CN108723584B - 高度位置检测单元的评价用治具和评价方法 - Google Patents

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Abstract

提供高度位置检测单元的评价用治具和评价方法。评价用治具(1)是激光加工装置(10)的高度位置检测单元的评价用治具，该激光加工装置(10)具有：对晶片进行保持的卡盘工作台(20)；照射加工用激光光线的激光光线照射单元(30)；使加工用激光光线的聚光点位置移位的聚光点位置调整单元；对晶片照射检测用激光光线而对背面的Z轴方向的位置进行检测的高度位置检测单元；以及对聚光点位置调整单元进行控制的控制单元(100)。评价用治具(1)具有：被照射检测用激光光线的被照射面(2‑1)；使被照射面(2‑1)在Z轴方向上移动的致动器；对致动器进行支承并载置于保持面(21)的基台部(4)；以及对致动器的移动进行控制的控制部(120)。

Description

高度位置检测单元的评价用治具和评价方法
技术领域
本发明涉及高度位置检测单元的评价用治具和评价方法。
背景技术
公知有在沿着分割预定线对形成有半导体器件或LED(Light Emitting Diode，发光二极管)器件的晶片或各种板状被加工物进行加工时使用的激光加工装置。激光加工装置在实施如下的加工方法时使用：沿着分割预定线照射对于被加工物具有透过性的波长的激光光线，在被加工物的内部形成改质层，以改质层为断裂起点将被加工物分割成多个器件芯片。这种激光加工装置在形成改质层时与基于切削刀具的切削加工不同，具有不使用切削水并且切削裕度也非常窄的优越性，被广泛使用。
当没有在被加工物的厚度方向上在恒定的位置形成改质层时，产生被加工物会在偏离改质层的位置被断裂或者无法断裂的问题。因此，开发了如下的激光加工装置，该激光加工装置具有：高度位置检测单元，其在加工前沿着分割预定线对被加工物的高度进行测量；以及聚光点位置调整单元，其能够根据高度位置检测单元的测量结果对激光光线的聚光点进行调整(例如，参照专利文献1)。利用该激光加工装置，即使被加工物的厚度在面内发生偏差，也能够在距离被加工物的正面规定的深度形成改质层。
专利文献1：日本特开2010-142819号公报
专利文献1所示的激光加工装置中，需要在实施被加工物的加工之前对高度位置检测单元是否能够正确地检测高度进行评价。因此，专利文献1所示的激光加工装置中，利用卡盘工作台对预先把握了高度位置的信息(表示水平方向上的位置与高度之间的关系的信息)的评价用板状物进行固定，一边对卡盘工作台进行加工进给，一边对评价用板状物照射检测用激光光线而对高度进行测量。对测量得到的高度的信息和预先把握的高度位置的信息进行对照，若它们没有差异，则能够判定为高度位置检测单元的检测精度适合加工。但是，在该方法中，存在下述课题：当没有预先把握了高度位置的评价用板状物时，便无法进行高度位置检测单元的评价。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供高度位置检测单元的评价用治具和评价方法，能够不使用预先已知高度位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元的评价。
根据本发明的一个方式，提供高度位置检测单元的评价用治具，其是激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具，该激光加工装置具有：卡盘工作台，其利用保持面对被加工物进行保持；激光光线照射单元，其将对于被加工物具有透过性的波长的加工用激光光线照射至该卡盘工作台所保持的被加工物，该激光光线照射单元具有激光振荡器和会聚加工用激光光线的聚光器；聚光点位置调整单元，其使该加工用激光光线的聚光点位置移位；所述高度位置检测单元，其将检测用激光光线通过该聚光器而照射至该卡盘工作台所保持的被加工物，对该被加工物的上表面高度位置进行检测；以及控制单元，其根据来自该高度位置检测单元的检测信号对该聚光点位置调整单元进行控制，其中，该高度位置检测单元的评价用治具具有：被照射面，其被照射该检测用激光光线；致动器，其使该被照射面在与该被照射面垂直的方向上移动；基台部，其对该致动器进行支承并载置于该保持面上；以及控制部，其对该致动器的移动进行控制。
优选该致动器由压电致动器或音圈电动机构成。
根据本发明的另一方式，提供高度位置检测单元的评价方法，其中，该评价方法具有如下的步骤：载置步骤，将权利要求1或2所述的评价用治具载置于该激光加工装置的卡盘工作台的保持面上；程序设定步骤，设定移动程序，该移动程序对该评价用治具的该致动器进行控制而使该被照射面按照期望的振幅进行移动；高度检测步骤，对载置于该保持面的该评价用治具的该被照射面照射该激光加工装置的检测用激光光线，利用该激光加工装置的高度位置检测单元对通过该移动程序而按照期望的振幅进行移动的该被照射面的高度位置的变动进行检测；以及比较判定步骤，对通过该高度检测步骤检测出的该高度位置的变动和通过该程序设定步骤设定的该振幅进行比较，对该高度位置检测单元是否能够检测出该被照射面的高度位置进行判定。
本申请发明起到如下的效果：能够不使用预先已知高度位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元的评价。
附图说明
图1是示出利用第1实施方式的高度位置检测单元的评价用治具进行评价的激光加工装置的概略的结构例的立体图。
图2是图1所示的激光加工装置的加工对象的晶片的立体图。
图3是示出图1所示的激光加工装置的高度位置检测单元等的结构的图。
图4是图3所示的高度位置检测单元所具有的像散像差的说明图。
图5是示出图3所示的高度位置检测单元的光检测器中的检测用激光光线的光束为纵长椭圆形的情况的说明图。
