專利名稱：光學(xué)裝置以及具備該光學(xué)裝置的激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向晶片進(jìn)行激光照射的光學(xué)裝置以及具備該光學(xué)裝置的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體設(shè)備制造步驟中，根據(jù)在作為大致圓板狀的半導(dǎo)體工件的表面上以格子狀排列的切割道(切斷線)，來(lái)劃分為多個(gè)區(qū)域，通過(guò)沿著切割道切斷在該劃分的區(qū)域上形成有IC、LSI等的電路的半導(dǎo)體工件，對(duì)每個(gè)電路進(jìn)行分割，制造各個(gè)半導(dǎo)體芯片。沿著半導(dǎo)體工件的切割道的切斷，通常通過(guò)稱為切片機(jī)的切削裝置來(lái)進(jìn)行，還可以進(jìn)行照射激光光線來(lái)進(jìn)行切斷的加工方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。另外，還公開有為了提高加工效率，將激光束分支為兩個(gè)而能夠同時(shí)對(duì)兩處進(jìn)行加工的光學(xué)系統(tǒng)(例如，參照專利文獻(xiàn)2、3)。專利文獻(xiàn)1日本特開平10-305420號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2001-12U81號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特表2003-531393號(hào)公報(bào)上述的光學(xué)系統(tǒng)是分別使電流計(jì)鏡或楔形棱鏡旋轉(zhuǎn)2軸以上，控制兩光束的方式，存在驅(qū)動(dòng)控制復(fù)雜，成本提高，空間變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其主要的技術(shù)目的在于，提供一種通過(guò)比以往簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行兩束的分支和兩束之間的間隔的調(diào)整的光學(xué)裝置以及具備該光學(xué)裝置的激光加工裝置。為了解決上述問題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置具有振蕩器，其振蕩出激光束；分支機(jī)構(gòu)，其使從該振蕩器振蕩出的激光束分支為兩束；以及聚光器，其對(duì)從該分支機(jī)構(gòu)出射的兩束激光束進(jìn)行會(huì)聚，其特征在于，該分支機(jī)構(gòu)具有分束器，其使從該振蕩器振蕩出的激光束分支為透過(guò)而行進(jìn)的第一分支束和反射而行進(jìn)的第二分支束；第一反射鏡，其將從該分束器出射的該第一分支束再次向該分束器反射；第二反射鏡，其將從該分束器出射的該第二分支束再次向該分束器反射；旋轉(zhuǎn)部，其使該第一反射鏡和該第二反射鏡以該分束器中的該激光束的分支點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心一體地旋轉(zhuǎn)；以及控制部，其使該旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)而變更該第一分支束對(duì)該第一反射鏡的入射角度和該第二分支束對(duì)該第二反射鏡的入射角度，從而調(diào)整在被該第一反射鏡反射之后被該分束器反射的第一分支束與在被該第二反射鏡反射之后透過(guò)該分束器的第二分支束所成的角度，該聚光器配置在經(jīng)如下過(guò)程后的該第一分支束和該第二分支束行進(jìn)的光路上，該第一分支束經(jīng)過(guò)的過(guò)程為在透過(guò)了該分束器之后被該第一反射鏡反射而再次入射到該分束器，并被該分束器反射而從該分束器出射，該第二分支束經(jīng)過(guò)的過(guò)程為在被該分束器反射之后被該第二反射鏡反射而再次入射到該分束器中，并透過(guò)該分束器而從該分束器出射。另外，本發(fā)明的光學(xué)裝置，在上述的發(fā)明中，其特征在于，該分束器為偏振分束器，該分支機(jī)構(gòu)具有配設(shè)在該激光束的分支點(diǎn)與該第一反射鏡之間的第一 1/4波長(zhǎng)板；以及配設(shè)在該激光束的分支點(diǎn)與該第二反射鏡之間的第二 1/4波長(zhǎng)板。另外，本發(fā)明的光學(xué)裝置，在上述的發(fā)明中，其特征在于，該分束器為半反鏡。另外，本發(fā)明的光學(xué)裝置，在上述的發(fā)明中，其特征在于，所述光學(xué)裝置具有第一中間反射鏡，其將從該分束器出射的該第一分支束向與通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸平行的方向反射；以及第二中間反射鏡，其將從該分束器出射的該第二分支束向與通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸平行的方向反射，該第一反射鏡被設(shè)定為，使被該第一中間反射鏡反射的該第一分支束入射到該分束器中的、從由該振蕩器振蕩出的激光束入射的位置向所述旋轉(zhuǎn)軸方向偏離的位置，該第二反射鏡被設(shè)定為，使被該第二中間反射鏡反射的該第二分支束入射到該分束器中的、從由該振蕩器振蕩出的激光束入射的位置向該旋轉(zhuǎn)軸方向偏離的位置。