專(zhuān)利名稱(chēng)：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體晶片等被加工物實(shí)施激光加工的激光加工裝置，更詳細(xì)地說(shuō)涉可以調(diào)整激光光束的聚光點(diǎn)形狀的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造工序中，由在大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面排列成格子狀的、被稱(chēng)為切割道(street)的預(yù)分割線，劃分成多個(gè)區(qū)域，在該劃分的區(qū)域形成IC、LSI等器件。然后，通過(guò)沿著切割道切斷半導(dǎo)體晶片，來(lái)分割形成有器件的區(qū)域，制造各個(gè)半導(dǎo)體芯片。另外，在藍(lán)寶石基板的表面層疊了光電二極管等感光元件及激光二極管等發(fā)光元件等的光器件晶片，也通過(guò)沿著切割道切斷，來(lái)分割成各個(gè)光電二極管、激光二極管等光器件，在電氣設(shè)備中廣泛利用。
作為將上述的半導(dǎo)體晶片及光器件晶片等晶片沿著切割道進(jìn)行分割的方法，在特開(kāi)2004-9139號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了這樣的方法，即，通過(guò)沿著形成在晶片上的切割道照射脈沖激光光束來(lái)形成激光加工槽，沿著該激光加工槽折斷。
對(duì)被加工物照射的激光光束，可以根據(jù)功率、波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、聚光點(diǎn)形狀等適當(dāng)調(diào)整加工條件。然而，聚光點(diǎn)形狀很難適當(dāng)變更為圓形、或長(zhǎng)軸和短軸比不同的橢圓形，存在加工條件的調(diào)整受限制的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種激工加裝置，可以將激光光束的聚光點(diǎn)形狀很容易變更為圓形、或長(zhǎng)軸和短軸比不同的橢圓形。
為了解決上述主要技術(shù)課題，根據(jù)本發(fā)明提供一種激光加工裝置，具備用于保持被加工物的卡盤(pán)臺(tái)、及對(duì)保持在該卡盤(pán)臺(tái)上的被加工物照射激光光束的激光光束照射機(jī)構(gòu)，其特征在于，該激光光束照射機(jī)構(gòu)具備振蕩激光光束的激光光束振蕩機(jī)構(gòu)、及對(duì)由該激光光束振蕩機(jī)構(gòu)振蕩的激光光束進(jìn)行聚光的聚光器；該聚光器具備第1圓柱形透鏡組件，具有第1圓柱形透鏡；第2圓柱形透鏡組件，具有位于聚光方向與該第1圓柱形透鏡組件垂直的方向的第2圓柱形透鏡；以及間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，對(duì)該第1圓柱形透鏡組件和該第2圓柱形透鏡組件的間隔進(jìn)行調(diào)整。
上述間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支承基板；第1支承臺(tái)，設(shè)置在該支承基板上，保持上述第1圓柱形透鏡組件或上述第2圓柱形透鏡組件；第2支承臺(tái)，在該第1支承臺(tái)的上方配置成可以沿著支承基板在上下方向上移動(dòng)，保持第2圓柱形透鏡組件或第1圓柱形透鏡組件；以及調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整第1支承臺(tái)和該第2支承臺(tái)的間隔。該調(diào)整機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在支承基板的第1調(diào)整板；設(shè)置在該第2支承臺(tái)并配置在第1調(diào)整板的上方的第2調(diào)整板；及安裝在第2調(diào)整板的調(diào)整螺釘機(jī)構(gòu)；構(gòu)成調(diào)整螺釘機(jī)構(gòu)的可進(jìn)退的測(cè)量桿的前端，與該第1調(diào)整板的上表面接觸。
另外，上述第1圓柱形透鏡組件具備形成圓形并保持上述第1圓柱形透鏡的透鏡保持構(gòu)件；具有嵌合該透鏡保持構(gòu)件的圓形凹部的第1框體；保持該第1框體的第2框體；使透鏡保持構(gòu)件沿著圓形凹部的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及在與該第1圓柱形透鏡的聚光方向垂直的方向上，使第1框體相對(duì)于第2框體移動(dòng)的移動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)；上述第2圓柱形透鏡組件包括形成圓形并保持上述第2圓柱形透鏡的透鏡保持構(gòu)件；具有嵌合該透鏡保持構(gòu)件的圓形凹部的第1框體；保持該第1框體的第2框體；使透鏡保持構(gòu)件沿著圓形凹部的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及在與第2圓柱形透鏡的聚光方向垂直的方向上，使第1框體相對(duì)于第2框體移動(dòng)的移動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的激光加工裝置中，具有對(duì)第1圓柱形透鏡組件和第2圓柱形透鏡組件的間隔進(jìn)行調(diào)整的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，來(lái)調(diào)整第1圓柱形透鏡組件和第2圓柱形透鏡組件的間隔，因此，可以形成斷面是圓形的聚光點(diǎn)和斷面是橢圓形的聚光點(diǎn)，并且，可以適當(dāng)變更斷面是橢圓形的聚光點(diǎn)的長(zhǎng)軸和短軸之比。從而，可以適當(dāng)設(shè)定適合激光加工的用途的聚光點(diǎn)的形狀。


圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的激光加工裝置的斜視圖。
圖2是圖1所示的激光加工裝置所配備的激光光束照射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖3是構(gòu)成圖2所示的激光光束照射機(jī)構(gòu)的加工頭的說(shuō)明圖。
圖4是圖3所示的加工頭的斜視圖。
圖5是構(gòu)成圖3所示的加工頭的聚光器的第1圓柱形透鏡組件的斜視圖。
圖6是對(duì)圖5所示的第1圓柱形透鏡組件的構(gòu)成構(gòu)件進(jìn)行分解表示的斜視圖。
圖7是保持構(gòu)成圖5所示的第1圓柱形透鏡組件的第1圓柱形透鏡的透鏡保持構(gòu)件的斷面圖。
圖8是構(gòu)成圖3所示的加工頭的聚光器的第2圓柱形透鏡組件的斜視圖。
圖9是對(duì)圖8所示的第2圓柱形透鏡組件的構(gòu)成構(gòu)件進(jìn)行分解表示的斜視圖。
圖10是圖1所示的激光加工裝置所配備并調(diào)整第1圓柱形透鏡組件和第2圓柱形透鏡組件的間隔的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)的斜視圖。
圖11是表示在圖10所示的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)中設(shè)置第1圓柱形透鏡組件和第2圓柱透鏡組件的狀態(tài)的斜視圖。
圖12的(a)至(c)是表示通過(guò)第1圓柱形透鏡和第2圓柱透鏡形成斷面為圓形的聚光點(diǎn)的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖13的(a)至(c)是表示通過(guò)第1圓柱形透鏡和第2圓柱透鏡形成斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖14的(a)及(b)是通過(guò)圖1所示的激光加工裝置實(shí)施的激光加工槽形成工序的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的激光加工裝置的最佳實(shí)施例，更詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
圖1表示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的激光加工裝置的斜視圖。圖1所示的激光加工裝置包括靜止基座2；卡盤(pán)臺(tái)機(jī)構(gòu)3，沿由箭頭X表示的加工進(jìn)給方向可移動(dòng)地配置在該靜止基座2上并保持被加工物；激光光束照射組件支承機(jī)構(gòu)4，沿與由上述箭頭X所示的方向垂直的、以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向可移動(dòng)地配置在靜止基座2上；以及激光光束照射組件5，沿由箭頭Z所示的方向可移動(dòng)地配置在該激光光束組件支承機(jī)構(gòu)4上。
上述卡盤(pán)臺(tái)機(jī)構(gòu)3包括一對(duì)導(dǎo)軌31、31，沿著以箭頭X表示的加工進(jìn)給方向平行地配置在靜止基座2上；第1滑動(dòng)塊32，沿以箭頭X所示的加工進(jìn)給方向可移動(dòng)地配置在該導(dǎo)軌31、31上；第2滑動(dòng)塊33，沿由箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向可移動(dòng)地配置在該第1滑動(dòng)塊32上；罩臺(tái)35，在該第2滑動(dòng)塊33上由圓筒構(gòu)件34支承；及作為被加工物保持機(jī)構(gòu)的卡盤(pán)臺(tái)36。該卡盤(pán)臺(tái)36具有由多孔性材料形成的吸附卡盤(pán)361，在吸附卡盤(pán)361上由未圖示的吸引機(jī)構(gòu)保持被加工物即例如圓盤(pán)狀的半導(dǎo)體晶片。這樣構(gòu)成的卡盤(pán)臺(tái)36通過(guò)配置在圓筒構(gòu)件34內(nèi)的未圖示的脈沖電機(jī)使其旋轉(zhuǎn)。
上述第1滑動(dòng)塊32，在其下面設(shè)有與上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31嵌合的一對(duì)被導(dǎo)引槽321、321，并在其上面設(shè)有沿著以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向平行地形成的一對(duì)導(dǎo)軌322、322。這樣構(gòu)成的第1滑動(dòng)塊32，通過(guò)被導(dǎo)引槽321、321與一對(duì)導(dǎo)軌31、31嵌合，沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31可以在以箭頭X所示的加工進(jìn)給方向上移動(dòng)。圖示的實(shí)施方式的卡盤(pán)臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有用于使第1滑動(dòng)塊32沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在以箭頭X所示的加工進(jìn)給方向上移動(dòng)的加工進(jìn)給機(jī)構(gòu)37。加工進(jìn)給機(jī)構(gòu)37包括在上述一對(duì)導(dǎo)軌31和31之間平行配置的雄螺桿371、及用于對(duì)該雄螺桿371進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的脈沖電機(jī)372等驅(qū)動(dòng)源。雄螺桿371的一端被固定在上述靜止基座2上的軸承塊373旋轉(zhuǎn)自如地支承，其另一端傳動(dòng)連結(jié)在上述脈沖電機(jī)372的輸出軸上。并且，雄螺桿371與在第1滑動(dòng)塊32的中央部下面突出設(shè)置的未圖示的雌螺紋塊上形成的貫通雌螺紋孔相螺合。從而，通過(guò)脈沖電機(jī)372對(duì)雄螺桿371進(jìn)行正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使第1滑動(dòng)塊32沿著導(dǎo)軌31、31在以箭頭X所示的加工進(jìn)給方向上移動(dòng)。