图6是示出图3所示的高度位置检测单元的光检测器中的检测用激光光线的光束为圆形的情况的说明图。
图7是示出图3所示的高度位置检测单元的光检测器中的检测用激光光线的光束为横长椭圆形的情况的说明图。
图8是示出图1所示的激光加工装置的加工动作中的聚光透镜与晶片的背面的位置关系的说明图。
图9是示出第1实施方式的高度位置检测单元的评价用治具的结构的剖视图。
图10是示出图9所示的高度位置检测单元的评价用治具的被照射面上升了的状态的剖视图。
图11是示出图9所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制部所设定的移动程序的一例的说明图。
图12是示出第1实施方式的高度位置检测单元的评价方法的流程图。
图13是示出图12所示的高度位置检测单元的评价方法的载置步骤和高度检测步骤的说明图。
图14是示出图12所示的高度位置检测单元的评价方法的比较判定步骤的判定结果的一例的说明图。
图15是示出第2实施方式的高度位置检测单元的评价用治具的结构的剖视图。
图16是示出第3实施方式的高度位置检测单元的评价用治具的结构的说明图。
图17是示出图16所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制单元的存储部所存储的高度图案的一例的说明图。
图18是示出图16所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制单元的存储部所存储的高度图案的另一例的说明图。
图19是示出图16所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制单元的存储部所存储的高度图案的又一例的说明图。
标号说明
1、1-2：评价用治具；2-1：被照射面；3：致动器；4：基台部；10：激光加工装置；20：卡盘工作台；21：保持面；30：激光光线照射单元；32：激光振荡器；33：聚光透镜(聚光器)；40：聚光点位置调整单元；50：高度位置检测单元；100、100-3：控制单元；120：控制部；201：晶片(被加工物)；207：背面(上表面)；300：加工用激光光线；301：聚光点；400：检测用激光光线；600：振幅；601：移动程序；ST1：载置步骤；ST2：程序设定步骤；ST3：高度检测步骤；ST4：比较判定步骤。
具体实施方式
参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下实施方式记载的内容所限定。另外，以下记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围进行结构的各种省略、置换或变更。
[第1实施方式]
对第1实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具进行说明。图1是示出利用第1实施方式的高度位置检测单元的评价用治具进行评价的激光加工装置的概略的结构例的立体图。图2是图1所示的激光加工装置的加工对象的晶片的立体图。图3是示出图1所示的激光加工装置的高度位置检测单元等的结构的图。图4是图3所示的高度位置检测单元所具有的像散像差的说明图。图5是示出图3所示的高度位置检测单元的光检测器中的检测用激光光线的光束为纵长椭圆形的情况的说明图。图6是示出图3所示的高度位置检测单元的光检测器中的检测用激光光线的光束为圆形的情况的说明图。图7是示出图3所示的高度位置检测单元的光检测器中的检测用激光光线的光束为横长椭圆形的情况的说明图。
第1实施方式的高度位置检测单元的评价用治具1是用于对图1所示的激光加工装置10的图3所示的高度位置检测单元50进行评价的治具。图1所示的激光加工装置10是在作为被加工物的图2所示的晶片201的分割预定线202上形成图3所示的改质层203的装置。
在第1实施方式中，作为第1实施方式的激光加工装置10的加工对象的晶片201是以硅、蓝宝石、砷化镓等作为基板204的圆板状的半导体晶片或光器件晶片。如图2所示，晶片201在正面205的由交叉(在第1实施方式中为垂直)的多条分割预定线202划分的多个区域分别形成有器件206。
晶片201在各区域形成作为器件206的IC(Integrated Circuit，集成电路)或LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)等半导体器件或LED(Light EmittingDiode，发光二极管)器件。分割预定线202具有相互平行的多条第1分割预定线202-1和与第1分割预定线202-1垂直的相互平行的多条第2分割预定线202-2。在第1实施方式中，晶片201在正面205上粘贴有粘接带210，粘接带210的外缘被粘贴在环状框架211上，从而晶片201在背面207露出的状态下借助粘接带210支承于环状框架211的开口。
激光加工装置10从晶片201的背面207侧沿着分割预定线202-1、202-2照射对于晶片201具有透过性的波长的加工用激光光线300(图3所示)，利用加工用激光光线300在晶片201的内部形成作为断裂起点的改质层203。另外，改质层203是指密度、折射率、机械强度或其他物理特性成为与周围的特性不同的状态的区域，可以例示出熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域和这些区域混合存在的区域等。
如图1所示，激光加工装置10具有：卡盘工作台20，其利用保持面21对晶片201进行保持；激光光线照射单元30；图3所示的聚光点位置调整单元40；以及图3所示的高度位置检测单元50。另外，激光加工装置10具有：X轴移动单元60，其使卡盘工作台20和激光光线照射单元30在X轴方向上相对移动；Y轴移动单元70，其使卡盘工作台20和激光光线照射单元30在Y轴方向上相对移动；拍摄单元80；以及控制单元100。
