TW202331355A - 雷射光照射裝置 - Google Patents

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野村哲平
一宮佑希
小林賢史
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種雷射光照射裝置，其可將從雷射振盪器射出之雷射光有效率地照射至對象物。[解決手段]雷射光照射裝置包含：雷射振盪器，其射出雷射光；第一偏光分光器，其將雷射光分離成s偏光的第一雷射光與p偏光的第二雷射光；第一空間光調變器，其因應相位圖案而將第一雷射光調變並射出；第二空間光調變器，其因應相位圖案而將第二雷射光調變並射出；第二偏光分光器，其使從第一空間光調變器射出之雷射光與從第二空間光調變器射出之雷射光合成；以及成像單元，其將經合成之雷射光成像並往對象物照射。

Description

雷射光照射裝置
本發明係關於一種雷射光照射裝置。
已知有一種將雷射光照射至對象物之雷射光照射裝置（例如參照專利文獻1、2）。在此種雷射光照射裝置中，以雷射振盪器所產生之雷射光係藉由空間光調變器而被調變之後，藉由物鏡而被聚光於對象物。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-51011號公報 [專利文獻2]日本特開2021-102217號公報
[發明所欲解決的課題] 在上述之雷射光照射裝置中，藉由使照射至對象物之雷射光的能量增大，而能增加雷射光的分歧數並有效率地進行加工，或者在保持能量密度之狀態下增加被照射區域，因此強烈地期望雷射振盪器的高輸出化。
然而，高輸出的雷射振盪器通常以隨機偏光而提供。並且，射入空間光調變器之雷射光需要為直線偏光。
因此，將高輸出的雷射振盪器應用於上述的雷射光照射裝置之情形，會藉由將從雷射振盪器射出之雷射光射入偏光分光器（PBS：Polarizing Beam Splitter）而分離成p偏光與s偏光，且將一者的偏光成分的雷射光引導至空間光調變器而使其調變之後，照射至對象物。
此時，因雷射光照射裝置不使用另一者的偏光成分的雷射光而將其捨棄，故存在照射至對象物之雷射光的能量減半，而無法有效率地使用雷射光之課題。
因此，本發明之目的在於提供一種雷射光照射裝置，其可將從雷射振盪器射出之雷射光有效率地照射至對象物。
[解決課題的技術手段] 根據本發明的一態樣，提供一種雷射光照射裝置，其將雷射光照射至對象物，且具備：雷射振盪器，其射出該雷射光；第一偏光分光器，其將從該雷射振盪器射出之雷射光的偏光成分分離成p偏光與s偏光；第一空間光調變器，其使被該第一偏光分光器分離之一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出；第二空間光調變器，其使被該第一偏光分光器分離之另一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出；第二偏光分光器，其使從該第一空間光調變器射出之雷射光穿透，且使從該第二空間光調變器射出之雷射光反射，藉此使從該第一空間光調變器射出之雷射光與從該第二空間光調變器射出之雷射光合成；以及成像單元，其將藉由該第二偏光分光器而合成之雷射光成像，並往該對象物照射。
較佳為，雷射光照射裝置進一步具備：第一1／2波片，其配設於該第一偏光分光器與該第一空間光調變器之間；以及第二1／2波片，其配設於該第一偏光分光器與該第二空間光調變器之間。
較佳為，該成像單元為該第一空間光調變器的成像功能及該第二空間光調變器的成像功能。
根據本發明的另一態樣，提供一種雷射光照射裝置，其將雷射光照射至對象物，且具備：雷射振盪器，其射出該雷射光；偏光分光器，其將從該雷射振盪器射出之雷射光的偏光成分分離成p偏光與s偏光；第一空間光調變器，其使被該偏光分光器分離之一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出；第二空間光調變器，其使被該偏光分光器分離之另一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出；第一成像單元，其將從該第一空間光調變器射出之雷射光成像，並往該對象物照射；以及第二成像單元，其將從該第二空間光調變器射出之雷射光成像，並往該對象物照射。
較佳為，該第一成像單元為該第一空間光調變器的成像功能，且該第二成像單元為該第二空間光調變器的成像功能。
[發明功效] 本發明發揮可將從雷射振盪器射出之雷射光有效率地照射至對象物之功效。
