特許 6585394 レーザー加工装置およびビアホールの形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6585394

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】レーザー加工装置およびビアホールの形成方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/388 20140101AFI20190919BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20190919BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/388

   B23K26/082

   G02B26/10 104Z

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-123270(P2015-123270)

(22)【出願日】2015年6月18日

(65)【公開番号】特開2017-6936(P2017-6936A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年4月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】工藤 裕

(72)【発明者】

【氏名】能丸 圭司

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６８２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００６０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１８０５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／３８８

Ｂ２３Ｋ ２６／０８２

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエーハを穿孔するレーザー加工装置であって、
ウエーハを保持する被加工物保持手段と、
レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段とを、
少なくとも備えるレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、
レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、
該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持されたウエーハに照射する集光レンズと、
該レーザー光線発振手段のレーザー光線の進行方向下流に配設され該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第１軸レゾナントスキャナを有する第１の光軸偏心手段と、
該第１の光軸偏心手段と該集光レンズとの間に配設され、該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第２軸レゾナントスキャナを有する第２の光軸偏心手段と、
該レーザー加工装置を制御する制御部と、
を備え、
該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数と該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数とが等しく、かつ該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相と、該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相とを１／４周期分ずらしている、レーザー加工装置。

【請求項2】

レーザー加工装置によりウエーハにレーザー光線を照射してビアホールを形成するビアホールの形成方法であって、
該レーザー加工装置は、
ウエーハを保持する被加工物保持手段と、
該被加工物保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を有し、
該レーザー光線照射手段は、
レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、
該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持されたウエーハに照射する集光レンズと、
該レーザー光線発振手段のレーザー光線の進行方向下流に配設され該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第１軸レゾナントスキャナを有する第１の光軸偏心手段と、
該第１の光軸偏心手段と該集光レンズとの間に配設され、該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第２軸レゾナントスキャナを有する第２の光軸偏心手段と、を少なくとも含み、
該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数と該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数とが等しく、かつ該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相と、該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相とを１／４周期分ずらしており、
該ビアホールの形成方法は、
該レーザー光線発振手段からレーザー光線を発振する工程と、
発振されたレーザー光線を一対の第１軸レゾナントスキャナに導き該集光レンズの中心軸に対して第１軸方向にレーザー光線の光軸を偏心させる工程と、
該一対の第１軸レゾナントスキャナを通過したレーザー光線を一対の第２軸レゾナントスキャナに導き、レーザー光線の該第１軸に直交する第２軸方向に光軸を偏心させる工程と、
該被加工物保持手段で保持したウエーハに第１軸方向および第２軸方向に偏心されたレーザー光線を照射する工程と、
を有するビアホールの形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工装置およびビアホールの形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程において、レーザー光線を照射してビアホールを形成することが行われている。高速に多数のビアホールを形成するため、ガルバノスキャナや音響光学素子（ＡＯＤ）等を用いてレーザー光線の向きを高速に偏向しつつ穿孔が行われている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１１９７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、ウエーハに多数のビアホールを生産性良く形成するための方法が記載されている。ここで、一般にビアホールは、側壁と底面とは垂直の形状であることが望ましいが、特許文献１に示された従来の方法で形成されたビアホールは、形成される一のビアホールに対してレーザー光線の入射角度が一定であったため側壁と底面のなす角が直角とならず、テーパー形状に形成されて、所望の形状に形成されない虞があった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、被加工物を所望の形状に加工可能なレーザー加工装置、およびビアホールの形状を所望の形状に加工可能なビアホールの形成方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、ウエーハを穿孔するレーザー加工装置であって、ウエーハを保持する被加工物保持手段と、レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段とを、少なくとも備えるレーザー加工装置であって、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持されたウエーハに照射する集光レンズと、該レーザー光線発振手段のレーザー光線の進行方向下流に配設され該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第１軸レゾナントスキャナを有する第１の光軸偏心手段と、該第１の光軸偏心手段と該集光レンズとの間に配設され、該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第２軸レゾナントスキャナを有する第２の光軸偏心手段と、該レーザー加工装置を制御する制御部と、備え、該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数と該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数とが等しく、かつ該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相と、該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相とを１／４周期分ずらしていることを特徴とする。

