JP2007284288A - Substrate scribing method and scribing apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】改質部が確実に形成できる基板のスクライブ方法及びスクライブ装置を提供すること。
【解決手段】レーザ光44を集光レンズ8で集光して基板43内に照射し、改質部35を形成する。正常に改質部35が形成されるときは、レーザ光44を集光する場所からプラズマ光45が発光される。このプラズマ光45をプラズマ光検出器12にて検出しプラズマ光45の光強度を閾値と比較して、形成される改質部35の良否を推定する。プラズマ光45の光強度が弱く、形成される改質部35が不良と判断されるとき、改質部35が不良となった場所に再度レーザ光44を集光して照射し、改質部35を形成する。
【選択図】図5
A substrate scribing method and a scribing apparatus capable of reliably forming a modified portion.
Laser light is condensed by a condenser lens and irradiated into a substrate to form a modified portion. When the modified portion 35 is normally formed, the plasma light 45 is emitted from the place where the laser light 44 is collected. The plasma light 45 is detected by the plasma light detector 12, and the light intensity of the plasma light 45 is compared with a threshold value to estimate the quality of the modified portion 35 to be formed. When the light intensity of the plasma light 45 is weak and the reforming part 35 to be formed is judged to be defective, the laser beam 44 is condensed again and irradiated to the place where the reforming part 35 becomes defective, and the reforming part 35 is irradiated. 35 is formed.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、基板をスクライブする方法及びスクライブ装置に関するものである。 The present invention relates to a method for scribing a substrate and a scribing apparatus.
光透過性のある基板を品質良く切断するために、レーザ光を基板に照射して基板内部に改質領域(以下、改質部と称す。)を形成するレーザスクライブ方法が特許文献1に開示されている。それによると、パルス幅が1μs以下のレーザ光を出射し、集光レンズで基板内部に集光し、集光点におけるピークパワー密度が1×108(W/cm2)以上にする。これにより、加工対象物の内部に多光子吸収による改質部を形成するものである。
また、このレーザスクライブ方法において、加工対象物の内部に形成される改質部あるいはこれを起点として形成される改質部の大きさは、集光レンズの特性と、レーザ光のピークパワー密度に依存する。例えば、上記特許文献1に示されたガラス(厚さ700μm)をYAGレーザを用いて切断する実施例では、集光レンズの開口数が0.55の場合、ピークパワー密度がおよそ1×1011(W/cm2)では、改質部の大きさは、およそ100μmである。また、ピークパワー密度がおよそ5×1011(W/cm2)では、およそ250μmである。基板の内部に改質部を配列して形成し、改質部を押圧することで、基板を改質部に沿って品質良く分断することができる。
In this laser scribing method, the size of the modified portion formed inside the object to be processed or the modified portion formed from this depends on the characteristics of the condenser lens and the peak power density of the laser beam. Dependent. For example, in the embodiment in which the glass (thickness 700 μm) disclosed in
しかしながら、レーザ光源から発せられるレーザ光の光強度が弱いときなど、この改質部が正常に形成されないときは、基板を分断すると基板の破片が発生し基板に損傷を与えるおそれがあった。 However, when the modified portion is not normally formed, such as when the light intensity of the laser light emitted from the laser light source is weak, there is a possibility that the substrate will be broken and the substrate may be damaged if the substrate is divided.
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、改質部が確実に形成できる基板のスクライブ方法及びスクライブ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate scribing method and a scribing apparatus in which a modified portion can be reliably formed.
上記課題を解決するために、本発明のスクライブ方法は、可視光を透過する基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ方法であって、基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成するときに発光するプラズマ光を検出し、検出するプラズマ光の光強度の強弱で、改質部の良否判断をすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the scribing method of the present invention is a scribing method in which a substrate that transmits visible light is irradiated with a laser beam to scribe, and the laser beam is condensed inside the substrate to modify the modified portion. It is characterized by detecting plasma light that is emitted when forming the film, and determining whether the modified portion is good or not based on the intensity of the detected plasma light.
このスクライブ方法によれば、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する。改質部を形成するときに、レーザ光が集光される場所では、基板の構成材料が励起されプラズマ状態になり、プラズマ光が発光される。このプラズマ光の光強度と形成される改質部の寸法がほぼ比例して形成される。従って、プラズマ光の光強度を検出して、この光強度から改質部の寸法を推定することができる。改質部の寸法が所望の寸法に比べて大きいか小さいかを判断することができる。
改質部の寸法とは、形成された改質部の長さ、幅、体積等の属性を計測して得られる値、または、計測値を四則演算の組み合せで演算して得られる値を示す。改質部の寸法が大きいとは、改質部の長さ、幅、体積が大きいことを示す。
According to this scribing method, the modified portion is formed by condensing the laser beam in the substrate. When forming the reforming portion, the constituent material of the substrate is excited in a place where the laser light is condensed, and enters a plasma state, and the plasma light is emitted. The light intensity of the plasma light and the dimension of the modified portion to be formed are formed approximately in proportion. Therefore, the light intensity of the plasma light can be detected, and the dimensions of the modified portion can be estimated from this light intensity. It can be determined whether the dimension of the reforming part is larger or smaller than the desired dimension.
The dimension of the reforming part indicates a value obtained by measuring attributes such as the length, width, and volume of the formed reforming part, or a value obtained by calculating the measurement value by a combination of four arithmetic operations. . Large dimensions of the reforming part indicate that the length, width, and volume of the reforming part are large.
本発明のスクライブ方法は、プラズマ光の光強度と改質部の寸法との相関関係から光強度の閾値を設け、基板にスクライブするとき、発生するプラズマ光の光強度が閾値より弱いとき、同じ場所に再度レーザ光を集光して改質部を形成することを特徴とする。 The scribing method of the present invention provides a light intensity threshold value based on the correlation between the light intensity of plasma light and the dimensions of the modified portion, and when the light intensity of the generated plasma light is weaker than the threshold value when scribing to the substrate, the same is applied. The modified portion is formed by condensing the laser beam again at the place.
このスクライブ方法によれば、改質部が形成されるときに発光されるプラズマ光の光強度と、形成される改質部の寸法との相関関係を求め、改質部が所望の寸法となるときのプラズマ光の光強度を求めて閾値とする。基板をスクライブするために、改質部が形成されるときに発光されるプラズマ光の光強度が閾値に比べたときの強弱を判断し、改質部の寸法が所望の寸法と比較したときの大小を推定し、判断している。従って、直接改質部の寸法を測定することなく、プラズマ光の光強度を閾値と比較することにより、改質部の寸法が所望の寸法に対する大小を推定し、判断することができる。 According to this scribing method, the correlation between the light intensity of the plasma light emitted when the modified portion is formed and the dimensions of the formed modified portion is obtained, and the modified portion has a desired size. The light intensity of the plasma light is obtained and set as a threshold value. In order to scribe the substrate, the strength of the plasma light emitted when the modified part is formed is determined as compared with a threshold value, and the dimension of the modified part is compared with the desired dimension. The size is estimated and judged. Therefore, by comparing the light intensity of the plasma light with the threshold value without directly measuring the dimensions of the modified portion, it is possible to estimate and determine the size of the modified portion with respect to the desired size.
