CN116493774A - 激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供激光加工装置，其无论晶片的种类、正面的状态如何均能够适当地测量晶片的上表面高度。激光加工装置包含：激光振荡器，其射出激光光线；聚光器，其使激光振荡器所射出的激光光线会聚而将聚光点定位于晶片；聚光点位置调整器，其配设于激光振荡器与聚光器之间，对聚光点的位置进行调整；以及上表面位置检测器，其对晶片的上表面位置进行检测。上表面位置检测器包含：检测用光源，其射出宽波段的检测光；以及选择器，其从检测用光源所射出的检测光中选择特定波长的检测光。

Description

激光加工装置
技术领域
本发明涉及激光加工装置。
背景技术
由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片在背面被磨削而形成为期望的厚度之后，通过激光加工装置分割成各个器件芯片。
激光加工装置包含：卡盘工作台，其对晶片进行保持；激光光线照射单元，其对卡盘工作台所保持的晶片照射激光光线；以及进给机构，其将卡盘工作台和激光光线照射单元在X轴方向和与X轴方向垂直的Y轴方向上进行加工进给，该激光加工装置能够对晶片的分割预定线高精度地照射激光光线。
另外，在将对于晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于与分割预定线对应的晶片内部而对晶片照射激光光线从而在晶片内部形成改质层然后对晶片赋予外力而将晶片分割成各个器件芯片的技术中，需要将激光光线的聚光点从晶片的上表面定位于适当的位置，本发明人开发了一边测量晶片的上表面位置(上表面高度)一边控制激光光线的聚光点的位置的技术(例如参照专利文献1、2)。
专利文献1所公开的技术是如下的第一类型的技术：具有将检测用光源射出的检测光以入射角α照射至晶片的上表面并测量在晶片的上表面上反射的反射光的位置的图像传感器，根据图像传感器所检测的反射光的位置来计算晶片的上表面位置。
专利文献2所公开的技术是如下的第二类型的技术：将检测用光源射出的检测光通过聚光器而照射至卡盘工作台所保持的晶片的上表面，将在晶片的上表面上反射的反射光分支到第一光路和第二光路，对通过了配设于第一光路的狭缝掩模的反射光的强度与引导至第二光路的返回光的强度进行比较，从而计算晶片的上表面位置。
专利文献1：日本特开2005-313182号公报
专利文献2：日本特开2007-152355号公报
但是，根据晶片的种类、正面的状态，存在从检测用光源射出的检测光未在晶片的上表面上充分反射的情况。在这样的情况下，存在无法适当地测量晶片的上表面高度的问题。该问题在第一类型的测量器中多见，但在第二类型的测量器中也会发生。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供激光加工装置，其无论晶片的种类、正面的状态如何均能够适当地测量晶片的上表面高度。
根据本发明，提供激光加工装置，其中，该激光加工装置具有：卡盘工作台，其对晶片进行保持；激光光线照射单元，其向该卡盘工作台所保持的该晶片照射激光光线；以及进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元在X轴方向和与该X轴方向垂直的Y轴方向上进行加工进给，该激光光线照射单元具有：激光振荡器，其振荡出激光光线；聚光器，其使该激光振荡器所射出的激光光线会聚而将聚光点定位于该卡盘工作台所保持的该晶片；聚光点位置调整器，其配设于该激光振荡器与该聚光器之间，对聚光点的位置进行调整；以及上表面位置检测器，其对该晶片的上表面位置进行检测，该上表面位置检测器包含：检测用光源，其射出宽波段的检测光；以及选择器，其从该检测用光源所射出的检测光中选择特定波长的检测光，通过该选择器选择该检测用光源所射出的检测光中的特定波长的检测光，引导至该卡盘工作台所保持的该晶片的上表面，通过在该晶片的上表面上反射的反射光来计算该晶片的上表面位置。
优选该选择器包含透过相互不同的特定波长的检测光的多个带通滤光器，选择该多个带通滤光器中的任意带通滤光器而定位于检测光的光路从而选择特定波长的检测光。优选该选择器选择受光量最大的波长的检测光。
