專利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體晶片等被加工物上形成激光加工孔的激光加工 裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造工序中，在大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面上， 使用呈格子狀排列的被稱為間隔道的分割預(yù)定線來(lái)劃分出多個(gè)區(qū)域，并
在該劃分出的區(qū)域中形成IC (集成電路)、LSI (大規(guī)模集成電路)等器 件。然后，通過(guò)沿著間隔道將半導(dǎo)體晶片切斷來(lái)分割形成有器件的區(qū)域， 從而制造出各個(gè)半導(dǎo)體芯片。
為了實(shí)現(xiàn)裝置的小型化和高性能化，而實(shí)際應(yīng)用了將多個(gè)器件層疊、 并連接在所層疊的器件上設(shè)置的焊盤的模塊構(gòu)造。該模塊構(gòu)造是這樣的 結(jié)構(gòu)，即在半導(dǎo)體晶片上設(shè)置有焊盤的部位形成貫通孔(viahole)，并 在該貫通孔內(nèi)填入與焊盤連接的鋁等導(dǎo)電性材料(例如，參照專利文獻(xiàn)
1) 。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003 —163323號(hào)公報(bào)
設(shè)置在上述半導(dǎo)體晶片上的貫通孔通過(guò)鉆機(jī)來(lái)形成。然而，設(shè)置在 半導(dǎo)體晶片上的貫通孔是直徑為90 300pm這樣較小的貫通孔，在使用
鉆機(jī)進(jìn)行穿孔時(shí)具有生產(chǎn)性不良的問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，提出了如下的晶片穿孔方法，即在基板表面 形成有多個(gè)器件并且于該器件中形成有焊盤的晶片上，從基板背面?zhèn)日?射脈沖激光光線來(lái)高效地形成到達(dá)焊盤的貫通孔(例如，參照專利文獻(xiàn)
2) 。
專利文獻(xiàn)2日本特開2007—67082號(hào)公報(bào)
然而，在從基板的背面?zhèn)日丈涿}沖激光光線來(lái)形成到達(dá)焊盤的貫通孔時(shí)，難以在形成于基板上的貫通孔已到達(dá)焊盤的時(shí)刻使脈沖激光光線 的照射停止，從而具有焊盤熔化而導(dǎo)致開孔的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而作成的，本發(fā)明的主要技術(shù)課題是提供一 種不會(huì)在焊盤上開孔而能夠于晶片基板上形成到達(dá)焊盤的貫通孔的激光 加工裝置。
為了解決上述主要技術(shù)課題，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種激光加工裝 置，其具有保持晶片的卡盤工作臺(tái)；以及向由該卡盤工作臺(tái)保持的晶 片照射脈沖激光光線的激光光線照射單元，該激光加工裝置的特征是具 有等離子體檢測(cè)單元和控制單元，該等離子體檢測(cè)單元具備等離子體 受光單元，其接收通過(guò)從該激光光線照射單元向被加工物照射激光光線
而產(chǎn)生的等離子體；以及光譜分析單元，其分析由該等離子體受光單元 所接收的等離子體的光譜，該控制單元根據(jù)來(lái)自該等離子體檢測(cè)單元的 光譜分析單元的光譜分析信號(hào)來(lái)判定被加工物的材質(zhì)，并控制該激光光 線照射單元。
上述光譜分析單元具有分光器，其將通過(guò)等離子體受光單元引導(dǎo)
的等離子體光分解成光譜；以及波長(zhǎng)測(cè)量器，其測(cè)定由該分光器所分解
的光譜的波長(zhǎng)。
另外，光譜分析單元具有分光器，其將通過(guò)等離子體受光單元引
導(dǎo)的等離子體光分解成光譜；以及第1光電檢測(cè)器和第2光電檢測(cè)器， 其分別配置在由該分光器所分解的光譜的第1波長(zhǎng)和第2波長(zhǎng)的位置。
另外，光譜分析單元具有光束分裂器，其將通過(guò)等離子體受光單 元引導(dǎo)的等離子體光分光至第1光路和第2光路；第1帶通濾波器，其 配設(shè)在第1光路上，并使第1波長(zhǎng)的光通過(guò)；第1光電檢測(cè)器，其檢測(cè) 通過(guò)了該第1帶通濾波器的光；第2帶通濾波器，其配設(shè)在第2光路上， 并使第2波長(zhǎng)的光通過(guò)；以及第2光電檢測(cè)器，其檢測(cè)通過(guò)了該第2帶 通濾波器的光。
