激光加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对半导体晶片等被加工物实施激光加工的激光加工装置。
【背景技术】
[0002] 半导体器件制造工艺中，在大致圆板形状的半导体晶片的正面上通过排列成格子 状的分割预定线划分出多个区域，在该划分出的区域中形成IC、LSI等器件。并且，通过沿 着分割预定线切割半导体晶片而对形成有器件的区域进行分割，制造出各个半导体器件。 并且，对于在蓝宝石基板的正面上层叠了光电二极管等受光元件或激光二极管等发光元件 等的光器件晶片也沿着分割预定线进行切割，分割成各个光电二极管、激光二极管等光器 件，广泛应用于电气设备。
[0003] 作为沿着分割预定线对上述的半导体晶片或光器件晶片等晶片进行分割的方法， 提出了如下的方法：沿着分割预定线照射对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线，由 此形成激光加工槽，沿着形成有激光加工槽的分割预定线将晶片断裂。实施这种激光加工 的激光加工装置具有：被加工物保持构件，其保持被加工物；激光光线照射构件，其对由该 被加工物保持构件保持的被加工物进行激光加工；以及加工进给构件，其使被加工物保持 构件和激光光线照射构件在加工进给方向上相对地移动。并且，激光光线照射构件由振荡 出激光光线的激光光线振荡构件和具有聚光透镜的聚光器构成，该聚光透镜对从该激光光 线振荡构件振荡出的激光光线进行会聚并照射到由被加工物保持构件保持的被加工物。
[0004] 并且，提出一种激光加工装置，能够通过偏振分束器将由激光光线振荡构件振荡 出的脉冲激光光线分支成2个路径而实施2种激光加工（例如，参照专利文献1)。
[0005] 专利文献1 :日本特开2008-114239号公报
【发明内容】
[0006] 然而，当通过偏振分束器将脉冲激光光线分支成2个路径时，各个脉冲激光光线 的功率密度变为1/2,存在因输出不足导致的无法进行适当的加工这样的问题。
[0007] 为了解决这种问题，还提出了如下技术：使用电光调制器（EOM:ElectroOptical Modulator)或者声光调制器（A0M:AcoustoOpticalModulator)以与脉冲激光光线的重 复频率同步的方式按照脉冲对激光光线进行分支。但是，电光调制器（Ε0Μ)和声光调制器 (Α0Μ)不仅透过率较低、输出减少15~30%，还存在如下这样的问题：由于接受激光光线的 有效直径较小为几_因此需要收缩光束直径而使密度比较高的激光光线透过，会因热透 镜效果而产生焦点偏差并且损伤较大、聚光器的寿命较短。
[0008] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术性课题在于提供一种激光加工装 置，即使将脉冲激光光线分支成2个路径，也能够在不降低各个脉冲激光光线的功率密度 的情况下进行加工。
[0009] 为了解决上述主要的技术性课题，根据本发明，提供一种激光加工装置，其具有： 被加工物保持构件，其保持被加工物；以及激光光线照射构件，其对由该被加工物保持构件 保持的被加工物照射激光光线，
[0010] 该激光光线照射构件具有：脉冲激光振荡器，其按照规定的重复频率振荡脉冲激 光光线；第一聚光器和第二聚光器，它们对从该脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光光线进 行会聚；以及分支构件，其配设在该脉冲激光振荡器与该第一聚光器和该第二聚光器之间， 将从该脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光光线朝向该第一聚光器和该第二聚光器交替地 分支，
[0011] 该分支构件具有光弹性调制器，该光弹性调制器由压电元件和合成石英一体地形 成，对该压电元件施加与该合成石英的固有振动频率对应的频率的高频电压，从而使激光 光线的偏振面交替地调制成0度和90度。
[0012] 优选为，上述该分支构件从该脉冲激光振荡器侧朝向该第一聚光器和该第二聚光 器侧由第一 1/2波长板、该光弹性调制器、第二1/2波长板以及偏振分束器构成，设该光弹 性调制器的频率为fPEM，设该脉冲激光振荡器的重复频率为f；asCT，设m为自然数，通过下述 公式求出重复频率fuSCT，
[0014] 优选为，合成石英的固有振动频率是50kHz，当代入fPEM= 50kHz，且代入m= 0、1、 2、3、4、……时，该脉冲激光振荡器的重复频率作为fUsCT= 200kHZ、40kHZ、8kHz、l. 6kHz、 320Hz、64Hz被求出。
[0015] 优选为，上述分支构件从该脉冲激光振荡器侧朝向该第一聚光器和该第二聚光器 侧由1/4波长板、该光弹性调制器、1/2波长板以及偏振分束器构成，设该光弹性调制器的 频率为fPEM，设该脉冲激光振荡器的重复频率为，设m为自然数，通过下述公式求出重 复频率
[0017] 优选为，合成石英的固有振动频率是50kHz，当代入fPEM= 50kHz，且代入m= 0、 1、2、3、4、……时，该脉冲激光振荡器的重复频率作为fUsCT= 100kHZ、20kHZ、4kHZ、800Hz、 160Hz、32Hz被求出。