本発明のスクライブ方法は、基板に順次レーザ光を集光させる場所を移動して改質部を形成し、改質部を形成するときのプラズマ光が閾値より弱いとき、基板に改質部を形成する場所を移動せずに、プラズマ光が閾値より弱い場所に再度レーザ光を集光して改質部を形成し、改質部を形成した後、基板に順次レーザ光を集光させる場所を移動して改質部を形成することを繰り返して改質部の配列を形成することを特徴とする。 In the scribing method of the present invention, the modified portion is formed by moving the position where the laser beam is sequentially focused on the substrate. When the plasma light when forming the modified portion is weaker than the threshold value, the modified portion is formed on the substrate. A place where the laser beam is condensed again at a place where the plasma light is weaker than the threshold value without moving the place where the formation is to be performed, and the modified part is formed. The array of the reforming portions is formed by repeating the step of forming the reforming portion by moving the.
このスクライブ方法によれば、プラズマ光の光強度を閾値と比較して、体積が所望の体積より小さい改質部が形成されるとき、再度レーザ光を集光して、改質部を形成している。従って、改質部の寸法が小さい改質部は、再度改質部を形成し、改質部の寸法が所望の大きさ以上の改質部の配列を形成することができる。 According to this scribing method, the light intensity of the plasma light is compared with a threshold value, and when the modified portion whose volume is smaller than the desired volume is formed, the laser beam is condensed again to form the modified portion. ing. Therefore, the reforming part having a small size of the reforming part can form the reforming part again, and can form an array of reforming parts having a dimension of the reforming part of a desired size or more.
本発明のスクライブ方法は、基板に順次レーザ光を集光させる場所を移動して改質部を形成し、改質部を形成するときのプラズマ光が閾値より弱い場所を記憶し、記憶した場所に再度レーザ光を集光して改質部を形成することを特徴とする。 The scribing method of the present invention moves the place where laser light is sequentially focused on the substrate to form a modified part, stores the place where the plasma light when forming the modified part is weaker than the threshold, and stores the stored place The laser beam is condensed again to form a modified portion.
このスクライブ方法によれば、基板の内部にレーザ光を集光する場所を順次移動して、改質部を形成する。改質部を形成するときに発光されるプラズマ光の光強度を閾値と比較して、改質部の寸法が所望の寸法より小さいと推定される場所を記憶する。改質部の配列を形成する途中で、改質部の寸法が所望の寸法より小さいと推定される場所に順次移動して、レーザ光を集光して改質部を形成することができる。 According to this scribing method, the place where the laser beam is condensed is sequentially moved inside the substrate to form the modified portion. The light intensity of the plasma light emitted when forming the modified portion is compared with a threshold value, and a place where the size of the modified portion is estimated to be smaller than a desired size is stored. In the course of forming the array of the reforming portions, the reforming portion can be formed by sequentially moving to a place where the dimensions of the reforming portions are estimated to be smaller than the desired dimensions, and condensing the laser beam.
プラズマ光の光強度が閾値に比べて弱いときに基板の移動を止めてレーザ光を再度照射して改質部を形成する方法では、レーザ光を照射する毎にレーザ光の照射位置への移動を継続するか停止するかの判断が必要となる。判断する間の時間は基板を移動せず、判断した後次の照射場所へ移動する。 When the light intensity of the plasma light is weaker than the threshold value, the method of forming the modified portion by stopping the movement of the substrate and irradiating the laser light again moves to the irradiation position of the laser light every time the laser light is irradiated. It will be necessary to decide whether to continue or stop. During the determination, the substrate is not moved during the determination, and the determination is made to move to the next irradiation place.
一方、基板の移動を止めずに改質部の配列を形成し、所定の領域の改質部を形成した後、プラズマ光の光強度が閾値に比べて弱い場所に順次移動して改質部を形成する方法の方は、基板の移動を所定の間で継続することができる。 On the other hand, after forming the modified part array without stopping the movement of the substrate and forming the modified part in a predetermined region, the modified part is moved sequentially to a place where the light intensity of the plasma light is weaker than the threshold value. The method of forming the substrate can continue the movement of the substrate for a predetermined period.
従って、プラズマ光の光強度が閾値より小さいとき、基板の移動を止めてレーザ光を再度照射して改質部を形成する方法に比べて、プラズマ光が光強度が閾値より小さい場所を記憶して、基板の移動を所定の間で継続する方が、基板を早く移動できる。その結果生産性良くスクライブすることができる。 Therefore, when the light intensity of the plasma light is smaller than the threshold value, the location where the plasma light intensity is smaller than the threshold value is memorized compared with the method of stopping the movement of the substrate and irradiating the laser light again to form the modified portion. Thus, the substrate can be moved faster if the substrate movement is continued for a predetermined period. As a result, it is possible to scribe with high productivity.
上記課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ装置であって、レーザ光を発光するレーザ光源と、基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成する集光部と、改質部が形成されるときに発光するプラズマ光を検出するプラズマ光検出器と、プラズマ光検出器により検出されるプラズマ光の光強度の強弱で、改質部の良否判断をする良否判断部を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a scribing apparatus of the present invention is a scribing apparatus that irradiates a substrate with laser light and scribes the laser light source that emits laser light, and condenses the laser light inside the substrate. A light converging part for forming a reforming part, a plasma light detector for detecting plasma light emitted when the reforming part is formed, and a light intensity of the plasma light detected by the plasma light detector. Further, it is characterized by having a pass / fail judgment section for judging pass / fail of the reforming section.
このスクライブ装置によれば、基板の内部にレーザ光を集光して、改質部を形成し、改質部を形成するときに発光されるプラズマ光を検出する検出部を有している。さらに、検出器で検出されたプラズマ光の光強度から改質部の良否判定をする良否判断部を有している。良否判定の結果に基づき、改質部が不良である場所に再度レーザ光を照射して改質部を再度形成することができる。従って、品質良く改質部を形成できるスクライブ装置とすることができる。 According to this scribing apparatus, the laser beam is condensed inside the substrate to form the modified portion, and the detecting portion detects the plasma light emitted when the modified portion is formed. Furthermore, it has a pass / fail judgment section for judging pass / fail of the reforming section from the light intensity of the plasma light detected by the detector. Based on the result of the pass / fail judgment, the modified portion can be formed again by irradiating the place where the modified portion is defective with the laser beam again. Therefore, it can be set as the scribing apparatus which can form a modification part with sufficient quality.
本発明のスクライブ装置は、プラズマ検出器に特定の波長を透過するフィルタが設置されていることを特徴とする。 The scribing apparatus of the present invention is characterized in that a filter that transmits a specific wavelength is installed in the plasma detector.
このスクライブ装置によれば、検出器にフィルタが設置されている。検出に有効な波長の光からプラズマ光の光強度を検出することから、プラズマ光以外の光の影響を低減することができる。従って、精度良くプラズマ光を検出することができる。 According to this scribing device, the filter is installed in the detector. Since the light intensity of plasma light is detected from light having a wavelength effective for detection, the influence of light other than plasma light can be reduced. Therefore, plasma light can be detected with high accuracy.
