CN100556605C - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

提供一种激光加工装置，具备可以检测出从激光束照射单元的聚焦器照射出的激光束线的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系的功能。一种激光加工装置，具备：保持被加工物的吸盘平台、具有将激光束线照射保持在吸盘平台的被加工物用的聚焦器的激光束线照射单元、移动聚焦器的聚焦点位置调整单元、检测出保持在吸盘平台的被加工物的上表面的高度位置的高度位置检测单元、及依据由高度位置检测单元所检测出的高度位置信号来控制聚焦点位置调整单元的控制单元，检测出从聚焦器照射出的聚焦点检测用激光束的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系用的聚焦点检测平台与吸盘平台相邻配置。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明是有关激光加工装置，对于保持在吸盘平台的片状的被加工物沿着预定的加工预定线进行激光加工。

背景技术

在半导体器件制造工序中，是在近似圆板形状也就是半导体晶片的表面藉由呈格子状排列的被称为网格线(street)的分割预定线划分成多个区域，在此划分的区域中形成IC、LSI等的电路。然而，藉由将半导体晶片沿着分割预定线切断，分割出供形成电路用的区域，来制造一个一个的半导体芯片。且，在蓝宝石基板的表面层叠了氮化镓系化合物半导体等的光器件晶片也藉由沿着分割预定线切断，分割成一个一个的发光二极管、激光二极管等的光器件，广泛地用于电子设备。

沿着上述半导体晶片或光器件晶片等的分割预定线的切断，通常是藉由被称为方块切割机(dicer)的切削装置进行。此切削装置，是具备：保持半导体晶片或光器件晶片等的被加工物的吸盘平台、将保持在所述吸盘平台的被加工物进行切削用的切削单元、及使吸盘平台及切削单元相对移动用的切削进给单元。切削单元，是包含转轴组件，其具备：旋转转轴、及对安装于所述转轴的切削刀具和旋转转轴进行旋转驱动用的驱动机构。切削刀具是由：圆盘状的基底、及安装于该基底的侧面外周部的环状的切削刀刃所构成，切削刀刃是将例如粒径3μm程度的金刚石砂粒藉由电鋳被固定于基底并形成厚度20μm程度。

然而，蓝宝石基板、碳化硅基板等因为莫式(Mohs)硬度高，所以由上述切削刀具不太容易切断。再有，切削刀具因为具有20μm程度的厚度，所以光是划分器件用的分割预定线的宽度就需要50μm程度。因此，例如大小是在300μm×300μm程度的器件的情况下，网格线所占的面积比率也有14％，具有生产率差的问题。

另一方面，作为近年来分割半导体晶片等的片状的被加工物的方法，也尝试使用激光加工方法，它是对于该被加工物使用具有透射性的脉冲激光束线，将聚焦点聚焦在应分割的区域的内部，这样来照射脉冲激光束线。使用此激光加工方法的分割方法，是从被加工物的一侧面使聚焦点聚焦在其内部，照射对于被加工物具有透射性的例如波长为1064nm的脉冲激光束线，在被加工物的内部沿着分割预定线连续形成变质层，藉由形成此变质层，沿着强度已降低的分割预定线进行外力，来分割被加工物。(例如，参照专利文献1。)

[专利文献1]日本专利第3408805号公报

然而，在半导体晶片等的片状的被加工物中会有波浪状弯曲，而其厚度参差不一的话，激光束线照射时会因折射率的关系而无法于预定的深度形成均匀的变质层。因此，为了在半导体晶片等的内部的预定深度形成均匀的变质层，需要预先检测出激光束线照射区域的凹凸，使激光束线照射单元跟踪其凹凸进行加工。

另外，将聚焦点聚焦于片状的被加工物的内部来照射激光束线，对于被加工物的内部进行印记的激光加工虽也已实用化，但是在被加工物的内部的预定深度进行印记，仍是需要使激光束线照射单元跟踪被加工物的表面的凹凸进行加工。

为了解决上述问题，提出一种切割装置，它是设置检测放置在工件平台上的工件的高度位置用的高度位置检测单元，藉由该高度位置检测单元检测出工件的切削区域的高度位置，生成切削区域的高度图，依据此图控制切削刀具的切入位置。(例如，参照专利文献2。)

[专利文献2]日本特开平2003-168655号公报

揭示于上述公报的技术，是藉由高度位置检测单元检测出工件的切削区域的高度位置，生成切削区域的高度图，之后依据所生成的图，一面控制切削刀具的切入位置，一面实施切削加工，因为高度位置检测工序及切削工序是分开的，所以在生产率方面效率。