以下，針對本發明的實施方式，一邊參照圖式一邊進行詳細說明。本發明並不受限於以下的實施方式所記載之內容。並且，在以下所記載之構成要素中，包含本發明所屬技術領域中具有通常知識者可容易思及者、實質上相同者。再者，以下所記載之構成能適當組合。並且，在不脫離本發明的主旨之範圍內，可進行構成之各種省略、取代或變更。
［第一實施方式］ 基於圖式而說明本發明的第一實施方式之雷射光照射裝置1。圖1係表示第一實施方式之雷射光照射裝置的構成例之立體圖。圖2係示意性地表示圖1所示之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。
（對象物） 第一實施方式之圖1所示之雷射光照射裝置1為將雷射光線21照射至對象物200之加工裝置。第一實施方式之雷射光照射裝置1的加工對象的對象物200例如具備矩形狀的基板201與配置於基板201上之多個半導體晶片202。對象物200係藉由雷射光21而將半導體晶片202的連接用的凸塊203（表示於圖2）迴焊，藉此將半導體晶片202覆晶安裝於基板201者。在第一實施方式中，基板201例如為PCB基板（Printed Circuit Board，印刷電路板）或被分割成晶片之前的元件晶圓等。
在第一實施方式中，對象物200雖為透過凸塊203而在基板201上配置有多個半導體晶片202者，但在本發明中可為層積多個半導體晶片202且在各半導體晶片202間設置凸塊203者，亦可為層積多片元件晶圓並藉由凸塊而將多片元件晶圓接合之堆疊晶圓（wafer on wafer）。
（雷射光照射裝置） 圖1所示之雷射光照射裝置1為下述加工裝置：將對象物200的基板201保持於卡盤台10，對被保持於卡盤台10之對象物200的基板201上的半導體晶片202照射雷射光21，將凸塊203迴焊而將半導體晶片202安裝於基板201。如圖1所示，雷射光照射裝置1具有：卡盤台10，其保持對象物200；雷射光照射單元20，其對被保持於卡盤台10之對象物200照射雷射光21；移動單元30；攝像單元40；以及控制器100。
卡盤台10係以與水平方向平行的保持面11保持對象物200者。並且，卡盤台10係藉由移動單元30的旋轉移動單元33而繞著與Z軸方向平行的軸心旋轉，所述Z軸方向係相對於保持面11呈正交且與鉛直方向平行。卡盤台10與旋轉移動單元33一起藉由移動單元30的X軸移動單元31而在與水平方向平行的X軸方向移動，且藉由Y軸移動單元32而在與水平方向平行且與X軸方向呈正交之Y軸方向移動。卡盤台10係藉由移動單元30而在雷射光照射單元20的下方的加工區域與遠離雷射光照射單元20的下方且將對象物200搬入、搬出之搬入搬出區域之間移動。
雷射光照射單元20為下述雷射光照射手段：對被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200照射至少半導體晶片202（亦即對象物200）具有吸收性之雷射光21。在第一實施方式中，如圖1所示，雷射光照射單元20的加工頭22配置於臂部4的前端，所述臂部4的基端支撐於從裝置本體2立設之立設壁3。
如圖2所示，雷射光照射單元20具備：雷射振盪器23，其射出雷射光21；第一偏光分光器24-1；第一空間光調變器25-1；第二空間光調變器25-2；第二偏光分光器24-2；中繼透鏡光學系統26；以及成像單元27。
並且，雷射振盪器23射出偏光成分包含s偏光211與p偏光212之雷射光21。此外，圖2中適當記載雷射光21的光路的各位置的偏光成分。
第一偏光分光器24-1係將從雷射振盪器23射出之雷射光21的偏光成分分離成p偏光212與s偏光211者。第一偏光分光器24-1為分離雷射光21的偏光成分之偏光分光器。在第一實施方式中，第一偏光分光器24-1反射從雷射振盪器23射出之雷射光21之中的偏光成分為s偏光211的雷射光21，且使從雷射振盪器23射出之雷射光21之中的偏光成分為p偏光212的雷射光21穿透，而將從雷射振盪器23射出之雷射光21分離成s偏光211的雷射光21與p偏光212的雷射光21。此外，以下將第一偏光分光器24-1所反射之雷射光21標記為第一雷射光21-1，將穿透第一偏光分光器24-1之雷射光21標記為第二雷射光21-2。
此外，在第一實施方式中，第一偏光分光器24-1所反射之s偏光211的第一雷射光21-1穿透第一1／2波片28-1，而使偏光方向旋轉，且偏光成分被變更為p偏光212。並且，在第一實施方式中，穿透第一偏光分光器24-1之p偏光212的第二雷射光21-2被反射鏡29反射之後，穿透第二1／2波片28-2，且偏光成分被變更為s偏光211。