卡盘工作台20具有对晶片201进行保持的保持面21。保持面21对借助粘接带210而粘贴在环状框架211的开口的晶片201进行保持。保持面21是由多孔陶瓷等形成的圆盘形状，经由未图示的真空吸引路径而与未图示的真空吸引源连接。保持面21隔着粘接带210对所载置的晶片201进行吸引保持。在第1实施方式中，保持面21是与X轴方向和Y轴方向平行的平面。在卡盘工作台20的周围配置有多个对晶片201的周围的环状框架211进行夹持的夹持部22。另外，卡盘工作台20通过旋转单元23而绕与Z轴方向平行的中心轴线旋转。旋转单元23配置在通过X轴移动单元60而在X轴方向上移动的移动工作台24上。
X轴移动单元60是通过使卡盘工作台20在X轴方向上移动而对卡盘工作台20在X轴方向上进行加工进给的加工进给单元。X轴移动单元60具有：滚珠丝杠61，其设置成绕轴心旋转自如；脉冲电动机62，其使滚珠丝杠61绕轴心旋转；以及导轨63，其将卡盘工作台20支承为在X轴方向上移动自如。
Y轴移动单元70是通过使卡盘工作台20在Y轴方向上移动而对卡盘工作台20进行分度进给的分度进给单元。Y轴移动单元70具有：滚珠丝杠71，其设置成绕轴心旋转自如；脉冲电动机72，其使滚珠丝杠71绕轴心旋转；以及导轨73，其将卡盘工作台20支承为在Y轴方向上移动自如。
激光光线照射单元30是从背面207侧对卡盘工作台20所保持的晶片201照射对于晶片201具有透过性的波长的加工用激光光线300的单元。激光光线照射单元30是利用加工用激光光线300在晶片201的内部形成改质层203的单元。
激光光线照射单元30具有：图1所示的加工头31；图3所示的激光振荡器32；以及作为聚光器的聚光透镜33。加工头31安装在支承柱13的前端，该支承柱13与从激光加工装置10的装置主体11竖立设置的壁部12连接。
激光振荡器32振荡出加工用激光光线300，并借助分色镜59将所振荡出的加工用激光光线300从加工头31的前端照射至卡盘工作台20所保持的晶片201。分色镜59配置在激光振荡器32与聚光透镜33之间的加工用激光光线300的光路上。分色镜59使加工用激光光线300透过。激光振荡器32所振荡的加工用激光光线300例如是YAG激光光线或YVO激光光线。在第1实施方式中，加工用激光光线300的波长例如为1064nm，但不限于此。聚光透镜33将加工用激光光线300会聚在晶片201的内部。
聚光点位置调整单元40使加工用激光光线300的聚光点301的位置在Z轴方向上移位。聚光点位置调整单元40具有：透镜支架41，其对聚光透镜33进行保持；以及驱动单元42，其使透镜支架41在Z轴方向上移动。驱动单元42由周知的滚珠丝杠、脉冲电动机以及压电电动机构成。
高度位置检测单元50将图3所示的检测用激光光线400通过聚光透镜33而照射至卡盘工作台20所保持的晶片201，从而对作为卡盘工作台20所保持的晶片201的上表面的背面207的高度位置即Z轴方向上的位置进行检测。另外，在本发明中，Z轴方向上的位置以保持面21作为基准(0μm)。高度位置检测单元50具有：检测用激光振荡器51、准直透镜52、偏振分束器53、凸透镜54、柱面透镜55、光检测器56、λ/4板57以及凸透镜58。
检测用激光振荡器51例如由激光二极管构成，其振荡出规定的波长的检测用激光光线400，将检测用激光光线400依次通过准直透镜52、偏振分束器53、λ/4板57以及凸透镜58而照射至分色镜59。如图5、图6和图7所示，光检测器56由具有四个象限区域56-1、56-2、56-3、56-4的光电二极管构成。从检测用激光振荡器51照射的检测用激光光线400在通过准直透镜52被转换成平行光之后，透过偏振分束器53和λ/4板57并被分色镜59反射。被分色镜59反射的检测用激光光线400经由聚光透镜33而照射至保持面21上的晶片201的背面207。
被晶片201的背面207反射的检测用激光光线400由分色镜59反射，透过凸透镜58而入射至λ/4板57。这里，被晶片201的背面207反射的检测用激光光线400在朝向晶片201的往路和被该晶片201反射的返路上两次通过λ/4板57，因此其偏振方向旋转90°。因此，被晶片201的背面207反射的检测用激光光线400在偏振分束器53中反射，被凸透镜54会聚而入射至柱面透镜55。
如图4所示，柱面透镜55是将圆柱沿轴向减半而成的大致半圆柱状。柱面透镜55例如仅在α方向上具有透镜效果，在β方向上不具有透镜效果。即，被晶片201的背面207反射的检测用激光光线400在通过柱面透镜55时，在α方向的焦点位置和β方向的焦点位置偏离而产生像散像差的状态下入射至光检测器56(参照图5、图6和图7)。
如图4、图5、图6和图7所示，透过了柱面透镜55的检测用激光光线400的光束401-1、401-2、401-3的平面形状随着光轴上的位置变化而依次变化为纵长椭圆形、圆形、横长椭圆形。因此，当利用由四象限光电二极管构成的光检测器56接收光束401-1、401-2、402-3时，根据光束401-1、401-2、402-3的平面形状，入射至各象限区域56-1、56-2、56-3、56-4的光量的平衡发生变化。
如图5所示，在光束401-1为纵长椭圆形的情况下，光检测器56中的象限区域56-1和56-3的入射光量大于象限区域56-2和56-4的入射光量。另外，如图6所示，在光束401-2为圆形的情况下，光检测器56中的象限区域56-1、56-2、56-3、56-4的入射光量相等。另外，如图7所示，在光束401-3为横长椭圆形的情况下，光检测器56中的象限区域56-2和56-4的入射光量大于象限区域56-1和56-3的入射光量。