在此，本案申请人已在日本特愿2004-117496中提出一种激光加工装置，即使片状物的厚度参差不一，也可以高效率地对片状物的所希望的位置进行激光加工。此激光加工装置，是藉由高度位置检测单元检测出保持在吸盘平台上的被加工物中的从聚焦器照射出的激光束线的照射位置的高度位置，依据该检测出的信号，使聚焦器对于吸盘平台的保持面朝垂直方向移动调整。

发明内容

然而，长时间运转激光加工装置的话，激光加工装置的构成构件会产生热变形，而使上述高度位置检测单元与激光束线照射单元的聚焦器的位置关系会发生偏离。此结果，即使依据由高度位置检测单元检测出的被加工物的上表面的高度位置来控制聚焦器的位置，也无法将从聚焦器照射激光束线的聚焦点定位于被加工物的所希望的位置。

本发明是鉴于上述事实，其主要技术课题是提供一种激光加工装置，它具备可以检测出从激光束线照射单元的聚焦器照射出的激光束线的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系的功能。

为了解决上述主要技术课题，依据本发明，提供一种激光加工装置，具备：具有保持被加工物用的被加工物保持面的吸盘平台、具有从保持在该吸盘平台的被加工物的上表面一侧照射激光束线而生成聚焦点用的聚焦器的激光束线照射单元、将该聚焦器所生成的激光束线的聚焦点向垂直于该被加工物保持面的方向移动的聚焦点位置调整单元、检测出保持在该吸盘平台的被加工物的上表面中的从该聚焦器照射出的激光束线的照射区域的高度位置用的高度位置检测单元、以及依据由该高度位置检测单元检测出的高度位置信号来控制该聚焦点位置调整单元的控制单元，其中，检测从该聚焦器照射出的聚焦点检测用激光束线的聚焦点与该高度位置检测单元的位置关系用的聚焦点检测平台与该吸盘平台相邻配置。

上述聚焦点检测平台最好是由：平台本体、及保持在该平台本体上表面的并可装拆的聚焦点检测板所构成。

具备检测从该聚焦器对该聚焦点检测平台照射出的聚焦点检测用激光束线的光点用的光点检测单元，该控制单元依据由该高度位置检测单元检测出的该聚焦点检测平台的高度位置、以及由该光点检测单元检测出的聚焦点检测用激光束线的光点直径，检测出从该聚焦器照射出的激光束线的聚焦与高度位置检测单元的位置关系。并且，若当从该聚焦器照射出的激光束线的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系，是与预定的位置关系偏离时，控制单元控制该聚焦点位置调整单元，使成为预定的位置关系。上述聚焦点检测用激光束线的输出功率值，是设定成比加工时照射出的激光束线的输出功率值更小。

依据本发明的激光加工装置，由于检测出从聚焦器照射出的聚焦点检测用激光束线的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系用的聚焦点检测平台与吸盘平台相邻配置，所以不需要依据不同情况对于吸盘平台置换不同的检测板，即使在被加工物加工中，也可以检测出从激光束线照射单元的聚焦器照射出的激光束线的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系。

附图说明

图1表示依据本发明构成的激光加工装置的立体图。

图2简近似表示第1图所示的激光加工装置所装备的激光束加工单元的结构的方块图。

图3表示说明从第2图所示的激光束加工单元照射出的激光束线的聚焦光点直径用的简近似图。

图4表示第1图所示的激光加工装置所装备的加工头及高度位置检测单元的立体图。

图5表示构成第4图所示的高度位置检测单元的发光单元及受光单元与激光束线照射单元的聚焦器的位置关系的说明图。

图6表示第4图所示的高度位置检测单元的检测状态的说明图。

图7表示第1图所示的激光加工装置所装备的聚焦点检测平台的一实施例的立体图。

图8表示第1图所示的激光加工装置所装备的聚焦点检测平台的其它实施例的立体图。

图9表示如第1图所示的激光加工装置所装备的光点检测单元的方框结构图。

图10表示作为被加工物的半导体晶片的立体图。

图11表示藉由如第1图所示的激光加工装置对被加工物进行加工的加工工序的说明图。

图12表示被加工物的厚度较厚的情况的加工工序的说明图。

图13表示第1图所示的激光加工装置所装备的控制单元的动作顺序的流程图。

标号说明

2：静止底座

3：吸盘平台机构

31：导轨

36：吸盘平台

4：激光束线照射组件支持机构

41：导轨

42：可动支持基底

5：激光束线照射组件

51：组件支架

52：激光束线加工单元

524：偏转镜单元

525：聚焦器

53：第1聚焦点位置调整单元

54：第2聚焦点位置调整单元

6：高度位置检测单元

8：聚焦点检测平台

9：光点检测单元

91：分光器

92：摄像单元

10：控制单元

11：对准单元

20：半导体晶片

21：半导体基板

210：变质层

211：分割预定线(加工预定线)