【0008】

本発明のビアホールの形成方法は、レーザー加工装置によりウエーハにレーザー光線を照射してビアホールを形成するビアホールの形成方法であって、該レーザー加工装置は、ウエーハを保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を有し、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持されたウエーハに照射する集光レンズと、該レーザー光線発振手段のレーザー光線の進行方向下流に配設され該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第１軸レゾナントスキャナを有する第１の光軸偏心手段と、該第１の光軸偏心手段と該集光レンズとの間に配設され、該集光レンズの中心軸に対してレーザー光線の光軸を偏心させる一対の第２軸レゾナントスキャナを有する第２の光軸偏心手段と、を少なくとも含み、該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数と該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転周波数とが等しく、かつ該第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相と、該第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転の位相とを１／４周期分ずらしており、該ビアホールの形成方法は、該レーザー光線発振手段からレーザー光線を発振する工程と、発振されたレーザー光線を一対の第１軸レゾナントスキャナに導き該集光レンズの中心軸に対して第１軸方向にレーザー光線の光軸を偏心させる工程と、該一対の第１軸レゾナントスキャナを通過したレーザー光線を一対の第２軸レゾナントスキャナに導き、レーザー光線の該第１軸に直交する第２軸方向に光軸を偏心させる工程と、該被加工物保持手段で保持したウエーハに第１軸方向および第２軸方向に偏心されたレーザー光線を照射する工程と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

そこで、本願発明のレーザー加工装置及びビアホールの形成方法では、被加工物を所望の形状に加工可能なレーザー加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のウエーハ等を示す斜視図である。

【図3】図３は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザー光線照射手段の構成例を示す図である。

【図4】図４は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第１の光軸偏心手段の構成例を模式的に示す図である。

【図5】図５（ａ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第１の光軸偏心手段の一方の第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図であり、図５（ｂ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第１の光軸偏心手段の他方の第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図であり、図５（ｃ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第２の光軸偏心手段の一方の第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図であり、図５（ｄ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第２の光軸偏心手段の他方の第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図である。

【図6】図６は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第２の光軸偏心手段の第２スキャナを出射したレーザー光線が被加工物を穿孔する状態を示す断面図である。

【図7】図７は、実施形態に係るビアホールの形成方法によりビアホールが形成されたウエーハを示す平面図である。

【図8】図８は、図７中のＶＩＩＩ部を拡大して示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0014】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るレーザー加工装置及びビアホールの形成方法を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のウエーハ等を示す斜視図である。図３は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザー光線照射手段の構成例を示す図である。図４は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第１の光軸偏心手段の構成例を模式的に示す図である。図５（ａ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第１の光軸偏心手段の一方の第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図であり、図５（ｂ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第１の光軸偏心手段の他方の第１軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図であり、図５（ｃ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第２の光軸偏心手段の一方の第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図であり、図５（ｄ）は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第２の光軸偏心手段の他方の第２軸レゾナントスキャナのミラーの回転角度の変化を示す図である。図６は、図３に示されたレーザー光線照射手段の第２の光軸偏心手段の第２スキャナを出射したレーザー光線が被加工物を穿孔する状態を示す断面図である。図７は、実施形態に係るビアホールの形成方法によりビアホールが形成されたウエーハを示す平面図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ部を拡大して示す平面図である。

【0015】

実施形態に係るビアホールの形成方法（以下、単に形成方法と記す）は、図１に示されたレーザー加工装置１により実施される方法（即ち、レーザー加工装置１を用いる方法）である。レーザー加工装置１は、被加工物としてのウエーハＷを穿孔する装置である。

【0016】

レーザー加工装置１により穿孔されるウエーハＷは、図２及び図７に示すように、実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、表面ＷＳに格子状に形成される複数の分割予定ラインＳよって区画された領域にデバイスＤが形成されている。ウエーハＷは、分割予定ラインＳに沿って切断することにより、デバイスＤが形成された領域を分割して、個々の半導体チップに製造される。ウエーハＷは、デバイスＤが複数形成されている表面ＷＳに粘着テープＴが貼着され、粘着テープＴの外縁が環状フレームＦに貼着されることで、環状フレームＦの開口に粘着テープＴで支持される。ウエーハＷは、表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲ側からデバイスＤのボンディングパッドＰＤ（図６に示す）に達する孔であるビアホールＶＨ（図８に示す）が形成される。

【0017】

レーザー加工装置１は、ウエーハＷの表面ＷＳにおけるボンディングパッドＰＤが形成された位置の裏面ＷＲからボンディングパッドＰＤに達するビアホールＶＨを形成するものである。レーザー加工装置１は、図１に示すように、ウエーハＷを保持するチャックテーブル１０（被加工物保持手段に相当）と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲからビアホールＶＨを形成するために、レーザー光線Ｌ（図３に示す）を照射するレーザー光線照射手段２０と、Ｘ軸移動手段４０と、Ｙ軸移動手段５０と、制御部１００とを少なくとも備える。