本発明のスクライブ装置は、プラズマ検出器がプラズマ光を検出可能な範囲に、レーザ光を集光する場所が入るように配置されることを特徴とする。 The scribing device according to the present invention is characterized in that the plasma detector is arranged so that a place for condensing the laser light enters a range in which the plasma light can be detected.
このスクライブ装置によれば、基板内にレーザ光を集光する位置が移動しても、集光された場所から発光されるプラズマ光を検出できることから、基板内に形成される全ての改質部の良否判断をすることができる。 According to this scribing apparatus, even if the position for condensing the laser beam in the substrate moves, it is possible to detect the plasma light emitted from the converging location. Can be judged.
上記課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the scribing apparatus of the present invention is characterized in that the distance between the location where the laser beam is collected and the plasma detector is maintained at substantially the same distance.
このスクライブ装置によれば、レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることから、基板内でレーザ光を集光する複数の場所で、レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持される。プラズマ光は発光源から3次元に放射され、放射される光強度は、発光源からの距離の2乗に反比例して減衰する。レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることから、プラズマ光を検出する場所による光強度の検出誤差を少なくすることができる。 According to this scribing apparatus, since the distance between the laser beam condensing place and the plasma detector is maintained at substantially the same distance, the laser light is collected at a plurality of places where the laser light is condensed within the substrate. The distance between the light source and the plasma detector is maintained at substantially the same distance. Plasma light is emitted in three dimensions from the light source, and the emitted light intensity attenuates in inverse proportion to the square of the distance from the light source. Since the distance between the location where the laser beam is collected and the plasma detector is maintained at substantially the same distance, the detection error of the light intensity due to the location where the plasma beam is detected can be reduced.
以下、本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, each member in each drawing is illustrated with a different scale for each member in order to make the size recognizable on each drawing.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るレーザスクライブ方法について図1〜図6に従って説明する。
(First embodiment)
A laser scribing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
最初にレーザ照射装置について説明する。図1は、レーザ照射装置の構成を示す概略図である。
図1に示すように、レーザ照射装置1は、レーザ光を出射するレーザ光源2と、出射されたレーザ光をワークに照射する光学経路部3と、光学経路部3に対してワークを相対的に移動させるテーブル部4と、動作を制御する制御装置5を主として構成されている。
First, the laser irradiation apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a laser irradiation apparatus.
As shown in FIG. 1, the
レーザ光源2は、出射するレーザ光を加工対象物の内部に集光して多光子吸収による改質部を形成できる光源であれば良い。本実施形態において、例えば、レーザ光源2はLD励起Nd:YAG(Nd:Y3Al3O12)のレーザ媒質からなり、第3高調波(波長:355nm)のQスイッチパルス発振のレーザ光を出射する発光条件を採用した。パルス幅はおよそ14ns(ナノ秒)、パルス周期は10kHz、出力はおよそ60μJ/パルスのレーザ光を出射する発光条件を採用した。
The
光学経路部3はダイクロイックミラー6を備えている。ダイクロイックミラー6は、レーザ光源2から照射されるレーザ光の光軸7上に配置されている。ダイクロイックミラー6はレーザ光源2から照射されるレーザ光を反射して、光軸7の進行方向を変更する。ダイクロイックミラー6に反射したレーザ光が通過する光軸7上に集光レンズ8が配置されている。テーブル部4にはワーク9が配置され、集光レンズ8で集光されたレーザ光がワーク9に照射されるようになっている。
The
集光レンズ8はレンズ支持部10により、レンズ移動機構11に支持されている。レンズ移動機構11は、図示しない直動機構を有し、集光レンズ8を光軸7方向に移動させて、集光レンズ8を通過したレーザ光が集光する場所を移動可能としている。
直動機構は、例えばZ方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを供えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が所定のパルス信号を受けて所定のステップ単位で正逆転する図示しないZ軸モータに連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号がZ軸モータに入力されると、Z軸モータが正転又は反転して、レンズ移動機構11が同ステップ数に相当する分だけ、光軸7方向に沿って往動又は復動するようになっている。
The
The linear motion mechanism is, for example, a screw type linear motion mechanism provided with a screw shaft (drive shaft) extending in the Z direction and a ball nut screwed to the screw shaft, and the drive shaft receives a predetermined pulse signal. It is connected to a Z-axis motor (not shown) that rotates forward and backward in predetermined step units. When a drive signal corresponding to a predetermined number of steps is input to the Z-axis motor, the Z-axis motor rotates normally or reversely, and the
レンズ移動機構11には、プラズマ光検出器12が配置されている。プラズマ光検出器12は、レーザ光がワーク9に照射されたときに発光するプラズマ光に向けて配置され、プラズマ光を受光し、プラズマ光の強度を検出するようになっている。プラズマ光検出器12は、特定の波長を透過するフィルタ12aが設置され、プラズマ光以外の光の影響を低減するようになっている。本実施形態では赤外線カットフィルタを採用し、レーザ光が散乱した光の影響を低減している。
A
集光レンズ8とダイクロイックミラー6とを通過する光軸7の延長線上にあって、ダイクロイックミラー6に対して集光レンズ8と反対側には、撮像装置13を備えている。撮像装置13は、例えば、図示しない同軸落射型光源とCCD(Charge Coupled Device)が組み込まれたものである。同軸落射型光源から出射した可視光は、集光レンズ8を透過してワーク9を照射する。撮像装置13は、集光レンズ8とダイクロイックミラー6とを通してワーク9を撮像することが可能となっている。
An
