(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ装置から出射されたレーザ光により円板状対象物を加工するレーザ加工装置において、
前記円板状対象物を固定する固定機構と、
前記固定機構により固定された前記円板状対象物を回転させる回転駆動機構であって、前記円板状対象物の加工時に前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めする回転駆動機構と、
前記回転駆動機構により前記固定機構を回転させた状態で前記固定機構の回転中心と前記円板状対象物の中心との位置ずれ量を測定する位置測定装置と、
前記レーザ装置から出射されたレーザ光の前記円板状対象物に対する照射位置を調節する照射位置調節機構と、
前記円板状対象物上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいて前記照射位置調節機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は前記位置測定装置で得られた前記位置ずれ量に基づいて前記加工位置情報を補正しつつ前記照射位置調節機構を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記位置測定装置は前記円板状対象物上に設けられた基準位置マークにより前記円板状対象物の周方向位置を測定し、前記回転駆動機構は前記位置測定装置により測定された前記周方向位置に基づいて前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めすることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記基準位置マークは前記円板状対象物上に設けられたオリエンテーションフラグであることを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記照射位置調節機構は前記レーザ装置から出射されたレーザ光を偏向させるビームスキャナ機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ光を用いて対象物を加工するレーザ加工装置に係り、とりわけウエハ等の円板状対象物を加工するレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４（ａ）（ｂ）は従来のレーザ加工装置の一例を示す平面図である。図４（ａ）（ｂ）に示すように、従来のレーザ加工装置は、ウエハ２０の下方に設けられウエハ２０の下面を真空吸引等により固定する固定機構３１と、ウエハ２０の上方に設けられウエハ２０の位置および偏心量（固定機構３１の回転中心Ｒ０とウエハ２０の中心Ｗ０との位置ずれ量）を測定する位置測定装置３２とを備えている。このうち、固定機構３１はＸＹＺθ軸駆動機構（図示せず）に連結されており、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に駆動されるようになっている。また、位置測定装置３２は位置決め完了後のウエハ２０の外周縁に対応して配置された複数の透過センサ３３を有している。
【０００３】
このような従来のレーザ加工装置においては、まず、図４（ａ）に示すように、ウエハ２０の下面を固定機構３１上で固定した後、ウエハ２０が位置測定装置３２の各透過センサ３３の測定領域にかかるようＸＹＺθ軸駆動機構（図示せず）により固定機構３１をＸ，Ｙ方向に移動させる。
【０００４】
次に、図４（ａ）に示すように、固定機構３１上で固定されたウエハ２０をＸＹＺθ軸駆動機構（図示せず）により時計回り（θ方向）に回転させながら、位置測定装置３２によりウエハ２０の偏心量を測定する。
【０００５】
その後、図４（ｂ）に示すように、このようにして測定された偏心量に基づいて固定機構３１の回転中心Ｒ０とウエハ２０の中心Ｗ０とを一致させる。具体的には、固定機構３１を下方（Ｚ方向）に移動させてウエハ２０の下面から離した後、固定機構３１をＸ，Ｙ方向に移動させて固定機構３１の回転中心Ｒ０とウエハ２０の中心Ｗ０とを合わせる。その後、固定機構３１を上方（Ｚ方向）に移動させてウエハ２０の下面を固定した後、固定機構３１をＸ，Ｙ方向に移動させてウエハ２０をＸ，Ｙ方向に関して位置決めする。
【０００６】
そして、図４（ｂ）に示すように、固定機構３１上で固定されたウエハ２０をＸＹＺθ軸駆動機構（図示せず）により時計回り（θ方向）に回転させながら、位置測定装置３２によりウエハ２０の外周縁に設けられたノッチ状のオリエンテーションフラグ２０ａを検出し、オリエンテーションフラグ２０ａが周方向の所定位置（図４（ｂ）では図面最下部）にくるようウエハ２０をθ方向に関して位置決めする。