在本發(fā)明的激光加工裝置中，該激光加工裝置具有等離子體檢測(cè)單元和控制單元，該等離子體檢測(cè)單元具有等離子體受光單元，其接收 通過(guò)從激光光線照射單元向被加工物照射激光光線而產(chǎn)生的等離子體； 以及光譜分析單元，其分析由該等離子體受光單元所接收的等離子體的 光譜，該控制單元根據(jù)來(lái)自該等離子體檢測(cè)單元的光譜分析單元的光譜 分析信號(hào)來(lái)判定被加工物的材質(zhì)，并控制激光光線照射單元，因此例如 從背面對(duì)在表面上形成有焊盤的晶片的基板照射激光光線、從而在基板 上形成到達(dá)焊盤的激光加工孔時(shí)，可根據(jù)來(lái)自光譜分析單元的光譜分析 信號(hào)檢測(cè)出形成在基板上的激光加工孔已到達(dá)焊盤。因此，當(dāng)檢測(cè)出激 光加工孔到達(dá)焊盤時(shí)，可停止向晶片照射激光光線，所以不會(huì)發(fā)生焊盤 熔化而導(dǎo)致開孔的情況。


圖1是根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的激光加工裝置的立體圖。 圖2是在圖1所示的激光加工裝置上裝備的激光光線照射單元的結(jié) 構(gòu)框圖。
圖3是在圖1所示的激光加工裝置上裝備的等離子體受光單元的結(jié) 構(gòu)框圖。
圖4是示出構(gòu)成圖3所示的等離子體受光單元的光譜分析單元的另 一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是示出構(gòu)成圖3所示的等離子體受光單元的光譜分析單元的又
一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。
圖6是作為晶片的半導(dǎo)體晶片的俯視圖。
圖7是將圖6所示的半導(dǎo)體晶片的一部分放大示出的俯視圖。
圖8是示出將圖6所示的半導(dǎo)體晶片貼附到安裝于環(huán)狀框架上的保
護(hù)帶的表面上的狀態(tài)的立體圖。
圖9是示出圖6所示的半導(dǎo)體晶片被保持在圖1所示的激光加工裝
置的卡盤工作臺(tái)的規(guī)定位置上的狀態(tài)下的坐標(biāo)關(guān)系說(shuō)明圖。
圖IO是利用圖1所示的激光加工裝置來(lái)實(shí)施的穿孔工序的說(shuō)明圖。 圖11是利用圖1所示的激光加工裝置來(lái)實(shí)施的穿孔工序的說(shuō)明圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明
2:靜止基座；3:卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)；31:導(dǎo)軌；36:卡盤工作臺(tái)； 37:加工進(jìn)給單元；374: X軸方向位置檢測(cè)單元；38:第1分度進(jìn)給單 元；4:激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)；41:導(dǎo)軌；42:可動(dòng)支撐基座；43-第2分度進(jìn)給單元；433: Y軸方向位置檢測(cè)單元；5:激光光線照射單 元；51:單元保持器；52:激光光線加工裝置；6:脈沖激光光線振蕩單 元；61:脈沖激光光線振蕩器；62:重復(fù)頻率設(shè)定單元；7:聲光偏轉(zhuǎn)單 元；71:聲光元件；72:射頻振蕩器；73:射頻放大器；74:偏轉(zhuǎn)角度 調(diào)整單元；75:輸出調(diào)整單元；76:激光光線吸收單元；8:聚光器；9: 等離子體檢測(cè)單元；91:等離子體受光單元；911:聚光透鏡；912:光 纖；92、 92a、 92b:光譜分析單元；921:分光器；922:波長(zhǎng)測(cè)量器； 923:第l光電檢測(cè)器；924:第2光電檢測(cè)器；927:光束分裂器；928: 第l帶通濾波器；929:第2帶通濾波器；81:方向轉(zhuǎn)換鏡；82:聚光透 鏡；10:攝像單元；20:控制單元；30:半導(dǎo)體晶片；301:分割預(yù)定線； 302:器件；303:焊盤；304:激光加工孔；40:環(huán)狀框架；50:保護(hù)帶。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來(lái)對(duì)根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的激光加工裝置的優(yōu)選實(shí)施 方式進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的激光加工裝置的立體圖。圖1所示的 激光加工裝置具有靜止基座2;卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3，其以能沿箭頭X所 示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)在該靜止基座2上，并