テーブル部4は、基台15を備えている。基台15の光学経路部3側には、レール16が凸設して配置されており、レール16上にはX軸スライド17が配置されている。X軸スライド17は、図示しない直動機構を備え、レール16上のX方向に移動可能となっている。直動機構は、レンズ移動機構11が備える直動機構と同様な機構であり、所定のステップ数に相当する駆動信号に対応してX軸スライド17が同ステップ数に相当する分だけ、X方向に沿って往動又は復動するようになっている。
The
X軸スライド17の光学経路部3側にはレール18が凸設して配置されており、レール18上にはY軸スライド19が配置されている。Y軸スライド19は、X軸スライド17と同様な直動機構を備え、レール18上をY方向に移動可能となっている。
A
Y軸スライド19の光学経路部3側には、ステージ20が配置され、ステージ20の上面には図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、ワーク9を載置すると、チャック機構によって、ワーク9がステージ20の上面の所定の位置に位置決めされ固定されるようになっている。
A
制御装置5は、メインコンピュータ24を備えている。メインコンピュータ24は内部に図示しないCPU(Central Processing Unit)やメモリーを備えている。CPUはメモリー内に記憶されたプログラムソフトに従って、レーザ照射装置1の動作を制御や、プラズマ光検出器12が検出するプラズマ光の光強度を判定する良否判断部24aの機能を有するものである。
メインコンピュータ24は、図示しない入出力インターフェースを備え、入力装置25、表示装置26、レーザ制御装置27、レンズ制御装置28、画像処理装置29、ステージ制御装置30、検出器制御装置31と接続されている。
The
The
入力装置25は、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する装置であり、表示装置26はレーザ加工時の各種情報を表示する装置である。CPUは、入力される各種加工条件とプログラムソフトとに従って、レーザ加工を行い、加工状況を表示装置26に表示する。操作者が表示装置26に表示される各種情報を見て、レーザ加工状況を確認して操作するようになっている。
The
レーザ制御装置27は、レーザ光源2を駆動するパルス信号のパルス幅、パルス周期、出力の開始と停止、等を制御する装置であり、メインコンピュータ24の制御信号により制御される。
レンズ制御装置28は、レンズ移動機構11の移動、停止を制御する装置である。レンズ移動機構11には、移動距離を検出可能な図示しない位置センサが内蔵されており、レンズ制御装置28は、この位置センサの出力を検出することにより、集光レンズ8の光軸7方向の位置を認識する。レンズ制御装置28は、レンズ移動機構11にパルス信号を送信し、レンズ移動機構11を所望の位置に移動することができるようになっている。
The
The
画像処理装置29は、撮像装置13から出力される画像データを演算する機能を備えている。ステージ20にワーク9を配置し、撮像装置13で撮像した画像を観察するとき、レンズ移動機構11を操作して、集光レンズ8とワーク9との距離を変えることにより画像が鮮明になるときとぼやけるときが存在する。集光レンズ8を移動して、ワーク9のステージ20側の面に焦点が合うときと、ワーク9の光学経路部3側の面に焦点が合うときに、撮像される画像が鮮明になる。一方、焦点が合っていないとき、撮像される画像は、ぼやけた画像となる。
The
集光レンズ8を光軸7の方向に移動して、撮像装置13が撮像する画像が鮮明になる集光レンズ8の位置を、内蔵する位置センサで検出することにより、ワーク9の厚みを測定することが可能となる。
The thickness of the
撮像装置13で撮像するときに焦点が合う合焦点位置と、レーザ光を照射したときに、集光レンズ8により集光される集光位置との差の距離を計測することで、合焦点位置と集光位置の差の距離であるオフセット距離を知ることができる。例えば、透明な2枚の基板を重ねた物をワーク9としてステージ20に設置し、2枚の基板の接触面に撮像装置13の焦点が合うように集光レンズ8を移動する。次に、レーザ光を照射して改質部を形成する。2枚の基板の接触面と改質部の距離を測定することでオフセット距離を計測することができる。
The in-focus position is obtained by measuring the distance between the in-focus position that is in focus when imaged by the
集光レンズ8を光軸7方向に移動して、ワーク9の光学経路部3側の面に撮像装置13の焦点を合わせる。レーザ光を照射したい位置とオフセット距離とで集光レンズ8の移動距離を演算し、演算した移動距離と同じ距離分、集光レンズ8を移動させる。この方法でワーク9における所定の深さにレーザ光を集光することが可能となる。
The
ステージ制御装置30は、X軸スライド17とY軸スライド19との位置情報の取得と移動制御を行なう。X軸スライド17とY軸スライド19とには図示しない位置センサが内蔵されており、ステージ制御装置30は位置センサの出力を検出することにより、X軸スライド17とY軸スライド19との位置を検出する。ステージ制御装置30は、X軸スライド17とY軸スライド19との位置情報を取得し、メインコンピュータ24から指示される位置情報とを比較し、差に相当する距離に対応して、X軸スライド17とY軸スライド19とを駆動して移動する。ステージ制御装置30はX軸スライド17とY軸スライド19とを駆動して、所望の位置にワーク9を移動することが可能となっている。
The
レーザ制御装置27がレーザ光源2を制御しレーザ光を発光させる。画像処理装置29がワーク9の面の光軸方向の位置を検出する。レンズ制御装置28がレーザ光を集光する光軸方向の位置を制御する。ステージ制御装置30がワーク9をXY方向に移動して、ワーク9にレーザ光が照射される位置を制御する。上述した制御を行い所望の位置にレーザ光を集光して照射することが可能となっている。
The
検出器制御装置31は、プラズマ光検出器12から出力される光強度信号を入力し、プラズマ光の光強度に換算した値をメインコンピュータ24に出力する。検出器制御装置31は、ステージ20からレーザ光を照射するタイミング信号を基準にして所定の時間にわたり、光強度信号を計測する。光強度信号からノイズ成分を除去し、プラズマ光が発光を開始してから、終了するまでの間で最も光強度信号が強くなるときの光強度信号(ピーク信号)を採用する。その光信号をメインコンピュータ24に出力する。
The
ここで、多光子吸収による改質部の形成について説明する。集光レンズ8によって集光されたレーザ光は、ワーク9に入射する。そして、ワーク9がレーザ光を透過する材料であっても、材料の吸収バンドギャップEgよりも光子のエネルギーhνが非常に大きいとき、ワーク9は光子エネルギーを吸収する。これを多光子吸収と言い、レーザ光のパルス幅を極めて短くすることでエネルギーを高めて、多光子吸収をワーク9の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、永続的な構造変化が誘起された領域が形成される。
Here, formation of the modified portion by multiphoton absorption will be described. The laser beam condensed by the
本実施形態では、この構造変化領域を改質部と呼ぶ。改質部のうち、大きく構造変化した結果複数のクラックが形成された領域をクラック部と呼び、クラック部の周囲に形成され、レーザ光を吸収し易い構造に変化した領域を光吸収部と呼ぶ。 In the present embodiment, this structure change region is called a modified portion. Of the modified portion, a region where a plurality of cracks are formed as a result of a large structural change is called a crack portion, and a region that is formed around the crack portion and has a structure that easily absorbs laser light is called a light absorbing portion. .
このような改質部を形成するためのレーザ光の照射条件は、加工対象物ごとにレーザ光の出力やパルス幅、パルス周期、レーザスキャン速度等の設定が必要になる。特に、レーザ光源2が照射するレーザ光の出力は、ダイクロイックミラー6や集光レンズ8のような光軸7上に配置される透過性物質による吸収で減衰することを考慮する必要がある。従って、実際の加工対象物を用いた予備試験を実施して、最適な照射条件を導くことが望ましい。
As for the irradiation condition of the laser beam for forming such a modified portion, it is necessary to set the output of the laser beam, the pulse width, the pulse period, the laser scan speed, etc. for each workpiece. In particular, it is necessary to consider that the output of the laser light emitted from the
(レーザスクライブ方法)
次に本発明のレーザスクライブ方法について図2〜図6にて説明する。図2は、レーザスクライブ方法のフローチャートであり、図3〜図6はレーザスクライブ方法を説明する図である。
(Laser scribing method)
Next, the laser scribing method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart of the laser scribing method, and FIGS. 3 to 6 are diagrams for explaining the laser scribing method.