【０００７】
最後に、このようにしてＸ，Ｙ，θ方向に関して位置決めされたウエハ２０に対して、レーザ装置（図示せず）から出射されたレーザ光を導き、ウエハ２０上の所定の加工位置にレーザ光を照射してレーザ加工を開始する。
【０００８】
なおこのとき、ウエハ２０はＸ，Ｙ，θ方向に関して常に同じ位置に位置決めされるので、図３（ｂ）に示すように、レーザ光の照射位置（加工位置Ｔ）は、あらかじめ設定された加工位置情報（例えばウエハ２０上でオリエンテーションフラグ２０ａを基準とした位置情報（図３（ｂ）では（Ｘ２，Ｙ２））のみに基づいて決定することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のレーザ加工装置では、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に駆動可能なＸＹＺθ軸駆動機構（図示せず）によりウエハ２０をＸ，Ｙ，θ方向に関して常に同じ位置に位置決めし、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいてレーザ加工を行っている。
【００１０】
しかしながら、上述した従来のレーザ加工装置では、固定機構３１を駆動する駆動機構として複数の駆動軸を有する駆動機構が必要となるので、装置の構造が複雑となりコストがかさむという問題がある。また、ウエハ２０の形状および寸法に応じて透過センサ３３の位置の変更等が必要となるので、コストがかさむという問題がある。さらに、固定機構３１の回転中心Ｒ０とウエハ２０の中心Ｗ０とを合わせるために固定機構３１の上下方向（Ｚ方向）への移動（固定機構３１によるウエハ２０の持ち替え）が必要となるので、作業時間（タクトタイム）が長期化してしまうという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、装置の構造を簡素化して簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は参考例として、レーザ装置から出射されたレーザ光により対象物を加工するレーザ加工装置において、前記対象物を固定する固定機構と、前記固定機構上の所定点と前記対象物上の所定点との位置ずれ量を測定する位置測定装置と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光の前記対象物に対する照射位置を調節する照射位置調節機構と、前記対象物上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいて前記照射位置調節機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記位置測定装置で得られた前記位置ずれ量に基づいて前記加工位置情報を補正しつつ前記照射位置調節機構を制御することを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【００１３】
本発明は解決手段として、レーザ装置から出射されたレーザ光により円板状対象物を加工するレーザ加工装置において、前記円板状対象物を固定する固定機構と、前記固定機構により固定された前記円板状対象物を回転させる回転駆動機構であって、前記円板状対象物の加工時に前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めする回転駆動機構と、前記回転駆動機構により前記固定機構を回転させた状態で前記固定機構の回転中心と前記円板状対象物の中心との位置ずれ量を測定する位置測定装置と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光の前記円板状対象物に対する照射位置を調節する照射位置調節機構と、前記円板状対象物上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう、あらかじめ設定された加工位置情報に基づいて前記照射位置調節機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記位置測定装置で得られた前記位置ずれ量に基づいて前記加工位置情報を補正しつつ前記照射位置調節機構を制御することを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【００１４】
なお、上述した解決手段においては、前記位置測定装置は前記円板状対象物上に設けられた基準位置マークにより前記円板状対象物の周方向位置を測定し、前記回転駆動機構は前記位置測定装置により測定された前記周方向位置に基づいて前記円板状対象物を周方向の所定位置に位置決めすることが好ましい。また、前記基準位置マークは前記円板状対象物上に設けられたオリエンテーションフラグであることが好ましい。さらに、前記照射位置調節機構は前記レーザ装置から出射されたレーザ光を偏向させるビームスキャナ機構であることが好ましい。