光检测器56将在象限区域56-1、56-2、56-3、56-4中所检测到的入射光量输出至控制单元100。控制单元100计算出象限区域56-1和象限区域56-3的入射光量之和与象限区域56-2和象限区域56-4的入射光量之和的差值。
在图5所示的光束401-1为纵长椭圆形的情况下，上述差值为正(大于0)。在图6所示的光束401-2为圆形的情况下，差值为0(零)。在图7所示的光束401-3为横长椭圆形的情况下，差值为负(小于0)。
在第1实施方式中，高度位置检测单元50将在象限区域56-1、56-2、56-3、56-4中所检测到的入射光量输入至控制单元100。
拍摄单元80配设在与激光光线照射单元30在X轴方向上并列的位置，对卡盘工作台20所保持的晶片201进行拍摄。在第1实施方式中，拍摄单元80安装在支承柱13的前端。拍摄单元80由对卡盘工作台20所保持的晶片201进行拍摄的CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)相机或红外线相机构成。
控制单元100对激光加工装置10的结构要素分别进行控制而使激光加工装置10实施在晶片201中形成改质层203的动作。控制单元100是计算机。控制单元100具有：运算处理装置，其具有CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)那样的微处理器；存储装置，其具有ROM(Read Only Memory，只读存储器)或RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)那样的存储器；以及输入输出接口装置。
控制单元100的运算处理装置根据存储装置所存储的计算机程序实施运算处理，将用于控制激光加工装置10的控制信号经由输入输出接口装置输出至激光加工装置10的上述结构要素。另外，控制单元100与由显示加工动作的状态或图像等的液晶显示装置等构成的显示单元101或供操作者在登记加工内容信息等时使用的输入单元102连接。输入单元102由设置于显示单元101的触控面板和键盘等中的至少一个构成。另外，在第1实施方式中，控制单元100也构成激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1。
另外，控制单元100根据在象限区域56-1、56-2、56-3、56-4中所检测到的入射光量计算出上述的差值，并根据所计算出的差值计算出聚光透镜33与晶片201的背面207的Z轴方向上的距离、即晶片201的背面207的Z轴方向上的位置。另外，在第1实施方式中，基于聚光透镜33的加工用激光光线300的聚光点301的位置与基于聚光透镜33的检测用激光光线400的聚光点的位置彼此不同。
接着，根据附图对激光加工装置10的加工动作进行说明。图8是示出图1所示的激光加工装置的加工动作中的聚光透镜与晶片的背面的位置关系的说明图。
在操作者将加工内容信息登记在控制单元100、操作者将晶片201载置于卡盘工作台20的保持面21，并由操作者指示了加工动作开始的情况下，激光加工装置10开始加工动作。在加工动作中，激光加工装置10的控制单元100对真空吸引源进行驱动而将晶片201吸引保持于保持面21。
在加工动作中，激光加工装置10的控制单元100根据拍摄单元80所拍摄的晶片201的图像执行对准，利用旋转单元23使多条第1分割预定线202-1与X轴方向平行，然后，使多条第1分割预定线202-1中的预先确定的一条第1分割预定线202-1的一端与激光光线照射单元30的加工头31在Z轴方向上相对。激光加工装置10的控制单元100一边利用X轴移动单元60使卡盘工作台20在X轴方向上移动一边从高度位置检测单元50的检测用激光振荡器51振荡出检测用激光光线400，使检测用激光光线400从一条第1分割预定线202-1的一端朝向另一端依序照射。激光加工装置10的控制单元100根据高度位置检测单元50的光检测器56的检测信号，对从一条第1分割预定线202-1的一端至另一端的、晶片201的背面207的Z轴方向上的位置进行计算并存储。
激光加工装置10的控制单元100在利用旋转单元23使多条第2分割预定线202-2与X轴方向平行之后，使多条第2分割预定线202-2中的预先确定的一条第2分割预定线202-2的一端与激光光线照射单元30的加工头31在Z轴方向上相对。激光加工装置10的控制单元100一边利用X轴移动单元60使卡盘工作台20在X轴方向上移动一边从高度位置检测单元50的检测用激光振荡器51振荡出检测用激光光线400，使检测用激光光线400从一条第2分割预定线202-2的一端朝向另一端依序照射。激光加工装置10的控制单元100根据高度位置检测单元50的光检测器56的检测信号，对从一条第2分割预定线202-2的一端到另一端的、晶片201的背面207的Z轴方向上的位置进行计算并存储。另外，关于由高度位置检测单元50对背面207的Z轴方向上的位置进行检测的分割预定线202-1、202-2，期望它们通过晶片201的背面207的中心或更接近晶片201的背面207的中心。
激光加工装置10的控制单元100在多条分割预定线202-1、202-2的全长区域内照射加工用激光光线300而在晶片201的内部形成改质层203。激光加工装置10的控制单元100在照射加工用激光光线300时，根据由高度位置检测单元50的检测信号计算出的从分割预定线202-1、202-2的一端到另一端的、晶片201的背面207的Z轴方向上的位置，对聚光点位置调整单元40进行控制，以使背面207与聚光透镜33之间的距离如图8所示那样在根据在晶片201的内部形成改质层203的位置而确定的距离500处保持恒定。于是，如图8所示，改质层203距背面207的距离501在分割预定线202-1、202-2的全长区域内保持恒定。另外，图8中用单点划线示出聚光透镜33的轨迹，并且比实际夸张地示出背面207的高度的变化。当沿着所有的分割预定线202-1、202-2在晶片201的内部形成改质层203时，激光加工装置10的控制单元100使加工动作结束。
