激光加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對半導體晶片等被加工物實施激光加工的激光加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導體器件制造工藝中，在大致圓板形狀的半導體晶片的正面上通過排列成格子 狀的分割預定線劃分出多個區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域中形成IC、LSI等器件。并且，通過沿 著分割預定線切割半導體晶片而對形成有器件的區(qū)域進行分割，制造出各個半導體器件。 并且，對于在藍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定線進行切割，分割成各個光電二極管、激光二極管等光器 件，廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備。
[0003] 作為沿著分割預定線對上述的半導體晶片或光器件晶片等晶片進行分割的方法， 提出了如下的方法：沿著分割預定線照射對于晶片具有吸收性的波長的脈沖激光光線，由 此形成激光加工槽，沿著形成有激光加工槽的分割預定線將晶片斷裂。實施這種激光加工 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，其對由該 被加工物保持構(gòu)件保持的被加工物進行激光加工；以及加工進給構(gòu)件，其使被加工物保持 構(gòu)件和激光光線照射構(gòu)件在加工進給方向上相對地移動。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，該聚光透鏡對從該激光光 線振蕩構(gòu)件振蕩出的激光光線進行會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個路徑而實施2種激光加工（例如，參照專利文獻1)。
[0005] 專利文獻1 :日本特開2008-114239號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 然而，當通過偏振分束器將脈沖激光光線分支成2個路徑時，各個脈沖激光光線 的功率密度變?yōu)?/2,存在因輸出不足導致的無法進行適當?shù)募庸み@樣的問題。
[0007] 為了解決這種問題，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 復頻率同步的方式按照脈沖對激光光線進行分支。但是，電光調(diào)制器（Ε0Μ)和聲光調(diào)制器 (Α0Μ)不僅透過率較低、輸出減少15~30%，還存在如下這樣的問題：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，會因熱透 鏡效果而產(chǎn)生焦點偏差并且損傷較大、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個路徑，也能夠在不降低各個脈沖激光光線的功率密度 的情況下進行加工。
[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)定的重復頻率振蕩脈沖激 光光線；第一聚光器和第二聚光器，它們對從該脈沖激光振蕩器振蕩出的脈沖激光光線進 行會聚；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，對該壓電元件施加與該合成石英的固有振動頻率對應(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波長板、該光彈性調(diào)制器、第二1/2波長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頻率為f；asCT，設(shè)m為自然數(shù)，通過下述 公式求出重復頻率fuSCT，
[0014] 優(yōu)選為，合成石英的固有振動頻率是50kHz，當代入fPEM= 50kHz，且代入m= 0、1、 2、3、4、……時，該脈沖激光振蕩器的重復頻率作為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波長板、該光彈性調(diào)制器、1/2波長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頻率為，設(shè)m為自然數(shù)，通過下述公式求出重 復頻率
[0017] 優(yōu)選為，合成石英的固有振動頻率是50kHz，當代入fPEM= 50kHz，且代入m= 0、 1、2、3、4、……時，該脈沖激光振蕩器的重復頻率作為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，對壓電元件施加與合成石英的固有振動頻率對應(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降低 到1/2。因此，能夠通過由分支構(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 線而對被加工物同時地實施適當?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率較高，不會像上述的電光調(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，因此能夠透過密度比較低的激光光線，從而不會受到熱透鏡的影 響，解決產(chǎn)生焦點偏差這樣的問題和聚光器的壽命較短這樣的問題。
