1343849 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，是有關雷射加工裝置，對於被保持於挾盤載 台的板狀的被加工物沿著預定的加工預定線條施加雷射加 工。 【先前技術】 _ 在半導體裝置製造過程中，是在略圓板形狀也就是半 導體晶圓的表面藉由呈格子狀配列的被稱爲格線（street )的分割預定線條而被區劃成複數領域，在此區劃領域形 成1C、LSI等的電路。而且，藉由將半導體晶圓沿著分割 預定線條切斷而分割出供形成電路用的領域來各別製造半 導體晶片。且，在藍寶石基板的表面積層了氮化鎵系化合 物半導體等的光裝置晶圓也藉由沿著分割預定線條切斷而 分別被分割成發光二極管、雷射二極管等的光裝置，並廣 φ 泛地被利用於電子機器。 沿著上述半導體晶圓或光裝置晶圓等的分割預定線條 的切斷，通常是藉由被稱爲方塊切割機（dicer )之的切削 裝置進行。此切削裝置，是具備：保持半導體晶圓或光裝 置晶圓等的被加工物的挾盤載台、及將保持於該挾盤載台 的被加工物切削用的切削手段、及相對地移動挾盤載台及 切削手段用的切削送出手段。切削手段，是包含轉軸元件 ，其是具備：旋轉轉軸、及被裝設於該轉軸的切削刀身、 及旋轉驅動旋轉轉軸用的驅動機構。切削刀身是由：圓盤 -4 - (2) 1343849 狀的基台、及裝設於該基台的側面外周部的環狀的切削刃 部所構成，切削刃部是將例如粒徑3 m程度的鑽石砥粒 藉由電鑲被固定於基台並形成厚度20/im程度。 ‘然而，藍寶石基板、碳化矽基板等因爲摩式（Mohs ) 硬度高，所以由上述切削刀身的切斷未必容易。進一步， 切削刀身因爲具有20 // m程度的厚度，所以光是區劃裝置 用的分割預定線條的寬度就需要50 /i m程度。因此，例如 g 大小是在 3 00 // mx 3 00 m程度的裝置的情況中，格線的 佔位面積比率也有1 4%，而有生産性差的問題。 另一方面，近年來分割半導體晶圓等的板狀的被加工 物的方法，也使用對於該被加工物具有透過性的脈衝雷射 光線，集中集光點在應分割的領域的內部來照射脈衝雷射 光線的雷射加工方法。使用此雷射加工方法的分割方法， 是從被加工物的一方的面側集中集光點在其內部並照射對 於被加工物具有透過性的例如波長爲】〇64nm的脈衝雷射 φ 光線，在被加工物的內部沿著分割預定線條連續形成變質 層，藉由形成此變質層沿著強度已降低的分割預定線條施 加外力，來分割被加工物。（例如，專利文獻I參照《) [專利文獻1〕日本專利第34〇8805號公報 然而，在半導體晶圓等的板狀的被加工物中會有波浪 狀彎曲，而其厚度參差不一的話，雷射光線照射時會因曲 折率的關係而無法於預定的深度形成均一的變質層。因此 1爲了在半導體晶圓等的內部的預定深度形成均一的變質 層，是需要預先檢測出雷射光線照射領域的凹凸，追隨其 -5- (3) 1343849 凹凸由雷射光線照射手段進行加工^ 且’將集光點集中於板狀的被加工物的內部並照射雷 射光線’對於被加工物的內部施加印記的雷射加工雖也已 * 實用化’但是在被加工物的內部的預定深度施加印記，仍 是需要追隨被加工物的表面的凹凸由雷射光線照射手段進 行加工。 爲了消解上述問題’提案一種方塊切割裝置，其是在 φ 工件載台設置供檢測出被載置的工件的高度位置用的高度 位置檢出手段’藉由該高度位置檢出手段檢測出工件的切 削領域的高度位置，作成切削領域的高度地圖，依據此地 圖控制切削刀身的切入位置。（例如，專利文獻2參照。 ) 〔專利文獻2〕日本特開平2003-168655號公報 揭示於上述公報的技術，是藉由高度位置檢出手段檢 測出工件的切削領域的高度位置而作成切削領域的高度地 φ 圖，之後依據所作成的地圖控制切削刀身的切入位置的方 式實施切削加工，因爲高度位置檢出過程及切削過程是分 離，所以在生産性方面並無效率。 在此，本案申請人已在日本特願2004-117496中提案 丨一種雷射加工裝置，即使板狀物的厚度參差不一，也可以 在板狀物中的所期位置效率佳地施加雷射加工。此雷射加 工裝置，是藉由高度位置檢出手段檢測出被保持於挾盤載 台上的被加工物中的從集光器照射出的雷射光線的照射位 置的高度位置，依據該檢測出的訊號使集光器對於挾盤載 -6 - (4) 1343849 台的保持面朝垂直方向移動調整。 【發明內容】 <(本發明所欲解決的課題） 然後，長時間運轉雷射加工裝置的話，雷射加工裝置 的構成構件會產生熱變形而使上述高度位置檢出手段及雷 射光線照射手段的集光器的位置關係會發生偏離。此結果 φ ，即使依據由高度位置檢出手段檢測出的被加工物的上面 的高度位置來控制集光器的位置，也無法將從集光器照射 雷射光線的集光點定位於被加工物的所期位置。 