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TWI587958B - Laser processing equipment - Google Patents

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TWI587958B
TWI587958B TW102116199A TW102116199A TWI587958B TW I587958 B TWI587958 B TW I587958B TW 102116199 A TW102116199 A TW 102116199A TW 102116199 A TW102116199 A TW 102116199A TW I587958 B TWI587958 B TW I587958B
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TW
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polarized light
polarized
laser beam
light
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TW102116199A
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Inventor
Keiji Nomaru
Original Assignee
Disco Corp
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Publication date
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Description

雷射加工裝置 發明領域
本發明係有關於一種適於沿著形成在半導體晶圓等被加工物表面的切割道照射雷射光而形成雷射加工溝的雷射加工裝置。
發明背景
在半導體元件製造製程中，形成如下之半導體晶圓：在矽等半導體基板的表面，以積層了絕緣膜與機能膜之積層體，將複數之IC、LSI等元件(device)形成為矩陣狀的半導體晶圓。如此所形成的半導體晶圓之上述元件，被稱為切割道的分割預定線所區劃，並藉由沿著切割道而進行分割，來製造各個元件。
像這樣沿著半導體晶圓之切割道所進行的分割，通常是由稱為切塊機的切削裝置來進行。此切削裝置具備有：保持作為被加工物之半導體晶圓的夾盤台、用來將保持於該夾盤台之半導體晶圓進行切削的切削手段、及使夾盤台與切削手段相對移動的移動手段。切削手段包含有高速旋轉的旋轉心軸、以及安裝於該心軸的切削刀。切削刀是由圓盤狀的基台、以及安裝於該基台之側面外周部 的環狀刀刃所構成，刀刃例如藉由電鑄將粒徑3μm左右的鑽石研磨粒固定而形成，厚度例如形成為20~30μm。
近來，為了提升IC、LSI等元件的處理能力，如下形態之半導體晶圓已被實用化：藉由在矽等半導體基板的表面積層有如下之積層體，來形成半導體元件的半導體晶圓；而前述積層體積層了由SiOF、BSG(SiOB)等無機物系的膜或聚醯亞胺系、聚對二甲苯系等之聚合物膜的有機物系的膜所形成的低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)、以及形成電路的機能膜。
又，構成如下之半導體晶圓也已被實用化：在半導體晶圓的切割道上部分地配設稱為測試元件群(TEG)的金屬圖案，而在分割半導體晶圓之前透過金屬圖案來測試電路的機能。
由於上述之Low-k膜或測試元件群(TEG)與晶圓的素材不同，因此要用切削刀同時進行切削十分困難。亦即，由於Low-k膜像雲母般非常脆，因此當藉由切削刀來沿著切割道進行切削時，則Low-k膜會剝離，此剝離狀況會到達元件，而有對元件帶來致命性損傷的問題。又，由於測試元件群(TEG)是由金屬所形成，所以若由切削刀進行切削則會產生毛邊。