[0018] 根据本发明的激光加工装置，将脉冲激光光线朝向第一聚光器和第二聚光器交替 地分支的分支构件具有光弹性调制器，该光弹性调制器由压电元件和合成石英一体地形 成，对压电元件施加与合成石英的固有振动频率对应的频率的高频电压，从而使激光光线 的偏振面交替地调制成0度和90度，因此以与从脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光光线的 重复频率同步的方式按照脉冲交替地调制脉冲激光光线，因此各脉冲的能量密度不会降低 到1/2。因此，能够通过由分支构件朝向第一聚光器和第二聚光器交替地分支的脉冲激光光 线而对被加工物同时地实施适当的加工。
[0019] 并且，构成光弹性调制器的合成石英的透过率较高，不会像上述的电光调制器 (Ε0Μ)和声光调制器（Α0Μ)那样出现输出减少15~30%的情况，并且接收激光光线的有 效直径较大为16mm左右，因此能够透过密度比较低的激光光线，从而不会受到热透镜的影 响，解决产生焦点偏差这样的问题和聚光器的寿命较短这样的问题。
【附图说明】
[0020] 图1是按照本发明的方式构成的激光加工装置的立体图。
[0021] 图2是安装于图1所示的激光加工装置的激光光线照射构件的结构框图。
[0022] 图3是示出安装于图1所示的激光加工装置的激光光线照射构件的另一实施方式 的结构框图。
[0023] 标号说明
[0024] 2 :静止基台；3 :卡盘工作台机构；36 :卡盘工作台；37 :加工进给构件；38 :分度进 给构件；4 :激光光线照射单元；5 :激光光线照射构件；51 :脉冲激光振荡器；52a:第一聚光 器；52b:第二聚光器；53 :分支构件；531 :第一 1/2波长板；532 :光弹性调制器；532a:压电 元件；532b:合成石英；533 :第二1/2波长板；534 :偏振分束器；535 :1/4波长板；W:被加工 物。
【具体实施方式】
[0025] 以下，关于本发明的晶片的加工方法和激光加工装置的优选的实施方式，参照附 图详细地进行说明。
[0026] 图1中示出按照本发明的方式构成的激光加工装置1的立体图。图1所示的激光 加工装置1具有：静止基台2 ;卡盘工作台机构3,其以能够在箭头X所示的加工进给方向 (X轴方向）上移动的方式配设在该静止基台2上，并保持被加工物；以及作为激光光线照 射构件的激光光线照射单元4,其配设在基台2上。
[0027] 上述卡盘工作台机构3具有：一对导轨31、31，它们沿着X轴方向平行地配设在静 止基台2上；第一滑动块32,其以能够在X轴方向上移动的方式配设在该导轨31、31上；第 二滑动块33,其以能够在与X轴方向正交的箭头Y所示的分度进给方向（Y轴方向）上移动 的方式配设在该第一滑动块32上；支承工作台35,其通过圆筒部件34而被支承在该第二 滑动块33上；以及作为被加工物保持构件的卡盘工作台36。该卡盘工作台36具有由多孔 性材料形成的吸附卡盘361，在作为吸附卡盘361的上表面的保持面上通过未图示的吸引 构件保持作为被加工物的例如圆形的半导体晶片。以这种方式构成的卡盘工作台36借助 配设在圆筒部件34内的未图示的脉冲电机进行旋转。另外，在卡盘工作台36上配设有夹 具362,该夹具362用于将借助于保护带支承半导体晶片等被加工物的环状的框架固定。
[0028] 上述第一滑动块32在其下表面设置有与上述一对导轨31、31嵌合的一对被引导 槽321、321，并且在其上表面设置有沿着Y轴方向平行地形成的一对导轨322、322。以这种 方式构成的第一滑动块32的被引导槽321、321与一对导轨31、31嵌合，由此构成为能够沿 着一对导轨31、31在X轴方向上移动。卡盘工作台机构3具有加工进给构件37,该加工进 给构件37用于使第一滑动块32沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动。加工进给构件37 包含：平行地配设在上述一对导轨31、31之间的外螺纹杆371 ;以及用于旋转驱动该外螺纹 杆371的脉冲电机372等驱动源。外螺纹杆371的一端旋转自如地被固定于上述静止基台 2的轴承块373支承，其另一端与上述脉冲电机372的输出轴传动连结。另外，外螺纹杆371 与形成于突出设置在第一滑动块32的中央部下表面上的未图示的内螺纹块的贯通内螺纹 孔螺合。因此，通过脉冲电机372对外螺纹杆371进行正转驱动和反转驱动，由此第一滑动 块32沿着导轨31、31在X轴方向上移动。
[0029] 上述第二滑动块33在其下表面设置有与设置于上述第一滑动块32的上表面的一 对导轨322、322嵌合的一对被引导槽331、331，通过将该被引导槽331、331嵌合在一对导轨 322、322,而构成为能够在Y轴方向上移动。卡盘工作台机构3具有分度进给构件38,该分 度进给构件38用于使第二滑动块33沿着设置于第一滑动块32的一对导轨322、322在Y 轴方向上移动。分度进给构件38包含：在上述一对导轨322、322之间平行配设的外螺纹杆 381 ;以及用于旋转驱动该外螺纹杆381的脉冲电机382等驱动源。外螺纹杆381的一端旋 转自如地被固定于上述第一滑动块32的上表面的轴承块383支承，其另一端与上述脉冲电 机382的输出轴传动连结。另外，外螺纹杆381与形成于突出设置在第二滑动块33的中央 部下表面上的未图示的内螺纹块形成的贯通内螺纹孔螺合。因此，通过脉冲电机382对外 螺纹杆381进行正转驱动和反转驱动，由此第二滑动块33沿着导轨322、322在Y轴方向上 移动。
[0030] 上述激光光线照射单元4具有：配设在上述基台2上的支承部件41、由该支承部 件41支承且实质上水平延伸的外壳42、配设于该外壳42的激光光线照射构件5、配设在 外壳42的前端部且对应该进行激光加工的加工区域进行检测的摄像构件6。另外，关于摄 像构件6,除了图示的实施方式中借助可视光线进行拍摄的通常的