接着，根据附图对第1实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1进行说明。图9是示出第1实施方式的高度位置检测单元的评价用治具的结构的剖视图。图10是示出图9所示的高度位置检测单元的评价用治具的被照射面2-1上升了的状态的剖视图。图11是示出图9所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制部所设定的移动程序的一例的说明图。
激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1(以下简记为评价用治具)是用于评价激光加工装置10的高度位置检测单元50对晶片201的背面207的位置的检测精度的治具。如图9和图10所示，评价用治具1具有：被照射部件2；具有上述控制单元100的致动器3；以及基台部4。
被照射部件2在基台部4上设置成沿Z轴方向(高度方向)移动自如，并且当基台部4被载置于卡盘工作台20的保持面21上时，被照射部件2与激光光线照射单元30的加工头31对置。被照射部件2具有被照射面2-1，当基台部4被载置于卡盘工作台20的保持面21上时，该被照射面2-1与X轴方向和Y轴方向这两个方向平行且与加工头31对置。对被照射面2-1照射高度位置检测单元50的检测用激光振荡器51所振荡出的检测用激光光线400。
致动器3收纳在基台部4内，使被照射面2-1在作为与被照射面2-1交叉的方向的Z轴方向上移动。在第1实施方式中，致动器3安装于被照射部件2。致动器3是利用两片电极夹着压电体而构成的所谓压电致动器，通过对电极施加电力，从而如图9和图10所示那样使被照射面2-1在Z轴方向上移动。另外，在第1实施方式中，致动器3为压电致动器，但不限于此。
基台部4对致动器3进行支承并载置于卡盘工作台20的保持面21上。基台部4具有：平板部4-1，其形成为平板状且被载置于卡盘工作台20的保持面21；以及圆筒部4-2，其形成为从平板部4-1竖立设置的圆筒状。基台部4在圆筒部4-2内收纳致动器3且在平板部4-1上支承致动器3。
控制单元100对致动器3进行控制。如图1所示，控制单元100具有存储部110和控制部120。存储部110存储有移动程序设定程序111。移动程序设定程序111是用于设定移动程序601的程序，在对高度位置检测单元50进行评价时，该移动程序601用于对致动器3进行控制而使被照射面2-1按照图11所示的期望的振幅600在Z轴方向上移动，从而使该被照射面2-1对作为被加工物的晶片201的分割预定线202-1、202-2的背面207的位置进行模拟。另外，期望移动程序设定程序111设定如下的移动程序601：使对高度位置检测单元50进行评价时的被照射面2-1的Z轴方向上的位置与设想高度位置检测单元50对晶片201的分割预定线202-1、202-2照射检测用激光光线400而进行检测的Z轴方向上的位置相等。
关于控制部120，在对高度位置检测单元50进行评价时，由操作者通过输入单元102的操作而输入加工对象的晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的全长以及照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度。在对高度位置检测单元50进行评价时，控制部120根据所输入的分割预定线202-1、202-2的全长以及照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度而执行移动程序设定程序111，设定例如图11所示的移动程序601。在第1实施方式中，图11所示的移动程序601包含由致动器3实现的被照射面2-1的Z轴方向上的振幅600、被照射面2-1的移动次数、被照射面2-1的移动速度。另外，图11的横轴表示从为了进行高度位置检测单元50的评价而开始照射检测用激光光线400起的经过时间，纵轴表示被照射面2-1的Z轴方向上的位置。
即，控制部120在对高度位置检测单元50进行评价时，根据所输入的分割预定线202-1、202-2的全长以及照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度而执行移动程序设定程序111，从而设定由致动器3实现的被照射面2-1的Z轴方向上的振幅600、被照射面2-1的移动次数以及被照射面2-1的移动速度。控制部120在对高度位置检测单元50进行评价时，按照所设定的移动程序601对致动器3的移动进行控制。
控制单元100的运算处理装置根据存储装置所存储的计算机程序实施运算处理而实现控制部120的功能。控制单元100的存储装置实现存储部110的功能。
接着，根据附图对第1实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价方法进行说明。图12是示出第1实施方式的高度位置检测单元的评价方法的流程图。图13是示出图12所示的高度位置检测单元的评价方法的载置步骤和高度检测步骤的说明图。图14是示出图12所示的高度位置检测单元的评价方法的比较判定步骤的判定结果的一例的说明图。
第1实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价方法(以下简记为评价方法)是评价激光加工装置10的高度位置检测单元50对晶片201的背面207的位置的检测精度的方法。如图12所示，评价方法具有：载置步骤ST1、程序设定步骤ST2、高度检测步骤ST3以及比较判定步骤ST4。