本發明是鑑於上述事實，其主要技術課題，是提供一 種雷射加工裝置，具備可以檢測出從雷射光線照射手段的 集光器照射出的雷射光線的集光點及高度位置檢出手段的 位置關係的功能。 φ (用以解決課題的手段） 爲了解決上述主要技術課題，依據本發明，是提供一 種雷射加工裝置，其是具備：具備供保持被加工物用的被 加工物保持面的挾盤載台、及具備從被保持於該挾盤載台 的被加工物的上面側照射雷射光線而生成集光點用的集光 器的雷射光線照射手段、及將該集光器所生成的雷射光線 的集光點在該被加工物保持面朝垂直方向移動的集光點位 置調整手段、及檢測出被保持於該挾盤載台的被加工物的 上面中的從該集光器照射出的雷射光線的照射領域的高度 (5) 1343849 位置用的高度位置檢出手段、及依據由該高度位置檢出手 段檢測出的高度位置訊號來控制該集光點位置調整手段的 控制手段：其特徵爲：供檢測從該集光器照射出的集光點 ^ 檢出用雷射光線的集光點及該高度位置檢出手段的位置關 係用的集光點檢出載台是鄰接於該挾盤載台配設。 上述集光點檢出載台，是由：載台本體 '及可裝卸地 保持於該載台本體上面的集光點檢出板所構成較佳。 B 在該集光點檢出載台具備供檢測出從該集光器照射出 的集光點檢出用雷射光線的束點用的束點檢出手段，該控 制手段，是依據：由該高度位置檢出手段檢測出的該集光 點檢出載台的高度位置、及由該束點檢出手段檢測出的集 光點檢出用雷射光線的束點徑，檢測出：從該集光器照射 出的雷射光線的集光點、及高度位置檢出手段的位置關係 。且’控制手段，是若當從該集光器照射出的雷射光線的 集光點及高度位置檢出手段的位置關係，是與預定的位置 φ 關係偏離的情況時，控制該集光點位置調整手段使成爲預 定的位置關係。上述集光點檢出用雷射光線的輸出功率値 ’是設定成比加工時照射出的雷射光線的輸出功率値更小 (發明之效果） 依據本發明的雷射加工裝置，供檢測出從集光器照射 出的集光點檢出用雷射光線的集光點及高度位置檢出手段 的位置關係用的集光點檢出載台，因爲鄰接於挾盤載台配 -8- (6) 1343849 ^ ’所以不需要依據不同情況對於挾盤載台置換不同的檢 . '測板’被加工物的加工中也可以檢測出從雷射光線照射手 段的集光器照射出的雷射光線的集光點及高度位置檢出手 ' 段的位置關係。 【實施方式】 在第1圖I中’是顯示依據本發明構成的雷射加工裝置 • 的立體圖。如第1圖所示的雷射加工裝置，是具備：靜止 基台2、及在該靜止基台2朝箭頭x所示的加工送出方向 移動可能地配設並保持板狀的被加工物用的挾盤載台機構 3、及在靜止基台2朝與上述箭頭X所示的方向垂直的箭 頭Y所示的切割方向移動可能地配設的雷射光線照射元件 支撐機構4、及在該雷射光線照射元件支撐機構4朝箭頭 Z所示的集光點位置調整方向移動可能地配設的雷射光線 照射元件5。 φ 上述挾盤載台機構3，是具備：在靜止基台2上沿著 箭頭X所示的方向平行配設的一對的導引軌道31、31、 及在該導引軌道31' 31上朝箭頭X所示的方向移動可能 地配設的第一滑動塊體32、及在該第1滑動塊體32上朝 '箭頭Y所示的方向移動可能地配設的第2滑動塊體33、 及在該第2滑動塊體33上被圓筒構件34支撐的支撐載台 35、及作爲被加工物保持手段的挾盤載台36。此挾盤載台 36是由多孔性材料形成且具備被加工物保持面361，藉由 無圖示的吸引手段將板狀的被加工物也就是例如圓盤狀的 -9- (7) 1343849 半導體晶圓保持於被加工物保持面3 6 1上。且，挾盤載台 36，是被配設於圓筒構件34內的無圖示脈衝馬達驅動而 旋轉。 ' 上述第1滑動塊體32，是在下面設有與上述一對的導 引軌道31、31嵌合的一對的被導引溝321、321，並且在 上面設有沿著箭頭Y所示的方向平行形成的一對的導引軌 道3 22、3 22。如此構成的第]滑動塊體32，是藉由被導 φ 引溝32〗、321嵌合於一對的導引軌道3]、31，而可沿著 一對的導引軌道31、31朝箭頭X所示方向移動可能。圖 示的實施例中的挾盤載台機構3，是具備將第1滑動塊體 32沿著一對的導引軌道31、31朝箭頭X所示方向移動用 的加工送出手段37。加工送出手段37，是包含：平行配 設在上述一對的導引軌道31及31之間的公螺桿371、及 旋轉驅動該公螺桿371用的脈衝馬達372等的驅動源。公 螺桿371，其一端是可旋轉自如地支撐在被固定於上述靜 φ 止基台2的軸承塊體373’另一端是隔著無圖示減速裝置 與上述脈衝馬達372的輸出軸傳動連結。又，公螺桿371 ’是螺合於朝第1滑動塊體32的中央部下面突出設置的 形成於無圖示的母螺栓塊體的貫通的母螺栓孔。因此，藉 由脈衝馬達372正轉及反轉驅動公螺桿371，第—滑動塊 體32就可沿著導引軌道31、31朝箭頭X所示加工送出方 向移動。 