上述第2滑動(dòng)塊33，在其下面設(shè)有與在上述第1滑動(dòng)塊32的上面設(shè)置的一對(duì)導(dǎo)軌322、322嵌合的一對(duì)被導(dǎo)引槽331、331，通過(guò)使該被導(dǎo)引槽331、331與一對(duì)導(dǎo)軌322、322嵌合，構(gòu)成為可以在以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向上移動(dòng)。圖示的實(shí)施方式的卡盤(pán)臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有使第2滑動(dòng)塊33沿著在第1滑動(dòng)塊32上設(shè)置的一對(duì)導(dǎo)軌322、322沿以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向移動(dòng)的第1分度進(jìn)給機(jī)構(gòu)38。第1分度進(jìn)給機(jī)構(gòu)38包括在上述一對(duì)導(dǎo)軌322和322之間平行配置的雄螺桿381、及用于對(duì)該雄螺桿381進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的脈沖電機(jī)382等驅(qū)動(dòng)源。雄螺桿381的一端被在上述第1滑動(dòng)塊32上面固定的軸承塊383旋轉(zhuǎn)自如地支承，其另一端傳動(dòng)連結(jié)在上述脈沖電機(jī)382的輸出軸上。另外，雄螺桿381與在第2滑動(dòng)塊33的中央部下面突出設(shè)置的未圖示的雌螺紋塊上形成的貫通雌螺紋孔螺合。從而，通過(guò)脈沖電機(jī)382對(duì)雄螺桿381進(jìn)行正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使第2滑動(dòng)塊33沿著導(dǎo)軌322、322在以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向上移動(dòng)。
上述激光光束照射組件支承機(jī)構(gòu)4包括在靜止基座2上沿著以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向平行配置的一對(duì)導(dǎo)軌41、41、及沿以箭頭Y表示的方向可移動(dòng)地配置在該導(dǎo)軌41、41上的可動(dòng)支承基座42。該可動(dòng)支承基座42包括可移動(dòng)地配置在導(dǎo)軌41、41上的移動(dòng)支承部421、及安裝在該移動(dòng)支承部421的安裝部422。在安裝部422的一個(gè)側(cè)面平行設(shè)有沿以箭頭Z表示的方向延伸的一對(duì)導(dǎo)軌423、423。圖示的實(shí)施方式的激光光束照射組件支承機(jī)構(gòu)4具有用于使可動(dòng)支承基座42沿著一對(duì)導(dǎo)軌41、41在以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向移動(dòng)的第2分度進(jìn)給機(jī)構(gòu)43。第2分度進(jìn)給機(jī)構(gòu)43包括在上述一對(duì)導(dǎo)軌41、41之間平行配置的雄螺桿431、及用于對(duì)該雄螺桿431進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的脈沖電機(jī)432等驅(qū)動(dòng)源。雄螺桿431的一端被在上述靜止基座2上固定的未圖示的軸承塊旋轉(zhuǎn)自如地支承，其另一端傳動(dòng)連結(jié)在上述脈沖電機(jī)432的輸出軸上。另外，雄螺桿431與在構(gòu)成可動(dòng)支承基座42的移動(dòng)支承部421的中央部下面突出設(shè)置的未圖示的雌螺紋塊上形成的貫通雌螺紋孔相螺合。從而，通過(guò)脈沖電機(jī)432對(duì)雄螺桿431進(jìn)行正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，可動(dòng)支承基座42沿著導(dǎo)軌41、41，在以箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向上移動(dòng)。
圖示的實(shí)施方式的激光光束照射組件5包括組件支架51、及安裝在該組件支架51的激光光束照射機(jī)構(gòu)52。組件支架51設(shè)有與在上述安裝部422上設(shè)置的一對(duì)導(dǎo)軌423、423上可滑動(dòng)地嵌合的一對(duì)被導(dǎo)引槽511、511，通過(guò)將該被導(dǎo)引槽511、511嵌合在上述導(dǎo)軌423、423上，在以箭頭Z所示的方向上可移動(dòng)地被支承。