1／2波片28-1、28-2係將雷射光21-1、21-2的偏光成分從s偏光211變為p偏光212以及從p偏光212變為s偏光211者。亦即，在第一實施方式中，雷射光照射單元20可進一步具備：第一1／2波片28-1，其配設於第一偏光分光器24-1與第一空間光調變器25-1之間；以及第二1／2波片28-2，其配設於第一偏光分光器24-1與第二空間光調變器25-2之間。然而，在本發明中，雷射光照射單元20亦可不具備1／2波片28-1、28-2兩者。
第一空間光調變器25-1係使p偏光212的第一雷射光21-1射入，且因應相位圖案而將所射入之第一雷射光21-1調變並射出者，所述p偏光212為被第一偏光分光器24-1分離且偏光成分被第一1／2波片28-1變更之一者的偏光成分。在第一實施方式中，第一空間光調變器25-1為將第一雷射光21-1的光學特性調變並射出之所謂LCOS-SLM（Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator，液晶覆矽空間光調變器）。
在第一實施方式中，第一空間光調變器25-1具有顯示面251，所述顯示面251顯示調變第一雷射光21-1的光學特性之相位圖案，並且，藉由使第一雷射光21-1在顯示相位圖案之顯示面251反射，而調變第一雷射光21-1的光學特性。顯示面251係藉由液晶顯示裝置（LCD：Liquid Crystal Display）所構成。
在第一實施方式中，第一空間光調變器25-1被配置成使構成顯示面251之液晶顯示裝置的配光方向成為與射入之第一雷射光21-1的偏光成分亦即p偏光212對應之方向。第一空間光調變器25-1在顯示面251將第一雷射光21-1反射並朝向第二偏光分光器24-2射出。
第二空間光調變器25-2係使s偏光211的第二雷射光21-2射入，且因應相位圖案而將所射入之第二雷射光21-2調變並射出者，所述s偏光211為被第一偏光分光器24-1分離且偏光成分被第二1／2波片28-2變更之另一者的偏光成分。在第一實施方式中，第二空間光調變器25-2為將第二雷射光21-2的光學特性調變並射出之所謂LCOS-SLM（Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator，液晶覆矽空間光調變器）。
在第一實施方式中，第二空間光調變器25-2具有顯示面252，所述顯示面252顯示調變第二雷射光21-2的光學特性之相位圖案，並且，藉由使第二雷射光21-2在顯示相位圖案之顯示面252反射，藉此調變第二雷射光21-2的光學特性。顯示面252係藉由液晶顯示裝置（LCD：Liquid Crystal Display）所構成。
在第一實施方式中，第二空間光調變器25-2被配置成使構成顯示面252之液晶顯示裝置的配光方向成為與射入之第二雷射光21-2的偏光成分即s偏光211對應之方向。第二空間光調變器25-2在顯示面252將第二雷射光21-2反射並朝向第二偏光分光器24-2射出。
第二偏光分光器24-2係使從第一空間光調變器25-1射出之第一雷射光21-1穿透，且使從第二空間光調變器25-2射出之第二雷射光21-2反射，藉此使從第一空間光調變器25-1射出之第一雷射光21-1與從第二空間光調變器25-2射出之第二雷射光21-2合成，並射出合成後的偏光成分包含p偏光212與s偏光211之雷射光21者。此外，雷射光21為藉由空間光調變器25-1、25-2而被調變成適合照射至對象物200之光學特性之雷射光。
在第一實施方式中，第二偏光分光器24-2將經合成之雷射光21朝向中繼透鏡光學系統26射出。
中繼透鏡光學系統26具備至少一個以上的習知的透鏡等光學零件，且為將第二偏光分光器24-2所射出之雷射光21朝向成像單元27射出者。
成像單元27係將藉由第二偏光分光器24-2而合成之雷射光21成像，並往被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200照射者。成像單元27具備：成像透鏡271，其將雷射光21成像在被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200的半導體晶片202；以及未圖示之透鏡移動單元。
成像透鏡271例如配置於加工頭22內，且沿著與鉛直方向平行的Z軸方向而配置於與卡盤台10的保持面11面對之位置。成像透鏡271為將雷射光21成像並照射至被保持於卡盤台10之對象物200之成像元件。
透鏡移動單元係變更成像透鏡271與被保持於卡盤台10之對象物200的Z軸方向的距離者。在第一實施方式中，透鏡移動單元係藉由使成像透鏡271沿著與Z軸方向平行的雷射光21的光軸移動，而使成像透鏡271與被保持於卡盤台10之對象物200的距離沿著雷射光21的光軸相對地變更。在第一實施方式中，透鏡移動單元具備：習知的滾珠螺桿，其被設置成繞著軸心旋轉自如，並且與Z軸方向平行；習知的脈衝馬達，其使滾珠螺桿繞著軸心旋轉；以及習知的導軌，其將成像透鏡271移動自如地支撐於Z軸方向。