上述第2滑動塊體33，是在下面設有一對的被導引溝 331、331’其是與被設在上述第】滑動塊體32的上面的 -10 - 1 ' (8) 1343849 —對的導引軌道322、322嵌合，藉由將此被導引溝33 . 331嵌合於.一對的導引軌道322、3 22，就可朝箭頭Y月 的方向移動。圖示的實施例的挾盤載台機構3，是具| 使第2滑動塊體33沿著被設在第1滑動塊體32的一 f 導引軌道3 22、3 22朝箭頭Y所示方向移動用的第1母 送出手段38。第1切割送出手段38，是包含：平行配 在上述一對的導引軌道322及322之間的公螺桿381、 φ 旋轉驅動該公螺桿381用的脈衝馬達382等的驅動源。 螺桿381，其一端是可旋轉自如地支撐在被固定於上述 1滑動塊體32的上面的軸承塊體383，另一端是隔著無 示減速裝置與上述脈衝馬達382的輸出軸傳動連結。又 公螺桿381，是螺合在突出設置於第2滑動塊體33的中 部下面的形成於無圖示的母螺栓塊體的貫通的母螺栓孔 因此，藉由脈衝馬達382藉由正轉及反轉驅動公螺桿： ，使第2滑動塊體33沿著導引軌道322、322朝箭頭Y φ 示切割送出方向移動。 上述雷射光線照射元件支撐機構4，是具備：在靜 基台2上沿著箭頭Y所示的方向平行配設的一對的導引 道41、41、及在該導引軌道41、41上朝箭頭Y所示方 移動可能地配設的可動支撐基台42。此可動支撐基台 ，是由：可移動地配設於導引軌道41、41上的移動支 部421、及安裝於該移動支撐部421的裝設部4 22所構 。裝設部422，是在一側面使朝箭頭Z所示的方向延伸 —對的導引軌道423、423平行設置。圖示的實施例的 示 的 割 設 及 公 第 圖 ί 央 〇 8 1 所 止 軌 向 42 撐 成 之 雷 -11 - (9) 1343849 射光線照射元件支撐機構4 ’是具備：使可動支撐基台4 2 沿著一對的導引軌道4】、4 1朝箭頭Y所示方向移動用的 第2切割送出手段43。第2切割送出手段43 ’是包含： 平行配設在上述一對的導引軌道41、41之間的公螺桿431 、及旋轉驅動該公螺桿431用的脈衝馬達432等的驅動源 。公螺桿431’其一端是可旋轉自如地支撐在被固定於上 述靜止基台2的無圖示軸承塊體’另一端是隔著無圖示減 φ 速裝置與上述脈衝馬達43 2的輸出軸傳動連結。又’公螺 桿431，是螺合在突出設置於構成可動支撐基台42的移動 支撐部421的中央部下面的形成於無圖示母螺栓塊體的母 螺栓孔。因此，藉由脈衝馬達4 3 2正轉及反轉驅動公螺桿 431，使可動支撐基台42沿著導引軌道41、41朝箭頭Y 所示切割送出方向移動。 圖示的實施例的雷射光線照射元件5，是具備：元件 支架51'及作爲安裝於該元件支架51的加工手段的雷射 • 光線照射手段52»元件支架51，是設有一對的被導引溝 5]1、511，其是與設置於上述裝設部422的一對的導引軌 道423、423滑動可能地嵌合，藉由將此被導引溝51 1、 511嵌合於上述導引軌道423、42 3,而被支撐成朝箭頭Z 所示方向移動可能。 圖示的雷射光線照射手段52，是包含：被固定於上述 元件支架51且實質上水平延伸的圓筒形狀的外殼521。在 外殼5 2 1內配設有如第2圖所示的脈衝雷射光線振蘯手段 522及傳送光學系5 2 3。脈衝雷射光線振蘯手段522，是由 -12 - (10) 1343849 :由Y A G雷射振蘯器或是YV 04雷射振蘯器構成的脈衝 、 雷射光線振蘯器5 22a、及附設於其的返覆頻率設定手段 522b所構成。此脈衝雷射光線振蘯手段5 22 ’是在雷射加 工用的脈衝雷射光線之外，振蘯集光點檢出用的脈衝雷射 光線。傳送光學系5 23，是包含如光分配器的適宜的光學 要素。 圖示的實施例的雷射光線照射手段52，是具備被裝設 φ 於上述外殼521的先端的加工頭524。對於此加工頭524 ，參照第2圖及第4圖的說明。加工頭524，是由：偏向 鏡手段52 5、及裝設於該偏向鏡手段5 25的下部的集光器 5 26所構成。偏向鏡手段5 2 5，是包含：鏡子外殼525a、 及配設於該鏡子外殻525a內的偏向鏡525b (第2圖參照 )。偏向鏡525b，是如第2圖所示將被上述脈衝雷射光線 振蘯手段5 22振蘯並通過傳送光學系5 23照射的雷射光線 ，朝向下方即集光器526偏向。 φ 回到第4圖說明的話，集光器526，是具備：集光器 外殼5 26a、及由配設於該集光器外殼526a內的周知的群 組透鏡所構成的集光透鏡（無圖示）。在集光器外殻526a 的下部外周面形成有公螺紋526b，此公螺紋526b是藉由 螺合在形成於上述鏡子外殼525a的下部內周面的母螺栓 (無圖示）’將集光器外殻526a裝設成在鏡子外殻52 5a •可朝與上述挾盤載台36的被加工物保持面361a垂直的方 向（箭頭Z方向）移動。