為了解決上述問題，提出了如下之加工方法：藉由沿著半導體晶圓之切割道照射脈衝雷射光線，來將形成切割道的Low-k膜或配設於切割道的測試元件群(TEG)除去，再使切削刀定位於該已除去的區域而進行切削(例如， 參照專利文獻1)。
但是，如上述專利文獻1所揭示的加工方法般，藉由沿著晶圓之切割道照射脈衝雷射光線，來將Low-k膜或測試元件群(TEG)除去時，須要形成比切削刀的厚度寬之寬度的雷射加工溝。因此，當雷射光線的聚光點徑為10μm左右時，必須在寬度方向上實施複數次沿著切割道照射雷射光線的雷射光線照射工程，而會有生產性較差的問題。
為了解決這樣的問題，下述之專利文獻2記載了如下之雷射加工裝置：將雷射光線複數分歧而形成複數的聚光點(spot)，同時形成寬度較寬的雷射加工溝，藉此，可效率良好地將Low-k膜或測試元件群(TEG)除去。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本發明公開公報特開2005-142398號
專利文獻2：日本發明公開公報特開2011-156551號
發明概要
然而，專利文獻2中記載的技術，有難以調整分歧成複數之雷射光線的複數聚光點(spot)之間隔，而無法將複數的聚光點(spot)定位於與切割道相對應的寬度的問題。
本發明是有鑑於上述事實而成者，主要的技術課題是提供一種雷射加工裝置，可輕易地調整分歧成複數之雷射光線的複數聚光點(spot)的間隔。
為了解決上述主要的技術課題，根據本發明，提供一種雷射加工裝置，其特徵在於具備有：夾盤台，保持被加工物；將雷射光線照射於保持在該夾盤台之被加工物的雷射光線照射手段，且該雷射光線照射手段包含有：振盪雷射光線的雷射光線振盪手段、將該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線聚光而照射於被保持在該夾盤台之被加工物的聚光器、配設於該雷射光線振盪手段與該聚光器之間且將該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線分歧成複數之雷射光線的雷射光線分歧機構；及加工送進手段，使該夾盤台與該雷射光線照射手段朝加工送進方向相對移動，又，該雷射光線分歧機構包含有分歧單元，該分歧單元具有：1/2波長板，使該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線之偏向面旋轉45度；第1偏光光束分離器，將已通過該1/2波長板的雷射光線分離成P偏光與S偏光；第1鏡，反射該第1偏光光束分離器所分離出的P偏光；第2鏡，反射該第1偏光光束分離器所分離出的S偏光；第2偏光光束分離器，將第1鏡與第2鏡所反射出之P偏光與S偏光導向同一方向的光路；角度調整手段，將該第1鏡與該第2鏡所反射出之P偏光與S偏光中至少一者入射至該第2偏光光束分離器的角度進行調整，藉由該角度調整手段來調整以該第1鏡與該第2鏡所反射出之P偏光與S偏光射入該第2偏光光束分離器的角度，藉此，來將藉由該聚光器所聚光之由P偏光與S偏光所形成的複數雷射光線之聚光點的間隔進行調整。
上述雷射光線分歧機構宜包含複數之分歧單元，已通過上游側之分歧單元的P偏光與S偏光，藉由下個分歧單元之1/2波長板，使偏光面旋轉45度，P偏光更分歧成P偏光與S偏光、S偏光更分歧成P偏光與S偏光而被導向聚光器。