212：电路

具体实施方式

在第1图中，是表示依据本发明构成的激光加工装置的立体图。如第1图所示的激光加工装置，是具备：静止底座2、配置在该静止底座2上能朝箭头X所示的加工进给方向移动并保持片状的被加工物用的吸盘平台机构3、配置在静止底座2上能朝与上述箭头X所示的方向垂直的箭头Y所示的切割方向移动的激光束线照射组件支持机构4、及配置在该激光束线照射组件支持机构4上能朝箭头Z所示的聚焦点位置调整方向移动的激光束线照射组件5。

上述吸盘平台机构3，是具备：在静止底座2上沿着箭头X所示的方向平行配置的一对导轨31、31、配置在该导轨31、31上能朝箭头X所示的方向移动的第一滑块32、酏置在该第1滑块32上能朝箭头Y所示的方向移动的第2滑块33、在该第2滑块33上利用圆筒构件34支持的支持平台35、及作为被加工物保持单元的吸盘平台36。此吸盘平台36是由多孔性材料形成，且具备被加工物保持面361，藉由未图标的吸引单元将片状的被加工物也就是例如圆盘状的半导体晶片保持在被加工物保持面361上。并且，吸盘平台36利用配置于圆筒构件34内的未图示步进电动机驱动而旋转。

上述第1滑块32，是在下表面设有与上述一对导轨31、31嵌合的一对导槽321、321，并且在上表面设有沿着箭头Y所示的方向平行形成的一对导轨322、322。如此构成的第1滑块32，是藉由导槽321、321嵌合于一对导轨31、31，而可沿着一对导轨31、31朝箭头X所示方向移动。图示的实施例中的吸盘平台机构3，是具备将第1滑块32沿着一对导轨31、31朝箭头X所示方向移动用的加工进给单元37。加工进给单元37，是包含：平行配置在上述一对导轨31与31之间的螺杆371、及旋转驱动该螺杆371用的步进电动机372等的驱动源。螺杆371的一端是可旋转自如地支持在固定于上述静止底座2的轴承块373，另一端是通过未图示的减速装置与上述步进电动机372的输出轴传动联结。又，螺杆371与朝第1滑块32的中央部下面突出设置的未图示的阴螺纹块中形成的贯通的阴螺纹孔啮合。因此，藉由步进电动机372正转及反转驱动螺杆371，第一滑块32就可沿着导轨31、31朝箭头X所示的加工进给方向移动。

上述第2滑块33，是在下表面设有一对导槽331、331，与设在上述第1滑块32的上表面的一对导轨322、322嵌合，藉由将此导槽331、331嵌合于一对导轨322、322，就可朝箭头Y所示的方向移动。图示的实施例的吸盘平台机构3，是具备：使第2滑块33沿着设在第1滑块32的一对导轨322、322朝箭头Y所示方向移动用的第1切割进给单元38。第1切割进给单元38，是包含：平行配置在上述一对导轨322及322之间的螺杆381、及旋转驱动该螺杆381用的步进电动机382等的驱动源。螺杆381的一端是可旋转自如地支持在固定于上述第1滑块32的上表面的轴承块383，另一端是通过未图示的减速装置与上述步进电动机382的输出轴传动联结。又，螺杆381与突出设置于第2滑块33的中央部下面的未图示的阴螺纹块中形成的贯通的阴螺纹孔啮合。因此，步进电动机382正转及反转来驱动螺杆381，使第2滑块33沿着导轨322、322朝箭头Y所示的切割进给方向移动。

上述激光束线照射组件支持机构4，是具备：在静止底座2上沿着箭头Y所示的方向平行配置的一对导轨41、41、及配置在该导轨41、41上可朝箭头Y所示方向移动的可动支持基底42。此可动支持基底42，是由：配置于导轨41、41上可移动的移动支持部421、及安装于该移动支持部421的安装部422所构成。安装部422，是在一侧面平行设置朝箭头Z所示的方向延伸的一对导轨423、423平行设置。图示的实施例的激光束线照射组件支持机构4，是具备：使可动支持基底42沿着一对导轨41、41朝箭头Y所示方向移动用的第2切割进给单元43。第2切割进给单元43，是包含：平行配置在上述一对导轨41、41之间的螺杆431、及旋转驱动该螺杆431用的步进电动机432等的驱动源。螺杆431的一端是可旋转自如地支持在固定于上述静止底座2的未图示的轴承块，另一端是通过未图示的减速装置与上述步进电动机432的输出轴传动联结。又，螺杆431，与在突出设置于构成可动支持基底42的移动支持部421的中央部下面的未图示的阴螺纹块中形成的阴螺纹孔啮合。因此，藉由步进电动机432正转及反转来驱动螺杆431，使可动支持基底42沿着导轨41、41朝箭头Y所示的切割进给方向移动。

