激光加工装置制造方法
【专利摘要】本发明提供激光加工装置。对保持于卡盘台的被加工物照射激光光线的激光光线照射构件具有：激光光线振荡构件、聚光器和配置于激光光线振荡构件与聚光器之间激光光线分支机构。激光光线分支机构具有：扩展角调整构件，其调整激光光线的扩展角；和分支单元，其将激光光线分支成多个激光光线。分支单元具有：1/2波长板、将激光光线分离为P偏振光和S偏振光的第一偏振分束器、反射P偏振光的第一反射镜、反射S偏振光的第二反射镜、以及将被第一反射镜和第二反射镜反射的P偏振光和S偏振光导入至同一方向的光路的第二偏振分束器，第一反射镜和第二反射镜配置为使通过第二偏振分束器导入至同一方向的光路的P偏振光和S偏振光以微小间隔导入。
【专利说明】激光加工装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光加工装置，该激光加工装置适合于沿着在半导体晶片等被加工物的表面形成的间隔道照射激光光线来形成激光加工槽。
【背景技术】
[0002]在半导体器件制造步骤中，形成如下的半导体晶片:在该半导体晶片中，在硅等半导体基板的表面，利用层叠有绝缘膜和功能膜的层叠体呈矩阵状地形成有多个IC(Integrated Circuit:集成电路)、LSI (Large Scale Integration:大规模集成电路)等器件。关于以这种方式形成的半导体晶片，上述器件利用被称作间隔道的分割预定线划分开来，通过沿着该间隔道对所述半导体晶片进行分割，制造出一个个器件。
[0003]这种半导体晶片的沿着间隔道的分割通常利用被称作切割机(dicer)的切削装置来进行。该切削装置具备:卡盘台，其保持作为被加工物的半导体晶片；切削构件，其用于切削由该卡盘台保持的半导体晶片；以及移动构件，其使卡盘台和切削构件相对移动。切削构件包括高速旋转的旋转主轴和装配于该主轴的切削刀。切削刀由圆盘状的基座和装配在该基座的侧面外周部的环状的切削刃构成，切削刃例如通过采用电铸方式固定粒径大约为3 μ m的金刚石磨粒而形成,切削刃的厚度形成为例如20 μ m~30 μ m。
[0004]近来，为了提高1C、LSI等器件的处理能力，如下形态的半导体晶片已经实用化:在这种半导体晶片中，在硅等半导体基板的表面，利用层叠有低介电常数绝缘体覆膜(Low — k膜)和功能膜的层叠体形成了半导体芯片，所述低介电常数绝缘体覆膜由SiOF、BSG (SiOB)等无机物类的膜或者作为聚酰亚胺类、聚对二甲苯(parylene)类等聚合物膜的有机物类的膜构成，所述功能膜用于形成电路。
[0005]此外，如下的半导体晶片也已经实用化，该半导体晶片构成为:在半导体晶片的间隔道局部地配设被称作测试元件组(Test Element Group, TEG)的金属图案,在分割半导体晶片之前通过金属图案对电路的功能进行测试。
[0006]由于上述的Low —k膜和测试元件组(TEG)的材料与晶片的材料不同，因此难以利用切削刀同时进行切削。即，Low — k膜像云母那样非常脆，因此，如果利用切削刀沿着间隔道进行切削，则Low - k膜剥离，存在该剥离到达器件而对器件造成致命的损伤的问题。此外，由于测试元件组(TEG)由金属形成，因此如果利用切削刀进行切削则会产生毛刺。
[0007]为了消除上述问题，提出有如下的加工方法:通过沿着半导体晶片的间隔道照射脉冲激光光线而将形成间隔道的Low — k膜或者配设于间隔道的测试元件组(TEG)除去，并将切削刀定位在该除去了 Low — k膜或者测试元件组(TEG)的区域来进行切削(例如参照专利文献I)。
[0008]然而，在像上述专利文献I所公开的加工方法那样通过沿着晶片的间隔道照射脉冲激光光线而将Low — k膜或者测试元件组(TEG)除去的情况下，需要形成宽度比切削刀的厚度要宽的激光加工槽。因此，在激光光线的聚光斑直径为大约IOym的情况下，不得不在宽度方向多次实施沿着间隔道照射激光光线的激光光线照射步骤，存在生产率差的问题。[0009]为了解决这种问题，在下述专利文献2中公开了如下的激光加工装置:将激光光线分支为多个而形成多个聚光斑(聚光点)，同时形成宽幅的激光加工槽，由此能够高效地除去Low - k膜或者测试元件组(TEG)(例如参照专利文献2)。
