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公開番号2025129875
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026819
出願日2024-02-26
発明の名称レーザ加工装置及びレーザ加工方法
出願人株式会社ディスコ
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類B23K 26/064 20140101AFI20250829BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】レーザビームの損失を抑制しながらもレーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形することができること。
【解決手段】レーザ加工装置1は、発振器22と、発振器22から出射されたレーザビーム21を遮光することなくレーザビーム21のエネルギー分布をトップハット分布に整形する非球面シリンドリカルレンズ27と、非球面シリンドリカルレンズ27でトップハット分布に整形されたレーザビーム21の一部を遮光するマスク28と、マスク28を通過したレーザビーム21を被加工物200に集光する集光レンズ261を有した集光ユニット26と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
発振器と、
発振器から出射されたレーザビームを遮光することなく該レーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形する整形ユニットと、
該整形ユニットでトップハット分布に整形された該レーザビームの一部を遮光するマスクと、
該マスクを通過した該レーザビームを被加工物に集光する集光レンズを有した集光ユニットと、を備えたレーザ加工装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
該レーザビームが該集光レンズで集光された集光点を被加工物に対して第１方向に相対移動させる走査ユニットを更に備え、
該走査ユニットで該集光点が被加工物に対して相対移動されることで被加工物には該第１方向に伸長するレーザ加工溝が形成され、
該整形ユニットは、該レーザビームの該第１方向に直交する第２方向のエネルギー分布をトップハットに整形するとともに該第１方向のエネルギー分布はガウシアン分布のままとし、
該整形ユニットでトップハット分布に整形された該レーザビームの該第２方向における両端を該マスクが遮光する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
該整形ユニットは、非球面シリンドリカルレンズからなる、請求項１または請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
該非球面シリンドリカルレンズは、該発振器から出射された該レーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形する形状を有した第１の面と、
トップハット分布に整形された該レーザビームを平行光にする形状を有した第２の面と、を含む、請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
該整形ユニットは回折光学素子からなる、請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
発振器から出射されたレーザビームを遮光することなく該レーザビームのエネルギー分布を整形ユニットでトップハット分布に整形し、
該整形ユニットでトップハット分布に整形された該レーザビームの一部をマスクで遮光し、
該マスクを通過した該レーザビームを被加工物に集光レンズを有した集光ユニットで集光させることで被加工物にレーザ加工を施す、レーザ加工方法。
【請求項７】
該レーザビームを被加工物に該集光ユニットで集光させた集光点を被加工物に対して第１方向に相対移動させることで被加工物に該第１方向に伸長するレーザ加工溝を形成し、
該整形ユニットは、該レーザビームの該第１方向に直交する第２方向のエネルギー分布をトップハット分布に整形するとともに該第１方向のエネルギー分布はガウシアン分布のままとし、
該整形ユニットでトップハット分布に整形された該レーザビームの該第２方向における両端を該マスクが遮光する、請求項６に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
該整形ユニットは非球面シリンドリカルレンズからなる、請求項６または請求項７に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
該非球面シリンドリカルレンズは、該発振器から出射された該レーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形する形状を有した第１の面と、
トップハット分布に整形された該レーザビームを平行光にする形状を有した第２の面と、を含む、請求項８に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
該整形ユニットは、回折光学素子からなる、請求項６または請求項７に記載のレーザ加工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
デバイスウェーハの分割に際して、表面の低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ－Ｋ膜）の剥離を防止するためにレーザビームを照射してレーザ加工溝を形成した後にレーザ加工溝を切削ブレードで切削している。
【０００３】
また、発振器から出射されたレーザビームは、マスクでエネルギー分布がトップハット分布に整形されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－０７２１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、レーザ加工溝の溝底が平坦でないと切削ブレードでの切削時に切削ブレードが曲がる等してデバイスを損傷しかねない。そこで、従来、特許文献１に示された方法では、レーザ加工溝の溝底を平坦にするためにエネルギー分布がガウシアン分布のレーザビームの中央部のみをマスクで通過させて、レーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形していた。しかし、発振器から出射されたレーザビームの大部分をマスクで遮光するため損失が多く、損失の低減等の改善が切望されていた。
【０００６】
本発明の目的は、レーザビームの損失を抑制しながらもレーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザ加工装置は、発振器と、発振器から出射されたレーザビームを遮光することなく該レーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形する整形ユニットと、該整形ユニットでトップハット分布に整形された該レーザビームの一部を遮光するマスクと、該マスクを通過した該レーザビームを被加工物に集光する集光レンズを有した集光ユニットと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記レーザ加工装置において、該レーザビームが該集光レンズで集光された集光点を被加工物に対して第１方向に相対移動させる走査ユニットを更に備え、該走査ユニットで該集光点が被加工物に対して相対移動されることで被加工物には該第１方向に伸長するレーザ加工溝が形成され、該整形ユニットは、該レーザビームの該第１方向に直交する第２方向のエネルギー分布をトップハットに整形するとともに該第１方向のエネルギー分布はガウシアン分布のままとし、該整形ユニットでトップハット分布に整形された該レーザビームの該第２方向における両端を該マスクが遮光してもよい。
【０００９】
前記レーザ加工装置において、該整形ユニットは、非球面シリンドリカルレンズからなってもよい。
【００１０】
前記レーザ加工装置において、該非球面シリンドリカルレンズは、該発振器から出射された該レーザビームのエネルギー分布をトップハット分布に整形する形状を有した第１の面と、トップハット分布に整形された該レーザビームを平行光にする形状を有した第２の面と、を含んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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