图示的实施例的激光束线照射组件5，是具备：组件支架51、及安装于该组件支架51的作为加工单元的激光束线照射单元52。组件支架51，是设有一对导槽511、511，其与设置于上述安装部422的一对导轨423、423嵌合而可滑动，藉由将此导槽511、511嵌合于上述导轨423、423进行支持，能朝箭头Z所示方向移动。

图示的激光束线照射单元52，是包含：固定于上述组件支架51且实质上水平延伸的圆筒形状的外壳521。在外壳521内配置有如第2图所示的脉冲激光束线振荡单元522及传送光学系523。脉冲激光束线振荡单元522，是由：由YAG激光振荡器或是YVO4激光振荡器构成的脉冲激光束线振荡器522a、及附设于其的重复频率设定单元522b所构成。此脉冲激光束线振荡单元522，是在激光加工用的脉冲激光束线之外，振荡产生聚焦点检测用的脉冲激光束线。传送光学系523，是包含如分光器等适当的光学要素。

图示的实施例的激光束线照射单元52，是具备安装于上述外壳521的前端的加工头524。对于此加工头524，参照第2图及第4图进行说明。加工头524，是由：偏转镜单元525、及安装于该偏转镜单元525的下部的聚焦器526所构成。偏转镜单元525，是包含：镜子外壳525a、及配置于该镜子外壳525a内的偏转镜525b(参照第2图)。偏转镜525b，是如第2图所示将上述脉冲激光束线振荡单元522振荡并通过传送光学系523照射的激光束线朝向下方即聚焦器526偏转。

回到第4图说明的话，聚焦器526，是具备：聚焦器外壳526a、及由配置于该聚焦器外壳526a内的周知的透镜组所构成的聚焦透镜(未图示)。在聚焦器外壳526a的下部外周面形成有阳螺纹526b，此阳螺纹526b是藉由与形成于上述镜子外壳525a的下部内周面的阴螺纹(未图示)啮合，将聚焦器外壳526a安装在镜子外壳525a上，可朝与上述吸盘平台36的被加工物保持面361a垂直的方向(箭头Z方向)移动。因此，藉由将聚焦器外壳526a对于镜子外壳525a移动，就可使聚焦器外壳526a生成的聚焦点朝箭头Z所示方向移动。

如上述那样构成的激光束线照射单元52中，是如第2图所示从上述脉冲激光束线振荡单元522产生振荡的激光束线，是通过传送光学系523，进一步藉由偏转镜525b偏转90度而至聚焦器526，从聚焦器526朝上述吸盘平台36上保持的被加工物以预定的聚焦光点直径D(聚焦点)进行照射。此聚焦光点直径D，在如第3图所示，使呈高斯分布的脉冲激光束线通过聚焦器526的聚焦物镜526b照射的情况下，D(μm)＝4×λ×f/(π×W)，式中λ是脉冲激光束线的波长(μm)，W是入射于聚焦物镜526b的脉冲激光束线的直径(mm)，f是聚焦物镜526b的焦距(mm)。

图示的实施例的激光束线照射组件5，是如第4图所示的具备将上述聚焦器526朝箭头Z所示的方向、即对于上述吸盘平台36的被加工物保持面361垂直的方向移动用的第1聚焦点位置调整单元53。第1聚焦点位置调整单元53，是由：安装于上述镜子外壳525a的步进电动机531、安装于该步进电动机531的旋转轴531a的驱动齿轮532、及与安装于上述聚焦器外壳526a的外周面的驱动齿轮532啮合的被驱动齿轮533所构成。如此构成的第1聚焦点位置调整单元53，是藉由正转或反转来驱动步进电动机531，将聚焦器526沿着镜子外壳525a朝箭头Z所示聚焦点位置调整方向移动。因此，第1聚焦点位置调整单元53，是具有调整从聚焦器526照射的激光束线的聚焦点的位置的功能。

并且，图示的实施例的激光束线照射组件5，是如第1图所示具备将上述组件支架51沿着一对导轨423、423朝箭头Z所表示的方向、即对于上述吸盘平台36的被加工物保持面361垂直的方向移动用的第2聚焦点位置调整单元54。第2聚焦点位置调整单元54，是与上述各进给单元同样包含：配置在一对导轨423、423之间的螺杆(未图示)、及旋转驱动该螺杆用的步进电动机542等的驱动源，藉由步进电动机542正转及反转来驱动未图示的螺杆，将组件支架51及激光束线照射单元52沿着导轨423、423朝箭头Z所示的聚焦点位置调整方向移动。