在本發明之雷射加工裝置中，由於配設於該雷射光線振盪手段與該聚光器之間且將該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線分歧成複數之雷射光線的雷射光線分歧機構包含有分歧單元，該分歧單元具有：1/2波長板，使雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線之偏光面旋轉45度；第1偏光光束分離器，將已通過1/2波長板的雷射光線分離成P偏光與S偏光；第1鏡，反射該第1偏光光束分離器所分離出的P偏光；第2鏡，反射第1偏光光束分離器所分離出的S偏光；第2偏光光束分離器，將第1鏡與第2鏡所反射出之P偏光與S偏光導向同一方向的光路；角度調整手段，將該第1鏡與該第2鏡所反射之P偏光與S偏光中至少一者入射至該第2偏光光束分離器的角度進行調整，藉由角度調整手段來調整以第1鏡與第2鏡所反射出之P偏光與S偏光入射至第2偏光光束分離器的角度，藉此，來將藉由聚光器所聚光之由P偏光與S偏光所形成的複數雷射光線之聚光點的間隔進行調整，因此，可容易地調整分歧成複數之雷射光線的複數聚光點(spot)的間隔。
1‧‧‧雷射加工裝置
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧夾盤台機構
4‧‧‧雷射光線照射單元支持機構
5‧‧‧雷射光線照射單元
6‧‧‧脈衝雷射光線振盪手段
7‧‧‧聚光器
8‧‧‧雷射光線分歧機構
9‧‧‧聚光點間隔監測單元
10‧‧‧控制手段
12‧‧‧拍攝手段
15‧‧‧顯示手段
20‧‧‧半導體晶圓
20a‧‧‧表面
21‧‧‧半導體基板
22‧‧‧積層體
23‧‧‧元件
24‧‧‧切割道
31、31‧‧‧引導軌
32‧‧‧第1滑動塊
33‧‧‧第2滑動塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧支持台
36‧‧‧夾盤台
37‧‧‧加工送進手段
38‧‧‧第1分度送進手段
41、41‧‧‧引導軌
42‧‧‧可動支持基台
43‧‧‧第2分度送進手段
51‧‧‧單元持具
52‧‧‧雷射光線照射手段
54‧‧‧聚光點位置調整手段
61‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
62‧‧‧重複頻率設定手段
71‧‧‧聚光對物透鏡
80a、80b、80c‧‧‧分歧單元
81‧‧‧1/2波長板
82‧‧‧第1偏光光束分離器
83‧‧‧第1鏡
84‧‧‧第2鏡
85‧‧‧第2偏光光束分離器
91‧‧‧半鏡
92‧‧‧帶通過濾器
93‧‧‧成像透鏡
94‧‧‧CCD攝影機
101‧‧‧中央處理裝置(CPU)
102‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
103‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
104‧‧‧輸入介面
105‧‧‧輸出介面105
210‧‧‧雷射加工溝
321、321‧‧‧被引導溝
322、322‧‧‧引導軌
331、331‧‧‧被引導溝
361‧‧‧被加工物保持面
362‧‧‧夾具
371‧‧‧公螺桿
372‧‧‧脈衝馬達
373‧‧‧軸承塊
381‧‧‧公螺桿
382‧‧‧脈衝馬達
383‧‧‧軸承塊
421‧‧‧移動支持部
422‧‧‧裝接部
423、423‧‧‧引導軌
431‧‧‧公螺桿
432‧‧‧脈衝馬達
511、511‧‧‧被引導溝
521‧‧‧套筒
542‧‧‧脈衝馬達
830、840‧‧‧角度調整手段
E‧‧‧寬度
F‧‧‧環狀框
LB‧‧‧脈衝雷射
P1~P8‧‧‧聚光點
S1~S8‧‧‧聚光點(spot)
T‧‧‧保護膠帶
W‧‧‧被加工物
圖1是依照本發明而構成的雷射加工裝置的立體圖。
圖2是顯示圖1所示之雷射加工裝置所裝備的雷射光線照射手段的方塊圖構成圖。
圖3是顯示構成圖2所示之雷射光線照射手段的分歧單元的說明圖。
圖4是由圖2所示之雷射光線照射手段所照射的複數雷射光線的說明圖。
圖5是圖1所示之雷射加工裝置所裝備的控制手段的方塊構成圖。
圖6(a)、(b)是作為被加工物之半導體晶圓的立體圖及部分截面放大圖。
圖7(a)、(b)是顯示將圖6所示之半導體晶圓貼附於環狀框與保護膠帶表面的狀態的說明圖。
圖8(a)~(c)是藉由圖1所示之雷射加工裝置來沿著圖6所示之半導體晶圓的切割道而形成雷射加工溝的雷射光線照射工程的說明圖。
