[发明专利]保持在卡盘工作台上的被加工物的高度位置检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及高度位置检测装置，其用于检测保持在卡盘工作台 (chuck table)上的半导体晶片等被加工物的上表面高度位置，其中，该 卡盘工作台装备在激光加工器等加工设备上。

背景技术

在半导体器件制造工序中，在大致圆板形状的半导体晶片的表面上， 利用排列成格子状的被称为分割道(street)的分割预定线划分成多个区 域，在该所划分的区域中形成IC、LSI等器件。并且，通过沿着分割道 切断半导体晶片，对形成有器件的区域进行分割，从而制造各个器件。 此外，在蓝宝石基板的表面层叠了氮化镓类化合物半导体等的光学器件 晶片，也通过沿着分割预定线进行切断，而被分割为各个发光二极管、 激光二极管等的光学器件，从而在电气设备中广泛应用。

作为上述沿着半导体晶片和光学器件晶片等的分割道进行分割的方 法，也在尝试下述的激光加工方法，即，使用对晶片具有透射性的脉冲 激光光束，使聚光点对准要分割区域的内部并照射脉冲激光光束。采用 该激光加工方法的分割方法，使聚光点从晶片的一方表面侧对准内部， 照射对晶片具有透射性的例如波长为1064nm的脉冲激光光束，在晶片内 部沿着分割道连续形成变质层，沿着强度因形成该变质层而降低的分割 预定线施加外力，由此分割被加工物(例如参照日本专利第3408805号 公报)。

然而，当半导体晶片等板状被加工物存在弯曲起伏、其厚度存在偏 差的情况下，在照射激光光束时，不能根据折射率的关系在预定深度均 匀地形成变质层。因此，为了在半导体晶片等的内部在预定深度均匀地 形成变质层，需要预先检测照射激光光束的区域的凹凸情况，使激光光 束照射单元追随该凹凸情况进行加工。

为了解决上述问题，本申请人提出了一种激光加工装置(例如参照 日本特开2007-152355号公报)，其具有高度位置检测单元，向保持在卡 盘工作台上的被加工物的表面(上表面)照射可见光的激光光束，根据 与在被加工物的表面(上表面)上反射的面积相对应的光量，检测被加 工物的表面(上表面)的高度位置。

但是，在上述公报公开的高度位置检测单元中，在作为被加工物的 晶片由硅形成时，由于可见光的激光光束不能透射，所以虽然能够准确 测定与在被加工物的表面(上表面)上反射的面积相对应的光量，但是 在由具有透明性的蓝宝石或石英形成晶片时，激光光束在被加工物的表 面(上表面)上反射的同时，也在被加工物的背面(下表面)上反射， 所以不能仅测定出在被加工物的表面(上表面)上反射的光。因此，在 上述公报公开的高度位置检测单元中，不能检测由具有透明性的材料形 成的被加工物的表面位置。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其主要技术课题是提供一种高 度位置检测装置，即使是由具有透明性的材料形成的被加工物，也能够 可靠地检测被保持在卡盘工作台上的被加工物的上表面高度位置。

为了解决上述主要技术课题，根据本发明提供一种用于检测被保持 在卡盘工作台上的被加工物的上表面高度位置的高度位置检测装置，其 特征在于，该被保持在卡盘工作台上的被加工物的高度位置检测装置具 有：激励激光光束的激光光束激励单元；环状光斑形成单元，其使由该 激光光束激励单元激励出的激光光束的光斑形状形成为环状；光束分离 器，其沿第1路径引导通过该环状光斑形成单元使光斑形状形成为环状 的激光光束；聚光器，其对沿该第1路径引导的激光光束进行聚光，并 照射被保持在卡盘工作台上的被加工物；针孔遮光器，其设置于第2路 径上，该第2路径是在由卡盘工作台所保持的被加工物上反射的激光光 束被该光束分离器分割而形成的；圆锥反射镜，其把通过该针孔遮光器 的、光斑形状为环状的反射光转换为线状的光斑形状；位置检测器，其 检测被该圆锥反射镜转换为线状光斑形状的反射光的位置；以及控制单 元，其根据由该位置检测器检测出的反射光的位置，求出被保持在卡盘 工作台上的被加工物的上表面高度位置。

上述环状光斑形成单元由沿着激光光束保持预定间隔地串联设置的 一对圆锥透镜构成。