動機構,其以第1聚光點沿著水平方向移動的方式使支撐部及雷射加工頭之至少一方移動;第2水平移動機構,其以第2聚光點沿著水平方向移動的方式使支撐部及雷射加工頭之至少一方移動;以及控制部,其控制支撐部的旋轉、來自雷射加工頭之第1及第2雷射光的照射、還有第1及第2聚光點的移動。該情況時,同時照射複數個雷射光亦可,以多階段來照射亦可。在這種雷射加工裝置,亦可發揮上述的各種效果。
4:改質區域
4A:第1改質區域(改質區域)
4B:第2改質區域(改質區域)
4C:第3改質區域(改質區域)
4D:第4改質區域(改質區域)
4J:改質區域
9:控制部
10A:第1雷射加工頭
100:對象物
100d:中央區域
100e:主區域
101,410,500,600,700,800,1000,1100,1200,1300,1400:雷射加工裝置
106A:第1Z軸軌道(第1鉛直移動機構、鉛直移動機構)
106B:第2Z軸軌道(第2鉛直移動機構、鉛直移動機構)
107,607:平台(支撐部)
108:X軸軌道(第1水平移動機構、第2水平移動機構、水平移動機構)
109:Y軸軌道(水平移動機構)
G1:第1區域
G2:第2區域
C:旋轉軸(軸)
E:除去區域
L1:第1雷射光(雷射光)
L2:第2雷射光(雷射光)
M1:虛擬面
P1:第1聚光點(聚光點)
P2:第2聚光點(聚光點)
R:有效區域
SA:第1改質點(改質點)
SB:第2改質點(改質點)
[圖1],是實施形態之雷射加工裝置的立體圖。
[圖2],是圖1所示之雷射加工裝置之一部分的前視圖。
[圖3],是圖1所示之雷射加工裝置之雷射加工頭的前視圖。
[圖4],是圖3所示之雷射加工頭的側視圖。
[圖5],是圖3所示之雷射加工頭之光學系統的構成圖。
[圖6],是變形例之雷射加工頭之光學系統的構成圖。
[圖7],是變形例之雷射加工裝置之一部分的前視圖。
[圖8],是變形例之雷射加工裝置的立體圖。
[圖9],是表示第1實施形態之雷射加工裝置之概略構造的俯視圖。
[圖10(a)],是表示對象物之例的俯視圖。[圖10(b)],是圖10(a)所示之對象物的側視圖。
[圖11(a)],是用來說明第1實施形態之修整(Trimming)加工之對象物的側視圖。[圖11(b)],是表示圖11(a)之後續之對象物的俯視圖。[圖11(c)],是圖11(b)所示之對象物的側視圖。
[圖12(a)],是表示圖11(b)之後續之對象物的側視圖。[圖12(b)],是表示圖12(a)之後續之對象物的俯視圖。
[圖13(a)],是表示圖12(b)之後續之對象物的俯視圖。[圖13(b)],是圖13(a)所示之對象物的側視圖。[圖13(c)],是用來說明第1實施形態之剝離加工之對象物的側視圖。
[圖14(a)],是表示圖13(c)之後續之對象物的俯視圖。[圖14(b)],是圖14(a)所示之對象物的側視圖。[圖14(c)],是表示圖14(a)之後續之對象物的側視圖。[圖14(d)],是用來說明第1實施形態之研磨加工之對象物的側視圖。
[圖15(a)],是用來說明第1實施形態之第1剝離處理之對象物的俯視圖。[圖15(b)],是表示圖15(a)之後續之對象物的俯視圖。
[圖16(a)],是表示圖15(b)之後續之對象物的俯視圖。[圖16(b)],是表示圖16(a)之後續之對象物的俯視圖。
[圖17],是表示圖16(b)之後續之對象物的俯視圖。
[圖18(a)],是說明第1及第2雷射光分歧之情況之例的圖。[圖18(b)],是說明第1及第2雷射光分歧之情況之其他例的圖。
[圖19(a)],是用來說明第2實施形態之修整加工之對象物的側視圖。[圖19(b)],是表示圖19(a)之後續之對象物的側視圖。[圖19(c)],是表示圖19(b)之後續之對象物的側視圖。
[圖20],是表示圖19(c)之後續之對象物的立體圖。
[圖21(a)],是表示對象物之例的俯視圖。[圖21(b)],是用來說明第3實施形態之第1剝離處理之對象物的俯視圖。[圖21(c)],是表示圖21(b)之後續之對象物的俯視圖。
[圖22],是用來說明變形例之第1剝離處理之對象物的俯視圖。
[圖23],是用來說明第4實施形態之第1剝離處理之對象物的俯視圖。
[圖24],是表示圖23之後續之對象物的俯視圖。
[圖25],是表示圖24之後續之對象物的俯視圖。
[圖26],是表示圖25之後續之對象物的俯視圖。
[圖27],是用來說明第5實施形態之剝離加工之對象物的俯視圖。
[圖28],是表示圖27之後續之對象物的俯視圖。
[圖29],是用來說明第6實施形態之剝離加工之對象物的俯視圖。
[圖30],是表示第7實施形態之雷射加工裝置之概略構造的俯視圖。
[圖31],是表示第8實施形態之雷射加工裝置之概略構造的俯視圖。
[圖32(a)],是用來說明第8實施形態之周緣處理之對象物的俯視圖。[圖32(b)],是表示圖32(a)之後續之對象物的俯視圖。