圖9是藉由實施圖8所示之雷射光線照射工程而形成在半導體晶圓之雷射加工溝的放大截面圖。
用以實施發明之形態
以下，參照附圖詳細地說明依照本發明而構成的雷射加工裝置的較佳實施形態。
圖1顯示了依照本發明而構成的雷射加工裝置的 立體圖。圖1所示之雷射加工裝置1具備有：靜止基台2；夾盤台機構3，可朝箭號X所示之加工送進方向(X軸方向)移動地配設於該靜止基台2，且可保持被加工物；雷射光線照射單元支持機構4，可朝與X軸方向正交、以箭號Y顯示的分度送進方向(Y軸方向)移動地配設於靜止基台2上；及雷射光線照射單元5，可朝以箭號Z所示之焦點位置調整方向(Z軸方向)移動地配設在該雷射光線照射單元支持機構4。
上述夾盤台機構3具備有：一對引導軌31、31，沿著X軸方向平行地配設於靜止基台2上；第1滑動塊32，可朝X軸方向移動地配設於該等引導軌31、31上；第2滑動塊33，可朝Y軸方向移動地配設於該第1滑動塊32上；支持台35，藉由圓筒構件34支持於該第2滑動塊33上；及夾盤台36，作為被加工物保持手段。該夾盤台36具備有由多孔性材料所形成的被加工物保持面361，可將作為被加工物之例如圓盤狀半導體晶圓藉由未圖示之吸引手段保持在夾盤台36上。又，夾盤台36係藉由配設在圓筒構件34內之未圖示的脈衝馬達來旋轉。另外，在夾盤台36，裝接有用以將後述之支持半導體晶圓的環狀框固定的夾具362。
上述第1滑動塊32，在其下面設有與上述一對引導軌31、31嵌合的一對被引導溝321、321；並且，在其上面設有沿著Y軸方向平行地形成的一對引導軌322、322。如此所構成的第1滑動塊32係構成為：藉由被引導溝321、321與一對引導軌31、31嵌合，可沿著一對引導軌31、31而朝X軸方向移動。在圖示之實施形態中的夾盤台機構3具備有加 工送進手段37，用以使第1滑動塊32沿著一對引導軌31、31朝X軸方向移動。加工送進手段37包含有：公螺桿371，與上述一對引導軌31、31平行地配設於其之間；及脈衝馬達372等之驅動源，用以旋轉驅動該公螺桿371。公螺桿371其一端係可自由旋轉地支持於固定在上述靜止基台2的軸承塊373上，其另一端則與上述脈衝馬達372的輸出軸傳動連結。另外，公螺桿371與貫通母螺孔螺合，該貫通母螺孔形成在突出設置於第1滑動塊32中央部下面的未圖示之母螺塊上。因此，藉由脈衝馬達372將公螺桿371正轉及逆轉驅動，藉此，可使第1滑動塊32沿著引導軌31、31朝X軸方向移動。
上述第2滑動塊33，在其下面設有與設在上述第1滑動塊32上面之一對引導軌322、322相嵌合的一對被引導溝331、331，且構成為：藉由將該等被引導溝331、331嵌合於一對引導軌322、322，可朝Y軸方向移動。在圖示之實施形態中之夾盤台機構3具備有第1分度送進手段38，用以使第2滑動塊33沿著設於第1滑動塊32之一對引導軌322、322朝Y軸方向移動。第1分度送進手段38包含有：公螺桿381，與上述一對引導軌322與322平行地配設於其之間；及脈衝馬達382等之驅動源，用以旋轉驅動該公螺桿381。公螺桿381其一端係可自由旋轉地支持於固定在上述第1滑動塊32上面的軸承塊383上，其另一端則與上述脈衝馬達382的輸出軸傳動連結。另外，公螺桿381與貫通母螺孔螺合，該貫通母螺孔形成在突出設置於第2滑動塊33中央部下面 的未圖示之母螺塊上。因此，藉由脈衝馬達382將公螺桿381正轉及逆轉驅動，藉此，可使第2滑動塊33沿著引導軌322、322朝Y軸方向、即分度送進方向移動。