优选该上表面位置检测器包含：合流器，其使由该检测用光源射出且依次通过了该选择器和第一分束器的检测光在该激光振荡器与该聚光点位置调整器之间合流；第二分束器，其将通过了该聚光点位置调整器和该聚光器的检测光在该卡盘工作台所保持的晶片的上表面上反射的反射光经由该合流器和该第一分束器而分支到第一光路和第二光路；滤光器，其配设于该第一光路，使所分支的反射光的一部分通过；第一受光元件，其接受通过了该滤光器的反射光；以及第二受光元件，其配设于该第二光路，接受所分支的反射光的全部，根据该第一受光元件的受光量与该第二受光元件的受光量的比较来计算晶片的上表面位置。
优选该上表面位置检测器包含：照射端部，其将该检测用光源所射出的检测光以入射角α照射至晶片的上表面；受光端部，其接受从该照射端部照射的检测光在晶片的上表面上反射的反射光；以及图像传感器，其对该受光端部所接受的反射光的位置进行测量，根据该图像传感器所检测的反射光的位置来计算晶片的上表面位置。
根据本发明的激光加工装置，能够选择在晶片的上表面上充分反射的特定波长的检测光，无论晶片的种类、正面的状态如何均能够适当地测量晶片的上表面高度。
附图说明
图1是本发明实施方式的激光加工装置的立体图。
图2是图1所示的激光光线照射单元的框图。
图3是图2所示的第一、第二电扫描器的立体图。
图4是示出通过图3所示的第一电扫描器的激光光线的光路长度的示意图。
图5是示出图3所示的第一、第二电扫描器的设置角度与激光光线的光路长度的移位的关系的曲线图。
图6是示出激光光线的光路长度与从聚光器到聚光点的距离的移位的关系的曲线图。
图7是图2所示的选择器的立体图。
图8的(a)是示出检测光照射至晶片时的反射面积的示意图，图8的(b)是示出与图8的(a)所示的情况相比将检测光的聚光点定位于下方的情况下的反射面积的示意图。
图9是示出从图2所示的第一、第二受光元件输出的电压信号的比与从晶片的上表面到检测光的聚光点的距离的关系的曲线图。
图10是图1所示的聚光器和第二上表面位置检测器的立体图。
图11是示出通过图1所示的第二上表面位置检测器对晶片的上表面位置进行检测的状态的示意图。
图12是示出晶片的上表面位置为基准位置的情况下的检测光的光路与晶片的上表面位置从基准位置变化了h的情况下的检测光的光路的示意图。
标号说明
2：激光加工装置；4：卡盘工作台；6：激光光线照射单元；8：进给机构；24：激光振荡器；26：聚光器；28：聚光点位置调整器；30：上表面位置检测器；61：检测用光源；62：选择器；63a～63j：带通滤波器；66：第一分束器；67：合流器；68：第二分束器；70：滤光器；72：第一受光元件；74：第二受光元件；84：照射端部；86：受光端部；88：图像传感器；W：晶片；OP1：第一光路；OP2：第二光路；LB1：加工用脉冲激光光线；LB2：检测光。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施方式的激光加工装置进行详细说明。
如图1所示，激光加工装置2包含：卡盘工作台4，其对晶片W进行保持；激光光线照射单元6，其对卡盘工作台4所保持的晶片W照射激光光线；以及进给机构8，其将卡盘工作台4和激光光线照射单元6在图1中箭头X所示的X轴方向和与X轴方向垂直的Y轴方向(图1中箭头Y所示的方向)上进行加工进给。另外，由X轴方向和Y轴方向限定的XY平面实质上是水平的。
本实施方式的激光加工装置2包含：X轴可动板12，其在X轴方向上移动自如地安装于基台10的上表面；Y轴可动板14，其在Y轴方向上移动自如地安装于X轴可动板12的上表面；支柱16，其固定于Y轴可动板14的上表面；以及罩板18，其固定于支柱16的上端。在罩板18上形成有沿Y轴方向延伸的长孔18a。并且，上述卡盘工作台4旋转自如地安装于支柱16的上端，通过罩板18的长孔18a而向上方延伸。
在卡盘工作台4的上端部分配置有与吸引单元(未图示)连接的多孔质的圆形状的吸附卡盘20。在卡盘工作台4的周缘沿周向隔开间隔而设置有多个夹具22。
在卡盘工作台4中，利用吸引单元在吸附卡盘20的上表面上生成吸引力，对载置于吸附卡盘20的上表面的晶片W进行吸引保持。另外，卡盘工作台4通过内置于支柱16的卡盘工作台用电动机(未图示)以上下方向为轴心而旋转。