另外，本發(fā)明還提供一種激光加工裝置，該裝置具有保持單元，其保持工件；以及加工單元，其對(duì)保持在該保持單元上的工件照射激光束而進(jìn)行加工，其特征在于，該加工單元具有上述光學(xué)裝置。根據(jù)本發(fā)明，能夠僅以1軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行兩光束的分支和兩光束之間的間隔的調(diào)整的光學(xué)裝置以及激光加工裝置。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的光學(xué)裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的光學(xué)裝置中的分支機(jī)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖3-1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的對(duì)光學(xué)裝置中的分支機(jī)構(gòu)的反射鏡的入射角度為0度時(shí)的分支束的圖。圖3-2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的使光學(xué)裝置中的分支機(jī)構(gòu)的反射鏡向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ 1的狀態(tài)的圖。圖3-3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的使光學(xué)裝置中的分支機(jī)構(gòu)的反射鏡向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ 2的狀態(tài)的圖。圖3-4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的使光學(xué)裝置中的分支機(jī)構(gòu)的反射鏡向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ 1的狀態(tài)的圖。圖3-5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的使光學(xué)裝置中的分支機(jī)構(gòu)的反射鏡向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ 2的狀態(tài)的圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的使激光束入射到光學(xué)裝置的分支機(jī)構(gòu)的狀態(tài)的立體圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式的激光加工裝置的立體圖。圖6-1是晶片的分割預(yù)定線附近的剖面圖。圖6-2是表示對(duì)晶片的分割預(yù)定線的隔著規(guī)定間隔的位置照射分支束的狀態(tài)的剖面圖。圖6-3是表示沿著晶片的分割預(yù)定線的寬度方向中央照射光束來(lái)形成分割槽的狀態(tài)的剖面圖。符號(hào)說(shuō)明1 光學(xué)裝置3、3A:分支機(jī)構(gòu)5 驅(qū)動(dòng)部31 分束器32 分支點(diǎn)34-1:第一中間反射鏡35 第二 1/4 波長(zhǎng)板36、36-2 第二反射鏡100 激光加工裝置Lb 激光束Lb2:第二分支束
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)

本發(fā)明的各實(shí)施方式的光學(xué)裝置以及激光加工裝置。(實(shí)施方式1)圖1 圖3表示了本發(fā)明的實(shí)施方式1的光學(xué)裝置1。本實(shí)施方式的光學(xué)裝置1 能夠在沿著工件的分割預(yù)定線來(lái)進(jìn)行分割時(shí)，進(jìn)行激光加工的情況中應(yīng)用。如圖1所示，光學(xué)裝置1具有振蕩器2，其振蕩出激光束Lb ；分支機(jī)構(gòu)3，該分支機(jī)構(gòu)3中入射從振蕩器2振蕩出的激光束Lb，將該激光束Lb分支為第一分支束Lbl和第二分支束Lb2這兩個(gè)光束，或者將激光束Lb作為一個(gè)光束來(lái)出射；聚光器4，其對(duì)從分支機(jī)構(gòu) 3出射的這些光束進(jìn)行會(huì)聚，以相對(duì)于工件W為規(guī)定的光束直徑的方式調(diào)整；驅(qū)動(dòng)部5，其為了調(diào)節(jié)分支機(jī)構(gòu)3而驅(qū)動(dòng)；以及控制部6，其控制驅(qū)動(dòng)部5。振蕩器2是用于振蕩出規(guī)定波長(zhǎng)的激光光線的裝置，例如能夠應(yīng)用YAG激光振蕩器或YV04激光振蕩器等各種激光光線振蕩器。如圖2所示，分支機(jī)構(gòu)3具有分束器31，其使從振蕩器2振蕩出的激光束Lb分支為透過(guò)而行進(jìn)的第一分支束Lbl和反射而行進(jìn)的第二分支束Lb2 ；第一反射鏡34，其將從該分束器31出射的第一分支束Lbl再次向分束器反射；第二反射鏡36，其將從該分束器31 出射的第二分支束Lb2再次向分束器31反射；以及圓板狀的旋轉(zhuǎn)部37，其使第一反射鏡34 和第二反射鏡36，以分束器31中的激光束Lb的分支點(diǎn)32作為旋轉(zhuǎn)中心一體地旋轉(zhuǎn)。特別是，第一反射鏡34和第二反射鏡36以伴隨旋轉(zhuǎn)部37的旋轉(zhuǎn)而在相同的圓上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方式設(shè)定。換言之，第一反射鏡34和第二反射鏡36是以與分支點(diǎn)32間的距離相等的方式設(shè)定。