【００１５】
本発明の参考例によれば、位置測定装置により、固定機構上の所定点と対象物上の所定点との位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量を考慮しつつ照射位置調節機構を制御してレーザ光の照射位置を調節するようにしているので、固定機構を駆動する駆動機構および位置測定装置の構造を簡素化することができ、このため簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【００１６】
本発明の解決手段によれば、位置測定装置により、固定機構の回転中心と円板状対象物の中心との位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量を考慮しつつ照射位置調節機構を制御してレーザ光の照射位置を調節するようにしているので、固定機構を駆動する駆動機構および位置測定装置の構造を簡素化することができ、このため簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は本発明によるレーザ加工装置の一実施の形態を説明するための図である。なお、本実施の形態では、レーザ光を用いてウエハ（円板状対象物）を加工する場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１に示すように、レーザ加工装置１０は、ウエハ２０の下方に設けられウエハ２０の下面を真空吸引等により固定する固定機構１１を備えている。固定機構１１にはθ方向に駆動可能なθ軸駆動機構（回転駆動機構）１２が連結されており、固定機構１１上で固定されたウエハ２０をウエハ２０の平面内で回転させることができるようになっている。
【００１９】
また、レーザ加工装置１０は、レーザ光を出射するレーザ装置１３と、レーザ装置１３から出射されたレーザ光を偏向させてウエハ２０に対するレーザ光の照射位置を調節するビームスキャナ機構（照射位置調節機構）１４とを備えている。
【００２０】
さらに、レーザ加工装置１０は、ウエハ２０の上方に位置測定装置１５を備えており、θ軸駆動機構１２により固定機構１１を回転させた状態で、ウエハ２０の偏心量（固定機構１１の回転中心Ｒ０とウエハ２０の中心Ｗ０との位置ずれ量）、およびウエハ２０の外周縁に設けられたノッチ状のオリエンテーションフラグ（基準位置マーク）２０ａの位置を測定することができるようになっている。なお、位置測定装置１５としては、リニアセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を用いることができる。
【００２１】
ここで、ビームスキャナ機構１４および位置測定装置１５には制御装置１６が接続されており、ウエハ２０の加工時において、ウエハ２０上の所定の加工位置にレーザ光が照射されるようビームスキャナ機構１４を制御することができるようになっている。具体的には、制御装置１６は、あらかじめ設定された加工位置情報（例えばウエハ２０上でオリエンテーションフラグ２０ａを基準とした位置情報）と、位置測定装置１５で得られたウエハ２０の偏心量とに基づいてビームスキャナ機構１４を制御する。なお、ウエハ２０の加工時には、θ軸駆動機構１２により、位置測定装置１５により測定された周方向位置に基づいてウエハ２０が周方向の所定位置に位置決めされるようになっている。
【００２２】
次に、図１乃至図３により、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここで、図２（ａ）（ｂ）はレーザ加工装置１０におけるウエハ２０の位置決め方法を説明するための図であり、図３（ａ）（ｂ）はレーザ加工装置１０におけるウエハ２０の偏心量と実際の加工位置との関係を従来のレーザ加工装置の場合と比較しながら示す図である。
【００２３】
まず、図２（ａ）に示すように、ウエハ２０の下面を固定機構１１上で固定する。
【００２４】
次に、図２（ａ）に示すように、固定機構１１上で固定されたウエハ２０をθ軸駆動機構１２により時計回り（θ方向）に回転させながら、位置測定装置１５によりウエハ２０の偏心量およびオリエンテーションフラグ２０ａの位置を測定する。
【００２５】
その後、図２（ｂ）に示すように、固定機構１１上で固定されたウエハ２０をθ軸駆動機構１２により時計回り（θ方向）に回転させ、オリエンテーションフラグ２０ａが周方向の所定位置（図２（ｂ）では図面最下部近傍）にくるようウエハ２０をθ方向に関して位置決めする。なおここでは、ウエハ２０の回転中心ＷＯとオリエンテーションフラグ２０ａとを結ぶ直線が、固定機構１１の回転中心Ｒ０と加工座標原点Ｏを結ぶ直線と平行となるよう、ウエハ２０を位置決めする。