如图2所示，激光光线照射单元6具有：激光振荡器24，其射出加工用脉冲激光光线LB1；聚光器26，其使激光振荡器24所射出的激光光线LB1会聚而将聚光点P定位于卡盘工作台4所保持的晶片W；聚光点位置调整器28，其配设于激光振荡器24与聚光器26之间，对聚光点P的位置进行调整；以及上表面位置检测器30，其对晶片W的上表面位置进行检测。
如图1所示，激光光线照射单元6包含从基台10的上表面向上方延伸并接着实质上水平地延伸的壳体32。激光振荡器24配置于壳体32的内部。激光振荡器24所射出的激光光线LB1可以是对于晶片W具有透过性的波长(例如为1064nm)。聚光器26安装于壳体32的前端下表面上。
参照图2进行说明，聚光点位置调整器28包含：第一、第二透镜34、36，它们相互隔开间隔而配置；第一电扫描器38，其反射通过了第一透镜34的激光光线LB1；以及第二电扫描器40，其反射由第一电扫描器38反射的激光光线LB1而引导至第二透镜36。另外，在第二透镜36与聚光器26之间设置有将通过了第二透镜36的激光光线LB1引导至聚光器26的方向变换镜42。
参照图2以及图3进行说明，第一电扫描器38具有：一对第一、第二反射镜44、46，它们隔开规定的间隔，相互平行地面对而设置；以及角度调整致动器48(参照图3)，其对第一、第二反射镜44、46的设置角度进行调整。
如图2所示，第一反射镜44将通过了第一透镜34的激光光线LB1朝向第二反射镜46反射。第二反射镜46将由第一反射镜44反射的激光光线LB1朝向第二电扫描器40反射。
如图3所示，角度调整致动器48的旋转轴48a与第一、第二反射镜44、46这双方连结。并且，角度调整致动器48一边维持第一、第二反射镜44、46的平行状态一边相对于激光光线LB1的光路变更第一、第二反射镜44、46的设置角度。
第二电扫描器40与第一电扫描器38同样地具有：一对第三、第四反射镜50、52，它们隔开规定的间隔，相互平行地面对而设置；以及角度调整致动器54，其对第三、第四反射镜50、52的设置角度进行调整。
第三反射镜50将由第一电扫描器38的第二反射镜46反射的激光光线LB1朝向第四反射镜52反射。第四反射镜52将由第三反射镜50反射的激光光线LB1朝向第二透镜36反射。
角度调整致动器54的旋转轴54a与第三、第四反射镜50、52这双方连结。并且，角度调整致动器54一边维持第三、第四反射镜50、52的平行状态一边相对于激光光线LB1的光路变更第三、第四反射镜50、52的设置角度。
如上所述，激光振荡器24所射出的激光光线LB1在通过了第一透镜34之后，由第一、第二反射镜44、46反射。如图4所示，当将第一反射镜44与第二反射镜46之间的间隔设为d时，如下表示m1和m2：
m1＝d/cosθ
m2＝m1cos2θ＝(d/cosθ)cos2θ
因此，满足
m1+m2＝(d/cosθ)(1+cos2θ)＝2dcosθ。
当将第三反射镜50与第四反射镜52之间的间隔也与上述同样地设为d时，激光光线LB1的光路长度以(m1+m2)×2变化。例如当将间隔d设为2mm、将角度θ为47.5度的状态作为基准(光路长度的移位0)时，激光光线LB1的光路长度的移位如图5所示。在图5所示的例子中，当角度θ在40度到57.5度的范围内变化时，光路长度在+0.73mm到-1.1mm的范围内变化。即，上述角度范围内的光路长度的移位为1.83mm。
接着，对光路长度的移位与通过聚光器26会聚的激光光线LB1的聚光点位置的移位的关系进行说明。
如图2所示，当将从第一透镜34的聚焦点D到第二透镜36的光路长度设为d1、将从第二透镜36到聚光器26的光路长度设为d2、将第二透镜36的焦点距离设为f1、将聚光器26的焦点距离设为f2时，从聚光器26到聚光点P的距离d3能够通过下述式(1)求出。
另外，在激光振荡器24所射出的激光光线LB1是平行光线的情况下，第一透镜34的聚焦点D与第一透镜34的焦点距离一致。
当在式(1)中对第二透镜36的焦点距离f1、聚光器26的焦点距离f2、从第二透镜36到聚光器26的光路长度d2分别代入具体的数值时，从聚光器26到聚光点P的距离d3成为从第一透镜34的聚焦点D到第二透镜36的光路长度d1的函数。即，当使光路长度d1变化时，聚光点P的位置变化。
例如当使第二透镜36的焦点距离f1为12.7mm、使聚光器26的焦点距离f2为2mm、使光路长度d2为20mm、并且以光路长度d1与第二透镜36的焦点距离f1(12.7mm)一致的状态为基准(聚光点P的移位0)时，相对于光路长度d1的移位的聚光点P的移位如图6所示。