圖示的實(shí)施方式的激光光束照射組件5，具有用于使組件支架51沿著一對(duì)導(dǎo)軌423、423在以箭頭Z表示的方向上移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)53。移動(dòng)裝置53包括在一對(duì)導(dǎo)軌423、423之間配置的雄螺桿(未圖示)、及用于對(duì)該雄螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的脈沖電機(jī)532等驅(qū)動(dòng)源，通過(guò)脈沖電機(jī)532對(duì)未圖示的雄螺桿進(jìn)行正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使組件支架51及激光光束照射機(jī)構(gòu)52沿著導(dǎo)軌423、423在以箭頭Z所示的方向上移動(dòng)。另外，在圖示的實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)脈沖電機(jī)532進(jìn)行正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使激光光束照射機(jī)構(gòu)52向上方移動(dòng)，通過(guò)對(duì)脈沖電機(jī)532進(jìn)行逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使激光光束照射機(jī)構(gòu)52向下方移動(dòng)。
圖示的激光光束照射機(jī)構(gòu)52，具有固定在上述組件支架51上、實(shí)質(zhì)上水平延伸的圓筒形狀的外殼521。另外，如圖2所示，激光光束照射機(jī)構(gòu)52包括在外殼521內(nèi)配置的脈沖激光光束振蕩機(jī)構(gòu)522及傳輸光學(xué)系統(tǒng)523；及配置在外殼521的前端，將由脈沖激光光束振蕩機(jī)構(gòu)522振蕩的脈沖激光光束向在上述卡盤(pán)臺(tái)36上保持的被加工物照射的加工頭6。上述脈沖激光光束振蕩機(jī)構(gòu)522包括由YAG激光振蕩器或YVO4激光振蕩器構(gòu)成的脈沖激光光束振蕩器522a、及在其上附設(shè)的重復(fù)頻率設(shè)定機(jī)構(gòu)522b。傳輸光學(xué)系統(tǒng)523包括如光束分離器那樣的適宜的光學(xué)要素。
如圖3中所示，上述加工頭6包括方向變換鏡61、及聚光器7。方向變換鏡61將由上述脈沖激光光束振蕩機(jī)構(gòu)522振蕩、通過(guò)傳輸光學(xué)系統(tǒng)523照射的脈沖激光光束，朝向聚光器7進(jìn)行方向變換。在圖示的實(shí)施方式中，聚光器7包括具有第1圓柱形透鏡81a的第1圓柱形透鏡組件8a；具有位于聚光方向與該第1圓柱形透鏡81a垂直的方向的第2圓柱形透鏡81b的第2圓柱形透鏡組件8b；以及用于調(diào)整第1圓柱形透鏡組件8a和第2圓柱形透鏡組件8b的間隔的后述的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)。上述方向變換鏡61和第1圓柱形透鏡組件8a和第2圓柱形透鏡組件8b及后述的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，如圖4所示地配置在上述外殼521的前端安裝的加工頭外殼60內(nèi)。
下面參照?qǐng)D5至圖7，對(duì)上述第1圓柱形透鏡組件8a進(jìn)行說(shuō)明。圖5表示了第1圓柱形透鏡組件8a的斜視圖，圖6表示了圖5所示的第1圓柱形透鏡組件8a的分解斜視圖。
圖5及圖6所示的第1圓柱形透鏡組件8a包括第1圓柱形透鏡81a、保持該第1圓柱形透鏡81a的透鏡保持構(gòu)件82、保持該透鏡構(gòu)件82的第1框體83、及保持該第1框體83的第2框體84。
第1圓柱形透鏡81a，如圖7中所示，斷面形成了半圓形。該第1圓柱形透鏡81a在圖示的實(shí)施方式中焦距設(shè)定為80mm。保持第1圓柱形透鏡81a的透鏡保持構(gòu)件82，在圖示的實(shí)施方式中，由合成樹(shù)脂形成為圓形。在由該合成樹(shù)脂形成的透鏡保持構(gòu)件82中埋設(shè)第1圓柱形透鏡81a并露出上表面和下表面。另外，如圖6所示地在透鏡保持構(gòu)件82的外周面的一處突出形成有被工作片821。
如圖6中所示，上述第1框體83形成一邊的長(zhǎng)為E的正方形，在其上面形成有嵌合上述透鏡保持構(gòu)件82的圓形凹部831，并且，形成有收容透鏡保持構(gòu)件82上設(shè)置的被工作片821的工作室832。在圓形凹部831的底壁831a的中央部形成有孔831b。另外，在形成工作室832的壁面832a形成有成為彈簧座的凹部832b。另外，在第1框體83的凹部832b的軸線上形成有螺紋孔832c。在這樣構(gòu)成的第1框體83上，如圖5中所示，在圓形凹部831嵌合透鏡保持構(gòu)件82，在工作室832中收容被工作片821。從而，嵌合在第1框體83的圓形凹部831的透鏡保持構(gòu)件82，在被工作片821可移動(dòng)于工作室832內(nèi)的范圍內(nèi)可以沿著圓形凹部831的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，在上述凹部832b和被工作片821之間夾有壓縮螺旋彈簧85。另外，在上述螺紋孔832c螺合第1調(diào)整螺釘86，其前端與被工作片821抵接。因此，當(dāng)使第1調(diào)整螺釘86向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)，抵抗壓縮螺旋彈簧85的彈力，使透鏡保持構(gòu)件82向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)使第1調(diào)整螺釘86向另一方向旋轉(zhuǎn)后退時(shí)，通過(guò)壓縮螺旋彈簧85的彈力，透鏡保持構(gòu)件82向另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，設(shè)置在透鏡保持構(gòu)件82的被工作片821、和第1調(diào)整螺釘86及壓縮螺旋彈簧85，具有使透鏡保持構(gòu)件82沿著圓形凹部831的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的功能。
