本发明专利技术提供一种激光加工装置，该激光加工装置（１、４０、１０１）包括：工作台（３、３００），其载置被加工对象物（２、１０２）；照射单元（４、１０４），其向被加工对象物的表面出射激光（Ｐ）；光学系统（６），其将激光（Ｐ）分离为多个光束（Ｐ’），同时在被加工对象物（４、１０４）的表面或内部会聚为多个光点（Ｓ）；以及移动单元（７、１０７），其使多个光点（Ｓ）相对于被加工对象物（２、１０２）向水平方向相对移动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于半导体装置的硅片等的半导体材料基板、液晶面板/等离子显示器等的大口径玻璃的透明基板、半导体材料基板、压电材料基板、玻璃基板等的切断所使用的激光加工装置。本申请要求2004年3月5日申请的特愿2004-062225号以及特愿2004-062226号的优先权，这里引用其内容。
技术介绍
以往，为了将硅片等半导体基板切断为格子状(片状)而得到半导体芯片，一般进行通过切断装置等进行机械切断的方法。该方法如下在半导体基板的表面格子状地形成划线，在半导体基板的背面沿着该划线按压刀刃等，从而切断半导体基板。此外，近年来，随着激光的发达，在各种领域中开始开发利用激光的装置。例如，作为其一已知利用激光来切断半导体基板等被加工对象物的激光加工装置(例如，参照专利文献1)。该激光加工装置包括载置作为被加工对象物的半导体基板的载置台；使载置台绕着Z轴旋转的θ工作台；使载置台分别向XYZ轴方向移动的各个XYZ轴工作台；控制这些各工作台的移动的工作台控制部；发生脉冲激光的Nd:YAG激光器等激光源；控制激光源来调整脉冲激光的功率或重复频率等的激光源控制部；将从激光源发生的脉冲激光的光轴的方向朝半导体基板改变90度地进行反射的分色镜；以及将被分色镜反射的脉冲激光会聚到被加工对象物上的聚光透镜。说明通过这样构成的激光加工装置来切断半导体基板的情况。首先，通过工作台控制部使各工作台动作，将半导体基板移动至规定位置，以使脉冲激光的会聚点位于半导体基板的内部。然后，激光源控制部使激光源动作，以便以规定的重复频率照射脉冲激光。从激光源照射的脉冲激光由分色镜反射后入射到聚光透镜，并点状地会聚在半导体基板的内部。由此，在半导体基板的内部形成改质区域。此外，由XY轴工作台使半导体基板向XY方向移动，由此分别在半导体基板的内部形成多个平行切断预定部以及垂直切断预定部。然后，可以通过在半导体基板的背面按压刀刃而沿平行切断预定部以及垂直切断预定部切断半导体基板。特别如图34所示，通过使用双点透镜50作为聚光透镜，可以在半导体基板51的内部同时会聚沿厚度方向排列的2个光点S。即，通过分别会聚通过双点透镜50的中心部的光线和通过双点透镜50的外缘部的光线，可以在半导体基板51的厚度方向上会聚2个光点S。由此，可以在半导体基板51的内部沿厚度方向同时形成两列改质区域，还可以对应于有厚度的半导体基板51。此外，在利用了激光的情况下，由于难以产生切断后的碎片所以不需要洗净等，同时由于仅在要切断的区域会聚激光而使被加工对象变质，所以可以尽可能抑制对除此以外的区域带来的热影响。因此，利用激光的被加工对象物的切断方法作为代替上述机械切断的新的方法而受到关注。另一方面，当前在各种领域应用激光，例如，作为其中之一已知利用激光来切断半导体晶片等加工对象物的激光加工装置(例如，参照专利文献2～5)。图35表示这种激光加工装置的一般的结构。图35所示的激光加工装置150包括工作台152，其在上面载置作为加工对象物的晶片151，同时向与水平面平行的X方向以及Y方向移动；工作台控制器153，其控制向工作台152的XY方向的移动；激光振荡装置154，其向晶片51的表面垂直地照射例如脉宽为1μs或以下的非常短且强的脉冲激光；聚光透镜等聚光光学系统155，其将由激光振荡装置154照射的脉冲激光会聚，同时会聚到晶片151的表面或内部；激光振荡控制部156，其控制激光振荡装置154；以及系统控制部157，其综合地控制激光振荡控制部156以及工作台控制器153。晶片51如图36所示，以例如形成为圆形的情况为例。说明通过这样构成的激光加工装置150利用激光加工而将晶片151切断为片状的情况。