因此，当在如上所述的条件下使角度θ在40度到57.5度的范围内变化时，光路长度在+0.73mm到-1.1mm的范围内变化，并且与此对应从聚光器26到聚光点P的距离d3在-20μm到+28μm的范围内移位。即，在聚光点位置调整器28中，利用角度调整致动器48、54对第一～第四反射镜44、46、50、52的设置角度进行调整，由此对聚光点P的上下方向位置进行调整。
如图2所示，本实施方式的上表面位置检测器30具有：第一上表面位置检测器56；第二上表面位置检测器58；以及对第一上表面位置检测器56或第二上表面位置检测器58中的任意上表面位置检测器进行选定的选定部60。另外，上表面位置检测器30无需具有第一、第二上表面位置检测器56、58这双方，只要具有第一、第二上表面位置检测器56、58中的任意上表面位置检测器即可。
第一上表面位置检测器56包含：检测用光源61，其射出宽波段的检测光LB2；以及选择器62，其从检测用光源61所射出的检测光LB2中选择特定波长的检测光LB2，通过选择器62选择检测用光源61所射出的检测光LB2中的特定波长的检测光LB2，引导至卡盘工作台4所保持的晶片W的上表面，通过在晶片W的上表面上反射的反射光LB2’来计算晶片W的上表面位置。
检测用光源61作为宽波段的检测光LB2例如射出100nm～2000nm的范围的波长的光。另外，关于检测光LB2的宽波段，并不限于上述范围(100nm～2000nm的范围)，只要是能够选择性地取出相互不同的波长的多个检测光的范围即可。
如图7所示，选择器62具有：多个带通滤光器63a～63j；对多个带通滤光器63a～63j进行支承的支承板64；以及使支承板64旋转的电动机65。
多个带通滤光器63a～63j分别透过相互不同的特定波长的检测光LB2。例如能够构成为：带通滤光器63a透过100nm的波长的光，带通滤光器63b透过300nm的波长的光，带通滤光器63c透过500nm的波长的光，带通滤光器63d透过700nm的波长的光，带通滤光器63e透过900nm的波长的光，带通滤光器63f透过1100nm的波长的光，带通滤光器63g透过1300nm的波长的光，带通滤光器63h透过1500nm的波长的光，带通滤光器63i透过1700nm的波长的光，带通滤光器63j透过1900nm的波长的光。
能够任意地设定选择器62的带通滤光器的个数和选择器62的带通滤光器所透过的波长。
并且，在选择器62中，通过电动机65使支承板64旋转，选择多个带通滤光器63a～63j中的任意带通滤光器而定位于检测光LB2的光路。由此，能够选择检测用光源61所射出的宽波段的检测光LB2中的在晶片W的上表面上充分反射的特定波长的检测光LB2。选择器62选择波长与激光振荡器24所射出的加工用激光光线LB1的波长不同的检测光LB2。
优选选择器62根据晶片W的种类、晶片W的正面的状态而选择在后述的第一、第二受光元件72、74或受光端部86中受光量最大的波长的检测光。这是因为能够据此更准确地测量晶片W的上表面高度。
如图2所示，第一上表面位置检测器56具有：合流器67，其使由检测用光源61射出且依次通过了选择器62和第一分束器66的检测光LB2在激光振荡器24与聚光点位置调整器28之间合流；第二分束器68，其将通过了聚光点位置调整器28和聚光器26的检测光LB2在卡盘工作台4所保持的晶片W的上表面上反射的反射光LB2’经由合流器67和第一分束器66而分支到第一光路OP1和第二光路OP2；滤光器70，其配设于第一光路OP1，使所分支的反射光LB2’的一部分通过；第一受光元件72，其接受通过了滤光器70的反射光LB2’；以及第二受光元件74，其配设于第二光路OP2，接受所分支的反射光LB2’的全部。
合流器67能够由二向分色镜(dichroic half mirror)构成。合流器67使激光振荡器24所射出的激光光线LB1通过，并且使由检测用光源61射出且通过了第一分束器66的检测光LB2朝向聚光点位置调整器28反射。第一、第二受光元件72、74向控制器76输出与受光量对应的电压信号。
控制器76由计算机构成，对激光加工装置2的动作进行控制。控制器76包含：按照控制程序进行运算处理的中央处理装置(CPU)；保存控制程序等的只读存储器(ROM)；以及保存运算结果等的能够读写的随机存取存储器(RAM)。