载置步骤ST1是将评价用治具1载置于卡盘工作台20的保持面21上的步骤。在第1实施方式中，在载置步骤中，操作者如图13所示那样将评价用治具1载置于激光加工装置10的卡盘工作台20的保持面21的中央。评价方法进入到程序设定步骤ST2。
程序设定步骤ST2是设定移动程序601的步骤，该移动程序601对评价用治具1的致动器3进行控制并使被照射面2-1按照期望的振幅600移动。在程序设定步骤ST2中，操作者对输入单元102进行操作而输入加工对象的晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的全长、照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度以及被照射面2-1的期望的高度位置。
在程序设定步骤ST2中，当控制单元100接受了被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的全长以及照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度的输入时，控制部120执行移动程序设定程序111，设定例如图11所示的移动程序601。在第1实施方式中，在程序设定步骤ST2中所设定的图11所示的移动程序601将振幅600设为5μm，将移动次数设为一个往返，将移动速度设为10μm/秒。评价方法进入到高度检测步骤ST3。
高度检测步骤ST3是如下的步骤：对保持面21所载置的评价用治具1的被照射面2-1照射检测用激光光线400，并利用高度位置检测单元50对根据移动程序601而按照期望的振幅600进行移动的被照射面2-1的高度位置即Z轴方向上的位置的变动进行检测。在高度检测步骤ST3中，当控制单元100通过输入单元102等接受来自操作者的评价开始指示时，对X轴移动单元60和Y轴移动单元70进行控制，使加工头31与被照射面2-1在Z轴方向上对置。然后，如图13所示，控制单元100的控制部120执行在程序设定步骤ST2中计算出的移动程序601，使致动器3进行动作，并且将检测用激光光线400照射至被照射面2-1。于是，控制单元100根据高度位置检测单元50的光检测器56的检测结果，对如图14所示的单点划线所示的被照射面2-1的Z轴方向的位置602进行检测。
另外，图14的横轴表示从为了进行高度位置检测单元50的评价而开始照射检测用激光光线400起的经过时间，纵轴表示被照射面2-1的Z轴方向上的位置。另外，图14的实线表示在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601，单点划线表示根据光检测器56的检测结果计算出的被照射面2-1的Z轴方向上的位置602。当移动程序601的执行结束时，结束高度检测步骤ST3，评价方法进入到比较判定步骤ST4。
比较判定步骤ST4是如下的步骤：对在高度检测步骤ST3中所检测的被照射面2-1的高度位置即Z轴方向上的位置的变动和在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601的振幅600进行比较，对高度位置检测单元50是否能够检测被照射面2-1的Z轴方向的位置进行判定。比较判定步骤ST4中，如图14所示，控制单元100将在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601和在高度检测步骤ST3中根据光检测器56的检测结果计算出的被照射面2-1的Z轴方向上的位置602显示在显示单元101中。
在第1实施方式中，在比较判定步骤ST4中，操作者对在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601以及在高度检测步骤ST3中根据光检测器56的检测结果计算出的被照射面2-1的Z轴方向上的位置602进行对比，判定高度位置检测单元50是否能够检测出被照射面2-1的Z轴方向上的位置。具体而言，在比较判定步骤ST4中，当在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601与在高度检测步骤ST3中根据光检测器56的检测结果计算出的被照射面2-1的Z轴方向的位置602的最大差值603超过预先设定的规定的值时，操作者判定为高度位置检测单元50无法检测被照射面2-1的高度位置，判定为高度位置检测单元50不良。
在比较判定步骤ST4中，当在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601和在高度检测步骤ST3中根据光检测器56的检测结果计算出的被照射面2-1的Z轴方向上的位置602的最大差值603为预先设定的规定的值以下时，操作者判定为高度位置检测单元50能够检测被照射面2-1的高度位置，判定为高度位置检测单元50是良好品。另外，在第1实施方式中，在比较判定步骤ST4中，由操作者根据在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601和在高度检测步骤ST3中根据光检测器56的检测结果计算出的被照射面2-1的Z轴方向上的位置602的最大差值603进行判定，但在本发明中，也可以由控制单元100的控制部120同样地进行自动判定并将判定结果显示在显示单元101中。
第1实施方式的评价用治具1具有使被照射面2-1在Z轴方向上移动的致动器3，因此通过利用致动器3使被照射面2-1在Z轴方向上移动，能够利用被照射面2-1来模拟晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202的Z轴方向上的位置。其结果是，评价用治具1对借助致动器3而移动的被照射面2-1照射检测用激光光线400，从而能够不使用预先已知Z轴方向上的位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元50的评价。
