[发明专利]激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用激光束对半导体晶片等工件进行加工的激光加工装 置。更详细地说，涉及用于对激光束的聚光点位置进行修正的技术。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在大致圆板形状的半导体晶片的表面 上呈矩阵状地形成IC(integrated circuit：集成电路)或LSI(large-scale integration：大规模集成电路)等电路，然后将形成有上述多个电路的晶 片沿着预定的间隔道(分割预定线)呈格子状地切断，由此使各电路分 离而成为芯片。

此外，在被广泛利用于电气设备等中的发光二极管和激光二极管等 光器件的制造工序中，关于在由蓝宝石等构成的基板的表面上层叠有氮 化镓类化合物半导体等的光器件晶片，也通过沿着间隔道进行切断，来 分割成一个个器件，从而使其芯片化。

在这样对各种晶片进行切断(切割)时，使用被称为切割机(dicer) 的切断装置。此外，近年来，还开发出利用激光束对半导体晶片等工件 进行切断的方法(例如，参照专利文献1、2)。例如，在专利文献1所述 的加工方法中，向由氧化物单晶构成的工件照射激光束，通过光化学反 应使氧化物单晶分子离解和蒸发，由此在工件的预定位置形成槽，沿着 该槽将工件劈开。

此外，在专利文献2所述的切断方法中，将聚光点对准工件内部地 照射相对于工件具有透射性的脉冲激光束，从而沿分割预定线形成了变 质区域。由于该变质区域比其它部分的强度要低，所以通过沿着分割预 定线施加外力，工件便以变质层为起点分割开来。

另一方面，根据作为加工对象的工件的不同，在直至切割工序之前 的过程中，有时候会产生翘曲或起伏，或者表面不平坦而形成有凹凸。 在对这样的工件进行加工的情况下，由于加工面的表面位移不是固定的， 所以激光束的聚光点位置在深度方向上产生偏差，加工精度会降低。关 于在上述工件内部形成变质层的激光加工，作为加工对象的工件的翘曲、 起伏以及凹凸对其影响特别大。

因此，以往提出了这样的激光加工装置：预先对工件上的激光束照 射区域的表面位移进行测量，根据其结果，一边对聚光点的深度方向上 的位置进行调整一边照射激光束(例如，参照专利文献3、4)。

此外，还提出了具有如下结构的激光加工装置：利用响应性良好且 能够高速移动的音圈电动机，对激光束的聚光点位置进行调整(参照专 利文献5)。在该专利文献5所述的激光加工装置中，在支承聚光透镜的 支承部中内置有磁铁，并且在配置于该支承部周围的壳体上设置有线圈， 利用线圈的驱动力使支承部移动，由此对聚光透镜的位置进行调整。

专利文献1：日本特开平10-305420号公报

专利文献2：日本特开2002-192370号公报(特许第3408805号)

专利文献3：日本特开2007-152355号公报

专利文献4：日本特开2008-16577号公报

专利文献5：日本特开2008-68308号公报

但是，在上述现有技术中，存在以下所示的问题。即，在现有的聚 光加工装置中，在激光束的聚光点位置的调整中利用了压电元件等致动 器，然而，由于这样的致动器的可动距离一般较短，所以存在可调整聚 光点位置的范围窄的问题。

另一方面，关于使用了音圈电动机的、专利文献5所述的激光加工 装置，由于使用了球轴承，所以在可动部和球轴承之间产生静态摩擦阻 力，存在响应速度变慢的问题。另外，该激光加工装置在移动范围为几 百μm以下、特别是200μm以下的情况下，还存在产生超调(overshoot) 的问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种能够高速且大范围地调整激 光束的聚光点位置的激光加工装置。

本发明所述的激光加工装置包括：保持构件，其用于保持作为加工 对象的工件；和加工构件，其向保持于上述保持构件的工件照射激光束， 在上述加工构件中至少设置有：振荡器，其振荡出上述激光束；聚光透 镜，其使上述激光束会聚于上述工件；可动部，其支承上述聚光透镜， 并且该可动部相对于上述工件在垂直方向上移动；固定部，其具有利用 气体来支承上述可动部的气体轴支承部，并且该固定部与上述可动部一 起构成音圈电动机；以及支承部件，其利用磁排斥作用从下方支承上述 可动部。