本实施方式的第一上表面位置检测器56还包含：滤光器78，其仅使与从合流器67引导至第一分束器66且由第一分束器66反射的光中的反射光LB2’的波长(通过选择器62选择的特定波长)对应的光透过；柱面透镜80，其使通过第二分束器68分支到第一光路OP1的反射光LB2’一维地会聚；以及聚光透镜82，其使通过第二分束器68分支到第二光路OP2的反射光LB2’以100％会聚。
滤光器78的结构可以与上述选择器62的结构相同，虽未图示，但滤光器78具有多个带通滤光器、对多个带通滤光器进行支承的支承板以及使支承板旋转的电动机。
并且，在滤光器78中，选择多个带通滤光器中的透过与在选择器62中选择的波长相同的波长的带通滤光器，定位于反射光LB2’的光路。由此，仅使与反射光LB2’的波长(通过选择器62选择的特定波长)对应的光透过。
检测用光源61所射出的宽波段的检测光LB2在通过选择器62仅选择特定波长且通过了第一分束器66之后，在合流器67中朝向聚光点位置调整器28反射，经由聚光点位置调整器28和方向变换镜42而引导至聚光器26。并且，通过聚光器26会聚的特定波长的检测光LB2在卡盘工作台4所保持的晶片W的上表面上反射。
例如如图8的(a)所示，在检测光LB2的聚光点Pa位于比较接近晶片W的上表面的位置的情况下，检测光LB2以照射至晶片W的上表面的面积S1反射。
在晶片W的上表面反射的反射光LB2’如在图2中用虚线示出那样经由聚光器26、方向变换镜42、聚光点位置调整器28、合流器67和第一分束器66而到达滤光器78。
另外，与检测光LB2的反射光LB2’同样地，加工用激光光线LB1的反射光也到达滤光器78，但加工用激光光线LB1的反射光被滤光器78遮断。如上所述，滤光器78用于仅使与检测光LB2的反射光LB2’的波长对应的光通过。因此，仅检测光LB2的反射光LB2’通过滤光器78。
通过了滤光器78的反射光LB2’通过第二分束器68分支到第一光路OP1和第二光路OP2。分支到第一光路OP1的反射光LB2’通过柱面透镜80一维地会聚，剖面成为椭圆形。剖面会聚成椭圆形的反射光LB2’被滤光器70限制成规定的单位长度，分支到第一光路OP1的反射光LB2’的一部分被第一受光元件72接受。并且，从第一受光元件72输出与受光量对应的电压信号。
另外，如图8的(b)所示，在检测光LB2的聚光点Pa比图8的(a)所示的位置深的情况下，检测光LB2以照射至晶片W的上表面的面积S2反射。面积S2大于面积S1(S2>S1)。因此，通过第一光路OP1的柱面透镜80使面积S2所涉及的反射光的剖面缩小为椭圆形时的长轴的长度比面积S1所涉及的反射光缩小为椭圆形时的长轴的长度长。
如上所述，在第一光路OP1中使剖面缩小为椭圆形的反射光LB2’通过滤光器70限制为规定的单位长度而被第一受光元件72接受。因此，与面积S1所涉及的反射光被第一受光元件72接受的情况下的受光量相比，面积S2所涉及的反射光被第一受光元件72接受的情况下的受光量少。
关于这样通过第一受光元件72接受的反射光的受光量，检测光LB2的聚光点Pa越接近晶片W的上表面越多，聚光点Pa越远离晶片W的上表面越少。因此，当晶片W的上表面位置(反射位置)发生变化时，第一受光元件72的受光量发生变化，并且从第一受光元件72输出的电压信号发生变化。
另一方面，分支到第二光路OP2的反射光LB2’通过聚光透镜82以100％会聚，因此分支到第二光路OP2的反射光LB2’的全部被第二受光元件74接受。因此，即使晶片W的上表面位置(反射位置)发生变化，第二受光元件74的受光量也不会发生变化。因此，第二受光元件74的受光量多于第一受光元件72的受光量，并且从第二受光元件74输出的电压信号恒定。
从第一、第二受光元件72、74输出的电压信号的比(V2/V1)与从晶片W的上表面到检测光LB2的聚光点Pa的距离的关系例如如图9所示的曲线图。
图9的横轴示出在聚光点Pa定位于晶片W的内部的情况下从晶片W的上表面到聚光点Pa的距离(μm)。另外，图9的纵轴是从第一受光元件72输出的电压信号V1与从第二受光元件74输出的电压信号V2的比(V2/V1)。
在图9所示的例子中，在聚光点Pa位于距离晶片W的上表面为10μm的深度的情况下，电压信号的比(V2/V1)为“3”，在聚光点Pa位于距离晶片W的上表面为40μm的深度的情况下，电压信号的比(V2/V1)为“6”。
