激光束加工机制造技术

一种激光束加工机，其包括用于保持工件的卡盘工作台、用于向保持在该卡盘工作台上的工件施加脉冲激光束的激光束施加装置、以及用于使该卡盘工作台和该激光束施加装置进行彼此相对的加工进给的加工进给装置，其中，该激光加工机还包括用于检测该卡盘工作台的加工进给量的进给量检测装置和用于根据来自该进给量检测装置的检测信号控制该激光束施加装置的控制装置，该控制装置根据来自该进给量检测装置的信号向该激光束施加装置输出用于每个预定加工进给量的施加信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光束加工机，其沿着形成于工件上的分割线施加激光束。
技术介绍
在半导体器件的制造工艺中，在大致为盘状的半导体晶片正面上由设置成格状图案的被称为“街道”的分割线分为多个区域，在每个分开区域中形成诸如IC或LSI的电路。沿分割线切割半导体晶片，以将其分割成在每个区域上均具有电路的许多区域，从而制造单个的半导体芯片。同样，沿着分割线切割在蓝宝石基片的正面上具有氮化镓基化合物半导体层的光学器件晶片，以将其分割成广泛应用于电气设备中的诸如发光二极管或激光二极管的光学器件。通常使用被称作“切块机”的切割机沿上述半导体晶片或光学器件的分割线进行切割。该切割机包括卡盘工作台，其用于保持诸如半导体晶片或光学器件晶片的工件；切割装置，其用于切割被保持在该卡盘工作台上的工件；以及切割进给装置，其用于使卡盘工作台和切割装置彼此相对移动。该切割装置具有主轴单元，其包括转轴，安装在该转轴上的切割片以及用于旋转驱动该转轴的驱动机构。该切割片包括盘状基座和环形切削刃，通过电铸将直径约为3μm的金刚石磨粒固定在基座上而在该基座的侧壁圆周部分上形成环形切削刃并使其形成大约为20μm的厚度。由于蓝宝石基片、碳化硅基片等具有较高的莫氏硬度，使用上述切割片进行切割并不总是容易的。更进一步地，由于切割片的厚度约为20μm，所以用于分割器件的分割线必须具有约为50μm的厚度。因此，在器件尺寸为300μm×300μm的情况下，切割线对器件的面积比为14％，从而降低了生产率。作为分割诸如半导体晶片的板状工件的装置，现今也尝试了使用波长能够透过工件并且焦点被设定在被分割区域内部的脉冲激光束的激光加工方法，例如日本专利No.3408805中所公开的那样。在使用这种激光加工技术的分割方法中，通过将可透过工件的红外线范围的脉冲激光束作用在该工件上来对其进行分割，从该工件表面随着其焦点设定到工件内部而在该工件内部沿着该分割线连续地形成损坏层，并且沿着该分割线施加外力，该分割线的强度已经由于该损坏层的形成而下降。用于实施上述激光加工的激光束加工机具有用于保持工件的卡盘工作台、对保持在该卡盘工作台上的工件施加脉冲激光束的激光束施加装置和用于使该卡盘工作台和激光束施加装置进行相对加工进给的加工进给装置。上述激光束加工机的卡盘工作台以图11中所示的进给速度进行加工进给。在图11中，横轴显示了该卡盘工作台的加工进给量，并且纵轴显示了该卡盘工作台的加工进给速度。如图11所示，该卡盘工作台的加工进给速度从加工进给开始位置(m0)开始增加，并且在第一加工进给位置(m1)达到预定加工进给速度(V)。然后，该卡盘工作台以预定的加工进给速度(V)移动，并且当其加工进给速度达到第二加工进给位置(m2)时，该加工进给速度开始降低，并且在加工进给结束位置(m3)变成零(0)。然而，必须在该卡盘工作台的加工进给速度为匀速的状态下施加脉冲激光束才能沿该工件的分割线进行均匀的激光加工。因此，在第一加工进给位置(m1)和第二加工进给位置(m2)之间施加脉冲激光束，且该卡盘工作台在这两个位置之间以预定的均匀加工进给速度(V)移动。因此，该激光加工实际进行的区域是位于第一加工进给位置(m1)和第二加工进给位置(m2)之间的区域，并且位于加工进给开始位置(m0)和第一加工进给位置(m1)之间的卡盘工作台加速移动的区域以及位于第二加工进给位置(m2)和加工进给结束位置(m3)之间的卡盘工作台减速移动的区域成为不进行激光加工的无效行程区域，从而降低了生产率并延长了该卡盘工作台的移动行程，其阻碍了该装置的小型化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光束加工机，其能够通过在从该卡盘工作台的加工进给开始位置开始直到加工进给结束位置的全部区域上对工件施加脉冲激光束而进行均匀的加工。