保持被加工物；激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4，其以能沿與上述箭頭X 所示的方向(X軸方向)垂直的箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向) 移動(dòng)的方式配設(shè)在靜止基座2上；以及激光光線照射單元5，其以能沿箭 頭Z所示的方向(Z軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)在該激光光線照射單元支 撐機(jī)構(gòu)4上。
上述卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有 一對(duì)導(dǎo)軌31、 31，其沿箭頭X所示的 加工進(jìn)給方向(X軸方向)平行地配設(shè)在靜止基座2上；第1滑塊32，其以能沿箭頭X所示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)在該
導(dǎo)軌31、 31上；第2滑塊33，其以能沿箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y 軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)在該第1滑塊32上；覆蓋工作臺(tái)35，其通過(guò)圓 筒部件34被支撐在該第2滑塊33上；以及作為被加工物保持單元的卡 盤工作臺(tái)36。該卡盤工作臺(tái)36具有由多孔性材料形成的吸附卡盤361 ， 在吸附卡盤361上通過(guò)未作圖示的吸引單元來(lái)保持被加工物例如圓盤狀 的半導(dǎo)體晶片。這樣構(gòu)成的卡盤工作臺(tái)36通過(guò)配設(shè)在圓筒部件34內(nèi)的 未作圖示的脈沖電動(dòng)機(jī)而旋轉(zhuǎn)。另外，在卡盤工作臺(tái)36上配設(shè)有用于固 定后述的環(huán)狀框架的夾緊器362。
上述第1滑塊32在其下表面設(shè)置有與上述一對(duì)導(dǎo)軌31、 31嵌合的 一對(duì)被引導(dǎo)槽321、 321，并在其上表面設(shè)置有沿箭頭Y所示的分度進(jìn)給 方向(Y軸方向)平行地形成的一對(duì)導(dǎo)軌322、 322。這樣構(gòu)成的第1滑 塊32可通過(guò)使被引導(dǎo)槽321、 321與一對(duì)導(dǎo)軌31、 31嵌合，來(lái)構(gòu)成為可 沿一對(duì)導(dǎo)軌31、 31朝箭頭X所示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)。圖 示的實(shí)施方式中的卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有加工進(jìn)給單元37，該加工進(jìn)給 單元37用于使第1滑塊32沿一對(duì)導(dǎo)軌31、 31朝箭頭X所示的加工進(jìn)給 方向(X軸方向)移動(dòng)。該加工進(jìn)給單元37包含外螺紋桿371，其平 行地配設(shè)在上述一對(duì)導(dǎo)軌31和31之間；以及脈沖電動(dòng)機(jī)372等驅(qū)動(dòng)源， 其用于對(duì)該外螺紋桿371進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。外螺紋桿371的一端自由旋轉(zhuǎn) 地支撐在被固定到上述靜止基座2上的軸承塊373上，外螺紋桿371的 另一端與上述脈沖電動(dòng)機(jī)372的輸出軸傳動(dòng)連接。另外，外螺紋桿371 i累合在內(nèi)螺紋通孔中，該內(nèi)螺紋通孔形成在突出設(shè)置于第1滑塊32的中 央部下表面的未作圖示的內(nèi)螺紋塊上。因此，借助脈沖電動(dòng)機(jī)372來(lái)驅(qū) 動(dòng)外螺紋桿371正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，由此使第1滑塊32沿導(dǎo)軌31 、 31朝箭頭X 所示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)。