并且，在第一上表面位置检测器56中，根据因晶片W的上表面位置而变化的第一受光元件72的受光量与不会因晶片W的上表面位置而变化的第二受光元件74的受光量的比较，以检测光LB2的聚光点Pa的位置为基准，利用控制器76计算晶片W的上表面位置。
第二上表面位置检测器58与第一上表面位置检测器56同样地包含：检测用光源61，其射出宽波段的检测光LB2；以及选择器62，其从检测用光源61所射出的检测光LB2中选择特定波长的检测光LB2，通过选择器62选择检测用光源61所射出的检测光LB2中的特定波长的检测光LB2，引导至卡盘工作台4所保持的晶片W的上表面，通过在晶片W的上表面上反射的反射光LB2”来计算晶片W的上表面位置。
参照图10和图11进行说明，第二上表面位置检测器58具有：照射端部84(参照图11)，其将检测用光源61所射出的检测光LB2以入射角α照射至晶片W的上表面；受光端部86，其接受从照射端部84照射的检测光LB2在晶片W的上表面上反射的反射光LB2”；以及图像传感器88(参照图11)，其测量受光端部86所接受的反射光LB2”的位置。
本实施方式的第二上表面位置检测器58如图10所示那样具有U字状的外壳90。外壳90经由适当的托架(未图示)而支承于激光光线照射单元6的壳体32。并且，在该外壳90上设置有照射端部84和受光端部86。如图11所示，照射端部84和受光端部86夹着聚光器26在Y轴方向上隔开间隔而配置。
如图2所示，检测用光源61所射出的宽波段的检测光LB2在通过选择器62仅选择了特定波长之后，经由第一分束器66而引导至第二上表面位置检测器58的外壳90。并且，如图11所示，引导至外壳90的特定波长的检测光LB2从照射端部84以入射角α照射至卡盘工作台4所保持的晶片W的上表面。
如图11所示，入射角α是垂直于卡盘工作台4的上表面的直线与从照射端部84照射的检测光LB2所成的角度。入射角α设定成大于聚光器26的聚光角度β且小于90度的角度(β＜α＜90)。另外，基于照射端部84的检测光LB2的照射位置与从聚光器26照射至晶片W的加工用激光光线LB1的照射位置几乎一致。
受光端部86配置于从照射端部84照射的检测光LB2在晶片W的上表面发生镜面反射而行进的位置。如图12所示，图像传感器88设置成相对于卡盘工作台4的上表面垂直的直线与图像传感器88所成的角度为α。
另外，如图10所示，在外壳90上附设有用于调整照射端部84和受光端部86的倾斜角度的角度调整旋钮92、94。通过使角度调整旋钮92、94旋转，能够调整从照射端部84照射的检测光LB2的入射角α和受光端部86的受光角度。
在晶片W的上表面位置是图12中用实线示出的位置的情况下，从照射端部84照射的检测光LB2在晶片W的上表面反射而被图像传感器88的A点接受。另外，在晶片W的上表面位置是图12中用双点划线示出的位置的情况下，从照射端部84照射的检测光LB2如双点划线所示那样在晶片W的上表面反射而被图像传感器88的B点接受。通过图像传感器88检测的数据被输入至控制器76。
并且，根据通过图像传感器88检测的反射光LB2”的位置，通过控制器76计算晶片W的上表面位置。具体而言，根据通过图像传感器88检测到的A点与B点之间的间隔H，计算晶片W的上表面位置的移位h(h＝Hcosα)。
例如在将在图像传感器88的A点检测到反射光LB2”时的晶片W的上表面位置作为基准位置h0的情况下，在图像传感器88的B点检测到反射光LB2”时的晶片W的上表面位置的移位h能够如上述那样通过h＝Hcosα进行计算，因此在B点检测到反射光LB2”时的晶片W的上表面位置h1能够通过h1＝h0-h求出。这样，在第二上表面位置检测器58中，通过图像传感器88所检测的反射光LB2”的位置来计算晶片W的上表面位置。
参照图2进行说明，选定部60包含：第一、第二开闭器96、98；使第一开闭器96移动的第一致动器(未图示)；以及使第二开闭器98移动的第二致动器(未图示)。
第一开闭器96通过第一致动器定位于允许通过了第一分束器66的检测光LB2通过的允许位置(图2中实线所示的位置)和遮断通过了第一分束器66的检测光LB2的遮断位置(图2中双点划线所示的位置)。
第二开闭器98通过第二致动器定位于允许由第一分束器66反射的检测光LB2通过的允许位置(图2中实线所示的位置)和遮断由第一分束器66反射的检测光LB2的遮断位置(图2中双点划线所示的位置)。