上述雷射光線照射單元支持機構4具備有：沿著Y軸方向平行地配設於靜止基台2上的一對引導軌41、41；可朝Y軸方向移動地配設在該等引導軌41、41上的可動支持基台42。此可動支持基台42係由以下所構成：可移動地配設於引導軌41、41上的移動支持部421；及安裝於該移動支持部421的裝接部422。裝接部422在其中一側面，平行地設有朝Z軸方向延伸的一對引導軌423、423。雷射光線照射單元支持機構4具備有第2分度送進手段43，用以使可動支持基台42沿著一對引導軌41、41朝Y軸方向移動。第2分度送進手段43包含有：公螺桿431，與上述一對引導軌41、41平行地配設於其之間；及脈衝馬達432等之驅動源，用以旋轉驅動該公螺桿431。公螺桿431其一端係可自由旋轉地支持於固定在上述靜止基台2的未圖示之軸承塊上，其另一端則與上述脈衝馬達432的輸出軸傳動連結。另外，公螺桿431與母螺孔螺合，該母螺孔形成在突出設置於構成可動支持基台42之移動支持部421中央部下面的未圖示之母螺塊上。因此，藉由脈衝馬達432將公螺桿431正轉及逆轉驅動，藉此，可使可動支持基台42沿著引導軌41、41朝Y軸方向、即分度送進方向移動。
雷射光線照射單元5具備有：單元持具51、及安裝於該單元持具51的雷射光線照射手段52。單元持具51設 有一對被引導溝511、511，該等一對被引導溝511、511可滑動地嵌合於設在上述裝接部422之一對引導軌423、423上，且藉由將該等被引導溝511、511嵌合於上述引導軌423、423，單元持具51可朝Z軸方向移動地被支持著。
雷射光線照射單元5具備有聚光點位置調整手段54，用以使單元持具51沿著一對引導軌423、423朝Z軸方向移動。聚光點位置調整手段54包含有：配設於一對引導軌423、423之間的公螺桿(未圖示)、及用以旋轉驅動該公螺桿之脈衝馬達542等驅動源，藉由脈衝馬達542將未圖示之公螺桿正轉或逆轉驅動，藉此可使單元持具51及雷射光線照射手段52沿著一對引導軌423、423朝焦點位置調整方向(Z軸方向)移動。另外，在本實施形態中，藉由正轉驅動脈衝馬達542，可使雷射光線照射手段52朝上方移動，而藉由逆轉驅動脈衝馬達542，則可使雷射光線照射手段52朝下方移動。
上述雷射光線照射手段52具備有：實質上配置成水平的圓筒形狀之套筒521；脈衝雷射光線振盪手段6，如圖2所示般配設於套筒521內；聚光器7，將該脈衝雷射光線振盪手段6所振盪出的雷射光線聚光，照射於保持在上述夾盤台36的被加工物W；及雷射光線分歧機構8，配設在該脈衝雷射光線振盪手段6與該聚光器7之間，將脈衝雷射光線振盪手段6所振盪出的雷射光線分歧成複數的雷射光線。
上述脈衝雷射光線振盪手段6由以下所構成：由YAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器所構成的脈衝雷射光 線振盪器61、及附設於此之重複頻率設定手段62。脈衝雷射光線振盪器61振盪由重複頻率設定手段62所設定好的預定頻率的脈衝雷射(LB)。重複頻率設定手段62設定脈衝雷射光線振盪器61所振盪之脈衝雷射的重複頻率。該等脈衝雷射光線振盪手段6之脈衝雷射光線振盪器61及重複頻率設定手段62係藉由後述之控制手段來控制。
上述聚光器7具備有聚光對物透鏡71，在本實施形態中如圖1所示，配設在套筒521的前端。
參照圖2繼續說明，雷射光線分歧機構8具有3個分歧單元80a、80b、80c。分歧單元80a、80b、80c分別由1/2波長板81、第1偏光光束分離器82、第1鏡83、第2鏡84、第2偏光光束分離器85所構成。參照圖3說明如上述構成之分歧單元80a、80b、80c的作用。入射1/2波長板81的雷射光線會因為1/2波長板81而使偏光面旋轉45度。偏光面旋轉45度的雷射光線會因為第1偏光光束分離器82而被分離成P偏光與S偏光。在第1偏光光束分離器82分歧的P偏光，會被第1鏡83反射而被導向第2偏光光束分離器85。又，在第1偏光光束分離器82分歧的S偏光，也會被第2鏡84反射而被導向第2偏光光束分離器85。如此，被導向第2偏光光束分離器85的P偏光與S偏光，會藉由第2偏光光束分離器85而被導向同一方向的光路。
