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公開番号2025153003
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055250
出願日2024-03-29
発明の名称レーザ加工装置
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/064 20140101AFI20251002BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】半導体ウェーハのストリートに沿って、2条の縁切り溝の間に中抜き溝(分割溝)をレーザ光により形成する中抜き加工を行う際に、更なる加工精度の向上を可能にするレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ光源22と、レーザ光源22から出射されたレーザ光L1から、任意のスポット形状をもつ第1レーザ光L2を形成する第1光形成素子32と、第1レーザ光L2から、光軸と垂直な一方向に拡縮したスポット形状をもつ第2レーザ光L3を形成するとともに、拡縮長さを変更可能にする第2光形成素子33と、第2光形成素子33から出射された第2レーザ光L3を、ウェーハ上に集光させる集光レンズ40Aと、を備えるレーザ加工装置を採用する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光から、任意のスポット形状をもつ第１レーザ光を形成する第１光形成素子と、
前記第１レーザ光から、光軸と垂直な一方向に拡縮したスポット形状をもつ第２レーザ光を形成するとともに、前記拡縮の長さを変更可能にする第２光形成素子と、
前記第２光形成素子から出射された前記第２レーザ光を、ウェーハ上に集光させる集光レンズと、
を備えるレーザ加工装置。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記第２光形成素子が、シリンドリカルレンズ群、シリンドリカルミラー群またはデフォーマブルミラー群のいずれかである、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記第１光形成素子が、回折光学素子、屈折光学素子、反射型液晶の空間光変調器またはシリンドリカルレンズのいずれかである、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１光形成素子は、前記一方向と平行な線状のスポット形状をもつ前記第１レーザ光を生成する請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記レーザ加工装置は、ウェーハのストリートに沿って互いに平行な２条の第１溝を形成する縁切り加工と、前記２条の第１溝の間に第２溝を形成する中抜き加工と、を前記ストリートごとに行うレーザ加工装置であり、
前記第２レーザ光により中抜き加工を行う、請求項１に記載のレーザ加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの製造分野においては、例えば、シリコン等の基板の表面にガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ－ｋ膜）と回路を形成する機能膜とを積層した積層体により複数のデバイスを形成しているウェーハ（半導体ウェーハ）が知られている。このようなウェーハは、複数のデバイスが格子状のストリートによって格子状に区画されており、ウェーハをストリートに沿って分割することにより個々のデバイスが製造される。
【０００３】
ウェーハを複数のデバイス（チップ）に分割する方法として、高速回転するブレードを用いる方法や、ウェーハの内部にストリートに沿ってレーザ加工領域を形成してこのレーザ加工領域が形成されることにより強度が低下したストリートに沿って外力を加える方法などが知られている。しかしながら、例えば、Ｌｏｗ－ｋ膜が適用されたウェーハの場合、Ｌｏｗ－ｋ膜の素材とウェーハの素材とが異なるため、前者の方法ではブレードにより絶縁膜と基板とを同時に切削することが困難である。また、後者の方法ではストリート上にＬｏｗ－ｋ膜が存在する場合に、良好な品質で個々のデバイスに分割することが困難である。このようなことは、Ｌｏｗ－ｋ膜に限らず、他の材質の膜が形成された場合にも起こりうる。
【０００４】
そこで、特許文献１、２には、ウェーハのストリートに沿って２条の縁切り溝（遮断溝）を形成する縁切り加工と、２条の縁切り溝の間に中抜き溝（分割溝）を形成する中抜き加工と、を行うレーザ加工装置が記載されている。このレーザ加工装置は、ウェーハに対してレーザ光学系を加工送り方向の一方向側（例えば往路方向側）に相対移動させながら、レーザ光学系により同一のストリートに沿って２条の縁切り溝と中抜き溝とを同時形成（並行形成）することでＬｏｗ－ｋ膜等を除去している。
【０００５】
ところで、特許文献１、２においては、スポットの形状が矩形状になるように調整されたレーザ光を照射することによって、中抜き溝の形成を行っているが、半導体ウェーハの仕様変更に合わせて中抜き溝の幅寸法を変更する場合がある。この場合は、レーザ光のスポットの形状、特に幅方向の寸法を調整する必要がある。特許文献１、２では、レーザ光の光軸を中心にして、スポットの形状を回転させることで、中抜き溝の幅寸法の変更に対応できるようになっている。しかし、特許文献１、２では、スポットの形状を回転させるために、光形成素子とよばれる光学素子を機械的に回転させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－７１４０２号公報
特開２０２１－１９２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上説明したように、半導体ウェーハのストリートに沿って、２条の縁切り溝の間に中抜き溝（分割溝）を形成する中抜き加工を行う際、半導体ウェーハの仕様変更に合わせて中抜き溝の幅寸法を変更する場合がある。特許文献１、２では、光形成素子とよばれる光学素子を機械的に回転させることで、レーザ光のスポットの形状を回転させ、所望の中抜き溝の形成を可能にしている。その結果の加工精度は十分なものであるが、半導体の微細化に伴い、更なる加工精度の向上が望まれている。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、半導体ウェーハのストリートに沿って、２条の縁切り溝の間に中抜き溝（分割溝）をレーザ光により形成する中抜き加工を行う際に、更なる加工精度の向上を可能にするレーザ加工装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光から、任意のスポット形状をもつ第１レーザ光を形成する第１光形成素子と、
前記第１レーザ光から、光軸と垂直な一方向に拡縮したスポット形状をもつ第２レーザ光を形成するとともに、前記拡縮の長さを変更可能にする第２光形成素子と、
前記第２光形成素子から出射された前記第２レーザ光を、ウェーハ上に集光させる集光レンズと、
を備えるレーザ加工装置。
［２］前記第２光形成素子が、シリンドリカルレンズ群、シリンドリカルミラー群またはデフォーマブルミラー群のいずれかである、［１］に記載のレーザ加工装置。
［３］前記第１光形成素子が、回折光学素子、屈折光学素子、反射型液晶の空間光変調器またはシリンドリカルレンズのいずれかである、［１］に記載のレーザ加工装置。
［４］前記第１光形成素子は、前記一方向と平行な線状のスポット形状をもつ第１レーザ光を生成する［１］に記載のレーザ加工装置。
［５］前記レーザ加工装置は、ウェーハのストリートに沿って互いに平行な２条の第１溝を形成する縁切り加工と、前記２条の第１溝の間に第２溝を形成する中抜き加工と、を前記ストリートごとに行うレーザ加工装置であり、
前記第２レーザ光により中抜き加工を行う、［１］に記載のレーザ加工装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体ウェーハのストリートに沿って、２条の縁切り溝の間に中抜き溝（分割溝）をレーザ光により形成する中抜き加工を行う際に、更なる加工精度の向上を可能にするレーザ加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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