図2のフローチャートにおいて、ステップS1は閾値設定工程に相当し、基板にレーザ光を照射するときに発光するプラズマ光と形成される改質部との相関を調べて、プラズマ光の閾値を設定する工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は、移動工程に相当し、レーザ光が集光される場所に、基板の改質部を形成する予定の場所を移動する工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は、改質部形成工程に相当し、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4は、プラズマ光検出工程に相当し、改質部を形成するときに発光するプラズマ光をプラズマ光検出器12で検出する工程である。次にステップS5に移行する。ステップS5は、プラズマ光強度判断工程に相当し、プラズマ光検出器12で検出するプラズマ光の光強度を閾値と比較して判断する工程である。プラズマ光の光強度が閾値未満のときは(NOのとき)、ステップS3へ移行する。プラズマ光の光強度が閾値以上のときは(YESのとき)、ステップS6に移行する。ステップS6では、改質部を形成する予定の領域全てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは(NOのとき)、ステップS2に移行する。改質部を形成する予定の領域に、全て改質部が形成されているときは(YESのとき)、ステップS7に移行する。ステップS7は、分断工程に相当し、改質部に沿って、基板を分断する工程である。
In the flowchart of FIG. 2, step S1 corresponds to a threshold value setting step, in which the correlation between the plasma light emitted when the substrate is irradiated with laser light and the formed modified portion is examined, and the plasma light threshold value is set. It is a process. Next, the process proceeds to step S2. Step S <b> 2 corresponds to a moving process, and is a process of moving a place where the modified portion of the substrate is to be formed to a place where the laser beam is collected. Next, the process proceeds to step S3. Step S3 corresponds to a modified portion forming step, and is a step of forming a modified portion by condensing laser light in the substrate. Next, the process proceeds to step S4. Step S4 corresponds to a plasma light detection step, and is a step in which the
次に、図3〜図6を用いて、図2に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図3(a)及び(b)はステップS1に対応する図である。図3(a)に示すように、基板34の内部にレーザ光を照射して改質部35を形成する。基板34は光透過性のある材質であればよく、本実施形態では、例えば石英板を採用している。改質部35の中央にはクラック部36が形成される。クラック部36の形態は基板34の材質により変わり、複数のクラックが形成される場合や、空洞が形成される場合などがある。本実施形態では、基板34に石英板を採用していることから、クラック部36は空洞となる。
Next, the manufacturing method will be described in detail using FIGS. 3 to 6 in association with the steps shown in FIG.
FIGS. 3A and 3B correspond to step S1. As shown in FIG. 3A, the modified
クラック部の寸法37を計測する。クラック部36の属性の一つであるクラック部の寸法37は、クラック部36の長さ、幅、及びこれらを演算して求められる体積などを採用できるが、本実施形態では、基板34の厚み方法の寸法をクラック部の寸法37として採用している。
The
レーザ光の強度を変えて、基板34に数箇所照射して、改質部を形成する。このとき、発光されるプラズマ光の光強度と形成されるクラック部36の寸法37を計測する。
図3(b)に示すように、相関図38を作図する。相関図38では、横軸にプラズマ光の強度39が配置され、縦軸にクラック部の寸法37が配置されている。計測されるプラズマ光の光強度と形成されるクラック部の寸法37との値を示す計測点40を相関図38にプロットする。複数の計測点40から最小二乗法を用いて近似式41を演算する。所望するクラック部の寸法37の中で最も小さい最低寸法値42と対応するプラズマ光の強度を近似式41を用いて演算する。演算して求めたプラズマ光の強度の値39aを閾値とする。
The modified portion is formed by irradiating the
As shown in FIG. 3B, a correlation diagram 38 is drawn. In the correlation diagram 38, the
プラズマ光の強度39の計測値と、クラック部の寸法37との測定誤差を考慮して、閾値は、演算して求めたプラズマ光の強度の値39aより所定量分、大きく設定しても良い。
In consideration of the measurement error between the measured value of the
図4(a)及び(b)はステップS2に対応する図である。図4(a)は基板の模式断面図であり、図4(b)は基板を集光レンズ8側から見た平面図である。図4(a)に示すように、図1に示すレーザ照射装置1に基板43を配置して、改質部35を形成する予定の場所でレーザ光が集光可能な位置に集光レンズ8と基板43とを相対移動する。
図4(b)に示すように、基板43を切断する予定の面を切断予定面43aとする。切断予定面43aに沿って、レーザ光を照射してスクライブを進めていく。
4A and 4B are diagrams corresponding to step S2. 4A is a schematic cross-sectional view of the substrate, and FIG. 4B is a plan view of the substrate as viewed from the
As shown in FIG. 4B, a surface that is to cut the
図4(c)はステップS3及びステップS4に対応する図である。図4(c)に示すように、レーザ光44を集光レンズ8で基板43の内部に集光する。レーザ光44が集光される場所には改質部35が形成され、プラズマ光45が発光する。プラズマ光45はプラズマ光検出器12に検出され、光強度が計測される。
図4(d)に示すように、その結果、図4(c)に示すレーザ光44が集光された場所には、改質部35が形成される。ステップS5で、図4(c)に示すプラズマ光45の光強度が閾値より強いときはステップS6に進む。
FIG. 4C is a diagram corresponding to step S3 and step S4. As shown in FIG. 4C, the
As a result, as shown in FIG. 4D, the modified
図5(a)はステップS3に対応する図である。図5(a)に示すように、レーザ光44を集光レンズ8で基板43の内部に集光する。レーザ光44に異常があるとき、レーザ光44が集光される場所43bには改質部35が形成されず、プラズマ光の発光は弱い発光となる。プラズマ光45はプラズマ光検出器12に検出され、光強度が計測される。
図5(b)に示すように、その結果、図5(a)に示すレーザ光44が集光された場所43bには、改質部35が形成されない。ステップS5で、プラズマ光検出器12で検出されるプラズマ光の光強度が閾値より弱くなりステップS3に進む。
FIG. 5A corresponds to step S3. As shown in FIG. 5A, the
As a result, as shown in FIG. 5B, the modified
図5(c)はステップS3に対応する図である。図5(c)に示すように、改質部35が形成されなかった場所43bに再度レーザ光44が集光されて改質部35が形成され、プラズマ光45が発光する。プラズマ光45はプラズマ光検出器12に検出され、光強度が計測される。
図5(d)に示すように、その結果、図5(c)に示すレーザ光44が集光された場所には、改質部35が形成される。ステップS5で、図5(c)に示すプラズマ光45の光強度が閾値より強いときはステップS6に進む。
FIG. 5C corresponds to step S3. As shown in FIG. 5C, the
As a result, as shown in FIG. 5D, the modified
図6(a)はステップS6に対応する図である。図6(a)に示すように、基板43と図5(d)に示す集光レンズ8とを相対的に移動し、切断予定面43aに改質部35を配列して形成する。その結果、基板43の切断予定面43aの全面に渡って改質部35が形成される。
図6(b)に示すように、図6(a)に示す改質部35の中央にはクラック部36が形成されることから、基板43の切断予定面43aの全面に渡ってクラック部36が配列される。
FIG. 6A is a diagram corresponding to step S6. As shown in FIG. 6A, the
As shown in FIG. 6B, since the
図6(c)はステップS7に対応する図である。図6(c)に示すように、基板43を弾性のある台46の上に配置する。基板43の内部に配列して形成されたクラック部36と対応する基板43上の位置に加圧部材47を配置し、加圧部材47を基板43の方向に押圧する。基板43は加圧部材47に押圧された場所が台46に沈み込み、台46と接触する面に張力が作用する。クラック部36は張力がかかり、クラックを起点として破断が進行し分断される。