2 振蕩器 4:聚光器 6 控制部 31A 接合面 33 第一 1/4波長(zhǎng)板 34,34-2 第一反射鏡 36-1 第二中間反射鏡 37 旋轉(zhuǎn)部 101 保持機(jī)構(gòu) Lbl 第一分支束
上述旋轉(zhuǎn)部37通過(guò)使圖1所示的驅(qū)動(dòng)部5驅(qū)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，來(lái)變更第一分支束Lbl對(duì)第一反射鏡34的入射角度和第二分支束Lb2對(duì)第二反射鏡36的入射角度。因此，通過(guò)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部37，來(lái)調(diào)整被第一反射鏡34反射之后被分束器31反射的第一分支束Lbl、與被第二反射鏡36反射之后透過(guò)分束器31的第二分支束Lb2所成的角度2 θ (參照?qǐng)D2)。分束器31將從振蕩器2出射的激光束Lb分割為兩個(gè)，在本實(shí)施方式中，使用能夠分離偏振光成分的偏振分束器。該分束器31的結(jié)構(gòu)是將兩個(gè)直角棱鏡粘接而成的正四棱柱形狀，在接合面31Α上施加了電介質(zhì)多層膜或金屬薄膜的涂布。另外，對(duì)于在本實(shí)施方式中使用的分束器31，使用反射光和透過(guò)光的強(qiáng)度大致一對(duì)一的半反鏡。在本實(shí)施方式中，由于分束器31為偏振分束器，因此在分束器31中，在透過(guò)接合面31Α而進(jìn)入的第一分支束Lbl出射的面312與第一反射鏡34之間，配置第一 1/4波長(zhǎng)板 33。另外，在分束器31中，被接合面31Α反射而進(jìn)入的第二分支束Lb2出射的面313與第二反射鏡36之間，配置第二 1/4波長(zhǎng)板35。通過(guò)如上所述的配置，由于透過(guò)了分束器31的接合面31A的第一分支束Lbl被第一反射鏡34反射，從而通過(guò)兩次第一 1/4波長(zhǎng)板33，在直線偏振狀態(tài)旋轉(zhuǎn)了 90°的狀態(tài)下，回到接合面31A，因此被接合面31A反射。另外，被接合面31A反射的第二分支束Lb2被第二反射鏡36反射，從而通過(guò)兩次第二 1/4波長(zhǎng)板35， 在直線偏振狀態(tài)旋轉(zhuǎn)了 90°的狀態(tài)下，回到接合面31A，因此通過(guò)接合面31A。在本實(shí)施方式中，由于分束器31為偏振分束器，因此分支時(shí)的光束的能量損失比使用了無(wú)偏振分束器時(shí)還要減少。在圖2中，在本實(shí)施方式中，分束器31為固定側(cè)，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)部37旋轉(zhuǎn)，第一反射鏡34和第二反射鏡36繞分束器31的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，旋轉(zhuǎn)部37以如下所述的線作為旋轉(zhuǎn)軸，即，該線通過(guò)分束器31中的激光束Lb的分支點(diǎn)32、且與剛在分支點(diǎn)32上分支后的該第一分支束和該第二分支束形成的面正交。第一反射鏡34和第二反射鏡36沿著圓板狀的旋轉(zhuǎn)部37的周緣配置在相互成90度角度的位置上，并以反射鏡面相對(duì)于旋轉(zhuǎn)部37的周緣成為切線方向的方式安裝。另外，圖2表示了將從分束器31的面311入射的光束Lb在分支點(diǎn)32上分支而透過(guò)的第一分支束Lbl以及在分支點(diǎn)32上反射的第二分支束Lb2，在圖面中向順時(shí)針方向稍微旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)部5具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部37的電機(jī)等，控制部6通過(guò)驅(qū)動(dòng)部5的驅(qū)動(dòng)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)部37的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)量。具體地講，控制部6最終通過(guò)調(diào)整旋轉(zhuǎn)部37的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)進(jìn)行從分支機(jī)構(gòu)3出射的兩根光束的間隔的變更及成為一根光束時(shí)等的控制。作為聚光器4，為了容易進(jìn)行角度的調(diào)整，優(yōu)選使用f θ透鏡。在本實(shí)施方式中，在使用了這樣的f θ透鏡的狀態(tài)下，通過(guò)使在第一反射鏡34以及第二反射鏡36上的反射角度θ成為0.001°，將光束的間隔設(shè)定為IOOym(每個(gè)光束距中心位置分別分開50μπι)。