[发明专利]激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及照射相对于被加工物具有透过性的波长的脉冲激光光线，在被加工物的内部形成改质层的激光加工装置。

背景技术

在半导体器件制造步骤中，在包含如硅基板、蓝宝石基板、碳化硅基板、钽酸锂基板、玻璃基板或石英基板那样的适当基板的晶片表面上，由排列成格子状的称为间隔道的分割预定线而划分出多个区域，在该划分的区域上形成IC、LSI等器件（功能元件）。并且，通过沿着间隔道来切断晶片，分割形成有器件的区域而制造各个器件。

作为上述沿着间隔道来分割晶片的方法，尝试了如下所述的激光加工方法：使用相对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线，将聚光点对准到应分割区域的内部来照射脉冲激光光线。在使用了该激光加工方法的分割方法中，从晶片的一面侧将聚光点对准到内部而照射相对于晶片具有透过性的例如波长为1064nm的脉冲激光光线，沿着间隔道在晶片的内部连续地形成改质层，通过形成该改质层，沿着强度下降的间隔道施加外力，从而分割晶片。

但是，在上述的激光加工中，由于形成在晶片上的改质层的厚度在脉冲激光光线的聚光点附近为20~30μm左右，因此在晶片的厚度为例如200μm时，需要形成4或5个改质层。因此，由于需要使脉冲激光光线的聚光点的位置在晶片的厚度方向上改变，使脉冲激光光线和晶片沿着间隔道相对地重复移动4或5次，因此需要很长时间。

为了解决上述问题，在下述专利文献1及2中公开了如下所述的激光加工装置：构成为使脉冲激光光线在光轴方向上位移的2个聚光点上会聚，能够同时形成2个改质层。

【专利文献1】日本特开2004-337902号公报

【专利文献2】日本特开2004-337903号公报

但是，在上述专利文献1中记载的技术的结构复杂，另外，由于在上述专利文献2中记载的技术需要具备2个激光光源，因此存在成本高的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其主要的技术问题在于，提供能够在结构不复杂的情况下改变改质层的厚度来形成改质层的激光加工装置。

为了解决上述主要的技术问题，根据本发明，提供激光加工装置，其具有：卡盘台，其保持被加工物；激光光线照射单元，其对保持在该卡盘台上的被加工物照射脉冲激光光线，该激光光线照射单元包括：脉冲激光振荡器，其振荡出脉冲激光；重复频率调整单元，其调整该脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光的重复频率；以及聚光物镜，其对该脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光进行会聚而照射到保持在该卡盘台上的被加工物；变焦透镜，其具有压电元件，且焦距根据通过该压电元件生成的高频的周期而变化，该变焦透镜配置在该脉冲激光振荡器与该聚光物镜之间；高频电流频率调整单元，其调整施加在该压电元件上的高频电流的频率；以及控制单元，其对该重复频率调整单元及该高频电流频率调整单元进行控制，该控制单元以在由该脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光的重复频率与施加在该变焦透镜的该压电元件上的高频电流的频率之间产生相位差的方式控制该重复频率调整单元及该高频电流频率调整单元。

上述变焦透镜由配设在光轴上的第1变焦透镜和第2变焦透镜构成，上述控制单元以施加在第1变焦透镜的压电元件上的高频电流与施加在第2变焦透镜的压电元件上的高频电流存在180度的相位差的方式进行控制。

在根据本发明构成的激光加工装置中，具有：变焦透镜，其配置在振荡出通过重复频率调整单元设定的重复频率的脉冲激光的脉冲激光振荡器与聚光物镜之间，具有生成高频的压电元件，对应于通过该压电元件生成的超声波的周期而变化焦距；高频电流频率调整单元，其调整在压电元件上施加的高频电流的频率；以及控制单元，其对重复频率调整单元及高频电流频率调整单元进行控制，控制单元以在通过脉冲激光振荡器振荡出的脉冲激光的重复频率与施加在变焦透镜的压电元件上的高频电流的频率之间产生相位差的方式对重复频率调整单元及高频电流频率调整单元进行控制，因此能够使从聚光物镜照射的脉冲激光光线的聚光点在光轴方向上位移。因此，通过扫描1次脉冲激光光线，能够在被加工物的内部形成具有期望的厚度的改质层。

附图说明

图1是根据本发明构成的激光加工装置的立体图。

图2是示出在图1的激光加工装置上配备的激光光线照射单元的一实施方式的概略结构图。

图3是示出构成图2所示的激光光线照射单元的脉冲激光光线振荡器振荡出的重复频率与在构成变焦透镜的压电元件上施加的高频电流的频率之间的关系的说明图。