实施例的激光加工装置，是具备高度位置检测单元6，可检测出保持在上述吸盘平台36上的片状的被加工物的上表面、即被激光束线照射一侧的面中的激光束线的照射区域的高度位置。参照第4图乃至第6图说明高度位置检测单元6。图示的实施例的高度位置检测单元6，是如第4图所示具备形成U字状的框体61，此框体61是通过支持托架7安装于上述激光束线照射单元52的外壳521。在框体61中，配置发光单元62及受光单元63，使它们沿箭头Y所示的方向相对，将上述聚焦器52b夹在当中。发光单元62，是具备如第6图所示的发光组件621及投光透镜622。发光组件621，是将例如波长是670nm的脉冲激光束线如第5图及第6图所示对于保持在上述吸盘平台36上的被加工物W透过投光透镜622以预定的入射角α照射。由此发光单元62所产生的激光束线的照射位置，是设定成与从聚焦器526照射于被加工物W的激光束线的照射位置近似一致。又，入射角α的角度，是设定成比聚焦器526的聚焦物镜526b的NA值相关的聚焦角度β大且比90度小。受光单元63，是具备光位置检测组件631及受光透镜632，从上述发光单元62照射出的激光束线是配置在由被加工物W正反射的位置。并且，图示的实施例的高度位置检测单元6，是具备供调整上述发光单元62及受光单元63的倾斜角度用的角度调整旋钮62a及63a。藉由转动此角度调整旋钮62a及63a，可以调整从发光单元62照射出的激光束线的入射角α及受光单元63的受光角度。

对于如以上构成的高度位置检测单元6所进行的被加工物W的高度位置的检测，可参照第6图进行说明。在被加工物W的高度位是位置于第6图的点划线所示的位置的情况时，从发光组件621通过投光透镜622照射于被加工物W的表面的激光束线是如点划线被反射，通过受光透镜632在光位置检测组件631的A点受光。另一方面，被加工物W的高度位置是位于第6图的双点划线所示的位置的情况时，从发光组件621通过投光透镜622照射于被加工物W的表面的激光束线是如双点划线被反射，通过受光透镜632由光位置检测组件631的B点受光。如此光位置检测组件631受光的数据，是进给至后述控制单元。而且，后述控制单元是依据由光位置检测组件631检测出的A点及B点的间隔H，计算被加工物W的高度位置的位移h(h＝H/sinα)。因此可知，在保持在上述吸盘平台36的被加工物W的高度位置的基准值是位于第6图的点划线所示的位置，在被加工物W的高度位置是位移至位置于第6图的双点划线所示的位置的情况下，可知朝下方位移了高度h。

回到第1图说明的话，在上述吸盘平台机构3的支持平台35的上表面中，与吸盘平台36相邻配置有聚焦点检测平台8。聚焦点检测平台8，是如第7图所示由例如硅形成圆柱状，其上表面是被加工成镜面。第8图是表示聚焦点检测平台的其它的实施例，如第8图所示的聚焦点检测平台8，是由：平台本体81、及保持在该平台本体81的上表面的聚焦点检测板82所构成。平台本体81，是与上述吸盘平台36同样由多孔性材料形成，具备保持面811，藉由未图示的吸引单元将聚焦点检测板82保持在保持面811上，并可装拆。聚焦点检测板82，是可以使用由例如硅所构成的空晶片。如此如第8图所示的聚焦点检测平台8，因为由平台本体81及聚焦点检测板82构成，所以在聚焦点检测板82有损伤时，可以容易更换。

依据第2图说明的话，图示的实施例的激光加工装置，是在上述聚焦点检测平台8具备光点检测单元9，其可检测出从激光束线照射单元52照射出的聚焦点检测用激光束线的光点。光点检测单元9，在图示的实施例中，是由：配置于上述加工头524的镜子外壳525a的分光器91、及拍摄由该分光器91反射的聚焦点检测用激光束线的摄像单元92所构成。分光器91，是使由如第9图所示的偏转镜单元525偏光的激光束线通过，使在聚焦点检测平台8被反射的激光束线近似直角被反射。摄像单元92是具备拍摄由聚焦点检测平台8所反射的激光束线的摄像组件(CCD)，将拍摄所得的图像信号朝后述的控制单元进给。

回到第1图说明的话，在构成上述激光束线照射单元52的外壳521的前端部，是配置有对准单元11，供检测出应由上述激光束线照射单元52进行激光加工的加工区域。此对准单元11，是在图示的实施例中是由可见光拍摄的通常的摄像组件(CCD)之外，由：对于被加工物照射红外线的红外线照明单元、捕捉由该红外线照明单元照射出的红外线的光学系、及输出由该光学系捕捉到的红外线所对应的电信号的摄像组件(红外线CCD)等所构成，将拍摄所得的图像信号朝后述控制单元进给。