以下，使用圖3-1 圖3-5，對(duì)分支機(jī)構(gòu)3的作用/動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。另外，在圖3_1 圖3-5中，為了使說(shuō)明簡(jiǎn)要，省略第一 1/4波長(zhǎng)板33以及第二 1/4波長(zhǎng)板35的圖示。圖3-1表示了透過(guò)了分束器31的接合面31Α的第一分支束Lbl以直角入射到第一反射鏡34中，在接合面31Α上反射的第二分支束Lb2以直角入射到第二反射鏡36中的情況。此時(shí)，從分束器31的面312出射的光束Lbl在第一反射鏡34上反射而回到分支點(diǎn) 32中，被接合面31A反射而從面314出射。另外，從分束器31的面313出射的光束Lb2被第二反射鏡36反射而回到分支點(diǎn)32，并透過(guò)接合面31A而與從面314出射的光束Lbl合流。因此，此時(shí)從面314出射的光束，成為將第一分支束Lbl和第二分支束Lb2的光束合并而成的光束，光束的強(qiáng)度高。圖3-2表示了從圖3-1的狀態(tài)使旋轉(zhuǎn)部37稍微向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)θ 1的狀態(tài)。此時(shí)，從分支點(diǎn)32分支的第一分支束Lbl在第一反射鏡34上向分支點(diǎn)32的附近的接合面3IA反射，被接合面3IA反射而從面314出射。從該面314出射的第一分支束Lbl相對(duì)于面314的法線形成-θ 1的角度。從分支點(diǎn)32分支的第二分支束Lb2在第二反射鏡36 上向分支點(diǎn)32附近的接合面31A反射，透過(guò)接合面31A而從面314出射。從該面314出射的第二分支束Lb2相對(duì)于面314的法線形成+ θ 1的角度。因此，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)部37僅旋轉(zhuǎn) θ 1，能夠使從面314出射的第一分支束Lbl與第二分支束Lb3所成的角度成為2 θ 1。在本實(shí)施方式中，在使用了如上所述的f θ透鏡的狀態(tài)下，通過(guò)使在第一反射鏡34以及第二反射鏡36上的反射角度成為0.001°，能夠?qū)⒐馐拈g隔設(shè)定為100 μ m(光束距中心位置分別分開50 μ m)。圖3-3表示了進(jìn)一步使旋轉(zhuǎn)部37向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ 2的情況。此時(shí)，能夠使從面314出射的第一分支束Lbl與第二分支束Lb3所成的角度成為2 θ 2。圖3-4表示了使旋轉(zhuǎn)部37相對(duì)于分束器31向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ 1的情況。此時(shí)，與在圖3-2中表示的情況同樣地，從分束器31的面314出射的第一分支束Lbl與第二分支束讓2所成的角度成為2 θ 1。圖3-5表示了使旋轉(zhuǎn)部37相對(duì)于分束器31向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了比Θ1大的θ 2的情況。此時(shí)，與在圖3-2中表示的情況同樣地，從面314出射的第一分支束Lbl與第二分支束Lb2所成的角度成為2 θ 2。以上，說(shuō)明了本實(shí)施方式的光學(xué)裝置1的結(jié)構(gòu)以及作用/動(dòng)作，但是根據(jù)該光學(xué)裝置1，能夠用將第一反射鏡34和第二反射鏡36 —體地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部37上的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單地進(jìn)行兩光束(Lbl、Ll^)的分支和兩光束之間的間隔的調(diào)整。另外，如果使用本實(shí)施方式的光學(xué)裝置1，則如圖3-1所示，能夠使從分束器31的面314出射的光束成為一根，例如能夠在晶片的分割預(yù)定線中的分割槽等的形成中使用。 進(jìn)而，如果使用該光學(xué)裝置1，則通過(guò)用控制部6來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)部37的角度調(diào)整，能夠在晶片的分割預(yù)定線的寬度方向的兩端部分上，容易加工一對(duì)相互分離的膜剝離防止用的淺槽。 因此，用兩根光束對(duì)如上所述的淺槽進(jìn)行加工而形成能夠防止膜剝離的結(jié)構(gòu)之后，還能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的切換操作來(lái)進(jìn)行用一根光束在這些淺槽的中間形成分割槽的操作。 進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用偏振分束器和1/4波長(zhǎng)板33，激光束Lb分支時(shí)的光束的損失能夠比使用了無(wú)偏振分束器情況還要減少。