并且，在选定部60中，通过第一开闭器96和第二开闭器98选定由第一分束器66分支的检测光LB2。
具体而言，在选定部60选定第一上表面位置检测器56的情况下，通过第一致动器将第一开闭器96定位于允许位置，并且通过第二致动器将第二开闭器98定位于遮断位置。
于是，从检测用光源61射出且通过了第一分束器66的检测光LB2被引导至第一上表面位置检测器56。另一方面，从检测用光源61射出且由第一分束器66反射的检测光LB2通过第二开闭器98遮断。因此，选定第一上表面位置检测器56。
另外，在选定部60选定第二上表面位置检测器58的情况下，通过第一致动器将第一开闭器96定位于遮断位置，并且通过第二致动器将第二开闭器98定位于允许位置。
于是，从检测用光源61射出且通过了第一分束器66的检测光LB2通过第一开闭器96遮断。另一方面，从检测用光源61射出且由第一分束器66反射的检测光LB2被引导至第二上表面位置检测器58。因此，选定第二上表面位置检测器58。
如图1所示，进给机构8包含：X轴进给机构100，其将卡盘工作台4相对于激光光线照射单元6在X轴方向上进行加工进给；以及Y轴进给机构102，其将卡盘工作台4相对于激光光线照射单元6在Y轴方向上进行加工进给。
X轴进给机构100具有：滚珠丝杠104，其与X轴可动板12连结，沿X轴方向延伸；以及电动机106，其使滚珠丝杠104旋转。X轴进给机构100通过滚珠丝杠104将电动机106的旋转运动转换成直线运动并传递至X轴可动板12，使X轴可动板12沿着基台10上的导轨10a在X轴方向上移动。由此，将卡盘工作台4在X轴方向上进行加工进给。
Y轴进给机构102具有：滚珠丝杠108，其与Y轴可动板14连结，沿Y轴方向延伸；以及电动机110，其使滚珠丝杠108旋转。Y轴进给机构102通过滚珠丝杠108将电动机110的旋转运动转换成直线运动并传递至Y轴可动板14，使Y轴可动板14沿着X轴可动板12上的导轨12a在Y轴方向上移动。由此，将卡盘工作台4在Y轴方向上进行加工进给。
如图1所示，激光加工装置2还具有对要通过激光光线照射单元6实施激光加工的被加工部位进行检测的拍摄单元112。拍摄单元112安装于激光光线照射单元6的壳体32的前端下表面。拍摄单元112所拍摄的图像被输出至控制器76。
接着，对使用如上所述的激光加工装置2对晶片W进行加工的方法进行说明。
在本实施方式中，首先在卡盘工作台4的上表面上载置晶片W。接着，使与吸附卡盘20连接的吸引单元进行动作，利用吸附卡盘20的上表面对晶片W进行吸引保持。接着，使X轴进给机构100进行动作，将卡盘工作台4定位于拍摄单元112的正下方。
若将卡盘工作台4定位于拍摄单元112的正下方，则利用拍摄单元112对晶片W进行拍摄。接着，根据拍摄单元112所拍摄的晶片W的图像，调整晶片W与聚光器26的位置关系。此时，使加工用激光光线LB1的目标与要实施激光加工的被加工部位一致，并且将加工用激光光线LB1的聚光点P调整为规定的位置(例如距离晶片W的上表面规定的深度的位置)。
接着，通过选择器62的电动机65使支承板64旋转，选择多个带通滤光器63a～63j中的任意带通滤光器而定位于检测光LB2的光路。由此，能够选择检测用光源61所射出的宽波段的检测光LB2中的在晶片W的上表面上充分反射的特定波长的检测光LB2。
此时，从更准确地测量晶片W的上表面高度的观点出发，选择在第一、第二受光元件72、74或受光端部86中受光量最大的波长的检测光是合适的。因此，可以预先将能够通过选择器62选择的多个特定波长的检测光LB2照射至晶片W的上表面而确认受光量最大的波长。
接着，通过选定部60选定第一、第二上表面位置检测器56、58中的任意上表面位置检测器。接着，按照加工用激光光线LB1的聚光点P依次通过晶片W的被加工部位的方式，一边通过进给机构8使卡盘工作台4移动一边从聚光器26照射加工用激光光线LB1。
另外，将通过选择器62选择的特定波长的检测光LB2照射至晶片W，进行晶片W的上表面位置的检测。并且，根据晶片W的上表面位置的检测结果，调整加工用激光光线LB1的聚光点P的高度。
当在选定了第一上表面位置检测器56的情况下将特定波长的检测光LB2照射至晶片W时，将第一受光元件72的受光量相关的电压信号和第二受光元件74的受光量相关的电压信号发送至控制器76。