図6(d)に示すように、その結果、基板43はクラック部36で分断され、二つに分割される。
FIG. 6C is a diagram corresponding to step S7. As shown in FIG. 6C, the
As a result, as shown in FIG. 6D, the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、レーザ照射装置1は、プラズマ光検出器12を備え、レーザ光44を集光して形成される改質部35から発光するプラズマ光45の光強度を検出している。これにより、改質部35の形成状況を確認することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, the
(2)本実施形態によれば、改質部35から発光するプラズマ光45の強度を検出し、プラズマ光45の光強度を閾値と比較し、改質部35を形成する良否判定を行い。形成した改質部35が不良であると判断するときは、不良となった場所に再度レーザ光44を集光して改質部35を形成している。従って、改質部35の不良の少ないスクライブを行なうことができる。
(2) According to the present embodiment, the intensity of the
(3)本実施形態によれば、改質部35を形成する毎に、プラズマ光45の光強度を閾値と比較し、不良であった場合には、そのときに再度改質部35を形成している。不良の検出と不良部分の再生が直結して製造されている。したがって、不良部分を記憶しつつ改質部35の形成を継続して行い、予定するスクライブ領域を加工後に、不良部分を再生する方法に比べて、制御が簡易であり、レーザ照射装置1を容易に製造することができる。
(3) According to the present embodiment, each time the reforming
(4)本実施形態によれば、プラズマ光検出器12は、特定の波長を透過するフィルタ12aが設置されている。従って、プラズマ光以外の光の影響が低減され、精度良くプラズマ光の光強度が計測される。
(4) According to this embodiment, the
(5)本実施形態によれば、プラズマ光検出器12は、レンズ支持部10により、レーザ光が集光する場所から発光する光強度を検出するようになっている。従って、ワーク9が移動しても、プラズマ光検出器12はプラズマ光を検出することができる。
(5) According to the present embodiment, the
(6)本実施形態によれば、プラズマ光検出器12は、レンズ支持部10により、集光レンズ8との相対位置を固定されている。その為、集光レンズ8によりレーザ光44が集光される場所との相対位置が固定されている。従って、レーザ光44が集光される場所と集光レンズ8との距離が固定され、ワーク9を移動したとき、レーザ光44が集光される場所と集光レンズ8との距離が変わらないようになっている。レーザ光44が集光される場所から発光されるプラズマ光45は点光源の形態であり、レーザ光44が集光される場所から離れるに従って、光強度が弱くなる。本実施形態では、レーザ光44が集光される場所と集光レンズ8との距離が変わらないことから、プラズマ光45の発光源とプラズマ光検出器12との距離の影響を低減することができる。
(6) According to the present embodiment, the relative position of the
(7)本実施形態によれば、プラズマ光検出器12は、ワーク9に対して集光レンズ8側に配置されている。切断予定面43aに改質部35を配列して形成するとき、ワーク9内の集光レンズ8と反対側から改質部35を形成する。従って、レーザ光44が集光される場所とプラズマ光検出器12との間にはすでに形成された改質部35が存在しない。レーザ光44が集光される場所から発光されるプラズマ光45は、すでに形成された改質部35により散乱されず、影響を受けにくくなっている。その結果、精度良くプラズマ光45の光強度を計測することができる。
(7) According to this embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係るレーザスクライブ方法について図7のレーザ照射装置の構成を示す概略図と図8及び図9のフローチャートと図10及び図11のレーザスクライブ方法を説明する図を用いて説明する。
尚、本実施形態において、上記第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、レーザ照射装置1が不良位置記憶装置を備え、改質部を形成する工程を行い、その後に、改質部が形成不良の場所に再度スクライブする工程が行なわれる点にある。
(Second Embodiment)
Next, a schematic diagram showing the configuration of the laser irradiation apparatus in FIG. 7, a flowchart in FIGS. 8 and 9 and a laser scribing method in FIGS. 10 and 11 for the laser scribing method according to the second embodiment of the present invention will be described. This will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the same members or parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
This embodiment is different from the first embodiment in that the
図7に示すように、レーザ照射装置49は、不良位置記憶装置50を備え、不良位置記憶装置50はメインコンピュータ24に接続されている。ワーク9にレーザ光を照射し、発光するプラズマ光をプラズマ光検出器12が検出し、プラズマ光検出器12は光強度信号を検出器制御装置31に出力する。検出器制御装置31がプラズマ光の光強度をメインコンピュータ24に出力する。メインコンピュータ24の良否判断部24aはプラズマ光の光強度を閾値と比較して良否判断をする。良否判断を行い不良であったとき、ステージ制御装置30からX軸スライド17とY軸スライド19との位置情報を取得し、レンズ制御装置28から集光レンズ8の位置情報を取得して不良位置記憶装置50に記録するようになっている。
As shown in FIG. 7, the
図8のフローチャートにおいて、ステップS10は閾値設定工程に相当し、基板にレーザ光を照射するときに発光するプラズマ光と形成される改質部との相関を調べて、プラズマ光の閾値を設定する工程である。次にステップS11に移行する。ステップS11は、移動工程に相当し、レーザ光が集光される場所を、基板の改質部を形成する予定の場所に移動する工程である。次にステップS12に移行する。ステップS12は、改質部形成工程に相当し、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。次にステップS13に移行する。ステップS13は、プラズマ光検出工程に相当し、改質部を形成するときに発光するプラズマ光をプラズマ光検出器12で検出する工程である。次にステップS14に移行する。ステップS14は、プラズマ光強度判断工程に相当し、プラズマ光検出器12で検出するプラズマ光の光強度を閾値と比較して良否を判断する工程である。プラズマ光の光強度が閾値未満のときは(NOのとき)、ステップS15へ移行する。プラズマ光の光強度が閾値以上のときは(YESのとき)、ステップS16に移行する。ステップS15は不良場所記憶工程に相当し、プラズマ光の光強度が閾値未満である場所(以下、不良場所と称す。)を記憶する工程である。ステップS16は改質部を形成している段で、改質部を形成する予定の領域全てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは(NOのとき)、ステップS11に移行する。改質部を形成する予定の領域に、全て改質部が形成されているときは(YESのとき)、ステップS17に移行する。ステップS17は改質部を形成している段で、不良場所があったか判断する工程である。不良場所がなかったときは(NOのとき)、ステップS19に移行する。不良場所があったときは(YESのとき)、ステップS18に移行する。ステップS18は不良場所の再スクライブ工程に相当し、ステップS14でプラズマ光の光強度が閾値未満であると判断した場所に再度スクライブする工程である。次にステップS19に移行する。ステップS19は、改質部を形成する予定の領域全てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは(NOのとき)、ステップS11に移行する。改質部を形成する予定の領域に、全て改質部が形成されているときは(YESのとき)、ステップS20に移行する。ステップS20は、分断工程に相当し、改質部に沿って、基板を分断する工程である。
In the flowchart of FIG. 8, step S10 corresponds to a threshold value setting step, in which the correlation between the plasma light emitted when the substrate is irradiated with laser light and the modified portion to be formed is examined, and the plasma light threshold value is set. It is a process. Next, the process proceeds to step S11. Step S11 corresponds to a moving step, and is a step of moving the place where the laser beam is focused to a place where the modified portion of the substrate is to be formed. Next, the process proceeds to step S12. Step S12 corresponds to a modified portion forming step, and is a step in which the modified portion is formed by condensing the laser beam in the substrate. Next, the process proceeds to step S13. Step S13 corresponds to a plasma light detection step, and is a step in which the
