激光加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體晶片等被加工物實(shí)施激光加工的激光加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體器件制造工藝中，在大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的正面上通過(guò)排列成格子 狀的分割預(yù)定線劃分出多個(gè)區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域中形成IC、LSI等器件。并且，通過(guò)沿 著分割預(yù)定線切割半導(dǎo)體晶片而對(duì)形成有器件的區(qū)域進(jìn)行分割，制造出各個(gè)半導(dǎo)體器件。 并且，對(duì)于在藍(lán)寶石基板的正面上層疊了光電二極管等受光元件或激光二極管等發(fā)光元件 等的光器件晶片也沿著分割預(yù)定線進(jìn)行切割，分割成各個(gè)光電二極管、激光二極管等光器 件，廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備。
[0003] 作為沿著分割預(yù)定線對(duì)上述的半導(dǎo)體晶片或光器件晶片等晶片進(jìn)行分割的方法， 提出了如下的方法：沿著分割預(yù)定線照射對(duì)于晶片具有吸收性的波長(zhǎng)的脈沖激光光線，由 此形成激光加工槽，沿著形成有激光加工槽的分割預(yù)定線將晶片斷裂。實(shí)施這種激光加工 的激光加工裝置具有：被加工物保持構(gòu)件，其保持被加工物；激光光線照射構(gòu)件，其對(duì)由該 被加工物保持構(gòu)件保持的被加工物進(jìn)行激光加工；以及加工進(jìn)給構(gòu)件，其使被加工物保持 構(gòu)件和激光光線照射構(gòu)件在加工進(jìn)給方向上相對(duì)地移動(dòng)。并且，激光光線照射構(gòu)件由振蕩 出激光光線的激光光線振蕩構(gòu)件和具有聚光透鏡的聚光器構(gòu)成，該聚光透鏡對(duì)從該激光光 線振蕩構(gòu)件振蕩出的激光光線進(jìn)行會(huì)聚并照射到由被加工物保持構(gòu)件保持的被加工物。
[0004] 并且，提出一種激光加工裝置，能夠通過(guò)偏振分束器將由激光光線振蕩構(gòu)件振蕩 出的脈沖激光光線分支成2個(gè)路徑而實(shí)施2種激光加工（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2008-114239號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 然而，當(dāng)通過(guò)偏振分束器將脈沖激光光線分支成2個(gè)路徑時(shí)，各個(gè)脈沖激光光線 的功率密度變?yōu)?/2,存在因輸出不足導(dǎo)致的無(wú)法進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸み@樣的問(wèn)題。
[0007] 為了解決這種問(wèn)題，還提出了如下技術(shù)：使用電光調(diào)制器（EOM:ElectroOptical Modulator)或者聲光調(diào)制器（A0M:AcoustoOpticalModulator)以與脈沖激光光線的重 復(fù)頻率同步的方式按照脈沖對(duì)激光光線進(jìn)行分支。但是，電光調(diào)制器（Ε0Μ)和聲光調(diào)制器 (Α0Μ)不僅透過(guò)率較低、輸出減少15~30%，還存在如下這樣的問(wèn)題：由于接受激光光線的 有效直徑較小為幾_因此需要收縮光束直徑而使密度比較高的激光光線透過(guò)，會(huì)因熱透 鏡效果而產(chǎn)生焦點(diǎn)偏差并且損傷較大、聚光器的壽命較短。
[0008] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其主要的技術(shù)性課題在于提供一種激光加工裝 置，即使將脈沖激光光線分支成2個(gè)路徑，也能夠在不降低各個(gè)脈沖激光光線的功率密度 的情況下進(jìn)行加工。
[0009] 為了解決上述主要的技術(shù)性課題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種激光加工裝置，其具有： 被加工物保持構(gòu)件，其保持被加工物；以及激光光線照射構(gòu)件，其對(duì)由該被加工物保持構(gòu)件 保持的被加工物照射激光光線，
[0010] 該激光光線照射構(gòu)件具有：脈沖激光振蕩器，其按照規(guī)定的重復(fù)頻率振蕩脈沖激 光光線；第一聚光器和第二聚光器，它們對(duì)從該脈沖激光振蕩器振蕩出的脈沖激光光線進(jìn) 行會(huì)聚；以及分支構(gòu)件，其配設(shè)在該脈沖激光振蕩器與該第一聚光器和該第二聚光器之間， 將從該脈沖激光振蕩器振蕩出的脈沖激光光線朝向該第一聚光器和該第二聚光器交替地 分支，
[0011] 該分支構(gòu)件具有光彈性調(diào)制器，該光彈性調(diào)制器由壓電元件和合成石英一體地形 成，對(duì)該壓電元件施加與該合成石英的固有振動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率的高頻電壓，從而使激光 光線的偏振面交替地調(diào)制成0度和90度。
[0012] 優(yōu)選為，上述該分支構(gòu)件從該脈沖激光振蕩器側(cè)朝向該第一聚光器和該第二聚光 器側(cè)由第一 1/2波長(zhǎng)板、該光彈性調(diào)制器、第二1/2波長(zhǎng)板以及偏振分束器構(gòu)成，設(shè)該光彈 性調(diào)制器的頻率為fPEM，設(shè)該脈沖激光振蕩器的重復(fù)頻率為f；asCT，設(shè)m為自然數(shù)，通過(guò)下述 公式求出重復(fù)頻率fuSCT，