(實(shí)施方式2)接著，使用圖4對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2的光學(xué)裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，本實(shí)施方式的光學(xué)裝置，由于與上述實(shí)施方式1的光學(xué)裝置1相比只有分支機(jī)構(gòu)3A的結(jié)構(gòu)不同，因此省略分支機(jī)構(gòu)3A以外的部分的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。另外，對(duì)于與上述實(shí)施方式1相同的部分使用相同的符號(hào)、對(duì)于類似的部分使用類似的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。另外，在本實(shí)施方式中，雖然分束器 31也使用偏振分束器，但是省略1/4波長(zhǎng)板的圖示來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。如圖4所示，在本實(shí)施方式的分支機(jī)構(gòu)3A中，在分束器31的面312側(cè)上，配置有在接合面31A上分支而透過(guò)了接合面31A的第一分支束Lbl入射的第一中間反射鏡34-1。 該第一中間反射鏡;34-1的反射面34A以相對(duì)于面312朝向與Y方向相反的方向傾斜45度的方式配置。另外，在分束器31的面313側(cè)上，配置有在接合面31A上分支而被接合面31A
7反射的第二分支束讓2入射的第二中間反射鏡36-1。該第二中間反射鏡36-1的反射面36A 以相對(duì)于面313朝向與Y方向相反的方向傾斜45度的方式配置。分束器31、第一中間反射鏡34-1以及第二中間反射鏡36-1的位置關(guān)系是固定的。分支機(jī)構(gòu)3A具有第一反射鏡34-2和第二反射鏡36_2，該第一反射鏡34_2和第二反射鏡36-2以相對(duì)于固定的分束器31能夠繞分束器31旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。這些第一反射鏡34-2和第二反射鏡36-2，固定在以直角彎曲的L字形狀的臂30的各個(gè)端部上。臂30 在彎曲的部分設(shè)置有旋轉(zhuǎn)部30A。該旋轉(zhuǎn)部30A的中心軸以如下所述方式設(shè)定，即，該中心軸通過(guò)分束器31中的激光束Lb入射的接合面31A的分支點(diǎn)32，且與剛在分支點(diǎn)32分支之后的該第一分支束以及該第二分支束形成的面正交。如圖4所示，在該臂30上固定的第一反射鏡34-2和第二反射鏡36-2，能夠向箭頭a方向轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸30A通過(guò)與上述實(shí)施方式 1相同的驅(qū)動(dòng)部5以及控制部6來(lái)旋轉(zhuǎn)控制。第一反射鏡34-2的反射面34B，以與第一中間反射鏡34_1的反射面34A形成直角的方式配置。第一中間反射鏡34-1的反射面34A將從分支點(diǎn)32到來(lái)的第一分支束Lbl 向與上述中心軸平行的方向反射。即、從第一中間反射鏡34-1的反射面34A出射的第一分支束Lbl，到達(dá)第一反射鏡34-2的反射面34B。并且，以如下所述方式設(shè)定在第一反射鏡 34-2的反射面34B出射的第一分支束Lbl，即，使該第一分支束Lbl以大致直角入射到從分束器31中的分支點(diǎn)32起位于與Y方向相反的方向處的面312中。第二反射鏡36-2的反射面36B，以與第二中間反射鏡36-1的反射面36A形成直角的方式配置。并且，以如下所述方式設(shè)定從反射面36A出射的第二分支束Lb2，即，使該第二分支束Lb2以大致直角入射到從分束器31中的分支點(diǎn)32起位于與Y方向相反的方向處的面313中。另外，在本實(shí)施方式中，作為未圖示的1/4波長(zhǎng)板的配置位置，只要在通過(guò)了分支點(diǎn)32的第一分支束Lbl的路徑上，例如配置在面312與第一中間反射鏡34-1之間和第一反射鏡34-2與面312之間這兩個(gè)地方即可。另外，關(guān)于第二分支束Lb2的路徑，例如只要配置在面313與第二中間反射鏡36-1之間和第二反射鏡36-2與面313之間這兩個(gè)地方即可。另外，如上所述如果不使用兩個(gè)1/4波長(zhǎng)板而使用1/2波長(zhǎng)板，則例如分別在面312與第一中間反射鏡34-1之間和面313與第二中間反射鏡36-1之間，各配置一個(gè)1/2波長(zhǎng)板即可。總之，只要在從分束器31出射而再次入射為止之間的光路上，配置一個(gè)1/2波長(zhǎng)板、或兩個(gè)1/4波長(zhǎng)板即可。圖4表示了在第一反射鏡34-2和第二反射鏡36_2不旋轉(zhuǎn)的初始狀態(tài)中，使激光束Lb入射到分支機(jī)構(gòu)3A中的分束器31的分支點(diǎn)32中的狀態(tài)。此時(shí)，在分支點(diǎn)32上分支并通過(guò)了接合面31A的第一分支束Lbl被第一中間反射鏡34-1的反射面34A反射，入射到第一反射鏡；34-2的反射面34B，向面312反射。入射到面312的第一分支束Lbl被接合面 31A反射而向與Z方向相反的方向出射。在分支點(diǎn)32上分支并被接合面31A反射的第二分支束Lb2被第二中間反射鏡36-1的反射面36A反射，入射到第二反射鏡36_2的反射面 36B，向面313反射。入射到面313的第二分支束Lb2透過(guò)接合面31A而向與Z方向相反的方向出射。