在该情况下，根据第一受光元件72的受光量与第二受光元件74的受光量的比较，通过控制器76计算晶片W的上表面位置。并且，根据计算出的晶片W的上表面位置，通过控制器76控制聚光点位置调整器28的第一、第二电扫描器38、40的角度调整致动器48、54，调整加工用激光光线LB1的聚光点P的高度。
另一方面，当在选定了第二上表面位置检测器58的情况下将特定波长的检测光LB2照射至晶片W时，将通过第二上表面位置检测器58的图像传感器88检测到的反射光LB2”的位置信息发送至控制器76。
在该情况下，根据图像传感器88所检测的反射光LB2”的位置信息，通过控制器76计算晶片W的上表面位置。并且，根据计算出的晶片W的上表面位置，通过控制器76控制聚光点位置调整器28的第一、第二电扫描器38、40的角度调整致动器48、54，调整加工用激光光线LB1的聚光点P的高度。
由此，从晶片W的上表面到加工用激光光线LB1的聚光点P的距离保持恒定，因此能够在距离晶片W的上表面规定的深度的位置上与晶片W的上表面平行地进行所需的激光加工(例如形成改质层)。
如上所述，在本实施方式的激光加工装置2中，通过选择器62选择检测用光源61所射出的宽波段的检测光LB2中的在晶片W的上表面上充分反射的特定波长的检测光LB2。因此，无论晶片W的种类、正面的状态如何均能够适当地测量晶片W的上表面高度，根据适当地测量到的晶片W的上表面高度，能够适当地定位加工用激光光线LB1的聚光点P。

Claims (5)

1.一种激光加工装置，其中，
该激光加工装置具有：
卡盘工作台，其对晶片进行保持；
激光光线照射单元，其向该卡盘工作台所保持的该晶片照射激光光线；以及
进给机构，其将该卡盘工作台和该激光光线照射单元在X轴方向和与该X轴方向垂直的Y轴方向上进行加工进给，
该激光光线照射单元具有：
激光振荡器，其射出激光光线；
聚光器，其使该激光振荡器所射出的激光光线会聚而将聚光点定位于该卡盘工作台所保持的该晶片；
聚光点位置调整器，其配设于该激光振荡器与该聚光器之间，对聚光点的位置进行调整；以及
上表面位置检测器，其对该晶片的上表面位置进行检测，
该上表面位置检测器包含：
检测用光源，其射出宽波段的检测光；以及
选择器，其从该检测用光源所射出的检测光中选择特定波长的检测光，
通过该选择器选择该检测用光源所射出的检测光中的特定波长的检测光，引导至该卡盘工作台所保持的该晶片的上表面，通过在该晶片的上表面上反射的反射光来计算该晶片的上表面位置。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该选择器包含透过相互不同的特定波长的检测光的多个带通滤光器，选择该多个带通滤光器中的任意带通滤光器而定位于检测光的光路从而选择特定波长的检测光。
3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该选择器选择受光量最大的波长的检测光。
4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该上表面位置检测器包含：
合流器，其使由该检测用光源射出且依次通过了该选择器和第一分束器的检测光在该激光振荡器与该聚光点位置调整器之间合流；
第二分束器，其将通过了该聚光点位置调整器和该聚光器的检测光在该卡盘工作台所保持的该晶片的上表面上反射的反射光经由该合流器和该第一分束器而分支到第一光路和第二光路；
滤光器，其配设于该第一光路，使所分支的反射光的一部分通过；
第一受光元件，其接受通过了该滤光器的反射光；以及
第二受光元件，其配设于该第二光路，接受所分支的反射光的全部，
根据该第一受光元件的受光量与该第二受光元件的受光量的比较来计算该晶片的上表面位置。
5.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
该上表面位置检测器包含：
照射端部，其将该检测用光源所射出的检测光以入射角α照射至该晶片的上表面；
受光端部，其接受从该照射端部照射的检测光在该晶片的上表面上反射的反射光；以及
图像传感器，其对该受光端部所接受的反射光的位置进行测量，
根据该图像传感器所检测的反射光的位置来计算该晶片的上表面位置。
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