[0010]专利文献1:日本特开2005 - 142398号公报
[0011]专利文献2:日本特开2011 — 156551号公报
[0012]然后，专利文献2记载的技术存在如下问题:在调整被分支成多个的激光光线的多个聚光斑(聚光点)的间隔方面非常困难，不能在与间隔道对应的宽度内定位多个聚光斑(聚光点)。
【发明内容】
[0013]本发明就是鉴于上述事实而完成的，其主要技术课题在于提供一种能够容易调整被分支成多个的激光光线的多个聚光斑(聚光点)的间隔的激光加工装置。
[0014]为了解决上述主要技术课题，根据本发明，提供一种激光加工装置，其特征在于具有:卡盘台，其保持被加工物；激光光线照射构件，其对保持于该卡盘台的被加工物照射激光光线；以及加工进给构件，其使该卡盘台和该激光光线照射构件在加工进给方向上相对移动，其中，该激光光线照射构件包括:激光光线振荡构件，其振荡出激光光线；聚光器，其使从该激光光线振荡构件振荡出的激光光线会聚而照射至被保持于该卡盘台的被加工物；以及激光光线分支机构，其配置于该激光光线振荡构件和该聚光器之间，将从该激光光线振荡构件振荡出的激光光线分支成多个激光光线，该激光光线分支机构包括:扩展角调整构件，其对从该激光光线振荡构件振荡出的激光光线的扩展角进行调整；以及分支单元，其将通过了该扩展角调整构件的激光光线分支成多个激光光线，该分支单元包括:1/2波长板；第一偏振分束器，其将通过了该1/2波长板的激光光线分离为P偏振光和S偏振光；第一反射镜，其对由该第一偏振分束器分离的P偏振光进行反射；第二反射镜，其对由该第一偏振分束器分尚的S偏振光进行反射；以及第二偏振分束器，其将被该第一反射镜和该第二反射镜反射的P偏振光和S偏振光导入至同一方向的光路,该第一反射镜和该第二反射镜被配置为，使通过该第二偏振分束器导入至同一方向的光路的P偏振光和S偏振光以具有微小间隔的方式导入，通过该扩展角调整构件调整从激光光线振荡构件振荡出的激光光线的扩展角，由此对经由该分支单元而通过该聚光器会聚的由P偏振光和S偏振光构成的多个激光光线的聚光点的间隔进行调整。
[0015]优选为，所述分支单元配置有多个，关于通过了上游侧的分支单元的P偏振光和S偏振光，通过下一个分支单元的所述1/2波长板而偏振面旋转45度，P偏振光进一步分支为P偏振光和S偏振光，S偏振光进一步分支为P偏振光和S偏振光,导入至聚光器。
[0016]在本发明的激光加工装置中，配置于激光光线振荡构件与聚光器之间而将从激光光线振荡构件振荡出的激光光线分支成多个激光光线的激光光线分支机构具有:扩展角调整构件，其对从激光光线振荡构件振荡出的激光光线的扩展角进行调整；以及分支单元，其将通过了扩展角调整构件的激光光线分支成多个激光光线。分支单元具有:1/2波长板；第一偏振分束器，其将通过了 1/2波长板的激光光线分离为P偏振光和S偏振光；第一反射镜，其对由第一偏振分束器分离的P偏振光进行反射；第二反射镜，其对由第一偏振分束器分尚的S偏振光进行反射；以及第二偏振分束器，其将被第一反射镜和第二反射镜反射的P偏振光和S偏振光导入至同一方向的光路,第一反射镜和第二反射镜被配置为,使通过第二偏振分束器导入至同一方向的光路的P偏振光和S偏振光以具有微小间隔的方式导入，通过扩展角调整构件调整从激光光线振荡构件振荡出的激光光线的扩展角，由此对经由分支单元而通过聚光器会聚的由P偏振光和S偏振光构成的多个激光光线的聚光点的间隔进行调整，因此，能够容易调整被分支成多个的激光光线的多个聚光斑(聚光点)的间隔。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明构成的激光加工装置的立体图。
[0018]图2是示出构成装备于图1所示的激光加工装置中的激光光线照射构件的结构框图。
[0019]图3是示出利用构成图2所示的激光光线照射构件的扩展角调整构件实现的激光光线的扩展角的说明图。
[0020]图4是示出构成图2所示的激光光线照射构件的分支单元的说明图。