並且，在第一實施方式中，雷射光照射單元20被調整成第一雷射光21-1的共軛平面301與第二雷射光21-2的共軛平面302一致。並且，為了使第一雷射光21-1與第二雷射光21-2的共軛平面301、302一致，能以第一雷射光21-1的光路長與第二雷射光21-2的光路長成為一致之長度之方式構成光學系統，亦可藉由控制顯示於第一空間光調變器25-1與第二空間光調變器25-2之相位圖案而使共軛平面301、302一致。此外，在第一實施方式中，共軛平面301、302形成於第二偏光分光器24-2與中繼透鏡光學系統26之間。
雷射光照射單元20對被保持於卡盤台10之對象物200照射對象物200的至少半導體晶片202具有吸收性之波長的雷射光21，加熱半導體晶片202，且將凸塊203迴焊而將半導體晶片202安裝（接合固定）於基板201。
移動單元30係使卡盤台10與雷射光照射單元20的加工頭22在X軸方向、Y軸方向及繞著與Z軸方向平行的軸心相對地移動者。X軸方向及Y軸方向互相正交，且為與保持面11（即水平方向）平行的方向。移動單元30具備：X軸移動單元31，其為使卡盤台10在X軸方向移動之加工進給單元；Y軸移動單元32，其為使卡盤台10在Y軸方向移動之分度進給單元；以及旋轉移動單元33，其使卡盤台10繞著與Z軸方向平行的軸心旋轉。
Y軸移動單元32為使卡盤台10與雷射光照射單元20的加工頭22在Y軸方向相對地移動之分度進給單元。在第一實施方式中，Y軸移動單元32設置於雷射光照射裝置1的裝置本體2上。Y軸移動單元32將支撐X軸移動單元31之第一移動板5在Y軸方向移動自如地支撐。
X軸移動單元31為使卡盤台10與雷射光照射單元20的加工頭22在X軸方向相對地移動之加工進給單元。X軸移動單元31設置於第一移動板5上。X軸移動單元31將第二移動板6在X軸方向移動自如地支撐，所述第二移動板6支撐將卡盤台10繞著與Z軸方向平行的軸心旋轉之旋轉移動單元33。第二移動板6支撐旋轉移動單元33與卡盤台10。旋轉移動單元33支撐卡盤台10。
X軸移動單元31及Y軸移動單元32具備：習知的滾珠螺桿，其被設置成繞著軸心旋轉自如；習知的脈衝馬達，其使滾珠螺桿繞著軸心旋轉；以及習知的導軌，其將移動板5、6在X軸方向或Y軸方向移動自如地支撐。旋轉移動單元33具備將卡盤台10繞著軸心旋轉之馬達等。
並且，雷射光照射裝置1具備：未圖示之X軸方向位置檢測單元，其用於檢測卡盤台10的X軸方向的位置；未圖示之Y軸方向位置檢測單元，其用於檢測卡盤台10的Y軸方向的位置；以及未圖示之Z軸方向位置檢測單元，其用於檢測雷射光照射單元20的Z軸方向的位置。各位置檢測單元將檢測結果輸出至控制器100。
並且，雷射光照射裝置1具備未圖示之透鏡位置檢測單元，所述透鏡位置檢測單元用於檢測雷射光照射單元20的成像透鏡271的Z軸方向的位置。透鏡位置檢測單元將檢測結果輸出至控制器100。
攝像單元40係拍攝被保持於卡盤台10之對象物200者。攝像單元40具備CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合元件）攝像元件或CMOS（Complementary MOS，互補金屬氧化物半導體）攝像元件等的攝像元件，所述攝像元件拍攝物鏡在Z軸方向面對之物體。在第一實施方式中，如圖1所示，攝像單元40配置於臂部4的前端。
攝像單元40取得攝像元件所拍攝之圖像，且將所取得之圖像輸出至控制器100。並且，攝像單元40拍攝被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200，而取得用於執行對準之圖像，所述對準係進行對象物200與雷射光照射單元20的成像透鏡271的對位。
並且，雷射光照射裝置1具備溫度檢測器50及推壓構件60等。溫度檢測器50係檢測被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200的溫度者。溫度檢測器50係例如具有紅外線攝影機而構成。溫度檢測器50將表示所檢測之對象物200的溫度之資訊輸出至控制器100。在第一實施方式中，溫度檢測器50配置於與臂部4的前端的攝像單元40在X軸方向排列之位置。
推壓構件60係以下表面61推壓被保持於卡盤台10之對象物200的半導體晶片202朝向卡盤台10的保持面11者。推壓構件60配置於臂部4與卡盤台10之間，且下表面61係沿著水平方向平坦地形成。推壓構件60係藉由使雷射光21穿透之材料（例如，石英玻璃等）所構成。推壓構件60係藉由安裝於臂部4之升降單元62而沿著Z軸方向升降。