【0018】

チャックテーブル１０は、加工前のウエーハＷが保持面１０ａ上に載置されて、粘着テープＴを介して環状フレームＦの開口に貼着されたウエーハＷを保持するものである。チャックテーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１０ａに載置されたウエーハＷを粘着テープＴを介して吸引することで保持する。なお、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段４０によりＸ軸方向に加工送りされ、かつ回転駆動源（図示せず）により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転されるとともに、Ｙ軸移動手段５０によりＹ軸方向に割り出し送りされる。また、チャックテーブル１０の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動してウエーハＷの周囲の環状フレームＦを挟持するクランプ部１１が複数設けられている。

【0019】

レーザー光線照射手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに対し、ウエーハＷが吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線Ｌを照射し、ウエーハＷの裏面ＷＲ側からビアホールＶＨを形成するものである。即ち、レーザー光線照射手段２０は、ウエーハＷの裏面ＷＲ側に吸収性を有する波長のレーザー光線Ｌを照射して、ウエーハＷにアブレーション加工を施すものである。

【0020】

レーザー光線照射手段２０は、図３に示すように、装置本体２の柱部３に支持されたケーシング２１（図１に示す）と、レーザー発振器２２（レーザー光線発振手段に相当）と、集光レンズ２３と、第１の光軸偏心手段６０と、第２の光軸偏心手段７０と、ミラー２４とを備える。

【0021】

レーザー発振器２２は、ウエーハＷが吸収性を有する波長のレーザー光線Ｌを発振する。集光レンズ２３は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに対向してケーシング２１の先端部に設けられている。集光レンズ２３は、レーザー発振器２２から発振されたレーザー光線Ｌを集光してチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに集光するものである。また、集光レンズ２３として、Ｆ−Θレンズ、望ましくはテレセントリックＦ−Θレンズを用いることができる。本実施形態では、レーザー加工装置１は、集光レンズ２３として、テレセントリックＦ−Θレンズを用いる。

【0022】

第１の光軸偏心手段６０は、図３に示すように、レーザー発振器２２のレーザー光線Ｌの進行方向下流に配設され、集光レンズ２３の中心軸Ｐ（図３に示す）に対してレーザー光線Ｌの光軸ＬＡＸをＹ軸方向（第１軸方向に相当）と平行に偏心させる一対の第１軸レゾナントスキャナ６１を有する。第１の光軸偏心手段６０は、図３に示すように、レーザー発振器２２のレーザー光線Ｌの光軸ＬＡＸをＹ軸方向（第１軸方向に相当）に往復振動させる。一対の第１軸レゾナントスキャナ６１は、Ｙ軸方向に間隔をあけて配置されている。第１軸レゾナントスキャナ６１は、Ｘ軸方向と平行な軸心Ｑｘ周りに回転自在に設けられた平板状のミラー６２と、ミラー６２を共振運動により軸心Ｑｘ周りに回転させる走査部６３とを備える。

【0023】

一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ（以下、符号６１ａで示す）のミラー６２には、レーザー発振器２２が発振したレーザー光線Ｌが、レーザー発振器２２と第１の光軸偏心手段６０との間に配設されたミラー２４を介して入射する。一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２は、レーザー光線Ｌを他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂ（以下、符号６１ｂで示す）に向けて反射する。他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２は、レーザー光線Ｌを第２の光軸偏心手段７０に向けて反射する。

【0024】

一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２は、図５（ａ）に示すように、レーザー光線ＬをＹ軸方向と平行に他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２に向けて反射するようにミラー６２を回転した角度を零として、時間経過とともに軸心Ｑｘ周りの角度が正弦曲線を形成するように走査部６３により回転される。他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２は、図５（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向と平行なレーザー光線ＬをＺ軸方向と平行に第２の光軸偏心手段７０に向けて反射するようにミラー６２を回転した角度を零として、時間経過とともに軸心Ｑｘ周りの角度が正弦曲線を形成するように走査部６３により回転される。即ち、角度が零となる向きでは、ミラー６２の反射面のＹ軸方向とのなす角度Θ（図４に示す）は、４５度となる。また、一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２と、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２とは、軸心Ｑｘ周りに互いに連動して同方向に回転される。