圖示的實(shí)施方式中的激光加工裝置具有用于檢測(cè)上述卡盤工作臺(tái)36 的加工進(jìn)給量即X軸方向位置的X軸方向位置檢測(cè)單元374。 X軸方向 位置檢測(cè)單元374由以下部件構(gòu)成，線性標(biāo)度尺374a，其沿導(dǎo)軌31進(jìn)行 配設(shè)；以及讀取頭374b，其配設(shè)在第1滑塊32上，并與第1滑塊32 —起沿線性標(biāo)度尺374a移動(dòng)。該X軸方向位置檢測(cè)單元374的讀取頭374b 在圖示的實(shí)施方式中，每隔l,將1脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送給后述的控制 單元。然后，后述的控制單元通過(guò)對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)檢 測(cè)卡盤工作臺(tái)36的加工進(jìn)給量即X軸方向位置。另外，在使用脈沖電動(dòng) 機(jī)372作為上述加工進(jìn)給單元37的驅(qū)動(dòng)源的情況下，通過(guò)對(duì)將驅(qū)動(dòng)信號(hào) 輸出到脈沖電動(dòng)機(jī)372的后述的控制單元的驅(qū)動(dòng)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，也能夠 檢測(cè)卡盤工作臺(tái)36的加工進(jìn)給量即X軸方向位置。并且，在使用伺服電 動(dòng)機(jī)作為上述加工進(jìn)給單元37的驅(qū)動(dòng)源的情況下，通過(guò)將檢測(cè)伺服電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)編碼器所輸出的脈沖信號(hào)發(fā)送給后述的控制單元，并由控 制單元對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，也能夠檢測(cè)卡盤工作臺(tái)36的加工 進(jìn)給量即X軸方向位置。
上述第2滑塊33在其下表面設(shè)置有與設(shè)置在上述第1滑塊32的上 表面的一對(duì)導(dǎo)軌322、 322嵌合的一對(duì)被引導(dǎo)槽331、 331，該第2滑塊 33通過(guò)使該被引導(dǎo)槽331、 331與一對(duì)導(dǎo)軌322、 322嵌合而構(gòu)成為可沿 箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。圖示的實(shí)施方式中的卡 盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有第1分度進(jìn)給單元38，該第1分度進(jìn)給單元38用于 使第2滑塊33沿設(shè)置在第1滑塊32上的一對(duì)導(dǎo)軌322、 322朝箭頭Y所 示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。該第1分度進(jìn)給單元38包含外 螺紋桿381，其平行地配設(shè)在上述一對(duì)導(dǎo)軌322和322之間；以及脈沖電 動(dòng)機(jī)382等驅(qū)動(dòng)源，其用于對(duì)該外螺紋桿381進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。外螺紋桿 381的一端可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在固定于上述第1滑塊32的上表面的軸承 塊383上，其另一端與上述脈沖電動(dòng)機(jī)382的輸出軸傳動(dòng)連接。另外， 外螺紋桿381螺合在內(nèi)螺紋通孔中，該內(nèi)螺紋通孔形成在突出設(shè)置于第2 滑塊33的中央部下表面的未作圖示的內(nèi)螺紋塊上。因此，借助脈沖電動(dòng) 機(jī)382來(lái)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿381正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，由此使第2滑塊33沿導(dǎo)軌322、 322朝箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。