[圖33(a)],是表示圖32(b)之後續之對象物的俯視圖。[圖33(b)],是圖33(a)所示之對象物的側視圖。[圖33(c)],是圖33(a)所示之對象物的其他側視圖。
[圖34(a)],是用來說明第8實施形態之除去處理之對象物的俯視圖。[圖34(b)],是表示圖34(a)之後續之對象物的俯視圖。
[圖35],是表示圖34(b)之後續之對象物的俯視圖。
[圖36],是用來說明變形例之除去處理之對象物的俯視圖。
[圖37],是表示第9實施形態之周緣處理之第1~第4雷射光之照射及停止時間點的圖表。
[圖38],是用來說明第10實施形態之第1剝離處理之對象物的俯視圖。
[圖39],是用來說明第11實施形態之第1剝離處理之對象物的俯視圖。
[圖40],是用來說明第12實施形態之第1剝離處理之對象物的俯視圖。
[圖41],是表示第13實施形態之雷射加工裝置之概略構造的俯視圖。
[圖42],是表示第14實施形態之雷射加工裝置之概略構造的俯視圖。
[圖43(a)]是表示修整加工後之對象物之除去區域的照片。[圖43(b)],是表示修整加工後之對象物之有效區域的照片。
[圖44(a)],是表示因剝離加工而形成在對象物之改質區域的拍攝圖像。[圖44(b)],是表示剝離加工後之對象物的照片。
1:雷射加工裝置
1a:裝置框架
2:光纖
5,6:移動機構
7:支撐部
8:光源單元
9:控制部
10A:第1雷射加工頭
10B:第2雷射加工頭
51,61:固定部
53:移動部
55,65,66:安裝部
63,64:移動部
81,82:光源
81a,82a:射出部
100:對象物
Claims (6)
- 一種對象物的加工方法,是將雷射光照射至對象物,在前述對象物的內部沿著虛擬面形成改質區域,以前述改質區域為邊界來剝離前述對象物的一部分,具備: 在可以回轉軸為中心旋轉的平台上配置前述對象物的步驟、 在從鉛直方向觀看前述平台上的前述對象物時,定出包含前述旋轉軸之圓形狀的區域、前述圓形狀的區域以外之環狀的區域的步驟、 對於前述對象物的前述環狀的區域,以前述改質區域所包含之複數個改質點的間距成為第1間距的方式,照射前述雷射光而沿著前述虛擬面形成前述改質區域的步驟、 對於前述對象物的前述圓形狀的區域,以複數個前述改質點的間距成為未達第1間距的方式,照射前述雷射光而沿著前述虛擬面形成前述改質區域的步驟。
- 如請求項1所述之對象物的加工方法,其中,在對於前述圓形狀的區域形成前述改質區域的步驟中,是以所包含之複數個前述改質點的間距不成為一定的方式來形成前述改質區域。
- 一種對象物的加工方法,是將雷射光照射至對象物,在前述對象物的內部沿著虛擬面形成改質區域,以前述改質區域為邊界來剝離前述對象物的一部分,具備: 在可以回轉軸為中心旋轉的平台上配置前述對象物的步驟、 在從鉛直方向觀看前述平台上的前述對象物時,定出包含前述旋轉軸之圓形狀的區域、前述圓形狀的區域以外之環狀的區域的步驟、 對於前述對象物的前述環狀的區域,照射前述雷射光,並使前述雷射光的聚光點沿著前述虛擬面來移動,藉此沿著前述虛擬面形成前述改質區域的步驟、 對於前述對象物的前述圓形狀的區域,照射前述雷射光,並使前述雷射光的聚光點沿著前述虛擬面來移動,藉此沿著前述虛擬面形成前述改質區域的步驟, 對於前述環狀的區域形成前述改質區域的步驟與對於前述圓形狀的區域形成前述改質區域的步驟,彼此的加工行進方向不同。
- 如請求項3所述之對象物的加工方法,其中, 在對於前述環狀的區域形成前述改質區域的步驟,形成延伸成曲線狀的前述改質區域, 在對於前述圓形狀的區域形成前述改質區域的步驟,形成延伸成直線狀的前述改質區域。
- 如請求項3或4所述之對象物的加工方法,其中,在對於前述環狀的區域形成前述改質區域的步驟及對於前述圓形狀的區域形成前述改質區域的步驟,是以所包含之複數個改質點的間距成為一定的方式來形成前述改質區域。
- 一種對象物的加工方法,是將雷射光照射至對象物,在前述對象物的內部沿著虛擬面形成改質區域,以前述改質區域為邊界來剝離前述對象物的一部分,具備: 在可以回轉軸為中心旋轉的平台上配置前述對象物的步驟、 在從鉛直方向觀看前述平台上的前述對象物時,定出包含前述旋轉軸之圓形狀的區域、前述圓形狀的區域以外之環狀的區域的步驟、 對於前述對象物的前述環狀的區域,一邊使前述平台旋轉一邊照射前述雷射光,來沿著前述虛擬面形成前述改質區域的步驟、 對於前述對象物的前述圓形狀的區域,一邊使前述平台旋轉一邊照射前述雷射光,來沿著前述虛擬面形成前述改質區域的步驟, 前述平台的旋轉速度,可從最低旋轉速度變更至最大旋轉速度, 在對於前述環狀的區域形成前述改質區域的步驟,是以隨著前述雷射光的聚光點接近前述旋轉軸而階段性變大的旋轉速度來使前述平台旋轉, 在對於前述圓形狀的區域形成前述改質區域的步驟,是以前述最大旋轉速度來使前述平台旋轉。
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