[0014] 優(yōu)選為，合成石英的固有振動(dòng)頻率是50kHz，當(dāng)代入fPEM= 50kHz，且代入m= 0、1、 2、3、4、……時(shí)，該脈沖激光振蕩器的重復(fù)頻率作為fUsCT= 200kHZ、40kHZ、8kHz、l. 6kHz、 320Hz、64Hz被求出。
[0015] 優(yōu)選為，上述分支構(gòu)件從該脈沖激光振蕩器側(cè)朝向該第一聚光器和該第二聚光器 側(cè)由1/4波長(zhǎng)板、該光彈性調(diào)制器、1/2波長(zhǎng)板以及偏振分束器構(gòu)成，設(shè)該光彈性調(diào)制器的 頻率為fPEM，設(shè)該脈沖激光振蕩器的重復(fù)頻率為，設(shè)m為自然數(shù)，通過(guò)下述公式求出重 復(fù)頻率
[0017] 優(yōu)選為，合成石英的固有振動(dòng)頻率是50kHz，當(dāng)代入fPEM= 50kHz，且代入m= 0、 1、2、3、4、……時(shí)，該脈沖激光振蕩器的重復(fù)頻率作為fUsCT= 100kHZ、20kHZ、4kHZ、800Hz、 160Hz、32Hz被求出。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置，將脈沖激光光線朝向第一聚光器和第二聚光器交替 地分支的分支構(gòu)件具有光彈性調(diào)制器，該光彈性調(diào)制器由壓電元件和合成石英一體地形 成，對(duì)壓電元件施加與合成石英的固有振動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率的高頻電壓，從而使激光光線 的偏振面交替地調(diào)制成0度和90度，因此以與從脈沖激光振蕩器振蕩出的脈沖激光光線的 重復(fù)頻率同步的方式按照脈沖交替地調(diào)制脈沖激光光線，因此各脈沖的能量密度不會(huì)降低 到1/2。因此，能夠通過(guò)由分支構(gòu)件朝向第一聚光器和第二聚光器交替地分支的脈沖激光光 線而對(duì)被加工物同時(shí)地實(shí)施適當(dāng)?shù)募庸ぁ?br>[0019] 并且，構(gòu)成光彈性調(diào)制器的合成石英的透過(guò)率較高，不會(huì)像上述的電光調(diào)制器 (Ε0Μ)和聲光調(diào)制器（Α0Μ)那樣出現(xiàn)輸出減少15~30%的情況，并且接收激光光線的有 效直徑較大為16mm左右，因此能夠透過(guò)密度比較低的激光光線，從而不會(huì)受到熱透鏡的影 響，解決產(chǎn)生焦點(diǎn)偏差這樣的問(wèn)題和聚光器的壽命較短這樣的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是按照本發(fā)明的方式構(gòu)成的激光加工裝置的立體圖。
[0021] 圖2是安裝于圖1所示的激光加工裝置的激光光線照射構(gòu)件的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 圖3是示出安裝于圖1所示的激光加工裝置的激光光線照射構(gòu)件的另一實(shí)施方式 的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023] 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0024] 2 :靜止基臺(tái)；3 :卡盤(pán)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)；36 :卡盤(pán)工作臺(tái)；37 :加工進(jìn)給構(gòu)件；38 :分度進(jìn) 給構(gòu)件；4 :激光光線照射單元；5 :激光光線照射構(gòu)件；51 :脈沖激光振蕩器；52a:第一聚光 器；52b:第二聚光器；53 :分支構(gòu)件；531 :第一 1/2波長(zhǎng)板；532 :光彈性調(diào)制器；532a:壓電 元件；532b:合成石英；533 :第二1/2波長(zhǎng)板；534 :偏振分束器；535 :1/4波長(zhǎng)板；W:被加工 物。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下，關(guān)于本發(fā)明的晶片的加工方法和激光加工裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式，參照附 圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0026] 圖1中示出按照本發(fā)明的方式構(gòu)成的激光加工裝置1的立體圖。圖1所示的激光 加工裝置1具有：靜止基臺(tái)2 ;卡盤(pán)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3,其以能夠在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向 (X軸方向）上移動(dòng)的方式配設(shè)在該靜止基臺(tái)2上，并保持被加工物；以及作為激光光線照 射構(gòu)件的激光光線照射單元4,其配設(shè)在基臺(tái)2上。