圖示的實(shí)施方式中的激光加工裝置具有用于檢測(cè)上述第2滑塊33的 分度加工進(jìn)給量即Y軸方向位置的Y軸方向位置檢測(cè)單元384。該Y軸 方向4立置檢測(cè)單元384由以下部件構(gòu)成線性標(biāo)度尺384a，其沿導(dǎo)軌322進(jìn)行配設(shè)；以及讀取頭384b，其配設(shè)在第2滑塊33上，并與第2滑塊 33 —起沿線性標(biāo)度尺384a移動(dòng)。該Y軸方向位置檢測(cè)單元384的讀取 頭384b在圖示的實(shí)施方式中每隔lpm就將1脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送到后述 的控制單元中。然后，后述的控制單元通過(guò)對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì) 數(shù)，來(lái)檢測(cè)卡盤工作臺(tái)36的分度進(jìn)給量即Y軸方向位置。另外，在使用 脈沖電動(dòng)機(jī)382作為上述分度進(jìn)給單元38的驅(qū)動(dòng)源的情況下，通過(guò)對(duì)將 驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到脈沖電動(dòng)機(jī)382的后述的控制單元的驅(qū)動(dòng)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)， 也能夠檢測(cè)卡盤工作臺(tái)36的分度進(jìn)給量即Y軸方向位置。并且，在使用 伺服電動(dòng)機(jī)作為上述第1分度進(jìn)給單元38的驅(qū)動(dòng)源的情況下，通過(guò)將對(duì) 伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)編碼器所輸出的脈沖信號(hào)發(fā)送到后述 的控制單元，并由控制單元對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，也能夠檢測(cè) 卡盤工作臺(tái)36的分度進(jìn)給量即Y軸方向位置。
上述激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4具有 一對(duì)導(dǎo)軌41、 41，其沿箭 頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)平行地配設(shè)在靜止基座2上；以 及可動(dòng)支撐基座42，其可沿箭頭Y所示的方向移動(dòng)地配設(shè)在該導(dǎo)軌41 、 41上。該可動(dòng)支撐基座42由以下部件構(gòu)成，即可移動(dòng)地配設(shè)在導(dǎo)軌 41、 4i上的移動(dòng)支撐部421，以及安裝在該移動(dòng)支撐部421上的安裝部 422。安裝部422在一個(gè)側(cè)面平行地設(shè)置有朝箭頭Z所示的方向(Z軸方 向)延伸的一對(duì)導(dǎo)軌423、 423。圖示的實(shí)施方式中的激光光線照射單元 支撐機(jī)構(gòu)4具有第2分度進(jìn)給單元43，該第2分度進(jìn)給單元43用于使可 動(dòng)支撐基座42沿一對(duì)導(dǎo)軌41、 41朝箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸 方向)移動(dòng)。該第2分度進(jìn)給單元43包含外螺紋桿431，其平行地配 設(shè)在上述一對(duì)導(dǎo)軌41、 41之間；以及脈沖電動(dòng)機(jī)432等驅(qū)動(dòng)源，其用于 對(duì)該外螺紋桿431進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。外螺紋桿431的一端可自由旋轉(zhuǎn)地支 撐在固定于上述靜止基座2的未作圖示的軸承塊上，其另一端與上述脈 沖電動(dòng)機(jī)432的輸出軸傳動(dòng)連接。