分歧單元80a、80b、80c構成如上，由脈衝雷射光線振盪手段6所振盪出的雷射光線，藉由分歧單元80a分歧成P偏光與S偏光，藉由分歧單元80b將P偏光更分歧成P 偏光與S偏光，並且將S偏光更分歧成P偏光與S偏光。然後，更藉由分歧單元80c，將藉由分歧單元80b所分歧之各P偏光更分歧成P偏光與S偏光，並且將各S偏光更分歧成P偏光與S偏光。如此，由脈衝雷射光線振盪手段6所振盪出的雷射光線，藉由分歧單元80a分歧成P偏光與S偏光，藉由分歧單元80b分歧成2道P偏光與2道S偏光，藉由分歧單元80c分歧成4道P偏光與4道S偏光。如此一來，分歧成8道的雷射光線，到達聚光器7，藉由聚光對物透鏡71進行聚光。另外，雷射光線分歧機構8具備有角度調整手段830、840，將以上述第1鏡83與第2鏡84所反射的P偏光與S偏光射入第2偏光光束分離器85的角度進行調整。此角度調整手段830、840在本實施形態中是由脈衝馬達構成，並由後述之控制手段來控制。另外，在本實施形態中，是顯示了藉由角度調整手段830與840來調整第1鏡83與第2鏡84雙方的反射角度之例，但亦可調整至少一者之鏡的反射角度。如上述般藉由由脈衝馬達所構成的角度調整手段830、840來調整以第1鏡83與第2鏡84所反射的P偏光與S偏光入射至第2偏光光束分離器85的角度，分歧成8道的雷射光線會如圖4所示般，藉由聚光對物透鏡71聚光於聚光點P1~P8。在本實施形態中，係構成為藉由聚光對物透鏡71所聚光的雷射光線之聚光點P1~P8會沿著Y軸方向而定位。另外，藉由聚光對物透鏡71所聚光的雷射光線之聚光點P1~P8的間隔，可藉由如下方式來進行調整：藉由上述角度調整手段830、840，來變更以第1鏡83與第2鏡84所反射的P偏光與S偏光入射至第2偏 光光束分離器85的角度
回到圖2繼續說明，雷射加工裝置具備有聚光點(spot)間隔監測單元9，用來確認由聚光對物透鏡71聚光的雷射光線之聚光點P1~P8的間隔。聚光點(spot)間隔監測單元9是由以下所構成：半鏡91，配設於分歧單元80c與聚光器7之間的光路；帶通過濾器92，使與該半鏡91所反射的雷射光線之波長相對應的波長的光通過；成像透鏡93，將通過了該帶通過濾器92的雷射光線成像；及CCD攝影機94，拍攝由該成像透鏡93所成像的雷射光線之聚光點(聚光spot)。如上所構成的聚光點(spot)間隔監測單元9將藉由分歧單元8所分歧之由4道P偏光與4道S偏光所構成的分歧成8道的雷射光線，透過半鏡91、帶通過濾器92而導向成像透鏡93。被導向成像透鏡93之分歧成8道的雷射光線，與上述聚光對物透鏡71一樣地藉由成像透鏡93將聚光點P1~P8成像，並藉由CCD攝影機94來拍攝該等所成像的聚光點P1~P8。如上述般藉由CCD攝影機94所拍攝的聚光點P1~P8，會被送至後述之控制手段而顯示於後述之顯示手段。另外，上述半鏡91宜構成為可定位於位在光路上的作用位置、及離開光路的退避位置。
回到圖1繼續說明，在構成上述雷射光線照射手段52的套筒521之前端部，配設有拍攝手段12，可檢測應藉由上述雷射光線照射手段52進行雷射加工之加工區域。此拍攝手段12具備有：照明被加工物的照明手段、捕捉藉由該照明手段所照明之區域的光學系統、將該光學系統所捕 捉到的像進行拍攝的拍攝元件(CCD)等，並且將所拍攝到的圖像訊號送至未圖示之控制手段。
雷射加工裝置具備有如圖5所示之控制手段10。控制手段10具備有：中央處理裝置(CPU)101，依照控制程式進行運算處理；唯讀記憶體(ROM)102，儲存控制程式等；可讀寫之隨機存取記憶體(RAM)103，儲存運算結果等；輸入介面104及輸出介面105。對於如上述構成之控制手段10之輸入介面104，輸入來自於上述聚光點(spot)間隔監測單元9之CCD攝影機94、拍攝手段12等的檢測訊號。又，從輸出介面105，對於上述加工送進手段37之脈衝馬達372、第1分度送進手段38之脈衝馬達382、第2分度送進手段43之脈衝馬達432、聚光點位置調整手段54之脈衝馬達542、雷射光線照射手段52之脈衝雷射光線振盪器6、雷射光線分歧機構8之角度調整手段830、840、顯示手段15等，輸出控制訊號。