【0025】

具体的には、一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２が軸心Ｑｘ周りに矢印ＫＸ１（図４に示す）方向に回転すると、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２が軸心Ｑｘ周りに矢印ＫＸ１（図４に示す）方向に回転する。一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２が軸心Ｑｘ周りに矢印ＫＸ１の逆向きの矢印ＫＸ２方向に回転すると、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２が軸心Ｑｘ周りに矢印ＫＸ１の逆向きの矢印ＫＸ２方向に回転する。また、一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２の最大振れ角Ａと、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２の最大振れ角Ａとは等しく、一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２の回転周波数と、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２の回転周波数とは等しく、ミラー６２は、走査部６３により軸心Ｑｘ周りに回転される。一方の第１軸レゾナントスキャナ６１ａのミラー６２の角度が零となる向きからの回転と、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２の角度が零となる向きからの回転の位相が等しく、ミラー６２は、走査部６３により軸心Ｑｘ周りに回転される。このように、一対の第１のレゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂは、対を形成するレゾナントスキャナにおいて同位相で励振される。

【0026】

第２の光軸偏心手段７０は、図３に示すように、第１の光軸偏心手段６０と集光レンズ２３との間に配設され、集光レンズ２３の中心軸Ｐに対してレーザー光線Ｌの光軸ＬＡＸをＸ軸方向（第２軸方向に相当）と平行に偏心させる一対の第２軸レゾナントスキャナ７１を有する。第２の光軸偏心手段７０は、図３に示すように、レーザー発振器２２のレーザー光線Ｌの光軸ＬＡＸをＸ軸方向（第２軸方向に相当）に往復振動させる。一対の第２軸レゾナントスキャナ７１は、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置されている。第２軸レゾナントスキャナ７１は、Ｙ軸方向と平行な軸心Ｑｙ周りに回転自在に設けられた平板状のミラー７２と、ミラー７２を共振運動により軸心Ｑｙ周りに回転させる走査部７３とを備える。

【0027】

一方の第２軸レゾナントスキャナ７１（以下、符号７１ａで示す）のミラー７２には、他方の第１軸レゾナントスキャナ６１ｂのミラー６２が反射したレーザー光線Ｌが入射する。一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２は、レーザー光線Ｌを他方の第２軸レゾナントスキャナ７１（以下、符号７１ｂで示す）に向けて反射する。他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２は、レーザー光線Ｌを集光レンズ２３に向けて反射する。

【0028】

一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２は、図５（ｃ）に示すように、Ｚ軸方向と平行なレーザー光線ＬをＸ軸方向と平行に他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２に向けて反射するようにミラー６２を回転した角度を零として、時間経過とともに軸心Ｑｙ周りの角度が正弦曲線を形成するように走査部７３により回転される。他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２は、図５（ｄ）に示すように、Ｘ軸方向と平行なレーザー光線ＬをＺ軸方向と平行に集光レンズ２３に向けて反射するようにミラー６２を回転した角度を零として、時間経過とともに軸心Ｑｙ周りの角度が正弦曲線を形成するように走査部７３により回転される。即ち、角度が零となる向きでは、ミラー７２の反射面のＸ軸方向とのなす角度は、４５度となる。また、一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２と、他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２とは、軸心Ｑｙ周りに互いに連動して同方向に回転される。

【0029】

具体的には、一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２が軸心Ｑｙ周りに矢印Ｋｙ１方向に回転すると、他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２が軸心Ｑｙ周りに矢印Ｋｙ１方向に回転する。一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２が軸心Ｑｙ周りに矢印Ｋｙ１の逆向きの矢印Ｋｙ２方向に回転すると、他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２が軸心Ｑｙ周りに矢印Ｋｙ１の逆向きの矢印Ｋｙ２方向に回転する。また、一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２の最大振れ角Ａと、他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２の最大振れ角Ａとは等しく、一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２の回転周波数と、他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２の回転周波数とは等しく、ミラー７２は、走査部７３により軸心Ｑｙ周りに回転される。一方の第２軸レゾナントスキャナ７１ａのミラー７２の角度が零となる向きからの回転と、他方の第２軸レゾナントスキャナ７１ｂのミラー７２の角度が零となる向きからの回転の位相が等しく、ミラー７２は、走査部７３により軸心Ｑｙ周りに回転される。このように、一対の第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂは、対を形成するレゾナントスキャナにおいて同位相で励振される。