因此，藉由將集光器外殼52 6a 對於鏡子外殼5 2 5 a移動’就可使集光器外殻5 26a生成的 -13- (11) 1343849 集光點朝箭頭Z所示方向移動。 如上述結構的雷射光線照射手段52，是如第2圖所示 從上述脈衝雷射光線振蘯手段522振蘯的雷射光線，是隔 著傳送光學系523，進一步藉由偏向鏡525b呈90度偏向 而至集光器526，從集光器526朝上述挾盤載台36對於被 保持於被加工物以預定的集光束點徑D (集光點）進行照 射。此集光束點徑D，是如第3圖所示使呈高斯分布的脈 φ 衝雷射光線通過集光器526的對物集光透鏡526b照射的 情況，D ( // m ) =4χ Λ xf/ ( π xW )，在此λ是脈衝雷射 光線的波長（#m)，…是入射於對物集光透鏡526b的脈 衝雷射光線的直徑（mm ) ，：f是對物集光透鏡526b的焦 點距離（mm )。 圖示的實施例的雷射光線照射元件5，是如第4圖所 示的具備將上述集光器526朝箭頭Z所示的方向，即對於 上述挾盤載台36的被加工物保持面361垂直的方向移動 Φ 用的第1集光點位置調整手段53。第1集光點位置調整手 段53，是由：安裝於上述鏡子外殼525a的脈衝馬達531 、及裝設於該脈衝馬達531的旋轉軸531a的驅動齒輪532 、及與裝設於上述集光器外殼526a的外周面的驅動齒輪 53 2嚙合的被驅動齒輪5 3 3所構成。如此結構的第1集光 點位置調整手段53，是藉由正轉或是反轉驅動脈衝馬達 531，將集光器52 6沿著鏡子外殼5 2 5 a朝箭頭Z所示集光 點位置調整方向移動。因此，第1集光點位置調整手段53 ，是具有調整從集光器526照射的雷射光線的集光點的位 -14 - (12) 1343849 置的功能。 且，圖示的實施例的雷射光線照射元件5，是如第1 圖所示具備將上述元件支架51沿著一對的導引軌道423、 ‘ 4 2 3朝箭頭Z所顯示的方向’即對於上述挾盤載台3 6的 被加工物保持面361垂直的方向移動用的第2集光點位置 調整手段54。第2集光點位置調整手段54，是與上述各 送出手段同樣包含：配設在一對的導引軌道423、42 3之 φ 間的公螺桿（無圖示）、及旋轉驅動該公螺桿用的脈衝馬 達5 42等的驅動源，藉由脈衝馬達542正轉及反轉驅動無 圖示的公螺桿，將元件支架5 1及雷射光線照射手段52沿 著導引軌道423、423朝箭頭Z所示集光點位置調整方向 移動。 實施例的雷射加工裝置，是具備高度位置檢出手段6 ，可檢測出保持於上述挾盤載台36上的板狀的被加工物 的上面，即被雷射光線照射側的面中的雷射光線的照射領 φ 域的高度位置。參照第4圖乃至第6圖說明高度位置檢出 手段6。圖示的實施例的高度位置檢出手段6，是如第4 圖所示具備形成U字狀的框體61，此框體61是隔著支撐 托架7被安裝於上述雷射光線照射手段52的外殼521。在 框體61中，挾持上述集光器526使發光手段62及受光手 段63相面對於箭頭γ所示的方向配設。發光手段62，是 具備如第6圖所示的發光元件62 1及投光透鏡622。發光 元件621，是將例如波長是67〇nm的脈衝雷射光線對於第 5圖及第6圖所示的被保持於上述挾盤載台36上的被加工 -15- (13) 1343849 物W透過投光透鏡6 2 2以預定的入射角a照射。由此 光手段62所產生的雷射光線的照射位置，是設定成與 集光器5 2 6照射於被加工物W的雷射光線的照射位置 ' 一致。又，入射角α的角度，是設定成比關連於集光 52 6的對物集光透鏡5 26b的ΝΑ値的集光角度召大且 90度小。受光手段63，是具備光位置檢測元件63 1及 光透鏡63 2，從上述發光手段62照射出的雷射光線是配 φ 在使被加工物 W被正反射的位置。且，圖示的實施例 高度位置檢出手段6,是具備供調整上述發光手段62及 光手段63的傾斜角度用的角度調整旋鈕62a及63a。藉 轉動此角度調整旋鈕62a及63a，可以調整從發光手段 照射出的雷射光線的入射角α及受光手段63的受光角 〇 對於如以上結構的高度位置檢出手段6所進行的被 工物W的高度位置的檢測，參照第6圖說明。被加工 • W的高度位置是位置於第6圖的1點鎖線所示的位置的 況時，從發光元件621通過投光透鏡622照射於被加工 W的表面的雷射光線是如1點鎖線被反射，通過受光透 632在光位置檢測元件631的Α點受光。另一方面，被 工物W的高度位置是位置於第6圖的2點鎖線所示的 置的情況時，是從發光元件62 1通過投光透鏡622照射 被加工物W的表面的雷射光線是如2點鎖線被反射， 過受光透鏡63 2由光位置檢測元件63 1的B點受光。如 光位置檢測元件63 1受光的資料，是送出至後述控制手 發 從 略 器 比 受 設 的 受 由 62 度 加 物 情 物 鏡 加 位 於 通 此 段 -16 - (14) 1343849 。而且’後述控制手段是依據由光位置檢測元件63】檢測 . 