另外，外螺紋桿431螺合在內(nèi)螺紋孔 中，該內(nèi)螺紋孔形成在突出設(shè)置于構(gòu)成可動(dòng)支撐基座42的移動(dòng)支撐部421 的中央部下表面上的未作圖示的內(nèi)螺紋塊上。因此，借助脈沖電動(dòng)機(jī)432 來(lái)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿431正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，由此使可動(dòng)支撐基座42沿導(dǎo)軌41、 41朝箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。
圖示的實(shí)施方式中的激光光線照射單元5具有單元保持器51，以
及安裝在該單元保持器51上的激光光線照射單元52。單元保持器51設(shè) 置有一對(duì)被引導(dǎo)槽511、 511，該一對(duì)被引導(dǎo)槽5U、 511與設(shè)置在上述安 裝部422上的一對(duì)導(dǎo)軌423、 423可滑動(dòng)地嵌合，通過(guò)使該被導(dǎo)引槽511、 511與上述導(dǎo)軌423、 423嵌合，單元保持器51以能夠沿著箭頭Z所示方 向(Z軸方向)移動(dòng)的方式被支撐。
圖示的實(shí)施方式中的激光光線照射單元5具有單元保持器51，以 及安裝在該單元保持器51上的激光光線照射單元52。單元保持器51設(shè) 置有一對(duì)被引導(dǎo)槽511、 511，該一對(duì)被引導(dǎo)槽511、 511與設(shè)置在上述安 裝部422上的一對(duì)導(dǎo)軌423、 423可滑動(dòng)地嵌合，通過(guò)使該被導(dǎo)引槽511、 511與上述導(dǎo)軌423、 423嵌合，單元保持器51以能夠沿著箭頭Z所示方 向移動(dòng)的方式被支撐。
圖示的實(shí)施方式中的激光光線照射單元5具有移動(dòng)單元53，該移動(dòng) 單元53用于使單元保持器51沿一對(duì)導(dǎo)軌423、 423朝箭頭Z所示的方向 (Z軸方向)移動(dòng)。移動(dòng)單元53包含外螺紋桿(未作圖示)，其配設(shè)在 一對(duì)導(dǎo)軌423、 423之間；以及脈沖電動(dòng)機(jī)532等驅(qū)動(dòng)源，其用于對(duì)該外 螺紋桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)借助脈沖電動(dòng)機(jī)532驅(qū)動(dòng)未作圖示的外螺紋 桿正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，使單元保持器51和激光光線照射單元52沿導(dǎo)軌423、423 朝箭頭Z所示的方向(Z軸方向)移動(dòng)。另外，在圖示的實(shí)施方式中， 通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖電動(dòng)機(jī)532正轉(zhuǎn)來(lái)使激光光線照射裝置52向上方移動(dòng)，通 過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖電動(dòng)機(jī)532反轉(zhuǎn)來(lái)使激光光線照射裝置52向下方移動(dòng)。
上述激光光線照射裝置52具有實(shí)質(zhì)上水平配置的圓筒狀的殼體 521;脈沖激光光線振蕩單元6，其如圖2^f示配設(shè)在殼體521內(nèi)；聲光 偏轉(zhuǎn)單元7，其使由脈沖激光光線振蕩單元6激勵(lì)的激光光線的光軸朝加 工進(jìn)給方向(X軸方向)偏轉(zhuǎn)；以及聚光器8，其使通過(guò)了該聲光偏轉(zhuǎn)單 元7的脈沖激光光線照射到被保持在上述卡盤工作臺(tái)36上的被加工物 上。
上述脈沖激光光線振蕩單元6由以下部件構(gòu)成，即由YAG激光振蕩器或YV04激光振蕩器構(gòu)成的脈沖激光光線振蕩器61;以及附設(shè)在該
脈沖激光光線振蕩器61上的重復(fù)頻率設(shè)定單元62。脈沖激光光線振蕩器 61激勵(lì)由重復(fù)頻率設(shè)定單元62所設(shè)定的規(guī)定頻率的脈沖激光光線(LB)。 重復(fù)頻率設(shè)定單元62設(shè)定由脈沖激光光線振蕩器61激勵(lì)的脈沖激光光 線的重復(fù)頻率。