图示的实施例的激光加工装置，是具备控制单元10。控制单元10，是具备：依据控制程序计算处理的中央处理装置(CPU)101、存储控制程序等的只读存储器(ROM)102、存储计算结果等的可读写的随机存储器(RAM)103、及输入接口104及输出接口105。对于如此构成的控制单元10的输入接口104输入来自上述高度位置检测单元6或光点检测单元9的摄像单元92及对准单元11等的检测信号。并且，从输出接口105，是朝上述步进电动机372、步进电动机382、步进电动机432、步进电动机531、步进电动机542、激光束线照射单元52等输出控制信号。

图示的实施例的激光加工装置是如以上构成，对于其作用如以下说明。在第10图中，是表示作为片状的被加工物用的半导体晶片的立体图。如第10图所示的半导体晶片20，是在由硅晶片构成的半导体基板21的表面21a藉由呈格子状排列的多个分割预定线(加工预定线)211(多个分割预定线是相互平行形成)被划分成多个区域，在此划分的区域形成IC、LSI等的电路212。

如上述构成的半导体晶片20，是在第1图所示的激光加工装置的吸盘平台36的被加工物保持面361上以背面21b朝上进行传送，表面21a侧是被吸引保持在该吸着吸盘361。如此已吸引保持了半导体晶片20的吸盘平台36，是藉由加工进给单元37的动作沿着导轨31、31移动并被定位在配置于激光束线照射组件5的对准单元11的正下方。

吸盘平台36是被定位于对准单元11的正下方的话，就藉由对准单元11及控制单元10进行检测出应进行半导体晶片20进行激光加工的加工区域的对准作业。即，对准单元11及控制单元10，为了对形成于半导体晶片20的预定方向的分割预定线211、与沿着分割预定线211照射激光束线的激光束线照射组件5的聚焦器526进行位置对准，进行图形匹配等的图像处理，完成激光束线照射位置的对准。并且，对于与形成于半导体晶片20的上述预定方向呈直角延伸的分割预定线211，也同样地完成激光束线照射位置的对准。这时，形成半导体晶片20的分割预定线211的表面21a虽是位置于下方，但是对准单元11因为具备如上所述由红外线照明单元及捕捉红外线的光学系及输出对应红外线之电信号的摄像组件(红外线CCD)等所构成的摄像单元，所以可以拍摄从背面21b透出的分割预定线211。

如上所述，检测出形成在保持在吸盘平台36上的半导体晶片20的分割预定线211，进行激光束照射位置的对准的话，移动吸盘平台36，将第11图的(a)所示的预定的分割预定线211的一端(第11图的(a)的左端)定位在激光束线照射单元52的聚焦器526的正下方。然后，将从聚焦器526照射出的脉冲激光束线的聚焦点P聚焦至半导体晶片20的表面21a(下表面)附近。接着，一面从聚焦器526照射出脉冲激光束线，一面将吸盘平台36朝箭头X1所示方向以预定的加工进给速度移动(加工工序)。然后，如第11图的(b)所示，聚焦器526的照射位置若到达分割预定线211的另一端(第11图的(b)的右端)后，停止脉冲激光束线的照射，并且停止吸盘平台36的移动。在此加工工序中，是藉由上述高度位置检测单元6检测出从聚焦器526照射出的脉冲激光束线的照射位置的高度位置，该检测信号是随时被进给至控制单元10。控制单元10，是依据高度位置检测单元6的检测信号，计算沿着半导体晶片20的分割预定线211的高度位置的位移h(h＝H/sinα)。然后，控制单元10，是对应所计算出的高度位置的位移h，正转或是反转来驱动上述第1聚焦点位置调整单元53的步进电动机531，使聚焦器526朝上方或是下方移动。因此，在上述加工工序中，聚焦器526是如第11图的(b)所示跟踪沿着分割预定线211的高度位置朝上方或是下方移动。此结果，形成于半导体晶片20的内部的变质层210，是在激光束线照射侧的相反侧的面(保持在吸盘平台36上的半导体晶片20的下表面)均匀地露出形成。如此依据图示的实施例的激光加工装置，藉由高度位置检测单元6可随时检测出保持在吸盘平台36的半导体晶片20的从聚焦器526照射的脉冲激光束线的照射位置的高度位置，控制单元10因为是依据该检测信号控制第1聚焦点位置调整单元53，所以即使半导体晶片20的厚度参差不一，也可在所希望的位置高效率地进行激光加工。

又，上述加工工序的加工条件，是设定成如下。

激光：YVO4脉冲激光

波长：1064nm

平均匀输出：2W

重复频率：100kHz

聚焦光点径：1μm

加工进给速度：100mm/秒

又，在半导体晶片20的厚度较厚的情况下，最好藉由如第12图所示分段地改变聚焦点P，多个次实行上述激光束线照射工序，形成多个变质层210a、210b、210c。此变质层210a、210b、210c的形成，最好是依照210a、210b、210c的顺序，将激光束线的聚焦点分段地位移进行。