【0030】

また、第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２の最大振れ角Ａは、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２の最大振れ角Ａと等しく、ミラー６２，７２は、走査部６３，７３により軸心Ｑｘ，Ｑｙ周りに回転される。第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２の回転周波数は、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２の回転周波数と等しく、ミラー６２，７２は、走査部６３，７３により軸心Ｑｘ，Ｑｙ周りに回転される。さらに、第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２の回転の位相と、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２の回転の位相とは、１／４周期分ずれて、ミラー６２，７２は、走査部６３，７３により軸心Ｑｘ，Ｑｙ周りに回転される。なお、レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂは、共振型発振器、レゾナントオシレータ等とも呼ばれる。また、レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂは、駆動時の最大振れ角Ａ、−Ａとなるときのそれぞれのミラー６２の表面の法線のなす角度を２等分する方向を法線の向きとする表面の方向をミラー６２の角度を零と定義することができる。また、レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂは、共振していないときのミラー６２の表面の向きを零としてもよい。

【0031】

このように、レーザー加工装置１は、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂと第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂを９０°の位相差に固定して励振させ、ビアホールＶＨを形成する。また、レーザー光線照射手段２０は、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２と、第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２とが走査部６３，７３により軸心Ｑｘ，Ｑｙ周りに前述したように回転されることで、スポットが円形になるようにレーザー光線Ｌを偏心させる。また、レーザー光線照射手段２０は、集光レンズ２３としてテレセントリックｆ−Θレンズを用いることで、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲ側からビアホールＶＨを形成してもウエーハＷの裏面ＷＲ及びビアホールＶＨの底面において同一大きさで同一形状の円形をなすように、レーザー光線Ｌを偏心させることができる。なお、ミラー２４、第１の光軸偏心手段６０及び第２の光軸偏心手段７０は、ケーシング２１内などに設けられている。

【0032】

制御部１００は、レーザー加工装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御部１００は、ウエーハＷの裏面ＷＲからボンディングパッドＰＤに達するビアホールＶＨを形成する加工動作をレーザー加工装置１に行わせるものである。なお、制御部１００は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる操作手段と接続されている。

【0033】

次に、本実施形態に係るレーザー加工装置１を用いた形成方法を図面を参照して説明する。形成方法は、レーザー加工装置１によりウエーハＷの裏面ＷＲにレーザー光線Ｌを照射して、ボンディングパッドＰＤに達するビアホールＶＨを形成する方法である。

【0034】

まず、形成方法では、オペレータが加工内容情報を制御部１００に登録し、オペレータがレーザー光線照射手段２０から離間したチャックテーブル１０の保持面１０ａ上にウエーハＷを載置し、加工動作の開始指示があった場合に、レーザー加工装置１が加工動作を開始する。加工動作では、制御部１００は、チャックテーブル１０の保持面１０ａにウエーハＷを吸引保持し、クランプ部１１で環状フレームＦを挟持する。制御部１００は、Ｘ軸移動手段４０及びＹ軸移動手段５０によりチャックテーブル１０をレーザー光線照射手段２０の下方に向かって移動して、レーザー光線Ｌの図示しない撮像手段の下方にチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷを位置付け、撮像手段に撮像させる。撮像手段は、撮像した画像の情報を制御部１００に出力する。そして、制御部１００が、パターンマッチング等の画像処理を実施し、ウエーハＷにビアホールＶＨを形成する位置を割り出した後、割り出した位置の一つにビアホールＶＨを形成できるように、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷとレーザー光線照射手段２０との相対位置を調整する。

【0035】

そして、制御部１００は、レーザー発振器２２からレーザー光線Ｌを発振させ、発振されたレーザー光線Ｌを一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂに導き集光レンズ２３の中心軸Ｐに対してＹ軸方向にレーザー光線Ｌの光軸ＬＡＸを偏心させる。また、制御部１００は、一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂを通過したレーザー光線Ｌを一対の第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂに導き、Ｘ軸方向に偏心させて、チャックテーブル１０で保持したウエーハＷにＹ軸方向、Ｘ軸方向に偏心されたレーザー光線Ｌを照射する。そして、制御部１００は、図６及び図８に示すように、ウエーハＷの裏面ＷＲ側からビアホールＶＨを形成する。