控制器100係分別控制雷射光照射裝置1的上述之各構成要素，而使雷射光照射裝置1實施對於對象物200之加工動作者。此外，控制器100為電腦，所述電腦具有：運算處理裝置，其具有如CPU（Central Processing Unit，中央處理單元）般的微處理器；記憶裝置，其具有如ROM（Read Only Memory，唯讀記憶體）或RAM（Random Access Memory，隨機存取記憶體）般的記憶體；以及輸入輸出介面裝置。控制器100的運算處理裝置遵循記憶於記憶裝置之電腦程式而實施運算處理，並透過輸入輸出介面裝置而將用於控制雷射光照射裝置1的控制訊號輸出至雷射光照射裝置1的上述之構成要素，而實現控制器100的功能。
並且，雷射光照射裝置1具備顯示單元與輸入單元等，所述顯示單元為藉由顯示加工動作的狀態或圖像等之液晶顯示裝置等所構成之顯示手段，所述輸入單元為在操作員輸入加工條件等之際使用之輸入手段。顯示單元及輸入單元係與控制器100連接。輸入單元係藉由設置於顯示單元之觸控面板與鍵盤等外部輸入裝置的至少一者所構成。
接著，說明前述之構成的雷射光照射裝置1的加工動作。雷射光照射裝置1中，控制器100受理並登錄藉由操作員所輸入之加工條件，將對象物200載置在已定位於搬入搬出區域之卡盤台10的保持面11。雷射光照射裝置1中，若控制器100受理來自操作員的加工動作的開始指示，則開始加工動作。
在加工動作中，雷射光照射裝置1中，控制器100控制移動單元30而將卡盤台10移動至加工區域，且以攝像單元40拍攝被吸引保持於卡盤台10之對象物200而取得圖像，執行對準。在加工動作中，雷射光照射裝置1中，控制器100控制移動單元30及雷射光照射單元20，按照加工條件一邊使雷射光照射單元20的加工頭22與卡盤台10相對地移動，一邊將雷射光21照射至對象物200的半導體晶片202，將凸塊203迴焊而將半導體晶片202接合於基板201。
此外，在第一實施方式中，在加工動作中，雷射光照射裝置1在對半導體晶片202照射雷射光21之際，藉由升降單元62而將推壓構件60下降，並以推壓構件60的下表面61將卡盤台10上的對象物200的半導體晶片202朝向卡盤台10的保持面11推壓，且穿透推壓構件60而將雷射光21照射至對象物200。並且，在第一實施方式中，在加工動作中，雷射光照射裝置1亦可控制器100基於溫度檢測器50的檢測結果而變更雷射光21的雷射能量密度等，以抑制半導體晶片202等的損傷。
並且，在第一實施方式中，在加工動作中，雷射光照射裝置1雖一次對一個半導體晶片202照射雷射光21，但在本發明中亦可一次對多個半導體晶片202照射雷射光21。雷射光照射裝置1若對被保持於卡盤台10之對象物200的全部半導體晶片202照射雷射光21而與基板201接合，則結束加工動作。
以上，說明之第一實施方式之雷射光照射裝置1中，藉由第一偏光分光器24-1而將雷射光21分離成s偏光211的第一雷射光21-1與p偏光212的第二雷射光21-2之後，將各自的偏光成分的雷射光21-1、21-2射入不同之空間光調變器25-1、25-2，藉由第二偏光分光器24-2而將被空間光調變器25-1、25-2調變之雷射光21-1、21-2合成，而照射至對象物200。其結果，第一實施方式之雷射光照射裝置1發揮下述功效：可抑制照射至對象物200之雷射光21的能量減半，且能將從雷射振盪器23射出之雷射光21有效率地照射至對象物200。
［第二實施方式〕 基於圖式而說明第二實施方式之雷射光照射裝置1。圖3係示意性地表示第二實施方式之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。此外，圖3中，對與第一實施方式相同的部分標記相同的符號並省略說明，且與圖2同樣地適當記載雷射光21的光路的各位置的偏光成分。第二實施方式之雷射光照射裝置1除了雷射光照射單元20的構成以外，其餘與第一實施方式相同。
如圖3所示，第二實施方式之雷射光照射裝置1的雷射光照射單元20-1具備：雷射振盪器23，其射出雷射光21；偏光分光器24；第一空間光調變器25-1；第二空間光調變器25-2；第一中繼透鏡光學系統26-1；第二中繼透鏡光學系統26-2；第一成像單元27-1；以及第二成像單元27-2。
在第二實施方式中，偏光分光器24與第一實施方式的第一偏光分光器24-1的構成相同。在第二實施方式中，偏光分光器24將從雷射振盪器23射出之雷射光21之中的偏光成分為s偏光211的雷射光21朝向第一空間光調變器25-1反射，且使偏光成分為p偏光212的第二雷射光21-2穿透，而將雷射光21分離成s偏光211的第一雷射光21-1與p偏光212的第二雷射光21-2。