如以上，沿着在半导体晶片20的预定方向延伸的全部的分割预定线211实行了上述加工工序的话，使吸盘平台36转动90度，沿着对于上述预定方向直角延伸的各分割预定线实行上述加工工序。如此，沿着形成于半导体晶片20的全部的分割预定线211实行上述加工工序的话，则保持半导体晶片20的吸盘平台36，返回至最初吸引保持半导体晶片20的位置，在此解除半导体晶片20的吸引保持。而且，半导体晶片20，是藉由未图示的传送单元被传送至分割工序。

以上虽说明了使用依据本发明而构成的激光加工装置沿着形成于半导体晶片20的分割预定线211在内部形成变质层210的加工例，但是藉由使用本发明的激光加工装置实施在被加工物的表面形成沟槽的激光加工，就可沿着被加工物的表面形成预定深度的沟槽。此加工中，因为是在被加工物的表面形成沟槽，使表面状态变化，所以利用高度位置检测单元6对被加工物的高度位置进行检测，是在加工点的2～3mm前方的位置实施。又，形成激光加工沟槽的加工条件是设定成如下。

激光：YVO4脉冲激光

波长：355nm

平均匀输出：4W

重复频率：100kHz

聚焦光点直径(d)：3μm

加工进给速度：60mm/秒

如以上长时间实施激光加工的话，在激光加工装置的激光束线照射单元52的构成构件会发生热变形。此结果，高度位置检测单元及激光束线照射单元的聚焦器的位置关系会发生偏离。此结果，即使依据由高度位置检测单元6检测出的被加工物也就是半导体晶片20的上表面的高度位置来控制聚焦器526的位置，也无法将从聚焦器526照射激光束线的聚焦点定位于半导体晶片20的所希望的位置。为了解决这种问题，图示的实施例中的激光加工装置，若运转了预定时间的话，就检测确认聚焦器526及高度位置检测单元6的位置关系，并调整两者的位置关系。

以下参照第13图所示的流程图说明：确认聚焦器526及高度位置检测单元6的位置关系、并调整两者的位置关系之顺序。首先，在步骤S1，将高度位置检测单元6定位在聚焦点检测平台8的正上方，藉由高度位置检测单元6将聚焦点检测平台8的上表面的高度位置如上述那样检测出(聚焦点检测平台的高度位置检测工序)。而且，高度位置检测单元6将检测结果朝控制单元10进给，控制单元10将输入的检测结果暂时存储于随机存储器(RAM)103。

在步骤S1实施聚焦点检测平台的高度位置检测工序的话，控制单元10进入步骤S2，依据上述高度位置检测单元6的检测结果，与从聚焦器526照射出之激光束线的聚焦点被检测出的高度位置相对应，控制第1聚焦点位置调整单元53，将聚焦器526定位于基准位置(聚焦器定位工序)。此聚焦器526的基准位置，是在激光束线照射单元52的构成构件未发生热变形的状态下(即，设计值)，预先设定聚焦器526及高度位置检测单元6的位置关系，使从聚焦器526照射的激光束线的聚焦点成为由高度位置检测单元6检测到的高度位置。

接着，控制单元进入步骤S3，将聚焦器526定位在聚焦点检测平台8的正上方，控制激光束线照射单元52，让聚焦点检测用的激光束线通过聚焦器526照射于聚焦点检测平台8的上表面。又，聚焦点检测用激光束线的输出功率值，是设定成比上述加工用的激光束线的输出功率值更低，即不对聚焦点检测平台8进行激光加工的输出(例如，0.05W)。如此照射于聚焦点检测平台8的上表面的聚焦点检测用激光束线，是在照射于聚焦点检测平台8的上表面的光点直径的状态下如第9图的虚线所示在聚焦点检测平台8的上表面被反射，进一步藉由分光器91朝向摄像单元92进行反射。藉由光摄像单元92拍摄该反射光(光点拍摄工序)。这样拍摄影到了照射于聚焦点检测平台8的上表面的聚焦点检测用激光束线的光点的摄像单元92，将该图像信号朝控制单元10进给。