上述聲光偏轉(zhuǎn)單元7具有聲光元件71，其使由激光光線振蕩單元 6所激勵(lì)的激光光線(LB)的光軸朝加工進(jìn)給方向(X軸方向)偏轉(zhuǎn)； 射頻振蕩器72，其生成施加給該聲光元件71的射頻(radio frequency); 射頻放大器73，其將該射頻振蕩器72所生成的射頻的功率進(jìn)行放大并施 加給聲光元件71;偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74，其調(diào)整由射頻振蕩器72生成 的射頻的頻率；以及輸出調(diào)整單元75，其調(diào)整由射頻振蕩器712生成的 射頻的振幅。上述聲光元件71可對(duì)應(yīng)于所施加的射頻的頻率調(diào)整使激光 光線的光軸偏轉(zhuǎn)的角度，并可對(duì)應(yīng)于所施加的射頻的振幅調(diào)整激光光線 的輸出。另外，上述偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74和輸出調(diào)整單元75由后述的 控制單元控制。
并且，圖示的實(shí)施方式中的激光光線照射裝置52具有激光光線吸收 單元76，該激光光線吸收單元76用于在規(guī)定頻率的射頻被施加給上述聲 光元件71的情況下，吸收如圖2中虛線所示經(jīng)由聲光元件71偏轉(zhuǎn)的激 光光線。
上述聚光器8安裝在殼體521的前端，并具有方向轉(zhuǎn)換鏡81，其 使經(jīng)由上述聲光偏轉(zhuǎn)單元7偏轉(zhuǎn)的脈沖激光光線向下方進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換； 以及聚光透鏡82，其會(huì)聚由該方向轉(zhuǎn)換鏡81進(jìn)行了方向轉(zhuǎn)換后的激光光
線。
圖示實(shí)施方式中的脈沖激光照射單元52的結(jié)構(gòu)如上所述，以下參照 圖2來(lái)說(shuō)明其作用。
在從后述的控制單元對(duì)聲光偏轉(zhuǎn)單元7的偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74施加 了例如5V電壓、并對(duì)聲光元件71施加了與5V對(duì)應(yīng)的頻率的射頻的情 況下，由脈沖激光光線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線，其光軸如圖2 中單點(diǎn)劃線所示地進(jìn)行偏轉(zhuǎn)且會(huì)聚在聚光點(diǎn)Pa。并且，在從后述的控制單元對(duì)偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74施加了例如10V電壓、并對(duì)聲光元件71施 加了與10V對(duì)應(yīng)的頻率的射頻的情況下，由脈沖激光光線振蕩單元6激 勵(lì)的脈沖激光光線，其光軸如圖2中實(shí)線所示地進(jìn)行偏轉(zhuǎn)且會(huì)聚在從上 述聚光點(diǎn)Pa沿加工進(jìn)給方向(X軸方向)朝圖2中左方位移了規(guī)定量的 聚光點(diǎn)Pb。另一方面，在從后述的控制單元對(duì)偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74施加 了例如15V電壓、并對(duì)聲光元件71施加了與15V對(duì)應(yīng)的頻率的射頻的 情況下，由脈沖激光光線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線，其光軸如圖2 中雙點(diǎn)劃線所示地進(jìn)行偏轉(zhuǎn)且會(huì)聚在從上述聚光點(diǎn)Pb沿加工進(jìn)給方向 (X軸方向)朝圖2中左方位移了規(guī)定量的聚光點(diǎn)Pc。并且，在從后述 的控制單元對(duì)聲光偏轉(zhuǎn)單元7的偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74施加了例如0V電 壓、并對(duì)聲光元件71施加了與OV對(duì)應(yīng)的頻率的射頻的情況下，由脈沖 激光光線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線如圖2中虛線所示被引導(dǎo)到激 光光線吸收單元76。這樣，經(jīng)由聲光元件71偏轉(zhuǎn)的激光光線對(duì)應(yīng)于施加 給偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74的電壓而朝加工進(jìn)給方向(X軸方向)偏轉(zhuǎn)。