[0021]图5是示出通过图2所示的激光光线照射构件照射的多个激光光线的说明图。
[0022]图6是图1所示的激光加工装置装备的控制构件的结构框图。
[0023]图7是作为被加工物的半导体晶片的立体图和局部剖视放大图。
[0024]图8是示出图7所示的半导体晶片贴在装配于环状框架的保护带的表面的状态的说明图。
[0025]图9是利用图1所示的激光加工装置沿着图7所示的半导体晶片的间隔道形成激光加工槽的激光光线照射步骤的说明图。
[0026]图10是通过实施图9所示的激光光线照射步骤在半导体晶片形成的激光加工槽的放大剖视图。
[0027]标号说明
[0028]2:静止基座；
[0029]3:卡盘台机构；
[0030]36:卡盘台；
[0031]37:加工进给构件；
[0032]38:第一分度进给构件；
[0033]4:激光光线照射单元支承机构；
[0034]43:第二分度进给构件；
[0035]5:激光光线照射单元；
[0036]51:单元保持器；
[0037]52:激光光线照射构件；
[0038]54:聚光点位置调整构件；
[0039]6:脉冲激光光线振荡构件；
[0040]7:聚光器；
[0041]71:聚光物镜；
[0042]8:激光光线分支机构；
[0043]80:扩展角调整构件；[0044]81:第一聚光透镜；
[0045]82:第二聚光透镜；
[0046]90:分支单元；
[0047]91:1/2 波长板；
[0048]92:第一偏振分束器；
[0049]93:第一反射镜；
[0050]94:第二反射镜；
[0051]95:第二偏振分束器；
[0052]10:控制构件；
[0053]11:聚光斑间隔监视单元；
[0054]12:摄像构件；
[0055]20:半导体晶片。
【具体实施方式】
[0056]以下，参照附图，对根据本发明构成的激光加工装置的优选实施方式进行详细说明。
[0057]图1中示出了根据本发明构成的激光加工装置的立体图。图1所示的激光加工装置具备:静止基座2 ;卡盘台机构3，其以能够沿着箭头X所示的加工进给方向(X轴方向)移动的方式配设于该静止基座2，用于保持被加工物；激光光线照射单元支承机构4，其以能够沿着与X轴方向正交的箭头Y所示的分度进给方向(Y轴方向)移动的方式配设于静止基座2 ；以及激光光线照射单元5，其以能够沿着箭头Z所示的焦点位置调整方向(Z轴方向)移动的方式配设于该激光光线照射单元支承机构4。
[0058]上述卡盘台机构3具备:一对导轨31、31，这一对导轨31、31沿着X轴方向平行地配设在静止基座2上；第一滑动块32，其以能够沿X轴方向移动的方式配设在该导轨31、31上；第二滑动块33，其以能够沿Y轴方向移动的方式配设在该第一滑动块32上；支承台35，其由圆筒部件34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台36。该卡盘台36由多孔性材料形成，且具有被加工物保持面361，利用未图示的吸引构件将作为被加工物的例如圆盘状的半导体晶片保持在卡盘台36上。并且，卡盘台36借助于配设在圆筒部件34内的未图示的脉冲电动机而旋转。并且，在卡盘台36装配有夹紧件362，该夹紧件362用于固定环状框架，该环状框架用于支承后述的半导体晶片。
[0059]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，在上述第一滑动块32的上表面设置有沿着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构成为通过使被引导槽321、321与一对导轨31、31嵌合，能够沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动。卡盘台机构3具备加工进给构件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包括:外螺纹杆371，其在上述一对导轨31与31之间平行地配置；以及脉冲电动机372等驱动源，其用于旋转驱动该外螺纹杆371。外螺纹杆371的一端以能够自如旋转的方式支承在固定于上述静止基座2的轴承块373，外螺纹杆371的另一端与上述脉冲电动机372的输出轴传动连接。另外，外螺纹杆371与形成于未图示的内螺纹块的贯通内螺纹孔螺合，该内螺纹块突出设置于第一滑动块32的中央部下表面。因此，通过利用脉冲电动机372对外螺纹杆371进行正转和反转驱动，第一滑动块32沿着导轨31、31在作为X轴方向的加工进给方向上移动。