在本實(shí)施方式的光學(xué)裝置中，也通過(guò)在分支機(jī)構(gòu)3A中使第一反射鏡34-2和第二反射鏡36-2 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而如圖4所示，最終控制為第一分支束Lbl和第二分支束Lb2 重疊而出射的狀態(tài)、和這些分支束以相互分離任意距離的方式出射的狀態(tài)。特別是，在本實(shí)施方式中，一旦從分束器31出射的第一分支束Lbl和第二分支束Lb2，通過(guò)第一中間反射鏡34-1、第二中間反射鏡36-1、第1反射鏡34_2以及第二反射鏡 36-2反射，從而入射到從分束器31中的分支點(diǎn)32偏離的場(chǎng)所，因此能夠抑制分束器31因激光束而劣化。(激光加工裝置的結(jié)構(gòu))接著，使用圖5對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式1的光學(xué)裝置1的激光加工裝置100 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的激光加工裝置100的結(jié)構(gòu)的示意立體圖。如圖5 所示，激光加工裝置100具有保持機(jī)構(gòu)101，其用于保持工件；XY驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)102，其用于使保持機(jī)構(gòu)101向作為加工移送方向的X軸方向以及作為分度移送方向的Y軸方向移動(dòng)；上述實(shí)施方式的光學(xué)裝置1，其用于向通過(guò)保持機(jī)構(gòu)101保持的工件上，照射激光光線；以及未圖示的控制裝置，其內(nèi)置在激光加工裝置100中，總括地控制激光加工裝置100的各部分。保持機(jī)構(gòu)101是以與工件對(duì)應(yīng)的大小的工作盤為主體，通過(guò)未圖示的吸引單元吸引保持作為上面的保持面IOlA上所載置的工件。工件通過(guò)未圖示的輸送單元而例如將表面?zhèn)茸鳛樯厦孑斔偷奖３謾C(jī)構(gòu)101中，吸引保持在保持面IOlA上。如上所述，將工件保持在保持面IOlA上的保持機(jī)構(gòu)101設(shè)置在圓筒部件103的上端，成為通過(guò)配置在圓筒部件103 內(nèi)的未圖示的脈沖電機(jī)而將鉛直軸作為軸中心自由旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。XY驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)102具有兩段的滑動(dòng)塊104、105。保持機(jī)構(gòu)101通過(guò)圓筒部件103搭載在兩段的滑動(dòng)塊104、105之上。XY驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)102具有由滾珠絲桿106和脈沖電機(jī)107等構(gòu)成的加工移送機(jī)構(gòu)108，滑動(dòng)塊104通過(guò)該加工移送機(jī)構(gòu)108自由地向X軸方向移動(dòng)。并且，加工移送機(jī)構(gòu)108驅(qū)動(dòng)而滑動(dòng)塊103移動(dòng)，保持機(jī)構(gòu)101相對(duì)于光學(xué)裝置1向X軸方向移動(dòng)，從而使搭載在滑動(dòng)塊104上的保持機(jī)構(gòu)101和光學(xué)裝置1沿著X軸方向相對(duì)地移動(dòng)。 另外，在以下的說(shuō)明中，關(guān)于作為加工移送方向的X軸方向，將在圖5中箭頭指示的方向作為正方向、將其反方向作為負(fù)方向。XY驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)102具有由滾珠絲桿109和脈沖電機(jī)110等構(gòu)成的分度移送機(jī)構(gòu)111， 滑動(dòng)塊105通過(guò)分度移送機(jī)構(gòu)111自由地向Y軸方向移動(dòng)。并且，分度移送機(jī)構(gòu)111驅(qū)動(dòng)而滑動(dòng)塊105移動(dòng)，保持機(jī)構(gòu)101相對(duì)于光學(xué)裝置1向Y軸方向移動(dòng)，從而使搭載在滑動(dòng)塊 105上的保持機(jī)構(gòu)101和光學(xué)裝置1沿著Y軸方向相對(duì)地移動(dòng)。在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為通過(guò)使保持機(jī)構(gòu)101向X軸方向以及Y軸方向移動(dòng)，使保持機(jī)構(gòu)101和光學(xué)裝置1相對(duì)地移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。相對(duì)于此，也可以構(gòu)成為不使保持機(jī)構(gòu)101 移動(dòng)，而使光學(xué)裝置1向X軸方向以及Y軸方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。另外，也可以構(gòu)成為使保持機(jī)構(gòu)101以及光學(xué)裝置1雙方沿著X軸方向向反方向移動(dòng)，使保持機(jī)構(gòu)101以及光學(xué)裝置1 雙方沿著Y軸方向向反方向移動(dòng)，從而使它們相對(duì)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于加工移送機(jī)構(gòu)108，附設(shè)用于檢測(cè)保持機(jī)構(gòu)101的加工移送量的加工移送量檢測(cè)單元112。加工移送量檢測(cè)單元112由沿著X軸方向配設(shè)的直線尺和配設(shè)在滑動(dòng)塊104 上而通過(guò)與滑動(dòng)塊104—起移動(dòng)來(lái)讀取直線尺的讀取頭等構(gòu)成。同樣地，對(duì)于分度移送機(jī)構(gòu)111，附設(shè)用于檢測(cè)保持機(jī)構(gòu)101的分度移送量的分度移送量檢測(cè)單元113。分度移送量檢測(cè)單元113由沿著Y軸方向配設(shè)的直線尺和配設(shè)在滑動(dòng)塊105上而通過(guò)與滑動(dòng)塊105 — 起移動(dòng)來(lái)讀取直線尺的讀取頭等構(gòu)成。
光學(xué)裝置1用于向吸引保持在保持面IOlA上的工件上照射激光光線，沿著工件的應(yīng)加工的位置，實(shí)施激光加工。在光學(xué)裝置1上具備的控制部6 (參照?qǐng)D1)，由內(nèi)置了存儲(chǔ)器的微機(jī)等構(gòu)成，其中該存儲(chǔ)器保存在激光加工裝置100的動(dòng)作中所需的各種數(shù)據(jù)。本實(shí)施方式的激光加工裝置100，通過(guò)光學(xué)裝置1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠進(jìn)行兩光束的分支和兩光束之間的間隔的調(diào)整，因此能夠以簡(jiǎn)單的控制來(lái)使從光學(xué)裝置1出射的光束成為一根或兩根，進(jìn)而在成為兩根時(shí)，簡(jiǎn)單地控制兩根光束的間隔。接著，使用圖6-1 圖6-3，對(duì)使用該激光加工裝置100在晶片的分割預(yù)定線上形成分割槽的方法進(jìn)行說(shuō)明。圖6-1表示了在表面形成有多個(gè)設(shè)備202，在形成有劃分設(shè)備202的分割預(yù)定線 204的同時(shí)，在背面貼附了剝離薄片210的晶片201的剖面。首先，使晶片201吸引保持在圖5中所示的保持面IOlA之上。之后，在光學(xué)裝置 1中，例如如圖3-1所示，在使從分束器31出射的光束成為一根的狀態(tài)下，以激光束照射的位置成為分割預(yù)定線的中心的方式進(jìn)行對(duì)位(對(duì)準(zhǔn))。接著，例如如圖3-2所示，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部37而使第一反射鏡34和第二反射鏡36相對(duì)于分束器31旋轉(zhuǎn)，從而最終控制從分束器31出射的第一分支束Lbl與第二分支束讓2所成的角度。在該狀態(tài)下，如圖6-2所示，沿著分割預(yù)定線204的寬度方向的兩端部的線，照射相互隔著規(guī)定的距離的、第一分支束Lbl和第二分支束Lb2，形成淺槽的膜剝離防止用槽205。此處，關(guān)于膜剝離防止用槽205的形成，雖然優(yōu)選形成在相對(duì)于分割預(yù)定線 204的中心位置線對(duì)稱的位置上，但是根據(jù)本發(fā)明，第一分支束Lbl和第二分支束Lb2以分割預(yù)定線204的中心為基準(zhǔn)，以等角度分支，因此能夠容易地進(jìn)行將膜剝離防止用槽20形成在相對(duì)于分割預(yù)定線204的中心位置線對(duì)稱的位置上的調(diào)整。之后，如圖3-1所示，將從分束器31出射的光束調(diào)整為一根，如圖6-3所示，在膜剝離防止用槽205之間沿著線形成比較深的分割用槽206。之后，只要卸下晶片201，通過(guò)機(jī)械制動(dòng)，分割為各個(gè)芯片即可。如上所述，通過(guò)使用如上所述結(jié)構(gòu)的激光加工裝置100，具有能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行如下所述切換的優(yōu)點(diǎn)，即在對(duì)準(zhǔn)晶片201時(shí)，使光學(xué)裝置1的光束成為一根來(lái)使用，在形成膜剝離防止用槽205時(shí)，使光束成為兩根來(lái)使用，在形成分割用槽206時(shí)，使光束成為一根來(lái)使用。(其他實(shí)施方式)以上，雖然說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是構(gòu)成上述實(shí)施方式公開的一部分的論述以及附圖不限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從該公開中想到替代實(shí)施方式、實(shí)施例以及運(yùn)用技術(shù)。例如，在上述實(shí)施方式中，作為分束器31使用偏振分束器，并使用了 1/4波長(zhǎng)板， 但是當(dāng)然也可以是使用無(wú)偏振分束器并且不使用1/4波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)。另外，作為工件不特別限定，但是例如可以例舉硅晶片(Si)、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)等的半導(dǎo)體晶片，或作為芯片安裝用而設(shè)置在晶片的背面的DAF(Die Attach Film)等的粘結(jié)部件，或者半導(dǎo)體產(chǎn)品的封裝、陶瓷、玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)等的無(wú)機(jī)材料基板、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器等的各種電子部件，進(jìn)而可以例舉要求微米級(jí)的加工位置精度的各種加工材料。
如上所述，本發(fā)明的光學(xué)裝置以及激光加工裝置，在分割晶片時(shí)有用，特別適用到晶片的切割裝置等中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，其具有振蕩器，其振蕩出激光束；分支機(jī)構(gòu)，其使從該振蕩器振蕩出的激光束分支為兩束；以及聚光器，其對(duì)從該分支機(jī)構(gòu)出射的兩束激光束進(jìn)行會(huì)聚，該光學(xué)裝置的特征在于，該分支機(jī)構(gòu)具有分束器，其使從該振蕩器振蕩出的激光束分支為透過(guò)而行進(jìn)的第一分支束和反射而行進(jìn)的第二分支束；第一反射鏡，其將從該分束器出射的該第一分支束再次向該分束器反射； 第二反射鏡，其將從該分束器出射的該第二分支束再次向該分束器反射； 旋轉(zhuǎn)部，其使該第一反射鏡和該第二反射鏡以該分束器中的該激光束的分支點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心一體地旋轉(zhuǎn)；以及控制部，其使該旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)而變更該第一分支束對(duì)該第一反射鏡的入射角度和該第二分支束對(duì)該第二反射鏡的入射角度，從而調(diào)整在被該第一反射鏡反射之后被該分束器反射的第一分支束與在被該第二反射鏡反射之后透過(guò)該分束器的第二分支束所成的角度，該聚光器配置在經(jīng)如下過(guò)程后的該第一分支束和該第二分支束行進(jìn)的光路上，該第一分支束經(jīng)過(guò)的過(guò)程為在透過(guò)了該分束器之后被該第一反射鏡反射而再次入射到該分束器，并被該分束器反射而從該分束器出射，該第二分支束經(jīng)過(guò)的過(guò)程為在被該分束器反射之后被該第二反射鏡反射而再次入射到該分束器中，并透過(guò)該分束器而從該分束器出射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 該分束器為偏振分束器，該分支機(jī)構(gòu)具有配設(shè)在該激光束的分支點(diǎn)與該第一反射鏡之間的第一 1/4波長(zhǎng)板； 以及配設(shè)在該激光束的分支點(diǎn)與該第二反射鏡之間的第二 1/4波長(zhǎng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 該分束器為半反鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于，該光學(xué)裝置具有第一中間反射鏡，其將從該分束器出射的該第一分支束向與通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸平行的方向反射；以及第二中間反射鏡，其將從該分束器出射的該第二分支束向與通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸平行的方向反射，該第一反射鏡被設(shè)定為，使被該第一中間反射鏡反射的該第一分支束入射到該分束器中的、從由該振蕩器振蕩出的激光束入射的位置向所述旋轉(zhuǎn)軸方向偏離的位置，該第二反射鏡被設(shè)定為，使被該第二中間反射鏡反射的該第二分支束入射到該分束器中的、從由該振蕩器振蕩出的激光束入射的位置向該旋轉(zhuǎn)軸方向偏離的位置。
5.一種激光加工裝置，其具有保持單元，其保持工件；以及加工單元，其對(duì)保持在該保持單元上的工件照射激光束而進(jìn)行加工，其中，該加工單元具有權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行兩光束的分支和兩光束之間的間隔的調(diào)整的光學(xué)裝置以及具備該光學(xué)裝置的激光加工裝置。該光學(xué)裝置具有分束器(31)，其使從振蕩器(2)振蕩出的激光束(Lb)分支為透過(guò)而行進(jìn)的第一分支束和反射而行進(jìn)的第二分支束；第一反射鏡(34)，其將從該分束器(31)出射的第一分支束(Lb1)再次向分束器反射；第二反射鏡(36)，其將從該分束器(31)出射的第二分支束(Lb2)再次向分束器(31)反射；以及旋轉(zhuǎn)部(37)，其使第一反射鏡(34)和第二反射鏡(36)以分束器(31)中的激光束(Lb)的分支點(diǎn)(32)為旋轉(zhuǎn)中心一體地旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B23K26/06GK102335795SQ20111020146
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者伊藤優(yōu)作 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科