此外，在第二實施方式中，偏光分光器24所反射之s偏光211的第一雷射光21-1照射至第一空間光調變器25-1的顯示面251。並且，在第二實施方式中，已穿透偏光分光器24之p偏光212的第二雷射光21-2被反射鏡29反射之後，照射至第二空間光調變器25-2的顯示面252。
第一空間光調變器25-1為所謂LCOS-SLM，其使s偏光211的第一雷射光21-1射入，且因應相位圖案而將射入之第一雷射光21-1調變並射出，所述s偏光211為被偏光分光器24分離之一者的偏光成分。在第二實施方式中，第一空間光調變器25-1在顯示面251將第一雷射光21-1反射，調變第一雷射光21-1的光學特性，並朝向第一中繼透鏡光學系統26-1射出。
第二空間光調變器25-2為所謂LCOS-SLM，其使p偏光212的第二雷射光21-2射入，且因應相位圖案而將射入之第二雷射光21-2調變並射出，所述p偏光212為被偏光分光器24分離之另一者的偏光成分。在第二實施方式中，第二空間光調變器25-2在顯示面252將第二雷射光21-2反射，調變第二雷射光21-2的光學特性並射出。此外，在第二實施方式中，藉由第二空間光調變器25-2而變更光學特性之第二雷射光21-2被反射鏡29-1反射而朝向第二中繼透鏡光學系統26-2。
第一中繼透鏡光學系統26-1係將藉由第一空間調變器25-1而調變光學特性之第一雷射光21-1朝向第一成像單元27-1射出者。第二中繼透鏡光學系統26-2係將藉由第二空間調變器25-2而調變光學特性之第二雷射光21-2朝向第二成像單元27-2射出者。中繼透鏡光學系統26-1、26-2與第一實施方式之中繼透鏡光學系統26同樣地具備至少一個以上的習知的透鏡等光學零件。
第一成像單元27-1係將從第一空間光調變器25-1射出之第一雷射光21-1成像，並往被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200照射者。第二成像單元27-2係將從第二空間光調變器25-2射出之第二雷射光21-1成像，並往被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200照射者。此外，成像單元27-1、27-2將藉由偏光分光器24而從雷射光21分離之互相獨立之雷射光21-1、21-2往被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200成像。亦即，在第二實施方式中，雷射光照射單元20-1一次將兩道雷射光21-1、21-2照射至對象物200。
各成像單元27-1、27-2與第一實施方式的成像單元27同樣地具備：成像透鏡271，其將雷射光21-1、21-2成像於被保持於卡盤台10的保持面11之對象物200的半導體晶片202；以及未圖示之透鏡移動單元。
成像透鏡271例如配置於加工頭22內，且沿著與鉛直方向平行的Z軸方向而配置於與卡盤台10的保持面11面對之位置。成像透鏡271為將雷射光21-1、21-2成像並照射至被保持於卡盤台10之對象物200之成像元件。
透鏡移動單元係變更成像透鏡271與被保持於卡盤台10之對象物200的Z軸方向的距離者。在第二實施方式中，透鏡移動單元係藉由使成像透鏡271沿著與Z軸方向平行的雷射光21-1、21-2的光軸移動，而使成像透鏡271與被保持於卡盤台10之對象物200的距離沿著雷射光21-1、21-2的光軸相對地變更。
並且，在第二實施方式中，雷射光照射單元20-1被調整成第一雷射光21-1的共軛平面301與第二雷射光21-2的共軛平面302一致。並且，為了使第一雷射光21-1的共軛平面301與第二雷射光21-2的共軛平面302一致，能以第一雷射光21-1的光路長與第二雷射光21-2的光路長成為一致之長度之方式構成光學系統，亦可藉由控制顯示於第一空間光調變器25-1與第二空間光調變器25-2之相位圖案而使共軛平面301、302一致。此外，在第二實施方式中，共軛平面301形成於第一空間光調變器25-1與第一中繼透鏡光學系統26-1之間，共軛平面302形成於反射鏡29-1與第二中繼透鏡光學系統26-2之間。並且，在本發明中，在第二實施方式中，可不使共軛平面301、302一致，亦可對準照射第一雷射光21-1之對象物200與照射第二雷射光21-2之對象物200的被照射區域而分別調整共軛平面301、302的位置。
在第二實施方式中，雷射光照射單元20-1對被保持於卡盤台10之對象物200照射兩道對象物200的至少半導體晶片202具有吸收性之波長的雷射光21-1、21-2，加熱半導體晶片202，且將凸塊203迴焊而將半導體晶片202安裝（接合固定）於基板201。