[0060]上述第二滑动块33在其下表面设置有一对被引导槽331、331，这一对被引导槽331、331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,上述第二滑动块33构成为通过使该被引导槽331、331与一对导轨322、322嵌合，能够在Y轴方向上移动。图示的实施方式中的卡盘台机构3具备第一分度进给构件38，该第一分度进给构件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。第一分度进给构件38包括:外螺纹杆381，其在上述一对导轨322与322之间平行地配置；以及脉冲电动机382等驱动源，其用于对该外螺纹杆381进行旋转驱动。外螺纹杆381的一端以能够自如旋转的方式支承在固定于上述第一滑动块32的上表面的轴承块383，外螺纹杆381的另一端与上述脉冲电动机382的输出轴传动连接。另外，外螺纹杆381与形成于未图示的内螺纹块的贯通内螺纹孔螺合，该内螺纹块突出设置于第二滑动块33的中央部下表面。因此，通过利用脉冲电动机382对外螺纹杆381进行正转和反转驱动，第二滑动块33沿着导轨322、322在作为Y轴方向的分度进给方向上移动。
[0061]上述激光光线照射单元支承机构4具备:一对导轨41、41，这一对导轨41、41沿着Y轴方向平行地配设在静止基座2上；以及可动支承基座42，其以能够在Y轴方向上移动的方式配设在该导轨41、41上。该可动支承基座42包括:移动支承部421，其以能够移动的方式配设在导轨41、41上；以及装配部422，其安装于该移动支承部421。装配部422在一个侧面平行地设置有在Z轴方向延伸的一对导轨423、423。图示的实施方式中的激光光线照射单元支承机构4具备第二分度进给构件43，该第二分度进给构件43用于使可动支承基座42沿着一对导轨41、41在Y轴方向上移动。第二分度进给构件43包括:外螺纹杆431，其在上述一对导轨41、41之间平行地配置；以及脉冲电动机432等驱动源，其用于对该外螺纹杆431进行旋转驱动。外螺纹杆431的一端以能够自如旋转的方式支承在固定于上述静止基座2的未图不的轴承块,外螺纹杆431的另一端与上述脉冲电动机432的输出轴传动连接。另外，外螺纹杆431与形成于未图示的内螺纹块的内螺纹孔螺合，该内螺纹块突出设置于构成可动支承基座42的移动支承部421的中央部下表面。因此，通过利用脉冲电动机432对外螺纹杆431进行正转和反转驱动，可动支承基座42沿着导轨41、41在作为Y轴方向的分度进给方向上移动。
[0062]激光光线照射单元5具备单元保持器51和安装于该单元保持器51的激光光线照射构件52。单元保持器51设置有一对被弓I导槽511、511，这一对被弓I导槽511、511供设置于上述装配部422的一对导轨423、423能够滑动地嵌合，通过使该被引导槽511、511与上述导轨423、423嵌合，单元保持器51被支承成能够在Z轴方向上移动。
[0063]激光光线照射单元5具有聚光点位置调整构件54，该聚光点位置调整构件54用于使单元保持器51沿一对导轨423、423在Z轴方向上移动。聚光点位置调整构件54包括:外螺纹杆(未图示)，其配置在一对导轨423、423之间；和用于对该外螺纹杆进行旋转驱动的脉冲电动机542等驱动源，通过脉冲电动机542对未图示的外螺纹杆进行正转或反转驱动，由此使单元保持器51和激光光线照射构件52沿一对导轨423、423在焦点位置调整方向(Z轴方向)上移动。而且，在图示的实施方式中，通过对脉冲电动机542进行正转驱动，使激光光线照射构件52向上方移动，通过对脉冲电动机542进行反转驱动，使激光光线照射构件52向下方移动。