[0027] 上述卡盤(pán)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有：一對(duì)導(dǎo)軌31、31，它們沿著X軸方向平行地配設(shè)在靜 止基臺(tái)2上；第一滑動(dòng)塊32,其以能夠在X軸方向上移動(dòng)的方式配設(shè)在該導(dǎo)軌31、31上；第 二滑動(dòng)塊33,其以能夠在與X軸方向正交的箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向（Y軸方向）上移動(dòng) 的方式配設(shè)在該第一滑動(dòng)塊32上；支承工作臺(tái)35,其通過(guò)圓筒部件34而被支承在該第二 滑動(dòng)塊33上；以及作為被加工物保持構(gòu)件的卡盤(pán)工作臺(tái)36。該卡盤(pán)工作臺(tái)36具有由多孔 性材料形成的吸附卡盤(pán)361，在作為吸附卡盤(pán)361的上表面的保持面上通過(guò)未圖示的吸引 構(gòu)件保持作為被加工物的例如圓形的半導(dǎo)體晶片。以這種方式構(gòu)成的卡盤(pán)工作臺(tái)36借助 配設(shè)在圓筒部件34內(nèi)的未圖示的脈沖電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，在卡盤(pán)工作臺(tái)36上配設(shè)有夾 具362,該夾具362用于將借助于保護(hù)帶支承半導(dǎo)體晶片等被加工物的環(huán)狀的框架固定。
[0028] 上述第一滑動(dòng)塊32在其下表面設(shè)置有與上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31嵌合的一對(duì)被引導(dǎo) 槽321、321，并且在其上表面設(shè)置有沿著Y軸方向平行地形成的一對(duì)導(dǎo)軌322、322。以這種 方式構(gòu)成的第一滑動(dòng)塊32的被引導(dǎo)槽321、321與一對(duì)導(dǎo)軌31、31嵌合，由此構(gòu)成為能夠沿 著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在X軸方向上移動(dòng)?？ūP(pán)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有加工進(jìn)給構(gòu)件37,該加工進(jìn) 給構(gòu)件37用于使第一滑動(dòng)塊32沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在X軸方向上移動(dòng)。加工進(jìn)給構(gòu)件37 包含：平行地配設(shè)在上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31之間的外螺紋桿371 ;以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋 桿371的脈沖電機(jī)372等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿371的一端旋轉(zhuǎn)自如地被固定于上述靜止基臺(tái) 2的軸承塊373支承，其另一端與上述脈沖電機(jī)372的輸出軸傳動(dòng)連結(jié)。另外，外螺紋桿371 與形成于突出設(shè)置在第一滑動(dòng)塊32的中央部下表面上的未圖示的內(nèi)螺紋塊的貫通內(nèi)螺紋 孔螺合。因此，通過(guò)脈沖電機(jī)372對(duì)外螺紋桿371進(jìn)行正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，由此第一滑動(dòng) 塊32沿著導(dǎo)軌31、31在X軸方向上移動(dòng)。
[0029] 上述第二滑動(dòng)塊33在其下表面設(shè)置有與設(shè)置于上述第一滑動(dòng)塊32的上表面的一 對(duì)導(dǎo)軌322、322嵌合的一對(duì)被引導(dǎo)槽331、331，通過(guò)將該被引導(dǎo)槽331、331嵌合在一對(duì)導(dǎo)軌 322、322,而構(gòu)成為能夠在Y軸方向上移動(dòng)?？ūP(pán)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有分度進(jìn)給構(gòu)件38,該分 度進(jìn)給構(gòu)件38用于使第二滑動(dòng)塊33沿著設(shè)置于第一滑動(dòng)塊32的一對(duì)導(dǎo)軌322、322在Y 軸方向上移動(dòng)。分度進(jìn)給構(gòu)件38包含：在上述一對(duì)導(dǎo)軌322、322之間平行配設(shè)的外螺紋桿 381 ;以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿381的脈沖電機(jī)382等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿381的一端旋 轉(zhuǎn)自如地被固定于上述第一滑動(dòng)塊32的上表面的軸承塊383支承，其另一端與上述脈沖電 機(jī)382的輸出軸傳動(dòng)連結(jié)。另外，外螺紋桿381與形成于突出設(shè)置在第二滑動(dòng)塊33的中央 部下表面上的未圖示的內(nèi)螺紋塊形成的貫通內(nèi)螺紋孔螺合。因此，通過(guò)脈沖電機(jī)382對(duì)外 螺紋桿381進(jìn)行正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，由此第二滑動(dòng)塊33沿著導(dǎo)軌322、322在Y軸方向上 移動(dòng)。
[0030] 上述激光光線照射單元4具有：配設(shè)在上述基臺(tái)2上的支承部件41、由該支承部 件41支承且實(shí)質(zhì)上水平延伸的外殼42、配設(shè)于該外殼42的激光光線照射構(gòu)件5、配設(shè)在 外殼42的前端部且對(duì)應(yīng)該進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)的攝像構(gòu)件6。另外，關(guān)于攝 像構(gòu)件6,除了圖示的實(shí)施方式中借助可視光線進(jìn)行拍攝的通常的