出的A點及B點的間隔Η，計算被加工物w的高度位置 的變位h(h = H/sin〇：)。因此可知，保持於上述挾盤載台 . 36的被加工物W的高度位置的基準値是位置於第6圖的 1點鎖線所示的位置的情況’且被加工物w的高度位置是 變位至位置於第6圖的2點鎖線所示的位置的情況時，只 朝下方變位高度h。 φ 回到第1圖說明的話，在上述挾盤載台機構3的支撐 載台35的上面中，鄰接於挾盤載台36配設有集光點檢出 載台8。集光點檢出載台8，是如第7圖所示由例如矽形 成圓柱狀’其上面是被加工成鏡面。第8圖是顯示集光點 檢出載台的其他的實施例，如第8圖所示的集光點檢出載 台8，是由：載台本體81、及保持於該載台本體8〗的上 面的集光點檢出板82所構成。載台本體81，是與上述挾 盤載台3 6同樣具備由多孔性材料形成的被保持面8 I 1，藉 φ 由無圖示的吸引手段將集光點檢出板82可裝卸地保持在 保持面8 1 1上。集光點檢出板82，是可以使用由例如矽所 構成的假晶圓。如此如第8圖所示的集光點檢出載台8， 是因爲由載台本體81及集光點檢出板82構成’所以集光 點檢出板82損傷的情況時可以容易交換。 依據第2圖說明的話，圖示的實施例的雷射加工裝置 ，是在上述集光點檢出載台8具備束點檢出手段9’其可 檢測出從雷射光線照射手段5 2照射出的集光點檢出用雷 射光線的束點。束點檢出手段9 ’在圖示的實施例中’是 -17- (15) 1343849 由：配設於上述加工頭524的鏡子外殼5 25a的光分配器 . 91、及攝影由該光分配器91反射的集光點檢出用雷射光 線的攝影手段92所構成。光分配器9 1，是使由如第9圖 .所示的偏向鏡手段525偏光的雷射光線通過，使在集光點 檢出載台8被反射的雷射光線略直角被反射。攝影手段92 胃具備攝影由集光點檢出載台8所反射的雷射光線的攝影 元件（CCD )，將攝影所得的畫像訊號朝後述的控制手段 φ 送出。 回到第1圖說明的話，在構成上述雷射光線照射手段 52的外殼521的前端部，是配設有調準手段1 1，供檢測 出應由上述雷射光線照射手段52雷射加工的加工領域。 此調準手段1 1，是在圖示的實施例中是由可視光線攝影的 通常的攝影元件（CCD )之外，由：對於被加工物照射紅 外線的紅外線照明手段、及捕捉由該紅外線照明手段照射 出的紅外線的光學系、及輸出對應由該光學系捕捉到的紅 • 外線的電氣訊號的攝影元件（紅外線CCD )等所構成，將 攝影所得的畫像訊號朝後述控制手段送出。 圖示的實施例的雷射加工裝置，是具備控制手段1 0。 控制手段1 〇，是具備：依據控制程式計算處理的中央處理 裝置（CPU ) 1 01、及容納控制程式等的唯讀記憶體（ ROM ) 1 02、及容納計算結果等讀寫可能的隨機存取記億 體（RAM)〗03、及輸入介面104及輸出介面105。如此構 成的控制手段10的輸入介面104中，是被輸入來自上述 高度位置檢出手段6或束點檢出手段9的攝影手段92及 -18- (16) 1343849 調準手段Π等的檢測訊號。且，從輸出介面1 05，是朝上 述脈衝馬達3 72、脈衝馬達3 82、脈衝馬達4 32、脈衝馬達 531、脈衝馬達542、雷射光線照射手段52等輸出控制訊 " 號。 圖示的實施例的雷射加工裝置是如以上結構，對於其 作用如以下說明。在第1 〇圖中，是顯示作爲板狀的被加 工物用的半導體晶圓的立體圖。如第10圖所示的半導體 φ 晶圓20，是在由矽晶圓構成的半導體基板21的表面21a 藉由呈格子狀配列的複數分割預定線條（加工預定線） 2 1 1 (複數分割預定線條是相互平行形成）被區劃成複數 領域，在被此區劃的領域形成1C、LSI等的電路212。 如上述結構的半導體晶圓20，是在第1圖所示的雷射 加工裝置的挾盤載台36的被加工物保持面361上以背面 2 1 b爲上側進行搬運，表面2 1 a側是被吸引保持於該吸著 挾盤361。如此已吸引保持了半導體晶圓20的挾盤載台 • 36，是藉由加工送出手段37的作動沿著導引軌道31，31 移動並被定位在配設於雷射光線照射元件5的調準手段11 的正下方。 挾盤載台36是被定位於調準手段Π的正下方的話， 就實行藉由調準手段Π及控制手段1 0檢測出應進行半導 體晶圓2 0的雷射加工的加工領域的調準作業。即，調準 手段1 1及控制手段1 〇，是實行爲了進行供形成於半導體 晶圓2 0的預定方向的分割預定線條2 1 1、及沿著分割預定 線條2 1 1照射雷射光線的雷射光線照射元件5的集光器 -19 - (17) 1343849 526的位置對合用的圖案對合等的畫像處理，完成雷射光 線照射位置的調準。且，對於與形成於半導體晶圓2 〇的 上述預定方向呈直角延伸的分割預定線條2n，也同樣地 . 完成雷射光線照射位置的調準。