【附圖說明】
[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)件的另一實施方式 的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023] 標號說明
[0024] 2 :靜止基臺；3 :卡盤工作臺機構(gòu)；36 :卡盤工作臺；37 :加工進給構(gòu)件；38 :分度進 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波長板；534 :偏振分束器；535 :1/4波長板；W:被加工 物。
【具體實施方式】
[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)選的實施方式，參照附 圖詳細地進行說明。
[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2 ;卡盤工作臺機構(gòu)3,其以能夠在箭頭X所示的加工進給方向 (X軸方向）上移動的方式配設(shè)在該靜止基臺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2上。
[0027] 上述卡盤工作臺機構(gòu)3具有：一對導軌31、31，它們沿著X軸方向平行地配設(shè)在靜 止基臺2上；第一滑動塊32,其以能夠在X軸方向上移動的方式配設(shè)在該導軌31、31上；第 二滑動塊33,其以能夠在與X軸方向正交的箭頭Y所示的分度進給方向（Y軸方向）上移動 的方式配設(shè)在該第一滑動塊32上；支承工作臺35,其通過圓筒部件34而被支承在該第二 滑動塊33上；以及作為被加工物保持構(gòu)件的卡盤工作臺36。該卡盤工作臺36具有由多孔 性材料形成的吸附卡盤361，在作為吸附卡盤361的上表面的保持面上通過未圖示的吸引 構(gòu)件保持作為被加工物的例如圓形的半導體晶片。以這種方式構(gòu)成的卡盤工作臺36借助 配設(shè)在圓筒部件34內(nèi)的未圖示的脈沖電機進行旋轉(zhuǎn)。另外，在卡盤工作臺36上配設(shè)有夾 具362,該夾具362用于將借助于保護帶支承半導體晶片等被加工物的環(huán)狀的框架固定。
[0028] 上述第一滑動塊32在其下表面設(shè)置有與上述一對導軌31、31嵌合的一對被引導 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導軌322、322。以這種 方式構(gòu)成的第一滑動塊32的被引導槽321、321與一對導軌31、31嵌合，由此構(gòu)成為能夠沿 著一對導軌31、31在X軸方向上移動。卡盤工作臺機構(gòu)3具有加工進給構(gòu)件37,該加工進 給構(gòu)件37用于使第一滑動塊32沿著一對導軌31、31在X軸方向上移動。加工進給構(gòu)件37 包含：平行地配設(shè)在上述一對導軌31、31之間的外螺紋桿371 ;以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋 桿371的脈沖電機372等驅(qū)動源。外螺紋桿371的一端旋轉(zhuǎn)自如地被固定于上述靜止基臺 2的軸承塊373支承，其另一端與上述脈沖電機372的輸出軸傳動連結(jié)。另外，外螺紋桿371 與形成于突出設(shè)置在第一滑動塊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，通過脈沖電機372對外螺紋桿371進行正轉(zhuǎn)驅(qū)動和反轉(zhuǎn)驅(qū)動，由此第一滑動 塊32沿著導軌31、31在X軸方向上移動。
[0029] 上述第二滑動塊33在其下表面設(shè)置有與設(shè)置于上述第一滑動塊32的上表面的一 對導軌322、322嵌合的一對被引導槽331、331，通過將該被引導槽331、331嵌合在一對導軌 322、322,而構(gòu)成為能夠在Y軸方向上移動。卡盤工作臺機構(gòu)3具有分度進給構(gòu)件38,該分 度進給構(gòu)件38用于使第二滑動塊33沿著設(shè)置于第一滑動塊32的一對導軌322、322在Y 軸方向上移動。分度進給構(gòu)件38包含：在上述一對導軌322、322之間平行配設(shè)的外螺紋桿 381 ;以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿381的脈沖電機382等驅(qū)動源。外螺紋桿381的一端旋 轉(zhuǎn)自如地被固定于上述第一滑動塊32的上表面的軸承塊383支承，其另一端與上述脈沖電 機382的輸出軸傳動連結(jié)。另外，外螺紋桿381與形成于突出設(shè)置在第二滑動塊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，通過脈沖電機382對外 螺紋桿381進行正轉(zhuǎn)驅(qū)動和反轉(zhuǎn)驅(qū)動，由此第二滑動塊33沿著導軌322、322在Y軸方向上 移動。
[0030] 上述激光光線照射單元4具有：配設(shè)在上述基臺2上的支承部件41、由該支承部 件41支承且實質(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的前端部且對應(yīng)該進行激光加工的加工區(qū)域進行檢測的攝像構(gòu)件6。另外，關(guān)于攝 像構(gòu)件6,除了圖示的實施方式中借助可視光線進行拍攝的通常的