上述第2框體84形成矩形，如圖6中所示，在其上面形成有上述第1框體83嵌合的矩形凹部841。該矩形凹部841形成寬度A與上述正方形的第1框體83一邊的長(zhǎng)度E對(duì)應(yīng)的尺寸，形成長(zhǎng)度B比第1框體83的一邊的長(zhǎng)度E大的尺寸。矩形凹部841由底壁842a和側(cè)壁842b、842c、842d、842e劃分。在底壁842a的中央部形成有孔842f。在劃分矩形凹部841的壁面842d的內(nèi)面形成有成為彈簧座的凹部842g。形成該凹部842g并與壁面842d對(duì)置的側(cè)壁842e，形成有螺紋孔842h。另外，在第2框體84的側(cè)壁842b形成有用于插通上述第1調(diào)整螺釘86的長(zhǎng)孔842j。在這樣構(gòu)成的第2框體84的矩形凹部841中，如圖5所示地嵌合上述第1框體83。而且，在上述壁面842d的內(nèi)面形成的凹部842g和第1框體83的側(cè)壁之間存在壓縮螺旋彈簧87。另外，第2調(diào)整螺釘88與側(cè)壁842e上形成的螺紋孔842h螺合，其前端與第1框體83的側(cè)壁接觸。從而，當(dāng)使第2調(diào)整螺釘88向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)，抵抗壓縮螺旋彈簧87的彈力，使第1框體83向一個(gè)方向移動(dòng)；當(dāng)使第2調(diào)整螺釘88向另一方向旋轉(zhuǎn)后退時(shí)，通過(guò)壓縮螺旋彈簧87的彈力使第1框體83向另一方向移動(dòng)。這樣，第2調(diào)整螺釘88及壓縮螺旋彈簧87，具有在與第1圓柱形透鏡81a的聚光方向垂直的方向上使第1框體83相對(duì)于第2框體84移動(dòng)的移動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的功能。
下面，參照?qǐng)D8及圖9，對(duì)上述第2圓柱形透鏡組件8b進(jìn)行說(shuō)明。圖8表示了第2圓柱形透鏡組件8b的斜視圖，圖9表示了圖8所示的第2圓柱形透鏡組件8b的分解斜視圖。
在圖8及圖9中所示的第2圓柱形透鏡組件8b也與上述第1圓柱形透鏡組件8a一樣，包括第2圓柱形透鏡81b、保持該第2圓柱形透鏡81b的透鏡保持構(gòu)件82、保持該透鏡構(gòu)件82的第1框體83、及保持該第1框體83的第2框體84。由于構(gòu)成第2圓柱形透鏡組件8b的透鏡保持構(gòu)件82、第1框體83、第2框體84，與構(gòu)成上述第1圓柱形透鏡組件8a的透鏡保持構(gòu)件82、第1框體83、第2框體84實(shí)質(zhì)上是相同的結(jié)構(gòu)，所以在相同構(gòu)件上附加相同符號(hào)，省略詳細(xì)說(shuō)明。構(gòu)成第2圓柱形透鏡組件8b的第2圓柱形透鏡81b，在圖示的實(shí)施方式中焦距設(shè)定為40mm。
如以上構(gòu)成的第1圓柱形透鏡組件8a及第2圓柱形透鏡組件8b，設(shè)置在圖10所示的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)10。下面對(duì)間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)10進(jìn)行說(shuō)明。
圖10所示的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)10包括支承基板11、設(shè)置在該支承基板11的下端的第1支承臺(tái)12、及沿著支承基板11前面在上下方向可移動(dòng)地配置的第2支承臺(tái)13。
支承基板11在前面中央部具有沿上下方向形成的導(dǎo)引槽111。在該支承基板11的側(cè)面中間部固定有第1調(diào)整板112。第1支承臺(tái)12向支承基板11的前面突出形成了直角。在該第1支承臺(tái)12的中央部形成有孔121。另外，在第1支承臺(tái)12的兩側(cè)端形成有向支承基板11的前面成直角延伸的定位軌道122、123。該定位軌道122、123的間隔設(shè)定為與構(gòu)成上述第2圓柱形透鏡組件8b的第2框體84的寬度方向尺寸對(duì)應(yīng)的尺寸。
上述第2支承臺(tái)13包括支承部14、在該支承部14的下端設(shè)置的臺(tái)部15。支承部14在后面形成有與形成在上述支承基板11上的導(dǎo)引槽111嵌合的被導(dǎo)引軌道141。通過(guò)該被導(dǎo)引軌道141嵌合在導(dǎo)引槽111，第2支承臺(tái)13沿著導(dǎo)引槽111在上下方向可移動(dòng)地支承在支承基板11上。另外，在支承部14的上端固定有位于上述第1調(diào)整板112的上方的第2調(diào)整板142。上述臺(tái)部15向支承部14的前面突出形成直角。另外，在該臺(tái)部15的中央部形成有孔151。另外，在臺(tái)部15的前后端形成有與支承部14的前面平行延伸的定位軌道152、153。該定位軌道152、153的間隔，設(shè)定為與構(gòu)成上述第1圓柱形透鏡組件8a的第2框體84的寬度方向尺寸對(duì)應(yīng)的尺寸。