[0064]上述激光光线照射构件52具有:圆筒形状的壳体52，其实际上水平地进行配置；脉冲激光光线振荡构件6，其如图2所示，配置在壳体521内；聚光器7，其会聚从该脉冲激光光线振荡构件振荡出的激光光线而照射到被保持于上述卡盘台36的被加工物W上；和激光光线分支机构8，其配置在该脉冲激光光线振荡构件6与该聚光器7之间，将从脉冲激光光线振荡构件6振荡出的脉冲激光光线分支成多个激光光线。
[0065]上述脉冲激光光线振荡构件6由如下部分构成:脉冲激光振荡器61，其由YAG激光振荡器或YV04激光振荡器构成；以及重复频率设定构件62，其附加设置于该脉冲激光振荡器61。脉冲激光振荡器61振荡出由重复频率设定构件62设定的规定频率的脉冲激光光线(LB)。重复频率设定构件62设定脉冲激光振荡器61要振荡的脉冲激光的重复频率。这些脉冲激光光线振荡构件6的脉冲激光振荡器61和重复频率设定构件62通过后述的控制构件进行控制。
[0066]上述聚光器7具有聚光物镜71,在图不的实施方式中，如图1所不，配置在壳体521的前端521。
[0067]参照图2继续进行说明，激光光线分支机构8具有:扩展角调整构件80，其对从上述激光光线振荡构件6振荡出的激光光线的扩展角进行调整；和分支单元90，其将通过了扩展角调整构件80的激光光线分支成多个激光光线。
[0068]扩展角调整构件80由如下部分构成:第一聚光透镜81和第二聚光透镜82 ;分别支承该第一聚光透镜81和第二聚光透镜82的第一支承部件83和第二支承部件84 ;固定第一支承部件83的支承基座85 ;导轨86，其配置于该支承基座85上，使第二支承部件84能够在相对于第一支承部件83接近和离开的方向(图2中左右方向)上移动；移动块87，其与第二支承部件84连接，通过设于支承基座85的未图示的导向槽进行配置；外螺纹杆88，其在支承基座85中的与导轨86的相反侧沿导轨86配置，并与设于移动块87的内螺纹孔螺合；脉冲电动机89，其与该外螺纹杆88的一端连接；和轴承块880，其可旋转地支承外螺纹杆88的另一端。这样构成的扩展角调整构件80通过使脉冲电动机89向一方向转动，使第二支承部件84在图2中的右方移动，通过使脉冲电动机89向另一方向转动，使第二支承部件84在图2中的左方移动。因此，通过使脉冲电动机89向一方向或另一方向转动，使支承于第二支承部件84的第二聚光透镜82相对于向支承在第一支承部件83的第一聚光透镜81接近或离开。
[0069]这里，参照图3对通过扩展角调整构件8调整的从脉冲激光光线振荡构件6振荡出的激光光线的扩展角进行说明。
[0070]如图3的(a)所示，当将第一聚光透镜81的焦点位置(fl)与第二聚光透镜82的焦点位置(f2)定位于一致的位置时，从脉冲激光光线振荡构件6振荡出的激光光线通过第一聚光透镜81和第二聚光透镜82而成为平行光，不产生扩展角。
[0071]接着，如图3的(b)所示，当将第一聚光透镜81的焦点位置(fl)和第二聚光透镜82的焦点位置(f2)定位于彼此的焦点位置的内侧时，从脉冲激光光线振荡构件6振荡出的激光光线通过第一聚光透镜81和第二聚光透镜82而以扩散角的扩展角进行照射。
[0072]另一方面，如图3的(C)所示，当将第一聚光透镜81的焦点位置(fl)和第二聚光透镜82的焦点位置(f2)定位于彼此的焦点位置的外侧时，从脉冲激光光线振荡构件6振荡出的激光光线通过第一聚光透镜81和第二聚光透镜82而以收敛角的扩展角进行照射。
[0073]因此，通过调整第一聚光透镜81的焦点位置(fl)与第二聚光透镜82之间的间隔，能够调整从脉冲激光光线振荡构件6振荡出的激光光线的扩展角(扩散角、收敛角)。