为达到上述目的，根据本专利技术，提供了一种激光束加工机，其包括用于保持工件的卡盘工作台、用于向保持在该卡盘工作台上的工件施加脉冲激光束的激光束施加装置、以及用于使该卡盘工作台和该激光束施加装置进行彼此相对的加工进给的加工进给装置，其中，该激光加工机还包括用于检测该卡盘工作台的加工进给量的进给量检测装置和用于根据来自该进给量检测装置的检测信号控制该激光束施加装置的控制装置；以及该控制装置根据来自该进给量检测装置的信号向该激光束施加装置输出用于每个预定加工进给量的施加信号。此外，根据本专利技术，还提供了一种激光束加工机，其包括用于保持工件的卡盘工作台、用于向保持在该卡盘工作台上的工件施加脉冲激光束的激光束施加装置、以及用于使该卡盘工作台和该激光束施加装置进行彼此相对的加工进给的加工进给装置，其中在对该卡盘工作台进行加工进给时，该加工进给装置在从加工进给开始位置到第一加工进给量的过程中控制该卡盘工作台的加工进给速度，以使其加速达到预定加工进给速度，并在从该第一加工进给量到第二加工进给量的过程中以匀速保持该预定加工进给速度，且在从该第二预定加工进给量到加工进给结束位置的过程中将该加工进给速度减速至零，其中，该激光加工机还包括用于检测该卡盘工作台的加工进给量的进给量检测装置和用于根据来自该进给量检测装置的检测信号控制该激光束施加装置的控制装置；以及该控制装置包括存储装置，其用于存储根据加工进给速度设定激光束加工条件的控制图，该加工进给速度对应于由该加工进给装置施加的从该卡盘工作台的加工进给开始位置到加工进给结束位置的加工进给量，并且根据来自于该进给量检测装置的信号向该激光束施加装置输出由控制图设定的加工条件的施加信号。上述控制图为频率控制图，其根据加工进给速度设定激光束的重复频率，该加工进给速度对应于加工进给装置施加的从卡盘工作台的加工进给开始位置到加工进给结束位置的加工进给量。根据本专利技术，由于每次保持工件的卡盘工作台移动预定的加工进给量，即使在卡盘工作台的加工进给速度不为常数的加速移动区域和减速移动区域中，脉冲激光束均从激光束施加装置中发射出来，因此该脉冲激光束以等时间间隔施加在工件上，并从加工进给开始位置到加工进给结束位置进行均匀的加工。因此，从加工进给开始位置到加工进给结束位置的区域成为加工区域并且不存在卡盘工作台的无效行程，从而可以缩短加工时间和减小整个装置的尺寸。此外，在本专利技术中，由于上述控制装置包括存储装置，其用于存储根据加工进给速度设定激光束加工条件的加工控制图，该加工进给速度对应于由上述加工进给装置施加的卡盘工作台从加工进给开始位置到加工进给结束位置的加工进给量，并且该控制装置根据来自上述进给量检测装置的信号向激光束施加装置输出由控制图设定的加工条件的施加信号，即使在卡盘工作台的加工进给速度不为常数的加速移动区域和减速移动区域中，基于加工进给速度的加工条件的脉冲激光束也被施加到工件上，由此，从加工进给开始位置到加工进给结束位置均可以进行均匀加工。因此，从加工进给开始位置到加工进给结束位置的区域成为加工区域并且不存在卡盘工作台的无效行程，从而可以缩短加工时间和减小整个装置的尺寸。附图说明图1为根据本专利技术构成的激光束加工机的立体图；图2为方框图，其示意性地显示了设置在图1所示激光束加工机中的激光束施加装置的结构；图3为示意图，其解释了来自图2所示激光束施加装置的激光束的焦斑直径；图4为显示了作为工件的半导体晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光束加工机，其包括用于保持工件的卡盘工作台、用于向保持在该卡盘工作台上的工件施加脉冲激光束的激光束施加装置、以及用于使该卡盘工作台和该激光束施加装置进行彼此相对的加工进给的加工进给装置，其中，该激光加工机还包括用于检测该卡盘工 作台的加工进给量的进给量检测装置和用于根据来自该进给量检测装置的检测信号控制该激光束施加装置的控制装置；以及该控制装置根据来自该进给量检测装置的信号向该激光束施加装置输出用于每个预定加工进给量的施加信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：重松孝一，三浦诚治，
申请(专利权)人：株式会社迪斯科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]