【0036】

制御部１００は、一つのビアホールＶＨを形成すると、レーザー光線Ｌの発振を停止した後、次のビアホールＶＨを形成できるように、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷとレーザー光線照射手段２０との相対位置を調整した後、先程と同様にビアホールＶＨを形成する。制御部１００は、全てのビアホールＶＨを形成すると、レーザー光線Ｌの発振を停止して、チャックテーブル１０をレーザー光線照射手段２０から離間した位置に移動させた後、チャックテーブル１０の吸引保持及びクランプ部１１の挟持を解除する。そして、オペレータがすべてのビアホールＶＨが形成されたウエーハＷをチャックテーブル１０上から取り除くとともに、ビアホールＶＨ形成前のウエーハＷを再度、チャックテーブル１０上に載置し、前述の工程を繰り返して、ウエーハＷにビアホールＶＨを形成する。

【0037】

こうして、形成方法は、レーザー発振器２２からレーザー光線Ｌを発振する工程と、発振されたレーザー光線Ｌを一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂに導き集光レンズ２３の中心軸Ｐに対してＹ軸方向にレーザー光線Ｌの光軸ＬＡＸを偏心させる工程と、一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂを通過したレーザー光線Ｌを一対の第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂに導き、レーザー光線ＬのＹ軸方向に直交するＸ軸方向に光軸ＬＡＸを偏心させる工程と、チャックテーブル１０で保持したウエーハＷにＹ軸方向およびＸ軸方向に偏心されたレーザー光線Ｌを照射する工程とを有することとなる。

【0038】

以上のように、実施形態に係るレーザー加工装置１によれば、レーザー光線照射手段２０が、レーザー光線ＬをＹ軸方向と平行に偏心させる一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂを有する第１の光軸偏心手段６０と、レーザー光線ＬをＸ軸方向と平行に偏心させる一対の第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂを有する第２の光軸偏心手段７０とを備える。レーザー光線照射手段２０は、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２の最大振れ角Ａ及び回転周波数と第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２の最大振れ角Ａ及び回転周波数とが等しい。また、レーザー光線照射手段２０は、第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２の回転の位相と、第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２の回転の位相とが１／４周期分ずれている。このために、レーザー加工装置１は、スポットが円形になるようにレーザー光線Ｌを偏心させる。また、レーザー加工装置１は、集光レンズ２３としてテレセントリックｆ−Θレンズを用いることで、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲ側からビアホールＶＨを形成してもウエーハＷの裏面ＷＲ及びビアホールＶＨの底面において同一大きさで同一形状の円形をなすように、レーザー光線Ｌを偏心させることができる。

【0039】

また、形成方法は、前述した構成のレーザー加工装置１を用いて、ウエーハＷの裏面ＷＲ側がらビアホールＶＨを形成するので、裏面ＷＲ側から表面ＷＳ側に向けて均一の内径の平面視が円形のビアホールＶＨをウエーハＷに形成することができる。したがって、前述した実施形態に係るレーザー加工装置１及び形成方法は、ウエーハＷに均一の内径の平面視が円形のビアホールＶＨを形成することができるので、ビアホールＶＨの底面と内周面とが直交させることができ、ビアホールＶＨの形状を所望の形状に加工可能なレーザー加工を行うことができる。よって、前述した実施形態に係る形成方法は、被加工物であるウエーハを所望の形状に加工することができる。

【0040】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、一方の第１軸及び第２軸レゾナントスキャナ６１ａ，７１ａと、他方の第１軸及び第２軸レゾナントスキャナ６１ｂ，７１ｂとの間にレーザー光線Ｌを反射するミラーを配設し、一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２同士を互いに連動して逆向きに回転させるとともに、一対の第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２同士を互いに連動して逆向きに回転させてもよい。

【0041】

また、本発明のレーザー加工装置１は、一対の第１軸レゾナントスキャナ６１ａ，６１ｂのミラー６２の最大振れ角Ａ、一対の第２軸レゾナントスキャナ７１ａ，７１ｂのミラー７２の最大振れ角Ａを任意に変更して、スポットが任意の形状をなすようにレーザー光線Ｌを偏心させてもよい。本発明のレーザー加工装置１及び形成方法では、ビアホールＶＨに限らず、溝などを形成するなどの他の形状に被加工物を加工してもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル（被加工物保持手段）
２０ レーザー光線照射手段
２２ レーザー発振器（レーザー光線発振手段）
２３ 集光レンズ
６０ 第１の光軸偏心手段
６１，６１ａ，６１ｂ 第１軸レゾナントスキャナ
７０ 第２の光軸偏心手段
７１，７１ａ，７１ｂ 第２軸レゾナントスキャナ
Ｗ ウエーハ（被加工物）
Ｌ レーザー光線
ＬＡＸ 光軸
Ｐ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】