本實施形態之雷射加工裝置如以上構成，以下說明其作用。圖6之(a)及(b)顯示了作為被加工物之半導體晶圓的立體圖及重要部分放大截面圖。圖6之(a)及(b)所示之半導體晶圓20，在矽等半導體基板21的表面，藉由積層有絕緣膜與形成電路之機能膜的積層體22，將複數之IC、LSI等元件23形成為矩陣狀。並且，各元件23係藉由形成為格子狀的切割道24而被區劃出。另外，在本實施形態中，形成積層體22的絕緣膜是由以下所形成：由SiO2膜或者是SiOF、BSG(SiOB)等無機物系的膜、或聚醯亞胺系、聚對 二甲苯系等之聚合物膜的有機物系的膜所形成的低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)。說明沿著如上所構成的半導體晶圓20之切割道24，在積層體22形成雷射加工溝的方法。
要將上述半導體晶圓20沿著切割道24分割，要把半導體晶圓20如圖7之(a)及(b)所示，貼附在裝接於環狀框F的保護膠帶T的表面。此時，半導體晶圓20是以表面20a為上，將背面側貼附於保護膠帶T。
接著，實施雷射光線照射工程：沿著半導體晶圓20之切割道24照射雷射光線，除去切割道上的積層體22。此雷射光線照射工程首先將透過保護膠帶T而支持於環狀框F的半導體晶圓20，載置於如上述圖1所示之雷射加工裝置的夾盤台36上，將半導體晶圓20透過保護膠帶T而吸附保持在該夾盤台36上。因此，半導體晶圓20是以表面20a為上側而被保持住。另外，透過保護膠帶T支持住半導體晶圓20的環狀框F是被夾具362固定住。
如上述般吸引保持住半導體晶圓20之夾盤台36，藉由加工送進手段37而定位於拍攝手段12的正下方。當如此使夾盤台36定位於拍攝手段12的正下方，則藉由拍攝手段12及未圖示之控制手段執行校準作業，將半導體晶圓20之應進行雷射加工的加工區域進行檢測。亦即，拍攝手段12及未圖示之控制手段執行用以將半導體晶圓20之形成於第1方向的切割道24、與沿著切割道24照射雷射光線的雷射光線照射手段52之聚光器7間進行對位的型樣匹配等圖像處理，來進行雷射光線照射位置的校準。又，形成於 半導體晶圓20之延伸於相對上述第1方向為直交之第2方向的切割道24，對於此種切割道24也同樣地進行雷射光線照射位置的校準。
如以上，若將形成在保持於夾盤台36上的半導體晶圓20之切割道24檢測出，進行了雷射光線照射位置的校準後，則如圖8(a)所示，將夾盤台36移動至照射雷射光線之聚光器7所位在的雷射光線照射區域，使預定之切割道24定位於聚光器7的正下方。此時，如圖8(a)所示，半導體晶圓20被定位成切割道24之一端(在圖8(a)中為左端)定位於聚光器7的正下方。在此狀態下，如圖8(b)所示，由聚光器7所照射之上述8道雷射光線之聚光點P1~P8中的各聚光點(spot)S1~S8，被定位在切割道24的寬度方向。並且，使聚光點位置調整手段54作動而調整雷射光線照射手段52的高度位置，使8道雷射光線之各聚光點(spot)S1~S8位於切割道24的表面。
接著，使雷射光線照射手段52作動，從聚光器7照射對於晶圓具有吸收性之波長的上述8道雷射光線，並且使夾盤台36在圖8(a)中朝以箭號X1所示之方向依預定的加工送進速度移動(雷射光線照射工程)。然後，如圖8(c)所示，當切割道24的另一端(在圖8(c)中為右端)已達聚光器7的正下方位置，則停止脈衝雷射光線的照射，並且停止夾盤台36的移動。
另外，上述雷射光線照射工程中之加工條件例如設定如下。
雷射光線的光源：YVO4雷射或YAG雷射
波長：355nm
輸出：10W
重複頻率：100kHz
脈衝幅：1ns
聚光點(spot)徑：5μm
加工送進速度：100mm/秒
在上述加工條件中，將聚光點(spot)徑為5μm的聚光點(spot)S1~S8設定為如圖8(b)所示般彼此接觸的狀態，藉此，在半導體晶圓20的切割道24，如圖9所示，藉由上述8道雷射光線，同時形成寬度(E)為例如40μm、且較積層體22深的雷射加工溝210。另外，聚光點(spot)S1~S8的間隔，可藉由上述角度調整手段830、840來變更以第1鏡83與第2鏡84所反射的P偏光與S偏光入射第2偏光光束分離器85的角度，藉此而容易地進行調整。