[0074]下面，说明将通过了扩展角调整构件80的激光光线分支成多个激光光线的分支单元90。激光光线分支机构8具有作为第一分支单元90a、第二分支单元90b、第三分支单元90c这三个的分支单元90。分支单元90a、分支单元90b、分支单元90c分别由1/2波长板91、第一偏振分束器92、第一反射镜93、第二反射镜94、第二偏振分束器95构成。参照图4说明这样构成的第一分支单元90a、第二分支单元90b、第三分支单元90c的作用。入射到1/2波长板91的激光光线的偏振面通过1/2波长板91而旋转45度。偏振面旋转了45度的激光光线通过第一偏振分束器92分离为P偏振光和S偏振光。被第一偏振分束器92分支的P偏振光通过第一反射镜93反射并导入至第二偏振分束器95。此外，由第一偏振分束器92分支的S偏振光也通过第二反射镜94反射并导入至第二偏振分束器95。这样，导入至第二偏振分束器95的P偏振光和S偏振光通过第二偏振分束器95被导入至同一方向的光路。此时，上述第一反射镜93和第二反射镜94被配置为:通过第二偏振分束器95导入至同一方向的光路的P偏振光和S偏振光以具有微小间隔的方式导入。即,第一反射镜93和第二反射镜94定位成被反射的P偏振光和S偏振光不入射到第二偏振分束器95的同一位置。
[0075]构成分支单元90的第一分支单元90a、第二分支单元90b、第三分支单元90c如上所述那样构成，通过了扩展角调整构件80的激光光线通过分支单元90a被分支成P偏振光和S偏振光，P偏振光通过第二分支单兀90b被进一步分支成P偏振光和S偏振光,并且S偏振光被进一步分支成P偏振光和S偏振光。而且，通过第三分支单元90c，被第二分支单兀90b分支的各P偏振光进一步被分支成P偏振光和S偏振光,并且各S偏振光被进一步分支成P偏振光和S偏振光。这样，通过了扩展角调整构件80的激光光线通过第一分支单兀90a被分支成P偏振光和S偏振光,通过第二分支单兀90b被分支成2个P偏振光和2个S偏振光,通过第三分支单兀90c被分支成4个P偏振光和4个S偏振光。这样,被分支成8根的激光光线到达聚光器7，通过聚光物镜71会聚。此时，入射到分支单元90的激光光线具有通过上述扩展角调整构件80调整的扩展角，因此，如图5所示，被分支成8个的激光光线通过聚光物镜71会聚到聚光点Pl?P8。在本实施方式中构成为，通过聚光物镜71会聚的激光光线的聚光点Pl?P8沿Y轴方向被定位。而且，通过上述扩展角调整构件80改变激光光线的扩展角，能够调整通过聚光物镜71会聚的激光光线的聚光点Pl?P8的间隔。
[0076]返回图2继续进行说明，激光加工装置具有聚光斑间隔监视单元11，该聚光斑间隔监视单元11用于确认由聚光物镜71会聚的激光光线的聚光点Pl?P8的间隔。聚光斑间隔监视单元11由如下部分构成:半透半反镜111，其配置在第三分支单元90c与聚光器7之间的光路上；带通滤波器112，其使与被该半透半反镜111反射的激光光线的波长对应的波长的光通过；成像透镜113，其使通过了该带通滤波器112的激光光线成像；和CXD照相机114，其拍摄通过该成像透镜113成像的激光光线的聚光点(聚光斑)。这样构成的聚光斑间隔监视单元11将通过第三分支单元90c被分支成由4个P偏振光和4个S偏振光构成的8个的激光光线经由半透半反镜111和带通滤波器112导入至成像透镜113。被导入至成像透镜113的被分支成8个的激光光线与上述聚光物镜71同样通过成像透镜113成像聚光点Pl?P8，该成像的聚光点Pl?P8由CXD照相机114拍摄。这样，通过CXD照相机114拍摄到的聚光点Pl?P8被发送至后述的控制构件，并在后述的显示构件上显示。而且，上述半透半反镜111优选构成为定位于在光路上定位的作用位置和偏离光路的退避位置处。
[0077]返回图1继续进行说明，在构成上述激光光线照射构件52的壳体521的前端部配设有摄像构件12，该摄像构件12检测应利用上述激光光线照射构件52进行激光加工的加工区域。该摄像构件12具有:照明构件，其对被加工物进行照明；光学系统，其捕捉被该照明构件照明的区域；以及摄像元件(CCD)，其对由该光学系统捕捉到的像进行拍摄，上述摄像构件12将拍摄到的图像信号发送至未图示的控制构件。