另外，评价用治具1的致动器3为压电致动器，因此被照射面2-1能够进行按照微小的振幅600的移动，能够利用被照射面2-1来模拟晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202的Z轴方向上的位置。
第1实施方式的评价方法按照在程序设定步骤ST2中所设定的移动程序601对致动器3进行控制，使被照射面2-1在Z轴方向上移动，因此能够利用被照射面2-1来模拟晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202的Z轴方向上的位置。其结果是，评价方法在高度检测步骤ST3中对借助致动器3在Z轴方向上移动的被照射面2-1照射检测用激光光线400，从而能够不使用预先已知Z轴方向上的位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元50的评价。
另外，评价方法在高度检测步骤ST3中对借助致动器3在Z轴方向上移动的被照射面2-1照射检测用激光光线400，从而能够不使用预先已知Z轴方向上的位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元50的评价，因此能够不使卡盘工作台20在X轴方向上移动而进行高度位置检测单元50的评价。其结果是，评价方法不受到卡盘工作台20在X轴方向上移动所带来的振动的影响而能够进行高度位置检测单元50的评价。
[第2实施方式]
对第2实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1-2进行说明。图15是示出第2实施方式的高度位置检测单元的评价用治具的结构的剖视图。图15中，在与第1实施方式相同的部分标记相同的标号，并省略了说明。
第2实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1-2(以下简记为评价用治具)除了致动器3-2与第1实施方式不同以外，是与第1实施方式相同的结构。
如图15所示，评价用治具1-2的致动器3-2是所谓音圈电动机，其具有：安装在基台部4的圆筒部4-2的内周面上的圆筒状的永久磁铁5；以及安装在被照射部件2的圆柱部的外周面上的线圈6。致动器3-2通过对线圈6施加电力而使被照射面2-1在Z轴方向上移动。另外，在第2实施方式中，致动器3-2为音圈电动机，但不限于此。
第2实施方式的评价用治具1-2与第1实施方式同样地具有使被照射面2-1在Z轴方向上移动的致动器3-2，因此对借助致动器3-2进行移动的被照射面2-1照射检测用激光光线400，从而能够不使用预先已知Z轴方向的位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元50的评价。
[第3实施方式]
对第3实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1进行说明。图16是示出第3实施方式的高度位置检测单元的评价用治具的结构的说明图。图17是示出图16所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制单元的存储部所存储的高度图案的一例的说明图。图18是示出图16所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制单元的存储部所存储的高度图案的另一例的说明图。图19是示出图16所示的高度位置检测单元的评价用治具的控制单元的存储部所存储的高度图案的又一例的说明图。图16至图19中，在与第1实施方式相同的部分标记相同的标号，并省略了说明。
关于第3实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具1(以下简记为评价用治具)的控制单元100-3的存储部110-3，如图16所示，除了移动程序设定程序111之外，还在存储部110-3中存储有高度图案112、113、114，除此以外，其结构与第1实施方式的评价用治具1相同。图17、图18和图19所示的高度图案112、113、114表示作为被加工物的晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的背面207的Z轴方向上的位置。另外，图17、图18和图19的横轴表示被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的X轴方向上的位置，纵轴表示被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的背面207的Z轴方向上的位置。
另外，高度图案112、113、114的被照射面2-1的Z轴方向上的最低位置和最高位置之间的Z轴方向的距离112-1、113-1、114-1与移动程序601所包含的振幅600为相同程度，例如为5μm左右。另外，图17所示的高度图案112表示中央部比外缘部凹陷的晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的背面207的Z轴方向上的位置。图18所示的高度图案113表示在背面207上形成有细小凹凸的晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的背面207的Z轴方向上的位置。图19所示的高度图案114表示中央部比外缘部凹陷且在背面207上形成有细小凹凸的晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的背面207的Z轴方向上的位置。