第二實施方式之雷射光照射裝置1中，藉由偏光分光器24而將雷射光21分離成s偏光211的第一雷射光21-1與p偏光212的第二雷射光21-2之後，將各自的偏光成分的雷射光21-1、21-2射入不同之空間光調變器25-1、25-2，且將被空間光調變器25-1、25-2調變之雷射光21-1、21-2分別照射至對象物200。其結果，第二實施方式之雷射光照射裝置1發揮下述功效：可抑制照射至對象物200之雷射光21的能量減半，且能將從雷射振盪器23射出之雷射光21有效率地照射至對象物200。
［第三實施方式］ 基於圖式而說明第三實施方式之雷射光照射裝置1。圖4係示意性地表示第三實施方式之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。此外，圖4中，對與第二實施方式相同的部分標記相同的符號並省略說明，且與圖2同樣地適當記載雷射光21的光路的各位置的偏光成分。
第三實施方式之雷射光照射裝置1的雷射光照射單元20-2除了將1／2波片28配置於第一中繼透鏡光學系統26-1與第一成像單元27-1之間以及第二中繼透鏡光學系統26-2與第二成像單元27-2之間的至少一者之外，其餘與第二實施方式相同。此外，1／2波片28的構成與第一實施方式的1／2波片28-1、28-2的構成相同。
第三實施方式之雷射光照射裝置1的雷射光照射單元20-2將1／2波片28配置於第二中繼透鏡光學系統26-2與第二成像單元27-2之間。1／2波片28將第二雷射光21-2的偏光成分從p偏光212變更成s偏光211。第三實施方式之雷射光照射裝置1的雷射光照射單元20-2一次將兩道s偏光的雷射光21-1、21-2照射至對象物200。
第三實施方式之雷射光照射裝置1在藉由偏光分光器24而將雷射光21分離成s偏光211的第一雷射光21-1與p偏光212的第二雷射光21-2之後，將被空間光調變器25-1、25-2調變之雷射光21-1、21-2分別照射至對象物200，因此與第二實施方式同樣地發揮下述功效：能將從雷射振盪器23射出之雷射光21有效率地照射至對象物200。
並且，第三實施方式之雷射光照射裝置1即使在如形成改質層等之SD（Stealth Dicing，隱形切割）加工般地偏光方向會對加工結果產生影響之情形中，因兩道雷射光21-1、21-2的偏光方向一致，故能適當地施行加工。
此外，第一實施方式、第二實施方式及第三實施方式之雷射光照射裝置1亦可使用於SD加工，所述SD加工係使對象物具有穿透性之波長的雷射光聚光於對象物的內部，而在對象物的內部形成改質層等。
［變形例］ 基於圖式而說明變形例之雷射光照射裝置1。圖5係示意性地表示第一實施方式的變形例之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。圖6係示意性地表示第二實施方式的變形例之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。圖7係示意性地表示第三實施方式的變形例之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。此外，圖5、圖6及圖7中，對與第一實施方式、第二實施方式及第三實施方式相同的部分標記相同的符號並省略說明，且與圖2同樣地適當記載雷射光21的光路的各位置的偏光成分。
此外，圖5、圖6及圖7所示之變形例之雷射光照射裝置1不具備成像單元27、27-1、27-2，而將具有成像功能之相位圖案顯示於將雷射光21-1、21-2的光學特性調變並射出之空間光調變器25-1、25-2的顯示面251、252，藉此將雷射光21-1、21-2成像並往對象物200照射。因此，在圖5所示之變形例中，將藉由第二偏光分光器24-2而合成之雷射光21成像並往對象物200照射之成像單元為第一空間光調變器25-1的成像功能及第二空間光調變器25-2的成像功能。並且，在圖6及圖7所示之變形例中，將從第一空間光調變器25-1射出之第一雷射光21-1成像並往對象物200照射之第一成像單元為第一空間光調變器25-1的成像功能，將從第二空間光調變器25-2射出之第二雷射光21-2成像並往對象物200照射之第二成像單元為第二空間光調變器25-2的成像功能。此外，在圖5、圖6及圖7所示之變形例中，亦可與第一實施方式、第二實施方式及第三實施方式同樣地具備成像單元27、27-1、27-2。亦即，在本發明中，只要成像單元27、27-1、27-2與空間光調變器25-1、25-2的至少一者將雷射光21、21-1、21-2成像即可。