這時，形成半導體晶圓2 0 的分割預定線條2 1 1的表面2 1 a雖是位置於下側，但是調 準手段1 1因爲具備如上述紅外線照明手段及捕捉紅外線 的光學系及輸出對應紅外線之電氣訊號的攝影元件（紅外 φ 線c c D )等所構成的攝影手段，所以可以攝影從背面2 1 b 浮出的分割預定線條2 1 1。 檢測出如以上形成在被保持於挾盤載台36上的半導 體晶圓2 0的分割預定線條2 1 1，進行雷射光照射位置的調 準的話’移動挾盤載台36將第II圖的（a)所示的預定 的分割預定線條2 1 1的一端（第1 1圖的（a )的左端）定 位在雷射光線照射手段52的集光器526的正下方。而且 ，將從集光器526照射出的脈衝雷射光線的集光點p對準 • 至半導體晶圓20的表面21a (下面）附近。接著，從集光 器5 2 6照射出脈衝雷射光線且將挾盤載台3 6朝箭頭X 1所 示方向以預定的加工送出速度移動（加工過程）。而且， 由第11圖的（b)所示集光器526的照射位置若到達分割 預定線條211的另一端（第11圖的（b)的右端）後，停 止脈衝雷射光線的照射，並且停止挾盤載台36的移動。 在此加工過程，是藉由上述高度位置檢出手段6檢測出從 集光器526照射出的脈衝雷射光線的照射位置的高度位置 ，該檢測訊號是隨時被送出至控制手段1 0。控制手段1 0 -20- (18) 1343849 ，是依據高度位置檢出手段6的檢測訊號計算沿著半導體 . 晶圓 20的分割預定線條 21 1的高度位置的變位h ( h = H/sin α )。而且，控制手段〗〇，是對應所計算出的高 度位置的變位h正轉或是反轉驅動上述第1集光點位置調 整手段53的脈衝馬達53 1，使集光器526朝上方或是下方 移動。因此，在上述加工過程中，集光器526是如第11 圖的（b )所示追隨沿著分割預定線條2 1 1的高度位置朝 φ 上方或是下方移動。此結果，形成於半導體晶圓20的內 部的變質層2 1 0，是在雷射光線照射側的相反側的面（被 保持於挾盤載台36上的半導體晶圓20的下面）均一地露 出形成。如此依據圖示的實施例的雷射加工裝置，藉由高 度位置檢出手段6可隨時檢測出被保持於挾盤載台36的 半導體晶圓20的從集光器5 26照射的脈衝雷射光線的照 射位置的高度位置，控制手段1 〇因爲是依據該檢測訊號 控制第1集光點位置調整手段53，所以即使半導體晶圓 φ 20的厚度參差不一，也可在所期位置效率佳地施加雷射加 工。 又，上述加工過程的加工條件，是設定成如下》 雷射：YV04脈衝雷射 波長：1 064nm 平均輸出：2W 返覆頻率：100kHz 集光束點徑：0 1 // m 加工送出速度：100mm /秒 -21 - (19) 1343849 又，半導體晶圓20的厚度較厚的情況中，藉由如第 I 2圖所示階段地改變集光點P並複數次實行上述雷射光 線照射過程，形成複數變質層210a、210b、210c較佳❶ " 此變質層21 0a、21 Ob、21 0c的形成’是依照2 1 0a、21 Ob 、2 1 0c的順序將雷射光線的集光點階段地變位進行較佳。 如以上，沿著延伸於半導體晶圓20的預定方向的全 部的分割預定線條2 1 1實行上述加工過程的話，挾盤載台 φ 36會90度轉動，沿著對於上述預定方向直角延伸的各分 割預定線條實行上述加工過程。如此，沿著形成於半導體 晶圓20的全部的分割預定線條2 1 1實行上述加工過程的 話，保持半導體晶圓20的挾盤載台36，會返回至最初吸 引保持半導體晶圓20的位置，在此解除半導體晶圓20的 吸引保持。而且，半導體晶圓20，是藉由無圖示搬運手段 被搬運至分割過程。 以上雖說明，使用依據本發明結構的雷射加工裝置沿 φ 著形成於半導體晶圓2 0的分割預定線條2 1 1在內部形成 變質層210的加工例，但是藉由使用本發明的雷射加工裝 置實施在被加工物的表面形成溝的雷射加工，就可沿著被 加工物的表面形成預定深度的溝。此加工，因爲是在被加 工物的表面形成溝使表面狀態變化，所以高度位置檢出手 段6的被加工物的高度位置的檢測，是在加工點的3mm 前方的位置實施。又，形成雷射加工溝的加工條件是設定 成如下。 雷射：YV04脈衝雷射 -22 - (20) 1343849 波長：3 5 5nm 平均輸出：4W 返覆頻率：I 00kHz 集光束點徑（d) :03;/m 加工送出速度：60mm/秒 如以上長時間實施雷射加工的話，在雷射加 雷射光線照射手段5 2的構成構件會發生熱變形 φ ，高度位置檢出手段及雷射光線照射手段的集光 關係會發生偏離。此結果，即使依據由高度位置 6檢測出的被加工物也就是半導體晶圓2 0的上面 置來控制集光器526的位置，也無法將從集光器 雷射光線的集光點定位於半導體晶圓2 0的所期 了消解這種問題用的圖示的實施例中的雷射加工 運轉了預定時間的話，就會檢測確認集光器526 置檢出手段6的位置關係，並調整兩者的位置關4 φ 以下參照第1 3圖所示的流程圖說明：確認集 及高度位置檢出手段6的位置關係，調整兩者的 之程序。