已输入了上述聚焦点检测用激光束线的光点的图像信号的控制单元10，进入步骤S4，测量光点的直径(D)(光点直径测量工序)。

接着，控制单元10进入步骤S5，判别：由光点直径测量工序所测量到的光点直径(D)与从聚焦器526照射出的激光束线的聚焦光点的直径(d)是否一致，即聚焦器526及高度位置检测单元6的位置关系是否正常或偏离(偏离判别工序)。在图示的实施例中，从聚焦器526照射出的激光束线的聚焦光点直径(d)是φ1μm，由上述光点直径测量工序测量到的聚焦点检测用激光束线的光点的直径(D)是φ1μm的话，则聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系，就可判别为正常的位置关系。这种情况，聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系就不需要调整。另一方面，在由上述光点直径测量工序所测量到的聚焦点检测用激光束线的光点的直径(D)大于从聚焦器526照射出的激光束线的聚焦光点径径(d)(φ1μm)时，就可判别为因激光束线照射单元52的构成构件发生的热变形等的影响，聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系从正常的状态偏离。而且，控制单元10，算出上述偏离作为修正值(±S)(步骤S6)。即，修正值(±S)，是由±S＝(D-d)/2tanβ所求得。式中，β是与如第5图所示的聚焦器526的聚焦物镜526b的NA值相关的聚焦角度。

在上述偏离检测工序中，当判别为聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系是从正常的状态偏离时，控制单元10进入步骤S7，如上所述依据所算出的修正值(±S)，控制第1聚焦点位置调整单元53，来调整聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系(聚焦器调整工序)。在此聚焦器调整工序中，因为根据上述步骤S6所算出的修正值(±S)，聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系是在正侧或负侧并不明确，所以藉由第1聚焦点位置调整单元53将聚焦器526朝一方(例如，下侧)移动，在从聚焦器照射于聚焦点检测平台8的聚焦点检测用的激光束线的光点的直径(D)变小的情况下，使聚焦器526动作，直到上述步骤S6所算出的修正值(±S)为止。又，藉由第1聚焦点位置调整单元53将聚焦器526朝一方(例如，下侧)移动，在从聚焦器照射于聚焦点检测平台8的聚焦点检测用的激光束线的光点的直径(D)不变小且反而变大时，由第1聚焦点位置调整单元53将聚焦器526朝另一方(例如，上侧)返回移动，进一步使聚焦器526动作，直到上述步骤S6所算出的修正值(±S)为止。此结果，从聚焦器526照射出的激光束线的聚焦点成为藉由高度位置检测单元6检测的高度位置。因此，在之后的加工工序中，控制单元10藉由依据从高度位置检测单元6所检测出的信号来控制第1聚焦点位置调整单元53，从而即使半导体晶片20的厚度参差不一，也可在所希望的位置高效率地进行激光加工。

又，检测确认上述聚焦器526与高度位置检测单元6的位置关系，调整两者的位置关系的作业，虽可藉由保持在例如吸盘平台36的空晶片等的检测板来实施，但是因必需每次放置检测板，所以在被加工物的加工中实施上述作业实际上有困难。然而，依据本发明，聚焦点检测平台8因为是与吸盘平台36相邻配置，所以检测板不需要每次置换，即使在被加工物的加工中，也可以适当地实施上述作业。

Claims (6)

1.一种激光加工装置，其特征在于，具备：具有保持被加工物用的被加工物保持面的吸盘平台、具有从保持在所述吸盘平台的被加工物的上表面一侧照射激光束而生成聚焦点用的聚焦器的激光束照射单元、将所述聚焦器所生成的激光束的聚焦点向垂直于所述被加工物保持面的方向移动的聚焦点位置调整单元、检测出保持在所述吸盘平台的被加工物的上表面中的从所述聚焦器照射出的激光束的照射区域的高度位置用的高度位置检测单元、以及依据由所述高度位置检测单元检测出的高度位置信号来控制所述聚焦点位置调整单元的控制单元，

配置检测从所述聚焦器照射出的聚焦点检测用激光束的聚焦点与所述高度位置检测单元的位置关系用的聚焦点检测平台，并使该聚焦点检测平台与所述吸盘平台相邻。

2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述聚焦点检测平台，是由平台本体、以及保持在所述平台本体上表面的并可装拆的聚焦点检测板所构成。

3.如权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，

具备检测从所述聚焦器对所述聚焦点检测平台照射出的聚焦点检测用激光束的光点用的光点检测单元，

所述控制单元依据由所述高度位置检测单元检测出的所述聚焦点检测平台的高度位置、以及由所述光点检测单元检测出的聚焦点检测用激光束的光点直径，判别从所述聚焦器照射出的激光束的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系。

4.如权利要求3所述的激光加工装置，其特征在于，

当从所述聚焦器照射出的激光束的聚焦点与高度位置检测单元的位置关系与预定的位置关系偏离时，所述控制单元控制所述聚焦点位置调整单元、使得成为预定的位置关系。

5.如权利要求1、2或4中任一项所述的激光加工装置，其特征在于，

所述聚焦点检测用激光束的输出功率值，设定成比加工时照射出的激光束的输出功率值更小。

6.如权利要求3所述的激光加工装置，其特征在于，

所述聚焦点检测用激光束的输出功率值，设定成比加工时照射出的激光束的输出功率值更小。

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