【００２６】
最後に、このようにしてθ方向に関して位置決めされたウエハ２０に対して、レーザ装置１３（図１参照）から出射されたレーザ光をビームスキャナ機構１４（図１参照）を介して導き、ウエハ２０上の所定の加工位置にレーザ光を照射してレーザ加工を開始する。
【００２７】
なおこのとき、ウエハ２０はθ方向に関してのみ位置決めされているので、図３（ａ）に示すように、ウエハ２０はＸ，Ｙ方向に関して毎回異なる位置に位置決めされる。このため、本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、レーザ光の照射位置（加工位置Ｔ）を、あらかじめ設定された加工位置情報（例えばウエハ２０上でオリエンテーションフラグ２０ａを基準として設定された位置情報（ベクトルＮＴ））と、位置測定装置１５で得られたウエハ２０の偏心量（ベクトルＯＮ）とに基づいて決定する。
【００２８】
具体的には、ウエハ２０上でのオリエンテーションフラグ２０ａを基準として設定された位置情報を（Ｘ２，Ｙ２）（＝ベクトルＮＴ）、θ方向に関して位置決めされた後のウエハ２０の偏心量を（Ｘ１，Ｙ１）（＝ベクトルＯＮ）とすると、実際の加工位置（Ｘ，Ｙ）（＝ベクトルＯＴ）は、
（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘ２＋Ｘ１，Ｙ２＋Ｙ１）
として求めることができる。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、位置測定装置１５によりウエハ２０の偏心量（固定機構３１の回転中心Ｒ０とウエハ２０の中心Ｗ０との位置ずれ量）を測定し、その偏心量を考慮しつつビームスキャナ機構１４を制御してレーザ光の照射位置を調節するようにしているので、固定機構１１を駆動する駆動機構においてＸ，Ｙ，Ｚ方向の駆動軸を用いる必要がなく、装置の構造を簡素化してコストを抑えることができる。また、位置測定装置１５は主としてウエハ２０の偏心量のみを測定すればよいので、ウエハ２０の形状および寸法に応じて位置測定装置を変更等する必要がなく、コストを抑えることができる。さらに、固定機構１１によりウエハ２０を持ち替える必要がないので、作業時間（タクトタイム）を短縮することができる。このため、装置の構造を簡素化して簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態においては、基準位置マークとしてノッチ状のオリエンテーションフラグを利用しているが、オリエンテーションフラグの形態はノッチ状のものに限定されるものではない。また、オリエンテーションフラグに限らず、別途ウエハ２０の表面に専用のマーク等を施してもよい。
【００３１】
また、上述した実施の形態においては、円板状対象物であるウエハを加工する場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、矩形等の任意の形状の対象物に対しても同様にして本発明を適用することも可能である。この場合には、固定機構上の所定点と対象物上の所定点との位置ずれ量を測定し、この位置ずれ量に基づいて、あらかじめ設定された加工位置情報を補正するようにすればよい。なお、この場合には、対象物の偏心量を求める必要がないことから、θ軸駆動機構を設ける必要がなくなるという利点がある。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、固定機構を駆動する駆動機構および位置測定装置の構造を簡素化することができ、このため簡易かつ安価に効率的なレーザ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザ加工装置の一実施の形態を示す平面図。
【図２】図１に示すレーザ加工装置におけるウエハ（円板状対象物）の位置決め方法を説明するための図。
【図３】図１に示すレーザ加工装置におけるウエハの偏心量と実際の加工位置との関係を従来のレーザ加工装置の場合と比較しながら示す図。
【図４】従来のレーザ加工装置におけるウエハ（円板状対象物）の位置決め方法を説明するための図。
【符号の説明】
１０  レーザ加工装置
１１  固定機構
１２  θ軸駆動機構（回転駆動駆動）
１３  レーザ装置
１４  ビームスキャナ機構（照射位置調節機構）
１５  位置測定装置
１６  制御装置
２０  ウエハ（円板状対象物）
２０ａ  オリエンテーションフラグ（基準位置マーク）
【図１】
0004242522.tif 000002
【図２】
0004242522.tif 000003
【図３】
0004242522.tif 000004
【図４】
0004242522.tif 000005