首先，在步驟S1，將高度位置檢出手|j 在集光點檢出載台8的正上方，藉由高度位置檢 將集光點檢出載台8上面的高度位置如上述檢測 點檢出載台的高度位置檢出過程）。而且，高度 手段6是將檢測結果朝控制手段1 〇送出，控制手 將被輸入的檢測結果一時容納於隨機存取記憶體 】03 ° 工裝置的 。此結果 器的位置 檢出手段 的高度位 526照射 位置。爲 裝置，若 及高度位 系。 光器526 位置關係 € 6定位 出手段6 出（集光 位置檢出 :段1 0是 (RAM ) -23- (21) 1343849 在步驟S1實施集光點檢出載台的高度位置檢出過程 . 的話，控制手段1 〇會進入步驟S2，依據於上述高度位置 檢出手段6的檢測結果對應從集光器526照射出之雷射光 . 線的集光點被檢測出的高度位置，控制第1集光點位置調 整手段53將集光器526定位於基準位置（集光器定位過 程）。此集光器526的基準位置，是在雷射光線照射手段 5 2的構成構件未發生熱變形的狀態（即，出設計値），預 φ 先設定集光器526及高度位置檢出手段6的位置關係，使 從集光器526照射的雷射光線的集光點成爲由高度位置檢 出手段6檢測到的高度位置。 接著，控制手段會進入步驟S3，將集光器526定位 在集光點檢出載台8的正上方，控制雷射光線照射手段52 讓集光點檢出用的雷射光線通過集光器5 2 6照射於集光點 檢出載台8上面。又’集光點檢出用雷射光線的輸出功率 値，是設定成比上述加工用的雷射光線的輸出功率値更低 φ ，即不在集光點檢出載台8進行雷射加工的輸出（例如， 0.05W )。如此照射於集光點檢出載台8上面的集光點檢 出用雷射光線’是在照射於集光點檢出載台8上面的束點 徑的狀態下如第9圖所示的虛線在集光點檢出載台8上面 被反射，進一步藉由光分配器91朝向攝影手段92被反射 。藉由光攝影手段92攝影該反射（束點攝影過程）。攝 影到了在如此照射於集光點檢出載台8上面的集光點檢出 用雷射光線的束點的攝影手段9 2，會將該畫像訊號朝控制 手段1 〇送出。 -24 - (22) 1343849 已輸入了上述集光點檢出用雷射光線的束點的畫像訊 號的控制手段1 〇，是進入步驟S4測量束點的徑（D )( 束點徑測量過程）。 接著，控制手段1 〇是進入步驟S 5 ’判別：由束點徑 測量過程所測量到的束點徑（D )及從集光器5 2 6照射出 的雷射光線的集光束點的徑（d)是否一致，即集光器5 26 及高度位置檢出手段6的位置關係是否正常或偏離（偏離 φ 判別過程）。在圖示的實施例，從集光器526照射出的雷 射光線的集光束點徑（d )是0 1 /i m，由上述束點徑測量 過程測量到的集光點檢出用雷射光線的束點的徑（D )是 0 1/zm的話，集光器526及高度位置檢出手段6的位置 關係，就可判別爲正常的位置關係。這種情況，集光器 526及高度位置檢出手段6的位置關係就不需要調整。另 一方面，由上述束點徑測量過程所測量到的集光點檢出用 雷射光線的束點的徑（D )是比從集光器526照射出的雷 • 射光線的集光束點徑（d ) (0 1 Μ m )大的情況時，就可 判別爲因發生於雷射光線照射手段5 2的構成構件的熱變 形等的影響，集光器526及高度位置檢出手段6的位置關 係是從正常的狀態偏離。而且，控制手段10，是算出上述 偏離作爲修正値（±S)(步驟S6)。 即，修正値（土S ) ’是由土S= ( D-d ) /2tan泠所求得 。在此，/3是與如第5圖所示的集光器526的對物集光透 鏡526b的NA備關連的集光角度。 在上述偏離檢測過程，被判別爲集光器526及高度位 -25- (23) 1343849 置檢出手段6的位置關係是從正常的狀態偏離的情況時， . 控制手段1 0會進入步驟S 7，如上述依據所算出的修正値 (±S)控制第1集光點位置調整手段53來調整集光器 . 52 6及高度位置檢出手段6的位置關係（集光器調整過程 )。在此集光器調整過程，在上述步驟S6所算出的修正 値（±S)中因爲集光器526及高度位置檢出手段6的位置 關係是在正側或負側並不明確，所以藉由第1集光點位置 # 調整手段53將集光器526朝一方（例如，下側）移動， 且在從集光器照射於集光點檢出載台8的集光點檢出用的 雷射光線的束點的徑（D )變小的情況中，使集光器5 2 6 作動直到上述步驟S6所算出的修正値（±S )爲止。又， 藉由第1集光點位置調整手段53將集光器526朝一方（ 例如，下側）移動，從集光器照射於集光點檢出載台8的 集光點檢出用的雷射光線的束點的徑（D)不變小且反而 變大的情況時，是由第1集光點位置調整手段53將集光 # 器526朝另一方（例如，上側）移動回復，進一步使集光 器526作動直到上述步驟S6所算出的修正値（±S )爲止 。