此外，本發明並不受限於上述實施方式。亦即，在不脫離本發明精神之範圍內可進行各種變形並實施。
1:雷射光照射裝置 21:雷射光 21-1:第一雷射光（雷射光） 21-2:第二雷射光（雷射光） 23:雷射振盪器 24:偏光分光器 24-1:第一偏光分光器 24-2:第二偏光分光器 25-1:第一空間光調變器（成像單元、第一成像單元） 25-2:第二空間光調變器（成像單元、第二成像單元） 27:成像單元 27-1:第一成像單元 27-2:第二成像單元 28-1:第一1／2波片 28-2:第二1／2波片 200:對象物 211:s偏光 212:p偏光
圖1係表示第一實施方式之雷射光照射裝置的構成例之立體圖。 圖2係示意性地表示圖1所示之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。 圖3係示意性地表示第二實施方式之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。 圖4係示意性地表示第三實施方式之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。 圖5係示意性地表示第一實施方式的變形例之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。 圖6係示意性地表示第二實施方式的變形例之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。 圖7係示意性地表示第三實施方式的變形例之雷射光照射裝置的雷射光照射單元等構成之圖。
1:雷射光照射裝置
10:卡盤台
11:保持面
20:雷射光照射單元
21:雷射光
21-1:第一雷射光(雷射光)
21-2:第二雷射光(雷射光)
23:雷射振盪器
24-1:第一偏光分光器
24-2:第二偏光分光器
25-1:第一空間光調變器(成像單元、第一成像單元)
25-2:第二空間光調變器(成像單元、第二成像單元)
26:中繼透鏡光學系統
27:成像單元
28-1:第一1/2波片
28-2:第二1/2波片
29:反射鏡
200:對象物
201:基板
202:半導體晶片
203:凸塊
211:s偏光
212:p偏光
251:顯示面
252:顯示面
271:成像透鏡
301:共軛平面
302:共軛平面

Claims (5)

  1. 一種雷射光照射裝置，其將雷射光照射至對象物，且具備： 雷射振盪器，其射出該雷射光； 第一偏光分光器，其將從該雷射振盪器射出之雷射光的偏光成分分離成p偏光與s偏光； 第一空間光調變器，其使被該第一偏光分光器分離之一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出； 第二空間光調變器，其使被該第一偏光分光器分離之另一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出； 第二偏光分光器，其使從該第一空間光調變器射出之雷射光穿透，且使從該第二空間光調變器射出之雷射光反射，藉此使從該第一空間光調變器射出之雷射光與從該第二空間光調變器射出之雷射光合成；以及 成像單元，其將藉由該第二偏光分光器而合成之雷射光成像，並往該對象物照射。
  2. 如請求項1之雷射光照射裝置，其中，進一步具備： 第一1／2波片，其配設於該第一偏光分光器與該第一空間光調變器之間；以及 第二1／2波片，其配設於該第一偏光分光器與該第二空間光調變器之間。
  3. 如請求項1或2之雷射光照射裝置，其中，該成像單元為該第一空間光調變器的成像功能及該第二空間光調變器的成像功能。
  4. 一種雷射光照射裝置，其將雷射光照射至對象物，且具備： 雷射振盪器，其射出該雷射光； 偏光分光器，其將從該雷射振盪器射出之雷射光的偏光成分分離成p偏光與s偏光； 第一空間光調變器，其使被該偏光分光器分離之一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出； 第二空間光調變器，其使被該偏光分光器分離之另一者的偏光成分射入，且因應相位圖案而將所射入之該雷射光調變並射出； 第一成像單元，其將從該第一空間光調變器射出之雷射光成像，並往該對象物照射；以及 第二成像單元，其將從該第二空間光調變器射出之雷射光成像，並往該對象物照射。
  5. 如請求項4之雷射光照射裝置，其中，該第一成像單元為該第一空間光調變器的成像功能，且該第二成像單元為該第二空間光調變器的成像功能。
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