另外，在第3实施方式中，存储部110-3存储有三个高度图案112、113、114，但在本发明中，存储部110-3所存储的高度图案112、113、114不限于三个。另外，图17、图18和图19所示的高度图案112、113、114能够通过对多个晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202的背面207的Z轴方向上的位置进行测量而生成。
在第3实施方式的激光加工装置的高度位置检测单元的评价方法(以下简记为评价方法)的程序设定步骤ST2中，操作者对输入单元102进行操作而选择高度图案112、113、114中的任意图案。在程序设定步骤ST2中，当控制单元100-3接受被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的全长、照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度的输入以及所选择的高度图案112、113、114时，控制部120执行移动程序设定程序111而设定移动程序601。
第3实施方式的移动程序设定程序111根据被照射检测用激光光线400的分割预定线202-1、202-2的全长以及照射检测用激光光线400时的卡盘工作台20的移动速度，设定使被照射面2-1的Z轴方向上的位置与所选择的高度图案112、113、114达到相等的移动程序601。因此，在第3实施方式的评价方法的程序设定步骤ST2中，控制单元100-3的控制部120执行移动程序设定程序111而设定使被照射面2-1的Z轴方向上的位置与所选择的高度图案112、113、114达到相等的移动程序601。
第3实施方式的评价用治具1和评价方法与第1实施方式同样地具有使被照射面2-1在Z轴方向上移动的致动器3，因此对借助致动器3进行移动的被照射面2-1照射检测用激光光线400，从而能够不使用预先已知Z轴方向上的位置的评价用板状物而进行高度位置检测单元50的评价。
另外，第3实施方式的评价用治具1和评价方法中，设定使被照射面2-1的Z轴方向上的位置与对多个晶片201的被照射检测用激光光线400的分割预定线202的背面207的Z轴方向上的位置进行测量而能够生成的高度图案112、113、114达到相等的移动程序601，因此能够使被照射面2-1的位置靠近实际的晶片201。
另外，本发明并不限于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明主旨的范围进行各种变更并实施。另外，在第1实施方式至第3实施方式中，评价用治具1、1-2的控制单元100、100-3进行激光加工装置10的各结构要素的控制，但本发明也可以由与进行激光加工装置10的各结构要素的控制的控制单元不同的控制单元来构成评价用治具1、1-2的控制单元100、100-3。

Claims (6)

1.一种高度位置检测单元的评价用治具，其是激光加工装置的高度位置检测单元的评价用治具，该激光加工装置具有：
卡盘工作台，其利用保持面对被加工物进行保持；
激光光线照射单元，其将对于被加工物具有透过性的波长的加工用激光光线照射至该卡盘工作台所保持的被加工物，该激光光线照射单元具有激光振荡器和会聚加工用激光光线的聚光器；
聚光点位置调整单元，其使该加工用激光光线的聚光点位置移位；
所述高度位置检测单元，其将检测用激光光线通过该聚光器而照射至该卡盘工作台所保持的被加工物，对该被加工物的上表面高度位置进行检测；以及
控制单元，其根据来自该高度位置检测单元的检测信号对该聚光点位置调整单元进行控制，
其中，该高度位置检测单元的评价用治具具有：
被照射面，其被照射该检测用激光光线；
致动器，其使该被照射面在与该被照射面垂直的方向上移动；
基台部，其对该致动器进行支承并载置于该保持面上；以及
控制部，其对该致动器的移动进行控制，
其中，所述评价用治具位于所述卡盘工作台的所述保持面上。
2.根据权利要求1所述的高度位置检测单元的评价用治具，其中，
该致动器由压电致动器或音圈电动机构成。
3.根据权利要求1所述的高度位置检测单元的评价用治具，其中，所述评价用治具还包括：
被照射部件，其中，所述被照射面被包括在所述被照射部件上；以及
筒部，所述筒部位于所述基台部上，并且被设置成保持所述被照射部件，所述被照射部件能够在所述筒部中移动。
4.根据权利要求3所述的高度位置检测单元的评价用治具，其中，所述筒部包括形成为圆筒状的圆筒部。
5.一种激光加工装置的高度位置检测单元的评价方法，其中，该评价方法具有如下的步骤：
将评价用治具载置于该激光加工装置的卡盘工作台的保持面上，所述评价用治具包括：被照射面，其被照射检测用激光光线；致动器，其使该被照射面在与该被照射面垂直的方向上移动；基台部，其对该致动器进行支承并载置于该保持面上；以及控制部，其对该致动器的移动进行控制；
设定移动程序，该移动程序对该评价用治具的该致动器进行控制而使该被照射面按照期望的振幅进行移动；
对载置于该保持面的该评价用治具的该被照射面照射该激光加工装置的检测用激光光线，利用该激光加工装置的高度位置检测单元对通过该移动程序而按照期望的振幅进行移动的该被照射面的高度位置的变动进行检测；
对通过所述高度位置检测单元检测出的该高度位置的变动与该期望的振幅进行比较，以及
对该高度位置检测单元是否能够检测出该被照射面的高度位置进行判定。
6.根据权利要求5所述的评价方法，其中，在沿Z轴方向移动所述被照射面且不沿X轴方向移动所述被照射面的同时，执行所述照射以及对高度位置的变化的所述检测。
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