図9のフローチャートにおいて、ステップS18の不良場所の再スクライブ工程を詳細に説明する。ステップS21は移動工程に相当し、ステップS14でプラズマ光の光強度が閾値未満の場所をレーザ光を照射可能な場所に移動する工程である。次にステップS22に移行する。ステップS22は、改質部形成工程に相当し、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。次にステップS23に移行する。ステップS23は、プラズマ光検出工程に相当し、改質部を形成するときに発光するプラズマ光をプラズマ光検出器12で検出する工程である。次にステップS24に移行する。ステップS24は、プラズマ光強度判断工程に相当し、プラズマ光検出器12で検出するプラズマ光の光強度を閾値と比較して判断する工程である。プラズマ光の光強度が閾値未満のときは(NOのとき)、ステップS22へ移行する。プラズマ光の光強度が閾値以上のときは(YESのとき)、ステップS25に移行する。ステップS25は改質部を形成している段で、不良場所全てに改質部を形成したか判断する工程である。不良位置記憶装置50に記憶した不良場所と、再度改質部を形成した場所とを比較して判断する。不良場所に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは(NOのとき)、ステップS21に移行する。不良場所に、全て改質部が形成されているときは(YESのとき)、ステップS18は終了する。
In the flowchart of FIG. 9, the step of re-scribing the defective place in step S18 will be described in detail. Step S21 corresponds to a moving process, and in step S14, the place where the light intensity of the plasma light is less than the threshold is moved to a place where laser light can be irradiated. Next, the process proceeds to step S22. Step S22 corresponds to a modified portion forming step, and is a step of forming a modified portion by condensing laser light in the substrate. Next, the process proceeds to step S23. Step S23 corresponds to a plasma light detection step, and is a step in which the
次に、図10〜図11を用いて、図8〜図9に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。尚、実施形態1と同様のステップは説明を省略する。
図10(a)はステップS12及びステップS13に対応する図である。図10(a)に示すように、基板43がレーザ照射装置49のステージ20に載置され、レーザ光44を集光レンズ8で基板43の内部に集光する。レーザ光44の光強度が弱いとき、レーザ光44が集光される場所には正常な改質部35が形成されず、発光するプラズマ光45は弱い光強度となる。プラズマ光45はプラズマ光検出器12に検出され、光強度が計測される。計測された光強度は、図7に示すメインコンピュータ24の良否判断部24aで、閾値と比較され、閾値より弱い光強度であるとき、不良位置記憶装置50に不良場所51の位置座標の情報が記憶される。
図10(b)に示すように、その結果、不良場所51に正常な改質部35が形成されてない状態となる。
Next, the manufacturing method will be described in detail with reference to FIGS. 10 to 11 in association with the steps shown in FIGS. Note that the description of the same steps as those in the first embodiment will be omitted.
FIG. 10A is a diagram corresponding to step S12 and step S13. As shown in FIG. 10A, the
As a result, as shown in FIG. 10B, the normal reforming
図10(c)はステップS16でNOと判定され、ステップS11を経た後の、ステップS12及びステップS13に対応する図である。図10(c)に示すように、不良場所51の隣の場所に、レーザ光44を集光レンズ8で基板43の内部に集光する。レーザ光44が集光される場所には改質部35が形成され、プラズマ光45が発光する。プラズマ光45はプラズマ光検出器12に検出され、光強度が計測される。
FIG.10 (c) is a figure corresponding to step S12 and step S13 after determining with NO by step S16 and passing through step S11. As shown in FIG. 10C, the
プラズマ光検出器12に検出される光強度が、閾値より強い光強度のとき、図7に示す不良位置記憶装置50に記憶されることなく次のステップへ移行する。
図10(d)に示すように、その結果、改質部35を形成している段において、形成される改質部35と不良場所51とが混在し、不良場所51が図7に示す不良位置記憶装置50に記憶される状態となる。ステップS17でYESのときステップS21へ移行する。
When the light intensity detected by the
As a result, as shown in FIG. 10D, in the stage where the reforming
図11(a)はステップS21に対応する図である。図7に示す不良位置記憶装置50に記憶された不良場所の情報を参照して、不良場所51にレーザ光を集光可能な位置に集光レンズ8を移動する。
FIG. 11A is a diagram corresponding to step S21. The condensing
図11(b)はステップS22及びステップS23に対応する図である。レーザ光44を集光レンズ8で基板43の内部に集光する。レーザ光44が集光される場所には改質部35が形成され、プラズマ光45が発光する。プラズマ光45はプラズマ光検出器12に検出され、光強度が計測される。
図11(c)に示すように、その結果、不良場所51に正常な改質部35が形成され、改質部35を形成する段全てに改質部35が形成されている状態となる。
FIG. 11B is a diagram corresponding to step S22 and step S23. The
As a result, as shown in FIG. 11C, the normal reforming
図11(d)はステップS19に対応する図である。図11(d)に示すように、基板43の厚さ方向に改質部35を配列して形成する。その結果、基板43の、図4(b)に示す切断予定面43aの全面に渡って改質部35が形成される。
FIG. 11D is a diagram corresponding to step S19. As shown in FIG. 11 (d), the modified
上述したように、本実施形態によれば、第1の実施形態の効果(1)、(2)、(4)〜(7)に加え、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、基板43の内部にレーザ光44を集光したときに発光するプラズマ光45の光強度が弱いとき、その場所を不良場所51として不良位置記憶装置50に記憶し、スクライブを継続する。プラズマ光45の光強度が弱いときに、ステージ20を停止してレーザ光44を集光する方法に比べて、ステージ20の停止と起動とにかかる時間がかからなくなる為、生産性良くスクライブすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects (1), (2), and (4) to (7) of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) According to the present embodiment, when the light intensity of the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係るレーザスクライブ装置について図12のレーザ照射装置の構成を示す概略図を用いて説明する。
尚、本実施形態において、前記第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、プラズマ光検出器がワークに対して、集光レンズの反対側に配置されている点にある。
(Third embodiment)
Next, a laser scribing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic diagram showing the configuration of the laser irradiation apparatus of FIG.
In the present embodiment, the same members or parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
This embodiment is different from the first embodiment in that the plasma photodetector is disposed on the opposite side of the condenser lens with respect to the workpiece.