[0078]激光加工装置具有图6所示的控制构件10。控制构件10具有:中央处理装置(CPU) 101，其根据控制程序来进行运算处理；只读存储器(ROM) 102，其存储控制程序等；可读写的随机存取存储器(RAM) 103，其存储运算结果等；以及输入接口 104和输出接口 105。在这样构成的控制构件10的输入接口 104输入来自上述聚光斑间隔监视单元11的C⑶照相机114、摄像构件12等的检测信号。并且，从输出接口 105向上述加工进给构件37的脉冲电动机372、第一分度进给构件38的脉冲电动机382、第二分度进给构件43的脉冲电动机432、聚光点位置调整构件54的脉冲电动机542、激光光线照射构件52的脉冲激光光线振荡构件6、扩散角调整构件80的脉冲电动机89、显示构件15等输出控制信号。
[0079]激光加工装置以上述方式构成，以下对其作用进行说明。在图7的(a)和(b)中，示出了作为被加工物的半导体晶片的立体图和要部放大剖视图。图7的(a)和(b)所示的半导体晶片20，在硅等半导体基板21的表面，利用层叠有绝缘膜和形成电路的功能膜的功能层22呈矩阵状地形成有多个1C、LSI等器件23。并且，各个器件23由形成为格子状的间隔道24被划分开来。另外，在本实施方式中，形成功能层22的绝缘膜由低介电常数绝缘体覆膜(Low - k膜)形成，该低介电常数绝缘体覆膜由Si02膜、或SiOF、BSG (SiOB)等无机物类的膜或者作为聚酰亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜的有机物类的膜形成。对沿着这样构成的半导体晶片20的间隔道24形成激光加工槽的方法进行说明。
[0080]当沿着间隔道24分割上述的半导体晶片20时，如图8的(a)和(b)所示将半导体晶片20贴在装配于环状框架F的保护带T的表面。此时，以使半导体晶片20的表面20a位于上方的方式将半导体晶片20的背面侧粘贴于保护带T。
[0081]然后，实施激光光线照射步骤，在该激光光线照射步骤中，沿着半导体晶片20的间隔道24照射激光光线，将间隔道上的层叠体22除去。关于该激光光线照射步骤，首先将经由保护带T支承于环状框架F的半导体晶片20载置在上述的图1所示的激光加工装置的卡盘台36上，并且将半导体晶片20隔着保护带T吸附保持在该卡盘台36上。因此，半导体晶片20以使表面20a位于上侧的方式被保持。另外，经由保护带T支承着半导体晶片20的环状框架F通过夹紧件362固定。
[0082]以上述方式吸引保持有半导体晶片20的卡盘台36通过加工进给构件37定位在摄像构件12的正下方。当卡盘台36被定位在摄像构件12的正下方时,利用摄像构件12和未图示的控制构件来执行对准作业，该对准作业是检测半导体晶片20的应进行激光加工的加工区域的作业。即，摄像构件12和未图示的控制构件执行图案匹配等图像处理，从而依次执行成激光光线照射位置的对准，其中，该图案匹配等图像处理用于进行形成在半导体晶片20的第一方向上形成的间隔道24与沿着间隔道24照射激光光线的激光光线照射构件52的聚光器7之间的位置对准。此外，对于形成于半导体晶片20的、在与上述第一方向正交的第二方向上延伸的间隔道24，也同样依次执行激光光线照射位置的对准。
[0083]在以上述方式对形成于被保持在卡盘台36上的半导体晶片20的间隔道24进行检测、并进行激光光线照射位置的对准之后，如图9的(a)所示使卡盘台36移动至激光光线照射区域，将预定的间隔道24定位在聚光器7的正下方，其中，上述激光光线照射区域是照射激光光线的聚光器7所在的位置。此时，如图9的(a)所示，半导体晶片20被定位成间隔道24的一端(在图9的(a)中为左端)位于聚光器7的正下方。在该状态下，如图9的(b)的放大俯视图所示，从聚光器7照射的上述8个激光光线的聚光点Pl~P8中各聚光斑SI~S8被定位在间隔道24的宽度方向。并且，使聚光点位置调整构件54工作而对激光光线照射构件52的高度位置进行调整，以使8个激光光线的各个聚光斑SI~S8位于间隔道24的表面。
[0084]接着，一边使激光光线照射构件52工作，在从聚光器7照射出相对于晶片具有吸收性的波长的上述8个激光光线的同时使卡盘台36朝图9的(a)中箭头Xl所示的方向以预定的加工进给速度移动(激光光线照射步骤)。然后，如图9的(c)所示，在间隔道24的另一端(在图9的(c)中为右端)到达聚光器7的正下方位置之后，停止脉冲激光光线的照射，并停止卡盘台36的移动。