在上述第2調(diào)整板142配置有調(diào)整螺釘(ネジ)機(jī)構(gòu)16。該調(diào)整螺釘機(jī)構(gòu)16包括安裝在第2調(diào)整板142的支持筒161、在該支持筒161可進(jìn)退地配置的測(cè)量桿162、使該測(cè)量桿162進(jìn)退的調(diào)整刻度盤(pán)163，構(gòu)成與千分尺同樣的機(jī)構(gòu)。這樣構(gòu)成的調(diào)整螺釘機(jī)構(gòu)16，通過(guò)測(cè)量桿162的前端(下端)與上述第1調(diào)整板112上面接觸，限制構(gòu)成第2支承臺(tái)13的支承部14的上下方向位置。從而，通過(guò)向一個(gè)方向或另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整刻度盤(pán)163使測(cè)量桿162進(jìn)退，可以變更支承部14的上下方向位置即在支承部14下端設(shè)置的臺(tái)部15和第1支承臺(tái)12的間隔。這時(shí)，根據(jù)支承筒161及調(diào)整刻度盤(pán)163上形成的刻度，調(diào)整測(cè)量桿162的進(jìn)退量，可以適當(dāng)調(diào)整第2支承臺(tái)13的臺(tái)部15和第1支承臺(tái)12的間隔。
在以上構(gòu)成的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)10的第1支承臺(tái)12上，如圖11中所示，設(shè)置有上述第2圓柱形透鏡組件8b。即，將第2圓柱形透鏡組件8b的第2框體84放置在第1支承臺(tái)12的定位軌道122、123之間。另外，在第1支承臺(tái)12上的規(guī)定位置放置的第2圓柱形透鏡組件8b，通過(guò)未圖示的適當(dāng)?shù)墓潭C(jī)構(gòu)，固定在第1支承臺(tái)12上。這樣，配置在第1支承臺(tái)12上的第2圓柱形透鏡組件8b的第2圓柱形透鏡81b的聚光方向設(shè)置為在圖11中以X表示的方向上。
另外，間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)10的第2支承臺(tái)13的臺(tái)部15設(shè)置有上述第1圓柱形透鏡組件8a。即，將第1圓柱形透鏡組件8a的第2框體84放置在構(gòu)成第2支承臺(tái)13的臺(tái)部15的定位軌道152、153之間。在第2支承臺(tái)13的臺(tái)部15上的規(guī)定位置放置的第1圓柱形透鏡組件8a，通過(guò)未圖示的適當(dāng)?shù)墓潭C(jī)構(gòu)固定在第2支承臺(tái)13的臺(tái)部15。這樣，配置在第2支承臺(tái)13的臺(tái)部15上的第1圓柱形透鏡組件8a的第1圓柱形透鏡81a的聚光方向設(shè)置為在圖11中以Y表示的方向上。
再返回圖1繼續(xù)說(shuō)明，在構(gòu)成上述激光光束照射機(jī)構(gòu)52的外殼521的前端部配置有通過(guò)上述激光光束照射機(jī)構(gòu)52檢測(cè)應(yīng)進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域的攝像機(jī)構(gòu)17。該攝像機(jī)構(gòu)17由攝像器件(CCD)等構(gòu)成，將拍攝的圖像信號(hào)發(fā)送給未圖示的控制機(jī)構(gòu)。
圖示的實(shí)施方式的激光加工裝置如上構(gòu)成，下面對(duì)其作用進(jìn)行說(shuō)明。
首先，參照?qǐng)D12及圖13，對(duì)由上述的激光光束照射機(jī)構(gòu)52照射的激光光束的聚光點(diǎn)形狀進(jìn)行說(shuō)明。
如圖12的(a)及12的(b)所示，若將第1圓柱形透鏡81a和第2圓柱形透鏡81b的間隔設(shè)定為40mm，在圖示的實(shí)施方式中，由于第1圓柱形透鏡81a的焦距設(shè)定為80mm，所以，通過(guò)第1圓柱形透鏡81a聚光的激光光束L的聚光點(diǎn)P1如圖12的(a)中所示，成為第2圓柱形透鏡組件8b的下方40mm的位置。另外，在圖示的實(shí)施方式中，由于第2圓柱形透鏡81b的焦距設(shè)定為40mm，所以，通過(guò)第2圓柱形透鏡81b聚光的激光光束L的聚光點(diǎn)P2如圖12的(b)所示，成為第2圓柱形透鏡組件8b的下方40mm的位置。這樣，聚光點(diǎn)P1和聚光點(diǎn)P2一致。其結(jié)果，入射到第1圓柱形透鏡81a的斷面為圓形的激光光束L，通過(guò)第1圓柱形透鏡81a在箭頭Y方向聚光，再通過(guò)第2圓柱形透鏡81b在箭頭X方向聚光，所以在聚光點(diǎn)P1、P2，如圖12的(c)放大表示那樣，形成斷面為圓形的聚光點(diǎn)S1。從而，通過(guò)在聚光點(diǎn)P1、P2的位置設(shè)置被加工物，可以由斷面為圓形的聚光點(diǎn)S1對(duì)被加工物實(shí)施激光加工。
然后，如圖13的(a)及13的(b)所示，當(dāng)將第1圓柱形透鏡81a和第2圓柱形透鏡81b的間隔設(shè)定為20mm時(shí)，由于第1圓柱形透鏡81a的焦距設(shè)定為80mm，所以通過(guò)第1圓柱形透鏡81a聚光的激光光束L的聚光點(diǎn)P1如圖13的(a)中所示，成為第2圓柱形透鏡組件8b的下方60mm的位置。另一方面，第2圓柱形透鏡81b的焦距被設(shè)定為40mm，由第2圓柱形透鏡81b聚光的激光光束L的聚光點(diǎn)P2如圖13(b)所示，成為第2圓柱形透鏡組件8b的下方40mm的位置。因此，由第2圓柱形透鏡81b聚光的激光光束L，由聚光點(diǎn)P2聚光后到上述聚光點(diǎn)P1為止向以箭頭X所示的方向擴(kuò)展。結(jié)果，在聚光點(diǎn)P1的位置如圖13的(c)放大表示那樣，形成斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2。該橢圓形聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1朝向以箭頭X表示的方向形成。并且，橢圓形的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1和短軸D2之比，可以通過(guò)變更第1圓柱形透鏡81a和第2圓柱形透鏡81b的間隔來(lái)調(diào)整。從而，通過(guò)在聚光點(diǎn)P1的位置設(shè)置被加工物，可以由斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2對(duì)被加工物實(shí)施激光加工。