図12に示すように、レーザ照射装置54は、基台15上に配置された支持部55を介してプラズマ光検出器56を備えている。基台15の上には、レール16、X軸スライド17、レール18、Y軸スライド19、ステージ57がこの順に重ねて配置されている。ステージ57は内部が空洞に形成され、ステージ57内部にはプラズマ光検出器56が配置されている。ステージ57の上にはワーク9が配置され、ワーク9には光学経路部3の集光レンズ8からレーザ光が集光して照射されるようになっている。
As shown in FIG. 12, the
光学経路部3のレーザ光が通過する光軸7はワーク9をとプラズマ光検出器56とを通るように配置されており、光学経路部3とワーク9とが相対移動するとき、光軸7はプラズマ光検出器56を通過するようになっている。
The
上述したように、本実施形態によれば、第1の実施形態の効果(1)〜(4)に加え、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、プラズマ光検出器56はワーク9に対して、光学経路部3と反対側の光軸7を通る場所に配置されている。集光レンズ8に集光されたレーザ光がワーク9内で改質部を形成し、プラズマ光を発光するとき、プラズマ光はプラズマ光検出器56を照射する。レーザ光は光軸7上でエネルギーが高くなり、プラズマ光も光軸7上で光強度が強くなる。従って、プラズマ光検出器56は光軸7に近い場所に配置する方が、光軸7に遠い場所に配置するより強い光強度の光を受光することができる。従って、このレーザ照射装置54は、プラズマ光検出器56がプラズマ光を受光し易い位置に配置され、プラズマ光を検出し易い装置とすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) According to the present embodiment, the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change and improvement can also be added. A modification will be described below.
(変形例1)
第1の実施形態及び第2の実施形態において、集光レンズ8と基板43とをX軸スライド17又は、Y軸スライド19方向に相対移動して改質部35を形成し、1つの段に改質部35を配列させた後、改質部35の段を重ねて形成したが、これに限定されない。図13に示すように、基板43と集光レンズ8とを、基板43の厚さ方向に相対移動して改質部35の列を形成し、改質部35の列を順次並べて改質部35を配列してもよい。
基板43が平面方向で特性が異なりレーザ光の条件を変える必要があるとき、レーザ光の照射条件を同じ条件で所定の領域内を連続して加工できるので、生産性良く加工することができる。
(Modification 1)
In the first embodiment and the second embodiment, the condensing
When the
(変形例2)
実施形態1のステップS3〜ステップS5において、プラズマ光の光強度が、弱いとき、何回も繰り返すフローとなっていたが、繰り返し回数を設定し、繰り返し回数が設定した回数となったとき、中断して操作者が状況を確認してもよい。
(Modification 2)
In step S3 to step S5 of the first embodiment, when the light intensity of the plasma light is weak, the flow is repeated many times. However, when the number of repetitions is set and the number of repetitions reaches the set number of times, the flow is interrupted. Then, the operator may confirm the situation.
(変形例3)
実施形態2のステップS22〜ステップS24において、プラズマ光の光強度が、弱いとき、何回も繰り返すフローとなっていたが、繰り返し回数を設定し、繰り返し回数が設定した回数となったとき、中断して操作者が状況を確認してもよい。
(Modification 3)
In step S22 to step S24 of the second embodiment, the flow is repeated many times when the light intensity of the plasma light is weak. However, when the number of repetitions is set and the number of repetitions reaches the set number of times, the process is interrupted. Then, the operator may confirm the situation.
2…レーザ光源、8…集光部としての集光レンズ、12a…フィルタ、12…プラズマ光検出器、24a…良否判断部、34,43…基板、35…改質部、44…レーザ光、45…プラズマ光。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成するときに発光するプラズマ光を検出し、
検出する前記プラズマ光の光強度で、前記改質部の良否判断をすることを特徴とするスクライブ方法。 A scribing method for scribing by irradiating a substrate that transmits visible light with laser light,
Detecting the plasma light emitted when the modified portion is formed by condensing the laser light inside the substrate;
A scribing method, wherein the quality of the modified portion is judged based on the light intensity of the plasma light to be detected.
前記プラズマ光の前記光強度と前記改質部の寸法との相関関係から前記光強度の閾値を設け、
前記基板にスクライブするとき、発生する前記プラズマ光の光強度が前記閾値より弱いとき、同じ場所に再度前記レーザ光を集光して前記改質部を形成することを特徴とするスクライブ方法。 The scribing method according to claim 1,
From the correlation between the light intensity of the plasma light and the dimensions of the modified portion, a threshold value of the light intensity is provided,
When scribing to the substrate, when the light intensity of the generated plasma light is weaker than the threshold value, the laser beam is condensed again at the same place to form the modified portion.
前記基板に順次前記レーザ光を集光させる場所を移動して前記改質部を形成し、
前記改質部を形成するときの前記プラズマ光が前記閾値より弱いとき、
前記基板に前記改質部を形成する場所を移動せずに、
前記プラズマ光が前記閾値より弱い場所に再度前記レーザ光を集光して前記改質部を形成し、
前記改質部を形成した後、前記基板に順次前記レーザ光を集光させる場所を移動して前記改質部を形成することを繰り返して前記改質部の配列を形成することを特徴とするスクライブ方法。 The scribing method according to claim 2,
Moving the place where the laser beam is sequentially focused on the substrate to form the modified portion;
When the plasma light when forming the modified portion is weaker than the threshold,
Without moving the place where the modified portion is formed on the substrate,
Condensing the laser light again at a place where the plasma light is weaker than the threshold value to form the modified portion,
After forming the modified portion, the array of the modified portions is formed by repeatedly moving the place where the laser beam is focused on the substrate to form the modified portion. Scribe method.
前記基板に順次前記レーザ光を集光させる場所を移動して前記改質部を形成し、
前記改質部を形成するときの前記プラズマ光が前記閾値より弱い場所を記憶し、
前記記憶した前記場所に再度前記レーザ光を集光して前記改質部を形成することを特徴とするスクライブ方法。 The scribing method according to claim 2,
Moving the place where the laser beam is sequentially focused on the substrate to form the modified portion;
Storing the place where the plasma light when forming the modified portion is weaker than the threshold;
The scribing method, wherein the modified portion is formed by condensing the laser beam again at the stored location.
前記レーザ光を発光するレーザ光源と、
前記基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成する集光部と、
前記改質部が形成されるときに発光するプラズマ光を検出するプラズマ光検出器と、
前記プラズマ光検出器により検出される前記プラズマ光の光強度で、改質部の良否判断をする良否判断部を有することを特徴とするスクライブ装置。 A scribing device for scribing a substrate by irradiating a laser beam,
A laser light source for emitting the laser light;
A condensing part for condensing a laser beam inside the substrate to form a modified part;
A plasma photodetector for detecting plasma light emitted when the modified portion is formed;
A scribing apparatus comprising a pass / fail judgment unit for judging pass / fail of the reforming unit based on the light intensity of the plasma light detected by the plasma photodetector.
前記プラズマ検出器に特定の波長を透過するフィルタが設置されていることを特徴とするスクライブ装置。 The scribing device according to claim 5,
A scribing apparatus, wherein a filter that transmits a specific wavelength is installed in the plasma detector.
前記プラズマ検出器が前記プラズマ光を検出可能な範囲に、前記レーザ光を集光する場所が入るように配置されることを特徴とするスクライブ装置。 The scribing device according to claim 5 or 6,
The scribing apparatus, wherein the plasma detector is disposed so that a place for condensing the laser light is within a range in which the plasma light can be detected.
前記レーザ光を集光する場所と前記プラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることを特徴とするスクライブ装置。
A scribing device according to claim 7,
The scribing apparatus, wherein a distance between the laser beam condensing place and the plasma detector is maintained at substantially the same distance.
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