[0085]另外，上述激光光线照射步骤中的加工条件例如以下述方式设定。
[0086]
激光光线的光源:YV04激光或者YAG激光
波长:355nm
输出:IOW`
重复频率:IOOkHz
脉冲宽度:Ins
聚光斑直径5μτη
加工进给速度:I OOmm/秒
[0087]在上述的加工条件下将聚光斑直径为5μπι的聚光斑SI~S8如图9的(b)所示地设定成相互接触的状态，由此，如图10所示在半导体晶片20的间隔道24利用上述8个激光光线同时形成宽度(E)例如为40 μ m且比层叠体22深的激光加工槽210。这样，通过上述扩展角调整构件80来改变激光光线的扩展角，从而能够容易调整聚光斑SI~S8的间隔。
[0088]这样，对在半导体晶片20上形成的所有间隔道24实施上述的激光光线照射步骤。这样，将沿着间隔道24形成有激光加工槽210的半导体晶片20搬送到实施分割步骤的切削装置。
[0089]以上，示出了利用本发明的激光加工装置照射相对于被加工物具有吸收性的波长的激光光线来实施消融加工而形成激光加工槽的例子，但本发明的激光加工装置还适用于将相对于被加工物具有透过性的波长的激光光线的聚光点位于被加工物的内部并进行照射，在被加工物的内部形成改质层的加工。
[0090]此外，在上述的实施方式中，示出了将被激光光线的聚光点Pl?P8沿与加工进给方向(X轴方向)正交的Y轴方向定位的例子，但是，还能够根据加工条件将激光光线的聚光点Pl?P8沿与加工进给方向(X轴方向)定位进行加工。
[0091]而且，若激光光线的多个聚光点的起点和终点的最大宽度为150 μ m左右，则激光器的聚光物镜可以由一般的凸透镜构成，但最大宽度为1_以上时优选由f Θ透镜或像侧远心透镜构成。
【权利要求】
1.一种激光加工装置，其特征在于具有: 卡盘台，其保持被加工物； 激光光线照射构件，其对保持于该卡盘台的被加工物照射激光光线；以及 加工进给构件，其使该卡盘台和该激光光线照射构件在加工进给方向上相对移动， 其中，该激光光线照射构件包括: 激光光线振荡构件，其振荡出激光光线； 聚光器，其使从该激光光线振荡构件振荡出的激光光线会聚而照射至保持于该卡盘台的被加工物；以及 激光光线分支机构，其配置于该激光光线振荡构件与该聚光器之间，将从该激光光线振荡构件振荡出的激光光线分支成多个激光光线， 该激光光线分支机构包括: 扩展角调整构件，其对从该激光光线振荡构件振荡出的激光光线的扩展角进行调整；以及 分支单元，其将通过了该扩展角调整构件的激光光线分支成多个激光光线， 该分支单元包括: 1/2波长板； 第一偏振分束器，其将通过了该1/2波长板的激光光线分离为P偏振光和S偏振光； 第一反射镜，其对由该第一偏振分束器分离的P偏振光进行反射； 第二反射镜，其对由该第一偏振分束器分离的S偏振光进行反射；以及第二偏振分束器，其将被该第一反射镜和该第二反射镜反射的P偏振光和S偏振光导入至同一方向的光路， 该第一反射镜和该第二反射镜被配置为，使通过该第二偏振分束器导入至同一方向的光路的P偏振光和S偏振光以具有微小间隔的方式导入， 通过该扩展角调整构件调整从激光光线振荡构件振荡出的激光光线的扩展角，由此调整经由该分支单元而通过该聚光器会聚的由P偏振光和S偏振光构成的多个激光光线的聚光点的间隔。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中， 该分支单元被配置有多个，关于通过了上游侧的该分支单元的P偏振光和S偏振光，通过下一个该分支单元的该1/2波长板而偏振面旋转45度，P偏振光被进一步分支为P偏振光和S偏振光，S偏振光被进一步分支为P偏振光和S偏振光,导入至该聚光器。
【文档编号】B23K26/70GK103506759SQ201310227640
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月8日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】能丸圭司 申请人:株式会社迪思科