此結果’從集光器5 26照射出的雷射光線的集光點是藉 由高度位置檢出手段6成爲檢測高度位置。因此，在之後 的加工過程，控制手段10是藉由依據從高度位置檢出手 段6所檢測出的訊號來控制第I集光點位置調整手段5 3， 即使在半導體晶圓20的厚度參差不一，也可在所期位置 效率佳地施加雷射加工。 又，檢測確認上述集光器5 26及高度位置檢出手段6 -26- (24) 1343849 的位置關係，調整兩者的位置關係的作業，雖可藉由保持 ^ 在例如挾盤載台3 6的假晶圓等的檢測板來實施，但是因 必需每次載置檢測板，所以在被加工物的加工中實施上述 .作業是有實質上的困難。然而，依據本發明，集光點檢出 載台8因爲是鄰接於挾盤載台36配設，所以檢測板不需 要每次置換，即使在被加工物的加工中，也可以適宜地實 施上述作業。 【圖式簡單說明】 〔第]圖〕依據本發明構成的雷射加工裝置的立體圖 〇 〔第2圖〕簡略顯示第1圖所示的雷射加工裝置所裝 備的雷射光加工手段的結構的方塊圖。 〔第3圖〕說明從第2圖所示的雷射光加工手段照射 出的雷射光線的集光束點徑用的簡略圖。 # 〔第4圖〕顯示第〗圖所示的雷射加工裝置所裝備的 加工頭及高度位置檢出手段的立體圖。 〔第5圖〕顯示構成第4圖所示的高度位置檢出手段 的發光手段及受光手段及雷射光線照射手段的集光器的位 置關係的說明圖。 〔第6圖〕顯示第4圖所示的高度位置檢出手段的檢 出狀態的說明圖。 〔第7圖〕顯示第1圖所示的雷射加工裝置所裝備的 集光點檢出載台的一實施例的立體圖。 -27- (25) 1343849 〔第8圖〕顯示第1圖所示的雷射加工裝置所裝備的 _ 集光點檢出載台的其他的實施例的立體圖。 [第9圖〕如第1圖所示的雷射加工裝置所裝備的束 點檢出手段的塊體結構圖。 〔第1 〇圖〕作爲被加工物的半導體晶圓的立體圖。 〔第Π圖〕顯示藉由如第1圖所示的雷射加工裝置 加工被加工物的加工過程的說明圖。 φ 〔第12圖〕顯示被加工物的厚度較厚的情況的加工 過程的說明圖。 〔第13圖〕顯示第1圖所示的雷射加工裝置所裝備 的控制手段的動作程序的流程圖。 【主要元件符號說明】 2 · 止基台 3 :挾盤載台機構 # 4 :雷射光線照射元件支撐機構 5 :雷射光線照射元件 6:高度位置檢出手段 7 :支撐托架 8 :集光點檢出載台 9 :束點檢出手段 1 〇 :控制手段 1 1 :調準手段 2 0 :半導體晶圓 -28- (26) (26)1343849 2 1 :半導體基板 2 1 a :表面 2 1 b :背面 31 :導引軌道 3 2 :滑動塊體 3 3 :滑動塊體 3 4 :圓筒構件 35 :支撐載台 36 :挾盤載台 3 7 :加工送出手段 3 8 :切割送出手段 41 :導引軌道 42 :可動支撐基台 4 3 :切割送出手段 5 1 :元件支架 5 2 :雷射光線照射手段 5 3 :第1集光點位置調整手段 5 3 1 a :旋轉軸 54 :第2集光點位置調整手段 61 :框體 62 :發光手段 62a :角度調整旋鈕 6 3 :受光手段 8 I ·載台本體 -29 - (27) (27)1343849 8 2 :集光點檢出板 • 91 :光分配器 92 :攝影手段 1 04 :輸入介面 1 05 :輸出介面 2 1 0 :變質層 2 1 0a :變質層 φ 2 1 Ob :變質層 2 1 0 c :變質層 2 1 1 :分割預定線 2 1 2 :電路 321 :被導引溝 3 22 :導引軌道 331 :被導引溝 3 6 1 :吸著挾盤 # 361:被加工物保持面 361a:被加工物保持面 3 7 1 :公螺桿 3 72 :脈衝馬達 3 73 :軸承塊體 3 8 1 :公螺桿 3 8 2 :脈衝馬達 3 8 3 ’·軸承塊體 421 :移動支撐部 -30 (28) 1343849 422 :裝設部 . 423 :導引軌道 4 3 1 :公螺桿 _ 43 2 :脈衝馬達 51 1 :被導引溝 521 :外殻 5 22 :脈衝雷射光線振蘯手段 • 5 22a :脈衝雷射光線振蘯器 5 22b :返覆頻率設定手段 523 :傳送光學系 5 2 4 :加工頭 5 2 5 :偏向鏡手段 52 5 a :鏡子外殼 5 25 b ：偏向鏡 526 :集光器 Φ 52 6a :集光器外殻 5 2 6 b :公螺紋 52 6b :對物集光透鏡 5 3 1 :脈衝馬達 5 3 2 :驅動齒輪 533 :被驅動齒輪 542 :脈衝馬達 621 :發光元件 62 2 :投光透鏡 -31 (29) (29)1343849
631 :光位置檢測元件 63 2 :受光透鏡 8 U :保持面 -32