下面，參照?qǐng)D1及圖14，對(duì)如圖13所示地采用斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2在被加工物上形成激光加工槽的加工方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在圖1所示的激光加工裝置的卡盤(pán)臺(tái)36上放置被加工物即半導(dǎo)體晶片W。然后，通過(guò)使未圖示的吸引機(jī)構(gòu)工作，半導(dǎo)體晶片W吸引保持在卡盤(pán)臺(tái)36上。另外，半導(dǎo)體晶片W在表面上形成有格子狀的切割道，在由格子狀的切割道劃分的多個(gè)區(qū)域形成有IC、LSI等器件。吸引保持了半導(dǎo)體晶片W的卡盤(pán)臺(tái)36，通過(guò)加工進(jìn)給裝置37位于攝像機(jī)構(gòu)17的正下方。當(dāng)卡盤(pán)臺(tái)36位于攝像機(jī)構(gòu)17的正下方時(shí)，通過(guò)攝像機(jī)構(gòu)17及未圖示的控制機(jī)構(gòu)，執(zhí)行對(duì)半導(dǎo)體晶片W的應(yīng)進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)的定位作業(yè)。即，攝像機(jī)構(gòu)17及未圖示的控制機(jī)構(gòu)，執(zhí)行與沿著形成在半導(dǎo)體晶片W的規(guī)定方向的切割道照射激光光束的、激光光束照射機(jī)構(gòu)52的聚光器7進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的圖形匹配等圖像處理，執(zhí)行激光光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)。另外，對(duì)于與形成在半導(dǎo)體晶片W的、與規(guī)定方向垂直的方向上形成的切割道，同樣也執(zhí)行激光光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)。
這樣，對(duì)在卡盤(pán)臺(tái)36上保持的半導(dǎo)體晶片W上形成的切割道進(jìn)行檢測(cè)，若進(jìn)行了激光光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)，則如圖14的(a)所示，將卡盤(pán)臺(tái)36移動(dòng)到激光光束照射機(jī)構(gòu)52的聚光器7所在的激光光束照射區(qū)域，在規(guī)定的切割道的一端(圖14的(a)中為左端)位于聚光器7的正下方。另外，從聚光器7照射的激光光束的斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2的圖13的(c)所示的長(zhǎng)軸D1沿著切割道進(jìn)行定位。然后，使從聚光器7照射的脈沖激光光束的聚光點(diǎn)P1對(duì)準(zhǔn)半體晶片W的表面(上表面)附近。將該聚光點(diǎn)P1對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體晶片W的表面(上表面)附近，通過(guò)使激光光束照射機(jī)構(gòu)52沿著導(dǎo)軌423、423沿以箭頭Z所示的方向移動(dòng)的移動(dòng)裝置53進(jìn)行。接著，從激光光束照射機(jī)構(gòu)52的聚光器7，向半導(dǎo)體晶片W照射具有吸收性的波長(zhǎng)的脈沖激光光束，并使卡盤(pán)臺(tái)36即半導(dǎo)體晶片W在圖14的(a)中沿以箭頭X1所示的方向、以規(guī)定的加工進(jìn)給速度移動(dòng)。而且，如果切割道的另一端(圖14的(b)中為右端)到達(dá)聚光器7的正下方位置，則停止脈沖激光光束的照射，同時(shí)停止卡盤(pán)臺(tái)36即半導(dǎo)體晶片W的移動(dòng)。結(jié)果，如圖14的(b)中所示，在半導(dǎo)體晶片W上，沿著切割道形成激光加工槽G(激光加工槽形成工序)。
另外，上述激光加工槽形成工序，例如按以下加工條件進(jìn)行。
激光光束的光源YVO4激光或YAG激光波長(zhǎng) 355nm重復(fù)頻率 50kHz平均功率 4W聚光點(diǎn)橢圓形長(zhǎng)軸(D1)200μm、短軸(D2)10μm加工進(jìn)給速度 150mm/秒另外，如圖12的(c)中所示，當(dāng)采用斷面為圓形的聚光點(diǎn)S1，在半導(dǎo)體晶片W等的被加工物上形成通路孔等的激光加工孔時(shí)，使在卡盤(pán)臺(tái)36上保持的半導(dǎo)體晶片W的通路孔形成位置定位于聚光器7的正下方。然后，使從聚光器7照射的脈沖激光光束的聚光點(diǎn)P1、P2對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體晶片W的表面(上表面)附近。將該聚光點(diǎn)P1、P2對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體晶片W的表面(上表面)附近，通過(guò)使激光光束照射機(jī)構(gòu)52沿著導(dǎo)軌423、423在以箭頭Z所示的方向上移動(dòng)的移動(dòng)裝置53進(jìn)行。接著，從激光光束照射機(jī)構(gòu)52的聚光器7，向半導(dǎo)體晶片W照射規(guī)定脈沖的具有吸收性的波長(zhǎng)的脈沖激光光束，從而可以在半導(dǎo)體晶片W的規(guī)定位置形成通路孔等激光加工孔。