首先，由工作台控制器153将工作台152向XY方向移动，将晶片151移动到图36所示的切断开始位置。然后，由激光振荡控制部156使激光振荡装置154动作，照射脉冲激光。此时，脉冲激光的振荡重复频率被设定为某一限定的频率。如图35所示，照射的脉冲激光由聚光光学系统155会聚到晶片151的内部而使高密度的能量集中到1点。通过该能量，在晶片151的内部，应力集中于一点，在该部分产生裂缝。此外，与脉冲激光的照射同时，系统控制部157对工作台控制器153传送扫描指令(信号)，通过工作台152移动晶片151。此时，如图36所示，首先依次重复向晶片151的X方向的扫描，并在晶片151的整个区域进行脉冲激光的照射。换言之，系统控制部157综合地控制激光振荡控制部156以及工作台控制器153，控制脉冲激光的振荡的同时进行工作台的扫描。由此，如图37所示，在晶片151的内部向X方向如点线这样以隔开一定的间隔的状态连续地产生裂缝。将该动作重复规定次数，产生多条点线，进行X方向的裂缝生成。在向X方向的裂缝生成结束之后，改变工作台152的移动方向，依次重复向晶片151的Y方向的扫描，与上述同样地在晶片151的整个区域进行脉冲激光的照射。由此，向XY方向网眼状地形成裂缝，所以通过施加外力，可以将晶片151沿裂缝切断为小的片状。这里，由于为了切断晶片151而需要将如点线这样形成的各裂缝彼此连接，所以裂缝间的间隔不能大于某一规定值。换言之，裂缝间的间隔大时，难以连接裂缝彼此，并难以平滑地切断晶片151。因此，决定了裂缝间的最大加工间隔。此外，脉冲激光的重复频率由激光振荡装置154的性能决定，同时其值有极限，所以决定了由将该重复频率和最大加工间隔相乘决定的加工速度的最大值。例如，将脉冲激光的振荡频率设为20kpps，将最大加工间隔设为10μm时，最大加工速度成为10μm(最大加工间隔)×20kpps(振荡重复频率)＝200mm/秒。该加工速度成为决定激光加工装置150的生产能力的大的要素。特开2003-266185号公报(图16等)特开2002-205181号公报(图1-图6等)特开2002-205180号公报(图1-图6等)特开2002-192371号公报(图1-图6等)特开2002-192370号公报(图1-图6等)
技术实现思路
但是，在图34所示的激光加工装置中，可以在半导体基板51的厚度方向并列地同时会聚2个光点S，但由于分别会聚通过双点透镜50的中心部的光线和通过双点透镜50的外缘部的光线，所以不能由双点透镜50的整体将光线集中，得不到大的数值孔径(大NA)。从而，由于光点直径扩大，所以锋利度劣化，可能对切断性带来影响。此外，由于难以会聚2个焦点，即会聚2个或以上的光点，所以难以应用到有厚度的半导体基板。另一方面，图35所示的激光加工装置150由于在一定程度上决定了脉冲激光的重复频率以及裂缝间的最大加工间隔，所以难以提高加工速度，并难以提高生产能力。本专利技术考虑这样的情况而完成，第一目的在于提供一种可以增加锋利度而实现切断性的提高，同时可以容易地切断有厚度的试样的激光加工装置。此外，第二目的在于提供一种可以不改变激光的重复频率以及裂缝间的最大加工间隔而可以高速地进行激光加工，同时实现生产能力的提高的激光加工装置。为了实现上述目的，本专利技术提供以下的单元。本专利技术提供一种激光加工装置，该激光加工装置包括工作台，其载置被加工对象物；照射单元，其向所述被加工对象物的表面出射激光；光学系统，其将所述激光分离为多个光束本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光加工装置，该激光加工装置包括： 工作台，其载置被加工对象物； 照射单元，其向所述被加工对象物的表面出射激光； 光学系统，其将所述激光分离为多个光束，同时在所述被加工对象物的表面或内部会聚为多个光点；以及 移动单元，其使所述多个光点相对于所述被加工对象物向水平方向相对移动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：森田晃正，高桥进，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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