如此，對於形成在半導體晶圓20之全部切割道24實施上述雷射光線照射工程。沿著切割道24形成了雷射加工溝210的半導體晶圓20，搬送至實施分割工程的切削裝置。
以上，已顯示了如下之例：使用本發明之雷射加工裝置，照射對於被加工物具有吸收性之波長的雷射光線，施行削剝(ablation)加工而形成雷射加工溝；但本發明之雷射加工裝置亦可使用於如下之加工：使對於被加工物具有透過性之波長的雷射光線之聚光點，定位於被加工物的內部而進行照射，在被加工物的內部形成改質層。
又，在上述實施形態中，已顯示了將雷射光線的聚光點P1~P8沿著與加工送進方向(X軸方向)正交的Y軸方向定位之例，但亦可根據加工條件，將雷射光線的聚光點P1~P8沿著加工送進方向(X軸方向)定位而進行加工。
另外，若雷射光線的複數聚光點之起點與終點的最大寬度為150μm左右，則聚光器的聚光對物透鏡由一般的凸透鏡來構成即可，但當最大寬度為1mm以上時，則宜以fθ透鏡或像側遠心透鏡來構成。
6‧‧‧脈衝雷射光線振盪手段
7‧‧‧聚光器
8‧‧‧雷射光線分歧機構
9‧‧‧聚光點間隔監測單元
36‧‧‧夾盤台
52‧‧‧雷射光線照射手段
61‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
62‧‧‧重複頻率設定手段
71‧‧‧聚光對物透鏡
80a、80b、80c‧‧‧分歧單元
81‧‧‧1/2波長板
82‧‧‧第1偏光光束分離器
83‧‧‧第1鏡
84‧‧‧第2鏡
85‧‧‧第2偏光光束分離器
91‧‧‧半鏡
92‧‧‧帶通過濾器
93‧‧‧成像透鏡
94‧‧‧CCD攝影機
830、840‧‧‧角度調整手段
LB‧‧‧脈衝雷射
W‧‧‧被加工物

Claims (2)

  1. 一種雷射加工裝置，其特徵在於具備有：夾盤台，保持被加工物；將雷射光線照射於保持在該夾盤台之被加工物的雷射光線照射手段，且該雷射光線照射手段包含有：振盪雷射光線的雷射光線振盪手段、將該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線聚光而照射於被保持在該夾盤台之被加工物的聚光器、配設於該雷射光線振盪手段與該聚光器之間且將該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線分歧成複數之雷射光線的雷射光線分歧機構；及加工送進手段，使該夾盤台與該雷射光線照射手段朝加工送進方向相對移動，又，該雷射光線分歧機構包含有分歧單元，該分歧單元具有：1/2波長板，使該雷射光線振盪手段所振盪出的雷射光線之偏光面旋轉45度；第1偏光光束分離器，將已通過該1/2波長板的雷射光線分離成P偏光與S偏光；第1鏡，反射該第1偏光光束分離器所分離出的P偏光；第2鏡，反射該第1偏光光束分離器所分離出的S偏光；第2偏光光束分離器，將第1鏡與第2鏡所反射出之P偏光與S偏光導向同一方向的光路；角度調整手段，將該第1鏡與該第2鏡所反射出之P偏光與S偏光中至少一者入射至該第2偏光光束分離器的角度進行調整，藉由該角度調整手段來調整以該第1鏡與該第2鏡 所反射出之P偏光與S偏光射入該第2偏光光束分離器的角度，藉此，來將藉由該聚光器所聚光之由P偏光與S偏光所形成的複數雷射光線之聚光點的間隔進行調整。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工裝置，其中該雷射光線分歧機構包含複數之該分歧單元，已通過上游側之該分歧單元的P偏光與S偏光，藉由下個該分歧單元之該1/2波長板，使偏光面旋轉45度，P偏光更分歧成P偏光與S偏光、S偏光更分歧成P偏光與S偏光而被導向該聚光器。
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