如上所述，在本發(fā)明的激光加工裝置中，具有調(diào)整第1圓柱形透鏡組件8a和第2圓柱形透鏡組件8b的間隔的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)10，調(diào)整第1圓柱形透鏡組件8a和第2圓柱形透鏡組件8b的間隔，所以，可以形成斷面為圓形的聚光點(diǎn)S1和斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2，并且，可以適當(dāng)變更斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1和短軸D2之比。從而，可以適當(dāng)設(shè)定適合于激光加工用途的聚光點(diǎn)的形狀。另外，適當(dāng)更換保持了焦距不同的圓柱形透鏡的透鏡保持構(gòu)件，收容在第1框體，可以變更斷面為橢圓形的聚光點(diǎn)S2的短軸D2的長(zhǎng)度。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置，具備用于保持被加工物的卡盤(pán)臺(tái)、及對(duì)保持在該卡盤(pán)臺(tái)上的被加工物照射激光光束的激光光束照射機(jī)構(gòu)，其特征在于，該激光光束照射機(jī)構(gòu)具備振蕩激光光束的激光光束振蕩機(jī)構(gòu)、及對(duì)由該激光光束振蕩機(jī)構(gòu)振蕩的激光光束進(jìn)行聚光的聚光器；該聚光器具備第1圓柱形透鏡組件，具有第1圓柱形透鏡；第2圓柱形透鏡組件，具有位于聚光方向與該第1圓柱形透鏡垂直的方向的第2圓柱形透鏡；以及間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，對(duì)該第1圓柱形透鏡組件和該第2圓柱形透鏡組件的間隔進(jìn)行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，該間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支承基板；第1支承臺(tái)，設(shè)置在該支承基板上，保持該第1圓柱形透鏡組件或該第2圓柱形透鏡組件；第2支承臺(tái)，在該第1支承臺(tái)的上方配置成可以沿著該支承基板在上下方向上移動(dòng)，保持該第2圓柱形透鏡組件或該第1圓柱形透鏡組件；以及調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整該第1支承臺(tái)和該第2支承臺(tái)的間隔。
3.如權(quán)利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于，該調(diào)整機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在該支承基板的第1調(diào)整板；設(shè)置在該第2支承臺(tái)并配置在該第1調(diào)整板的上方的第2調(diào)整板；及安裝在該第2調(diào)整板的調(diào)整螺釘機(jī)構(gòu)；構(gòu)成該調(diào)整螺釘機(jī)構(gòu)的可進(jìn)退的測(cè)量桿的前端，與該第1調(diào)整板的上表面接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，該第1圓柱形透鏡組件具備形成圓形并保持該第1圓柱形透鏡的透鏡保持構(gòu)件；具有嵌合該透鏡保持構(gòu)件的圓形凹部的第1框體；保持該第1框體的第2框體；使該透鏡保持構(gòu)件沿著該圓形凹部的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及在與該第1圓柱形透鏡的聚光方向垂直的方向上，使該第1框體相對(duì)于該第2框體移動(dòng)的移動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)；該第2圓柱形透鏡組件具備形成圓形并保持該第2圓柱形透鏡的透鏡保持構(gòu)件；具有嵌合該透鏡保持構(gòu)件的圓形凹部的第1框體；保持該第1框體的第2框體；使該透鏡保持構(gòu)件沿著該圓形凹部的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及在與該第2圓柱形透鏡的聚光方向垂直的方向上，使第1框體相對(duì)于該第2框體移動(dòng)的移動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的激光加工裝置，具備用于保持被加工物的卡盤(pán)臺(tái)、及對(duì)保持在卡盤(pán)臺(tái)上的被加工物照射激光光束的激光光束照射機(jī)構(gòu)，該激光光束照射機(jī)構(gòu)具備振蕩激光光束的激光光束振蕩機(jī)構(gòu)、及對(duì)由該激光光束振蕩機(jī)構(gòu)振蕩的激光光束進(jìn)行聚光的聚光器；聚光器具備第1圓柱形透鏡組件，具有第1圓柱形透鏡；第2圓柱形透鏡組件，具有位于聚光方向與第1圓柱形透鏡垂直的方向的第2圓柱形透鏡；以及間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，對(duì)第1圓柱形透鏡組件和第2圓柱形透鏡組件的間隔進(jìn)行調(diào)整。
文檔編號(hào)H01L21/78GK1966198SQ200610148538
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者森數(shù)洋司, 土屋利夫, 遠(yuǎn)藤智章, 竹山晃一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪斯科