激光光线照射装置和激光光线照射方法与流程

1.本发明涉及实施焦点检测步骤的激光光线照射装置和激光光线照射方法，该焦点检测步骤对激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的照射面的激光光线照射单元与晶片的位置关系进行检测。


背景技术：

2.以往要想进行激光光线的焦点的设定，一边使晶片与激光光线照射单元之间的间隔相对地变化，一边对晶片照射激光光线而形成加工槽，检测加工槽形成得最细的时刻作为激光光线的焦点对焦于晶片的正面的状态(例如参照专利文献1、专利文献2和专利文献3)。
3.专利文献1：日本特开2005-118808号公报
4.专利文献2：日本特许第6110136号公报
5.专利文献3：日本特许第6600254号公报
6.但是，以往，激光光线的焦点的设定方法会产生对所形成的加工槽进行拍摄而检测细小的加工槽的繁琐操作。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供能够容易地进行激光光线的焦点的设定的激光光线照射装置和激光光线照射方法。
8.为了解决上述课题实现目的，本发明的激光光线照射装置的特征在于，该激光光线照射装置具有：激光光线照射单元，其对保持工作台的保持面所保持的晶片照射激光光线；第1移动单元，其使该保持工作台和该激光光线照射单元在与该保持面平行的方向上相对地移动；第2移动单元，其使该激光光线照射单元与晶片之间的距离变化；受光单元，其接受通过对晶片照射激光光线而产生的等离子体光或反射光；以及控制单元，该控制单元具有：指令部，其发出如下的指令：一边通过该第2移动单元使该距离变化一边通过该第1移动单元使该保持工作台和该激光光线照射单元相对地移动而对该晶片照射该激光光线；信息获取部，其获取与该受光单元所接受的该等离子体光或该反射光的光强度相关的信息；记录部，其将与照射了该激光光线的时刻的该距离相关的信息和该信息获取部所获取的与该光强度相关的信息相关联地记录；以及焦点检测部，其根据该记录部所记录的与该光强度相关的信息而检测与该激光光线的焦点对焦于晶片的正面的状态的该距离相关的信息，其中，该正面是晶片的被照射激光光线的面。
9.在所述激光光线照射装置中，也可以是，该受光单元接受通过对晶片照射该激光光线而产生的等离子体光，该焦点检测部检测该记录部中该等离子体光的光强度最大的时刻的该距离，作为激光光线的焦点对焦于晶片的正面的状态，其中，该正面是晶片的被照射激光光线的面。
10.在所述激光光线照射装置中，也可以是，该受光单元检测通过对晶片照射该激光
光线而产生的反射光，该焦点检测部检测该记录部中该反射光的光强度最小的时刻的该距离，作为该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的状态。
11.本发明的激光光线照射方法的特征在于，该激光光线照射方法具有如下的步骤：保持步骤，将晶片保持于保持工作台的保持面；激光光线照射步骤，一边使晶片与激光光线照射单元之间的距离沿着激光光线的光轴相对地变化一边使该保持工作台和该激光光线照射单元在与该保持面平行的方向上相对地移动而对通过该保持步骤而保持的晶片照射激光光线；受光步骤，使受光单元接受通过对晶片照射该激光光线而产生的等离子体光或反射光；以及焦点检测步骤，根据与所接受的该等离子体光或该反射光的光强度相关的信息而检测与该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的该距离相关的信息。
12.在所述激光光线照射方法中，也可以是，该受光单元接受通过对晶片照射该激光光线而产生的等离子体光，该焦点检测步骤检测该等离子体光的光强度最大的时刻的该距离，作为该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的状态。
13.在所述激光光线照射方法中，也可以是，该受光单元检测通过对晶片照射该激光光线而产生的反射光，该焦点检测步骤检测该反射光的光强度最小的时刻的该距离，作为该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的状态。
14.本发明起到能够容易地进行激光光线的焦点的设定的效果。
附图说明
15.图1是示出实施方式1的激光光线照射装置的结构例的立体图。
16.图2是示意性示出作为图1所示的激光光线照射装置的加工对象的晶片的俯视图。
17.图3是示意性示出图1所示的激光光线照射装置的激光光线照射单元和受光单元的结构的图。
18.图4是示意性示出被图1所示的激光光线照射装置的指令部指令激光光线的照射的位置的晶片的俯视图。
19.图5是示意性示出图1所示的激光光线照射装置的记录部所记录的数据的图。
20.图6是示出实施方式1的激光光线照射方法的流程的流程图。
21.图7是示出实施方式2的激光光线照射装置的结构例的立体图。
22.图8是示意性示出图7所示的激光光线照射装置的激光光线照射单元和受光单元的结构的图。
23.图9是示意性示出实施方式2的激光光线照射装置的记录部所记录的数据的图。
24.图10是以局部剖面示意性示出实施方式1和实施方式2的变形例的激光光线照射装置的结构例的侧视图。
25.图11是示意性示出图10所示的激光光线照射装置的激光光线照射单元和受光单元的结构的图。
26.标号说明
27.1、1-2、1-3：激光光线照射装置；10、10-3：保持工作台；11：保持面；20、20-2、20-3：激光光线照射单元；21：激光光线；21-1：等离子体光；21-2：反射光；30：第1移动单元；50：第2移动单元；70、70-2、70-3：受光单元；82、82-2：距离；100：控制单元；101：指令部；102：信息获取部；103：记录部；104：焦点检测部；200、200-3：晶片；202：正面(被照射激光光线的面)；
1001：保持步骤；1002：激光光线照射步骤；1003：受光步骤；1004：焦点检测步骤；x：与保持面平行的方向；y：与保持面平行的方向。
具体实施方式
28.参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
29.[实施方式1]
[0030]
根据附图，对本发明的实施方式1的激光光线照射装置进行说明。图1是示出实施方式1的激光光线照射装置的结构例的立体图。图2是示意性示出图1所示的激光光线照射装置的加工对象的晶片的俯视图。图3是示意性示出图1所示的激光光线照射装置的激光光线照射单元和受光单元的结构的图。
[0031]
(晶片)
[0032]
实施方式1的图1所示的激光光线照射装置1是对晶片200照射激光光线21的加工装置。作为实施方式1的激光光线照射装置1的加工对象的晶片200是以硅、蓝宝石、镓等作为基板201的圆板状的半导体晶片或光器件晶片等晶片。如图2所示，晶片200在正面202(相当于被照射激光光线21的面)上形成有器件区域203和围绕器件区域203的外周剩余区域204。
[0033]
如图1所示，器件区域203设定有多条相互交叉的分割预定线205，在由分割预定线205划分的区域内形成有器件206。器件206例如是ic(integrated circuit，集成电路)或lsi(large scale integration，大规模集成)等集成电路、ccd(charge coupled device，电感耦合元件)或cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)等图像传感器、或存储器(半导体存储装置)。
[0034]
外周剩余区域204在整周区域内围绕器件区域203。外周剩余区域204未形成器件206。另外，晶片200在外缘形成有作为示出晶体取向的异形状部的凹口207。另外，图2省略了器件区域203内的器件206，并且用虚线示出器件区域203与外周剩余区域204的边界208。另外，在图2中，用虚线示出器件区域203与外周剩余区域204的边界208，但晶片200在正面202上未形成器件区域203与外周剩余区域204的边界。
[0035]
在实施方式1中，如图1所示，晶片200在正面202的背面侧的背面209上粘贴有粘接带211而支承于环状框架210的开口内，该粘接带211是直径比晶片200的外径大的圆板状且在外缘部粘贴有环状框架210。对分割预定线205照射激光光线21等而将晶片200分割成各个器件206。
[0036]
图1所示的激光光线照射装置1是从晶片200的正面202将对于构成晶片200的基板201具有吸收性的波长的脉冲状的激光光线21的焦点27设定于正面202而沿着分割预定线205照射激光光线21从而对晶片200实施烧蚀加工的加工装置。如图1所示，激光光线照射装置1具有：对晶片200进行保持的保持工作台10、激光光线照射单元20、第1移动单元30、拍摄单元40、以及控制单元100。
[0037]
保持工作台10利用与水平方向平行的保持面11对晶片200进行保持。保持面11是
由多孔陶瓷等形成的圆盘形状，经由未图示的吸引路径而与未图示的真空吸引源连接。保持工作台10通过真空吸引源进行吸引，由此对载置于保持面11上的晶片200进行吸引保持。在保持工作台10的周围配置有多个未图示的夹持部，这些夹持部对将晶片200支承于开口内的环状框架210进行夹持。
[0038]
另外，保持工作台10通过第1移动单元30的旋转移动单元33绕轴心旋转，该轴心与垂直于保持面11且平行于铅垂方向的z轴方向平行。保持工作台10与旋转移动单元33一起通过第1移动单元30的x轴移动单元31在与水平方向平行的x轴方向(相当于加工行进方向)上移动且通过y轴移动单元32在与水平方向平行且与x轴方向垂直的y轴方向上移动。保持工作台10通过第1移动单元30在激光光线照射单元20的下方的加工区域与远离激光光线照射单元20的下方而搬入、搬出晶片200的搬入搬出区域之间移动。
[0039]
激光光线照射单元20是使脉冲状的激光光线21会聚而照射至保持工作台10的保持面11所保持的晶片200的激光光线照射单元。在实施方式1中，如图1所示，激光光线照射单元20的一部分配置于支承柱4的前端，该支承柱4的基端支承于从装置主体2竖立设置的立设壁3。
[0040]
激光光线照射单元20照射对于保持工作台10所保持的晶片200的基板201具有吸收性的波长的激光光线21。如图3所示，激光光线照射单元20具有：射出脉冲状的激光光线21的振荡器22；以及使从振荡器22射出的激光光线21会聚而照射至晶片200的聚光透镜23。另外，在实施方式1中，激光光线照射单元20具有使从振荡器22射出的激光光线21朝向聚光透镜23反射的反射镜24。
[0041]
振荡器22具有振荡出激光光线21并进行放大的未图示的激光介质。另外，振荡器22通过重复频率设定部25设定所射出的激光光线21的重复频率。振荡器22通过输出调整部26调整所射出的激光光线21的输出。在实施方式1中，输出调整部26配置于振荡器22与反射镜之间。
[0042]
聚光透镜23配置于与保持工作台10的保持面11在平行于铅垂方向的z轴方向上对置的位置。聚光透镜23是使脉冲状的激光光线21会聚而照射至保持工作台10所保持的晶片200的聚光光学元件。聚光透镜23使从振荡器22射出且由反射镜24反射的激光光线21透过，使激光光线21会聚于焦点27。另外，在实施方式1中，聚光透镜23使激光光线21的焦点27会聚于保持工作台10的保持面11所保持的晶片200的正面202。
[0043]
另外，通过第2移动单元50使聚光透镜23与保持工作台10所保持的晶片200的距离沿着激光光线21的光轴相对地变化。即，激光光线照射装置1具有使激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10所保持的晶片200的距离沿着激光光线21的光轴相对地变化的第2移动单元50。
[0044]
另外，在实施方式1中，第2移动单元50使聚光透镜23沿着与z轴方向平行的激光光线21的光轴移动，由此使聚光透镜23与保持工作台10所保持的晶片200的距离沿着激光光线21的光轴相对地变化，在实施方式1中，第2移动单元50具有：设置成绕轴心旋转自如且与z轴方向平行的周知的滚珠丝杠51；使滚珠丝杠51绕轴心旋转的周知的脉冲电动机52；将保持着聚光透镜23的透镜支托28支承为在z轴方向上移动自如的周知的导轨53。
[0045]
激光光线照射单元20对保持工作台10所保持的晶片200照射对于晶片200的基板201具有吸收性的波长的激光光线21而对晶片200实施烧蚀加工。另外，激光光线21是对于
晶片200的基板201具有吸收性的波长，因此当照射至晶片200时，被基板201吸收而使基板201的温度上升，使基板201从固体变化成气体，从气体的分子的原子电离出电子等，产生包含通过电离而产生的带电粒子的气体即等离子体光21-1。由于激光光线21是对于晶片200的基板201具有吸收性的波长，激光光线21所产生的等离子体光21-1的光强度在激光光线21的焦点27位于基板201的正面202时最强，随着焦点27距离基板201的正面202的z轴方向的距离变长而慢慢减弱。
[0046]
第1移动单元30使保持工作台10和激光光线照射单元20所照射的激光光线21的焦点27在x轴方向、y轴方向上以及绕与z轴方向平行的轴心相对地移动。x轴方向和y轴方向是相互垂直且与保持面11(即水平方向)平行的方向。第1移动单元30具有：x轴移动单元31，其是使保持工作台10在x轴方向上移动的加工进给单元；y轴移动单元32，其是使保持工作台10在y轴方向上移动的分度进给单元；以及旋转移动单元33，其使保持工作台10绕与z轴方向平行的轴心旋转。
[0047]
y轴移动单元32是使保持工作台10与激光光线照射单元20的激光光线21的焦点27在y轴方向上相对地移动的分度进给单元。在实施方式1中，y轴移动单元32设置在激光光线照射装置1的装置主体2上。y轴移动单元32将支承着x轴移动单元31的移动板5支承为在y轴方向上移动自如。
[0048]
x轴移动单元31是使保持工作台10与激光光线照射单元20的激光光线21的焦点27在x轴方向上相对地移动的加工进给单元。x轴移动单元31设置在移动板5上。x轴移动单元31将支承着使保持工作台10绕与z轴方向平行的轴心旋转的旋转移动单元33的第2移动板6支承为在x轴方向上移动自如。第2移动板6对旋转移动单元33、保持工作台10进行支承。旋转移动单元33对保持工作台10进行支承。
[0049]
x轴移动单元31和y轴移动单元32具有：设置成轴心旋转自如的周知的滚珠丝杠；使滚珠丝杠绕轴心旋转的周知的脉冲电动机；以及将移动板5、6支承为在x轴方向或y轴方向上移动自如的周知的导轨。旋转移动单元33具有使保持工作台10绕轴心旋转的电动机等。
[0050]
另外，激光光线照射装置1具有：未图示的x轴方向位置检测单元，其用于检测保持工作台10的x轴方向的位置；未图示的y轴方向位置检测单元，其用于检测保持工作台10的y轴方向的位置；以及未图示的z轴方向位置检测单元，其用于检测激光光线照射单元20的z轴方向的位置。各位置检测单元将检测结果输出至控制单元100。
[0051]
另外，激光光线照射装置1具有用于检测激光光线照射单元20的聚光透镜23的z轴方向的位置的图3所示的透镜位置检测单元54。透镜位置检测单元54将检测结果输出至控制单元100。在实施方式1中，透镜位置检测单元54获取聚光透镜23的位置，根据所获取的聚光透镜23的位置信息，对激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11的距离进行检测，将与所检测的距离相关的信息输出至控制单元100。另外，在本发明中，透镜位置检测单元54可以获取聚光透镜23的位置作为与激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11的距离相关的信息，并将所获取的聚光透镜23的位置信息输出至控制单元100。
[0052]
拍摄单元40对保持工作台10所保持的晶片200进行拍摄。拍摄单元40具有对与物镜在z轴方向上对置的物体进行拍摄的ccd(charge coupled device，电感耦合元件)拍摄
元件或cmos(complementary mos，互补金属氧化物半导体)拍摄元件等拍摄元件。在实施方式1中，如图1所示，拍摄单元40配置于基端支承于立设壁3的第2支承柱7的前端，配置于物镜与聚光透镜23沿着x轴方向并排的位置。另外，第2支承柱7与支承柱4平行。
[0053]
拍摄单元40获取拍摄元件所拍摄的图像，将所获取的图像输出至控制单元100。另外，拍摄单元40对保持工作台10的保持面11所保持的晶片200进行拍摄而获取用于执行对准即进行晶片200与激光光线照射单元20的对位的图像。
[0054]
另外，激光光线照射装置1具有图3所示的受光单元70。在实施方式1中，受光单元70接受通过对保持工作台10所保持的晶片200照射激光光线21而产生的等离子体光21-1，并将与所接受的等离子体光21-1的光强度相关的信息输出至控制单元100。
[0055]
受光单元70具有第2聚光透镜71和受光部72。第2聚光透镜71沿着与x轴方向、y轴方向和z轴方向都交叉的光轴与激光光线照射单元20的激光光线21的焦点27相对。第2聚光透镜71使通过照射激光光线21而产生的等离子体光21-1透过，使等离子体光21-1会聚于受光部72。另外，在实施方式1中，第2聚光透镜71的沿着光轴的方向的位置能够通过透镜移动单元73进行调整。
[0056]
受光部72接受通过照射激光光线21而产生的等离子体光21-1，对所接受的等离子体光21-1的光强度进行检测，将与所接受的等离子体光21-1的光强度相应的信息输出至控制单元100。在实施方式1中，受光部72由拍摄装置构成，该拍摄装置具有周知的光电传感器、或者ccd拍摄元件或cmos(complementary mos，互补金属氧化物半导体)拍摄元件等拍摄元件。
[0057]
另外，在实施方式1中，受光单元70具有配置于第2聚光透镜71与受光部72之间的带通滤光器74。在实施方式1中，带通滤光器74透过规定的频带的等离子体光21-1，不透过其他频带的光。规定的频带是指规定的上限的频率与比上限的频率低且为规定的下限的频率之间的频率，是包含等离子体光21-1的频率在内的光的频率的范围。即，带通滤光器74使通过照射激光光线21而产生的等离子体光21-1透过。
[0058]
受光单元70使通过照射激光光线21而产生的等离子体光21-1利用第2聚光透镜71透过、会聚，并经由带通滤光器74由受光部72接受，将与受光部72所接受的等离子体光21-1的光强度相关的信息输出至控制单元100。在实施方式1中，如图1所示，受光单元70配置于基端支承于立设壁3的第3支承柱8的前端。另外，第3支承柱8与支承柱4、7平行。
[0059]
控制单元100分别控制激光光线照射装置1的上述各构成要素而使激光光线照射装置1实施对于晶片200的加工动作。另外，控制单元100是计算机，该控制单元100具有：运算处理装置，其具有cpu(central processing unit，中央处理器)那样的微处理器；存储装置，其具有rom(read only memory，只读存储器)或ram(random access memory，随机存取存储器)那样的存储器；以及输入输出接口装置。控制单元100的运算处理装置按照存储于存储装置的计算机程序实施运算处理，将用于控制激光光线照射装置1的控制信号经由输入输出接口装置而输出至激光光线照射装置1的上述构成要素，实现控制单元100的功能。
[0060]
另外，激光光线照射装置1具有作为由显示加工动作的状态或图像等的液晶显示装置等构成的显示单元的显示单元和作为操作者输入加工条件等时使用的输入单元的输入单元等。显示单元和输入单元与控制单元100连接。输入单元由设置于显示单元的触摸面板和键盘等外部输入装置中的至少一方构成。另外，显示单元也可以是以有线或无线的方
式与激光光线照射装置1连接的平板终端、智能手机、pc(personal computer，个人计算机)等其他信息设备。
[0061]
另外，如图1所示，控制单元100具有指令部101、信息获取部102、记录部103以及焦点检测部104。另外，图4是示意性示出被图1所示的激光光线照射装置的指令部指令激光光线的照射的位置的晶片的俯视图。图5是示意性示出图1所示的激光光线照射装置的记录部所记录的数据的图。
[0062]
指令部101对激光光线照射装置1的各构成要素输出如下的指令：一边通过第2移动单元50使激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11的z轴方向的距离变化，一边通过第1移动单元30使保持工作台10与激光光线照射单元20相对地移动而对晶片200照射激光光线21。在实施方式1中，指令部101一边通过第2移动单元50使激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11的z轴方向的距离变化，一边通过第1移动单元30使保持工作台10与激光光线照射单元20相对地移动，使激光光线21照射至图4中所示的保持工作台10所保持的晶片200的外周剩余区域204的正面202的照射位置212。另外，在实施方式1中，图4用实线示出通过指令部101的指令而被照射激光光线21的晶片200的正面202上的照射位置212。
[0063]
信息获取部102获取与受光单元70所接受的等离子体光21-1的光强度相关的信息以及与照射激光光线21的时刻的透镜位置检测单元54所检测的激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离相关的信息，生成将与等离子体光21-1的光强度相关的信息和与照射激光光线21的时刻的激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离相关的信息相关联的数据80(图5所示)，将所生成的数据80存储于记录部103。另外，信息获取部102可以获取照射激光光线21的时刻的透镜位置检测单元54所检测的激光光线照射单元20的聚光透镜23的位置，生成将与等离子体光21-1的光强度相关的信息和照射激光光线21的时刻的激光光线照射单元20的聚光透镜23的位置相关联的数据，将所生成的数据存储于记录部103。
[0064]
图5所示的数据80的横轴示出照射激光光线21的时刻的激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11的距离，示出距离随着朝向右侧而慢慢变长的情况。图5所示的数据80的纵轴示出等离子体光21-1的光强度，示出等离子体光的光强度随着朝向上侧而慢慢变强的情况。因此，图5所示的数据80是将照射激光光线21的时刻的距离与信息获取部102所获取的等离子体光21-1的光强度相关联的数据。记录部103对通过信息获取部102获取、生成的数据80进行记录。
[0065]
焦点检测部104根据记录部103所记录的数据80的与等离子体光21-1的光强度相关的信息，检测与照射了如下状态的激光光线21的时刻的激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离相关的信息：该状态为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。在实施方式1中，焦点检测部104检测数据80的等离子体光21-1的最大光强度81，检测与在数据80中检测到的最大光强度81相关联的距离82。
[0066]
焦点检测部104将检测到的距离82作为根据记录部103所记录的数据80的等离子体光21-1的光强度而照射了如下状态的激光光线21的时刻的激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离而存储于记录部103：该状态为激光光线21
的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。这样，在实施方式1中，焦点检测部104检测在记录部103中记录的数据80的等离子体光21-1的光强度最大的时刻的距离82，作为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的面即正面202的状态。另外，在图5所示的例子中，距离82为22.5mm。另外，激光光线照射单元20和保持工作台10相对地移动，哪一方移动均可，因此采用了记录该激光光线照射单元20与晶片200的距离82的方式，但与该激光光线照射单元20与晶片200的距离相关的信息不限于距离82。例如在采用了激光光线照射单元20的聚光透镜23相对于保持面11移动的机构的情况下，可以将聚光透镜23的位置与等离子体光21-1的光强度相关联地记录，聚光透镜23的位置也包含在本发明所说的与距离相关的信息中。
[0067]
另外，指令部101、信息获取部102和焦点检测部104的功能通过运算处理装置按照存储于存储装置的计算机程序实施运算处理而实现。记录部103的功能通过上述存储装置而实现。
[0068]
接着，对上述结构的激光光线照射装置1的加工动作进行说明。激光光线照射装置1中，控制单元100接受并登记由操作者输入的加工条件，将晶片200隔着粘接带211而载置于定位在搬入搬出区域的保持工作台10的保持面11。激光光线照射装置1在控制单元100接受来自操作者的加工动作的开始指示时，开始加工动作。
[0069]
在加工动作中，激光光线照射装置1实施实施方式1的激光光线照射方法。图6是示出实施方式1的激光光线照射方法的流程的流程图。如图6所示，图6所示的激光光线照射方法具有保持步骤1001、激光光线照射步骤1002、受光步骤1003以及焦点检测步骤1004。
[0070]
(保持步骤)
[0071]
保持步骤1001是将晶片200保持于保持工作台10的保持面11的步骤。在保持步骤1001中，控制单元100在保持工作台10的保持面11上隔着粘接带211而吸引保持晶片200，并且通过夹持部夹持环状框架210。在保持步骤1001中，激光光线照射装置1通过控制单元100控制第1移动单元30而使保持工作台10移动至加工区域，利用拍摄单元40对保持工作台10所吸引保持的晶片200进行拍摄而获取图像，进行检测要加工的区域的对准步骤。
[0072]
(激光光线照射步骤)
[0073]
激光光线照射步骤1002是如下的步骤：一边使晶片200与激光光线照射单元20的聚光透镜23的z轴方向的距离沿着激光光线21的光轴相对地变化，一边使保持工作台10与激光光线照射单元20在与保持面11平行的方向上相对地移动而对保持工作台10所保持的晶片200照射激光光线21。
[0074]
在激光光线照射步骤1002中，关于激光光线照射装置1，由控制单元100的指令部101控制第2移动单元50和第1移动单元30，一边使聚光透镜23在z轴方向上移动并且使保持工作台10所保持的晶片200与聚光透镜23在x轴方向、y轴方向上和绕轴心移动，一边对外周剩余区域204照射激光光线21。
[0075]
(受光步骤)
[0076]
受光步骤1003是受光单元70接受通过对晶片200照射激光光线21而产生的等离子体光21-1的步骤。在受光步骤1003中，受光单元70接受通过对晶片200照射激光光线21而产生的等离子体光21-1，因此与激光光线照射步骤1002同时实施。在受光步骤1003中，激光光线照射装置1通过控制单元100的信息获取部102根据透镜位置检测单元54的检测结果和受
光单元70的受光部的检测结果而生成数据80，将所生成的数据80记录于记录部103。
[0077]
(焦点检测步骤)
[0078]
焦点检测步骤1004是如下的步骤：根据所接受的与等离子体光21-1的光强度相关的信息而检测与激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的距离82相关的信息。在焦点检测步骤1004中，激光光线照射装置1通过控制单元100的焦点检测部104检测数据80的等离子体光21-1的最大光强度81，检测与在数据80中检测的最大光强度81相关联的距离82，并记录于记录部103。这样，焦点检测步骤1004通过焦点检测部104检测等离子体光21-1的光强度最大的时刻的距离82，作为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态，结束激光光线照射方法。
[0079]
在加工动作中，激光光线照射装置1通过控制单元100执行对准而检测分割预定线205的位置，控制第2移动单元50而将激光光线照射单元20的聚光透镜23定位于作为焦点检测部104所检测并记录于记录部103的距离82的位置，将激光光线照射单元20的焦点27设定于晶片200的正面202。在加工动作中，激光光线照射装置1通过控制单元100控制第1移动单元30，一边使保持工作台10与激光光线照射单元20相对地移动一边沿着晶片200的分割预定线205从基板201的正面202侧照射脉冲状的激光光线21。
[0080]
在实施方式1中，在加工动作中，当激光光线照射装置1沿着所有的分割预定线205照射激光光线21时，使激光光线21的照射停止，使保持工作台10移动至搬入搬出区域。在加工动作中，激光光线照射装置1将保持工作台10定位于搬入搬出区域，使保持工作台10对晶片200的吸引保持停止，解除夹持部对环状框架210的夹持，结束加工动作。
[0081]
以上说明的实施方式1的激光光线照射装置1和激光光线照射方法将激光光线21被晶片200吸收而产生的等离子体光21-1的光强度成为最大光强度81的距离82检测为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。因此，实施方式1的激光光线照射装置1和激光光线照射方法在照射了激光光线21之后，无需对所形成的加工槽进行拍摄而测量并比较宽度，能够利用单一的激光光线照射装置1设定焦点27。
[0082]
其结果是，实施方式1的激光光线照射装置1和激光光线照射方法起到能够容易地进行激光光线21的焦点27的设定的效果。
[0083]
[实施方式2]
[0084]
根据附图，对本发明的实施方式2的激光光线照射装置和激光光线照射方法进行说明。图7是示出实施方式2的激光光线照射装置的结构例的立体图。图8是示意性示出图7所示的激光光线照射装置的激光光线照射单元和受光单元的结构的图。图9是示意性示出实施方式2的激光光线照射装置的记录部所记录的数据的图。另外，图7、图8和图9中，对与实施方式1相同的部分标记相同的标号，并省略了说明。
[0085]
实施方式2的激光光线照射装置1-2在如下方面与实施方式1不同：如图7所示，拍摄单元40配置于支承柱4的前端；图8所示的激光光线照射单元20-2和受光单元70-2的结构；受光单元70接受激光光线21的反射光21-2；以及信息获取部102获取并记录于记录部103的数据80-2(图9所示)，除此以外，与实施方式1相同。
[0086]
另外，当激光光线21照射至晶片200时，产生上述等离子体光21-1，并且反射激光光线21(该反射的激光光线21是反射光21-2)。激光光线21是对于晶片200的基板201具有吸收性的波长，因此当照射至晶片200时，焦点27越靠近基板201的正面202，越容易被基板201
吸收，激光光线21的能量用于加工，因此反射光21-2的光强度变弱，焦点27越远离基板201的正面202，越难以被基板201吸收，激光光线21的能量未用于加工，反射光21-2的光强度变强。因此，关于激光光线21的反射光21-2的光强度，在激光光线21的焦点27位于基板201的正面202时最弱，随着焦点27距离基板201的正面202的z轴方向的距离变长而慢慢变强。
[0087]
如图8所示，实施方式2的激光光线照射单元20-2在振荡器22与聚光透镜23之间具有使激光光线21透过并使反射光21-2反射的分束器29。分束器29使振荡器22所射出的激光光线21朝向聚光透镜23透过，并使反射光21-2反射。
[0088]
实施方式2的受光单元70-2接受通过对保持工作台10所保持的晶片200照射激光光线21而产生的反射光21-2，将与所接受的反射光21-2的光强度相关的信息输出至控制单元100。如图8所示，实施方式2的受光单元70-2至少具有：带通滤光器74，其使分束器29所反射的反射光21-2中的规定的频带的反射光21-2透过，不使其他频带的光透过；以及受光部72，其接受分束器29所反射且带通滤光器74所透过的反射光21-2。
[0089]
受光部72接受通过照射激光光线21而产生的反射光21-2，对所接受的反射光21-2的光强度进行检测，将与所接受的反射光21-2的光强度相关的信息输出至控制单元100。在实施方式2中，受光部72由功率计构成。另外，在用于加工的激光光线21的输出大的情况下，反射光21-2的强度也变大，因此优选能够测量高输出的光的功率计。但是，若将使反射光21-2衰减的滤光器设置在受光部72受光之前的光路，则不限于功率计，也能够利用周知的光电传感器或周知的拍摄单元获取反射光21-2。
[0090]
受光单元70-2使通过照射激光光线21而产生且透过聚光透镜23并由分束器29反射的反射光21-2经由带通滤光器74而被受光部72接受，将与受光部72所接受的反射光的光强度相关的信息输出至控制单元100。在实施方式2中，受光单元70-2配置在激光光线照射单元20-2的壳体内。
[0091]
实施方式2的激光光线照射装置1-2的信息获取部102获取与受光单元70所接受的反射光21-2的光强度相应的信息以及与照射激光光线21的时刻的透镜位置检测单元54所检测的激光光线照射单元20-2的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离相应的信息，生成将反射光21-2的光强度与照射激光光线21的时刻的激光光线照射单元20的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离相关联的数据80-2(图9所示)，将所生成的数据80-2存储于记录部103。
[0092]
图9所示的数据80-2的横轴示出照射激光光线21的时刻的激光光线照射单元20-2的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离，示出距离随着朝向右侧而慢慢变长的情况。图9所示的数据80-2的纵轴示出反射光21-2的光强度，示出反射光21-2的光强度随着朝向上侧而慢慢变强的情况。因此，图9所示的数据80-2是将照射激光光线21的时刻的距离与信息获取部102所获取的反射光21-2的光强度相关联的数据。在实施方式2中，记录部103对通过信息获取部102获取、生成的数据80-2进行记录。
[0093]
另外，实施方式2的激光光线照射装置1-2的焦点检测部104根据记录部103所记录的数据80-2的反射光21-2的光强度，检测照射了如下状态的激光光线21的时刻的激光光线照射单元20-2的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离：该状态为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。在实施方式2中，焦点检测部104检测数据80-2的反射光21-2的最小光强度81-2，并检测与在数据80-2中检测的最小
光强度81-2相关联的距离82-2。
[0094]
焦点检测部104将所检测的距离82-2作为根据记录部103所记录的数据80-2的反射光21-2的光强度而照射了如下状态的激光光线21的时刻的激光光线照射单元20-2的聚光透镜23与保持工作台10的保持面11之间的距离存储于记录部103：该状态为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。这样，在实施方式2中，焦点检测部104检测在记录部103中记录的数据80-2的反射光21-2的光强度最小的时刻的距离82-2作为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的面即正面202的状态。另外，在图9所示的例子中，距离82为22mm。另外，激光光线照射单元20-2和保持工作台10相对地移动，哪一方移动均可，因此采用了记录该激光光线照射单元20-2与晶片200的距离82的方式，但与该激光光线照射单元20-2与晶片200之间的距离相关的信息不限于距离82。例如在采用了激光光线照射单元20-2的聚光透镜23相对于保持面11移动的机构的情况下，可以将聚光透镜23的位置与等离子体光21-1的光强度相关联地记录，聚光透镜23的位置也包含在本发明所说的与距离相关的信息中。
[0095]
实施方式2的激光光线照射方法与实施方式1同样地具有保持步骤1001、激光光线照射步骤1002、受光步骤1003以及焦点检测步骤1004。实施方式2的激光光线照射方法在保持步骤1001中与实施方式1同样地将晶片200保持于保持工作台10的保持面11，在激光光线照射步骤1002中与实施方式1同样地对保持工作台10所保持的晶片200照射激光光线21。
[0096]
实施方式2的激光光线照射方法的受光步骤1003是受光单元70-2接受通过对晶片200照射激光光线21而产生的反射光21-2的步骤。实施方式2的激光光线照射方法在受光步骤1003中通过受光单元70-2接受通过对晶片200照射激光光线21而产生的反射光21-2。实施方式2的激光光线照射方法在受光步骤1003中，由控制单元100的信息获取部102根据透镜位置检测单元54的检测结果和受光单元70的受光部的检测结果而生成数据80-2，将所生成的数据80-2记录于记录部103。
[0097]
实施方式2的激光光线照射方法的焦点检测步骤1004是根据所接受的反射光21-2的光强度而检测激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的面即正面202的距离82-2的步骤。实施方式2的激光光线照射方法在焦点检测步骤1004中，通过控制单元100的焦点检测部104检测数据80-2的反射光21-2的最小光强度81-2，并检测与在数据80-2中检测的最小光强度81-2相关联的距离82-2，记录于记录部103。这样，实施方式2的激光光线照射方法的焦点检测步骤1004通过焦点检测部104检测反射光21-2的光强度最小的时刻的距离82-2作为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的照射激光光线21的正面202的状态。
[0098]
实施方式2的激光光线照射装置1-2和激光光线照射方法将通过激光光线21被晶片200吸收而产生的反射光21-2的光强度成为最小光强度81-2的距离82-2检测为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。因此，实施方式2的激光光线照射装置1-2和激光光线照射方法在照射了激光光线21之后，无需对所形成的加工槽进行拍摄而测量并比较宽度，能够利用单一的激光光线照射装置1-2设定焦点27，与实施方式1同样地起到能够容易地进行激光光线21的焦点27的设定的效果。
[0099]
[变形例]
[0100]
根据附图，对本发明的实施方式1和实施方式2的变形例的激光光线照射装置和激光光线照射方法进行说明。图10是以局部剖面示意性示出实施方式1和实施方式2的变形例
的激光光线照射装置的结构例的侧视图。图11是示意性示出图10所示的激光光线照射装置的激光光线照射单元和受光单元的结构的图。另外，图10和图11中，对与实施方式1和实施方式2相同的部分标记相同的标号，并省略了说明。
[0101]
变形例的激光光线照射装置1-3和激光光线照射方法中，如图10所示，作为加工对象的晶片200-3是如下的所谓的taiko(注册商标)晶片：对器件区域203的背面209进行磨削而形成有圆形的凹部213，外周剩余区域204的背面209未进行磨削而形成有环状的凸部214。
[0102]
另外，变形例的激光光线照射装置1-3中，如图10所示，保持工作台10-3使保持面11朝向下方而配置，激光光线照射单元的聚光透镜23和受光单元70-3支承于设置在保持工作台10的下方的支承台9。在变形例中，激光光线照射装置1-3的激光光线照射单元20-3的聚光透镜23配置于比受光单元70-3靠保持工作台10的保持面11的外缘的位置。另外，在变形例中，受光单元70-3的受光部72由实施方式1或实施方式2所记载的周知的光电传感器、周知的拍摄装置或功率计构成。
[0103]
在变形例中，激光光线照射装置1-3如图10和图11所示，激光光线照射单元20-3照射按照随着朝向保持工作台10的保持面11而慢慢朝向保持面11的内周的方式沿着与铅垂方向和水平方向交叉的方向的激光光线21，并且通过受光单元70-3接受通过激光光线21的照射而产生且按照随着朝向下方而慢慢朝向保持面11的内周的方式沿着与铅垂方向和水平方向交叉的方向的等离子体光21-1或反射光21-2。在变形例中，关于激光光线照射装置1-3，通过如上述那样采用激光光线照射单元20-3和受光单元70-3未定位于加工点的正下方而定位于斜方向的下方的配置，抑制由于激光光线21的照射而产生并落下的碎屑附着于激光光线照射单元20-3的聚光透镜23等。
[0104]
变形例的激光光线照射装置1-3和激光光线照射方法与实施方式1或实施方式2同样地，利用受光单元70-3接受通过激光光线21被晶片200吸收而产生的等离子体光21-1或反射光21-2，检测上述的距离82、82-2，将所检测的上述的距离82、82-2检测为激光光线21的焦点27对焦于晶片200的被照射激光光线21的正面202的状态。因此，变形例的激光光线照射装置1-3和激光光线照射方法在照射了激光光线21之后，无需对所形成的加工槽进行拍摄而测量并比较宽度，能够利用单一的激光光线照射装置1-3设定焦点，与实施方式1或实施方式2同样地起到能够容易地进行激光光线21的焦点27的设定的效果。
[0105]
另外，关于本发明的激光光线照射方法，当在工厂中设置装置时作为初期设定而实施，除此以外，还能够在加工了规定张数的时机、经过规定期间后等任意的时机实施。可以预先将实施的时机登记在激光光线照射装置1、1-2、1-3，由此通过控制单元100自动地实施本发明的激光光线照射方法，可以利用显示单元的显示或声音、点亮、其他通信设备的信息发送等通知单元，向操作者通知实施时机。另外，本发明的激光光线照射方法在事先设定的规定的时机到来的情况下，在沿着分割预定线205对晶片200进行加工的加工步骤的实施前实施。
[0106]
具体而言，将在加工步骤中实际进行加工的晶片200、或在加工步骤中未使用的虚拟晶片保持于保持工作台10，在所保持的晶片200的外周剩余区域204实施本发明的激光光线照射方法，进行激光光线21的对焦。另外，在虚拟晶片的情况下，不限于外周剩余区域204，可以对晶片的面内的任意部位照射激光光线21。在焦点检测步骤1004的实施后，在与
以往设定的焦点的位置偏移的情况下，将偏移量作为校正值而存储，实施对实施加工步骤时的激光光线21的焦点位置进行校正的校正步骤，在校正步骤的实施后，开始加工步骤。
[0107]
另外，本发明并不限于上述实施方式等。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。例如在本发明中，可以对晶片200的背面209照射激光光线21而检测上述的距离82、82-2。另外，在本发明中，可以对未形成器件206的虚拟晶片照射激光光线21而检测上述的距离82、82-2。

技术特征：
1.一种激光光线照射装置，其特征在于，该激光光线照射装置具有：激光光线照射单元，其对保持工作台的保持面所保持的晶片照射激光光线；第1移动单元，其使该保持工作台和该激光光线照射单元在与该保持面平行的方向上相对地移动；第2移动单元，其使该激光光线照射单元与晶片之间的距离变化；受光单元，其接受通过对晶片照射激光光线而产生的等离子体光或反射光；以及控制单元，该控制单元具有：指令部，其发出如下的指令：一边通过该第2移动单元使该距离变化一边通过该第1移动单元使该保持工作台和该激光光线照射单元相对地移动而对该晶片照射该激光光线；信息获取部，其获取与该受光单元所接受的该等离子体光或该反射光的光强度相关的信息；记录部，其将与照射了该激光光线的时刻的该距离相关的信息和该信息获取部所获取的与该光强度相关的信息相关联地记录；以及焦点检测部，其根据该记录部所记录的与该光强度相关的信息而检测与该激光光线的焦点对焦于晶片的正面的状态的该距离相关的信息，其中，该正面是晶片的被照射激光光线的面。2.根据权利要求1所述的激光光线照射装置，其特征在于，该受光单元接受通过对晶片照射该激光光线而产生的等离子体光，该焦点检测部检测该记录部中该等离子体光的光强度最大的时刻的该距离，作为激光光线的焦点对焦于晶片的正面的状态，其中，该正面是晶片的被照射激光光线的面。3.根据权利要求1所述的激光光线照射装置，其特征在于，该受光单元检测通过对晶片照射该激光光线而产生的反射光，该焦点检测部检测该记录部中该反射光的光强度最小的时刻的该距离，作为该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的状态。4.一种激光光线照射方法，其特征在于，该激光光线照射方法具有如下的步骤：保持步骤，将晶片保持于保持工作台的保持面；激光光线照射步骤，一边使晶片与激光光线照射单元之间的距离沿着激光光线的光轴相对地变化一边使该保持工作台和该激光光线照射单元在与该保持面平行的方向上相对地移动而对通过该保持步骤而保持的晶片照射激光光线；受光步骤，使受光单元接受通过对晶片照射该激光光线而产生的等离子体光或反射光；以及焦点检测步骤，根据与所接受的该等离子体光或该反射光的光强度相关的信息而检测与该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的该距离相关的信息。5.根据权利要求4所述的激光光线照射方法，其特征在于，该受光单元接受通过对晶片照射该激光光线而产生的等离子体光，该焦点检测步骤检测该等离子体光的光强度最大的时刻的该距离，作为该激光光线的
焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的状态。6.根据权利要求4所述的激光光线照射方法，其特征在于，该受光单元检测通过对晶片照射该激光光线而产生的反射光，该焦点检测步骤检测该反射光的光强度最小的时刻的该距离，作为该激光光线的焦点对焦于晶片的被照射激光光线的面的状态。

技术总结
本发明提供激光光线照射装置和激光光线照射方法，能够容易地进行激光光线的焦点的设定。激光光线照射装置(1)具有：激光光线照射单元(20)，其对晶片(200)照射激光光线；第1移动单元，其使保持工作台(10)移动；第2移动单元(50)，其使激光光线照射单元与晶片的距离变化；受光单元(70)，其接受等离子体光；和控制单元(100)，控制单元具有：指令部，其发出一边使距离变化一边使保持工作台移动而对晶片照射激光光线的指令；信息获取部，其获取受光单元所接受的等离子体光的光强度；记录部，其将距离与光强度相关联地记录；和焦点检测部，其根据光强度而检测激光光线的焦点(27)对焦于晶片的正面(202)的距离。片的正面(202)的距离。片的正面(202)的距离。


技术研发人员：本乡智之
受保护的技术使用者：株式会社迪思科
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/7/19