回到圖1繼續(xù)說(shuō)明，圖示的實(shí)施方式中的激光加工裝置具有等離子 體檢測(cè)單元9，該等離子體檢測(cè)單元9安裝在激光光線照射單元5的單元 保持器51上，其檢測(cè)通過(guò)從激光光線照射單元52向被加工物照射激光 光線而產(chǎn)生的等離子體。該等離子體檢測(cè)單元9如圖3所示具有等離 子體受光單元91，其接收由激光光線照射單元52的聚光器8射出的激光 光線照射到被加工物上從而產(chǎn)生的等離子體；以及光譜分析單元92，其 分析由該等離子體受光單元91接收的等離子體的光譜。等離子體受光單 元91由以下部件構(gòu)成透鏡殼910;配設(shè)在該透鏡殼910上的聚光透鏡 911;以及將由該聚光透鏡911會(huì)聚的等離子體光引導(dǎo)到光譜分析單元92 的光纖912。這樣構(gòu)成的等離子體受光單元91利用聚光透鏡911來(lái)會(huì)聚 等離子體，并將由該聚光透鏡911會(huì)聚的等離子體光通過(guò)光纖912引導(dǎo) 到光譜分析單元92，該等離子體是通過(guò)從激光光線照射單元52的聚光器 8射出的激光光線照射被加工物W而產(chǎn)生的。
上述光譜分析單元92由以下部件構(gòu)成，即分光器921，其將通過(guò) 光纖912引導(dǎo)的等離子體光分解成光譜；以及波長(zhǎng)測(cè)量器922，其測(cè)定由該分光器921所分解的光譜的波長(zhǎng)。該波長(zhǎng)測(cè)量器922在圖示的實(shí)施方 式中由CCD線傳感器構(gòu)成，并將與分解后的光譜的光度對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào) 發(fā)送到后述的控制單元。這樣構(gòu)成的光譜分析單元92利用分光器921將 通過(guò)光纖912引導(dǎo)的等離子體光分光成光譜。這樣由分光器921分光的 光譜中的硅光譜的波長(zhǎng)是386nm，鋁光譜的波長(zhǎng)是395nm。另外，形成 被加工物的物質(zhì)與等離子體的波長(zhǎng)之間的關(guān)系被存儲(chǔ)在后述的控制單元 的存儲(chǔ)器內(nèi)。因此，當(dāng)由波長(zhǎng)測(cè)量器922測(cè)定的光譜的波長(zhǎng)是386nm附 近時(shí)，后述的控制單元可判定為通過(guò)由激光光線照射單元52的聚光器8 射出的激光光線進(jìn)行加工的被加工物W是硅，當(dāng)由波長(zhǎng)測(cè)量器922測(cè)定 的光譜的波長(zhǎng)是395nm附近時(shí)，后述的控制單元可判定為通過(guò)由激光光 線照射單元52的聚光器8射出的激光光線進(jìn)行加工的被加工物W是鋁。 下面，參照?qǐng)D4說(shuō)明光譜分析單元的另一實(shí)施方式。 圖4所示的光譜分析單元92a由以下部件構(gòu)成，即將通過(guò)光纖912 引導(dǎo)的等離子體光分解成光譜的分光器921;以及第1光電檢測(cè)器923和 第2光電檢測(cè)器924，第1光電檢測(cè)器923和第2光電檢測(cè)器924將光譜 分析信號(hào)發(fā)送到后述的控制單元。第1光電檢測(cè)器923配置在經(jīng)由分光 器921分解的光譜的波長(zhǎng)是第1設(shè)定波長(zhǎng)例如386nm的位置上，第2光 電檢測(cè)器924配置在經(jīng)由分光器921分解的光譜的波長(zhǎng)是第2設(shè)定波長(zhǎng) 例如395nm的位置。因此，后述的控制單元在從第1光電檢測(cè)器923輸 入了光譜分析信號(hào)時(shí)，可判定為使用從激光光線照射單元52的聚光器8 射出的激光光線進(jìn)行加工的被加工物W是硅，在從第2光電檢測(cè)器924 輸入了光譜分析信號(hào)時(shí)，可判定為使用從激光光線照射單元52的聚光器 8射出的激光光線進(jìn)行加工的被加工物W是鋁。
下面，參照?qǐng)D5說(shuō)明光譜分析單元的又一實(shí)施方式。 圖5所示的光譜分析單元92b由以下部件構(gòu)成，即光束分裂器927， 其將通過(guò)光纖912引導(dǎo)的等離子體光分光成第1光路925和第2光路926; 第1帶通濾波器928，其配設(shè)在第1光路925上，并使波長(zhǎng)為第1設(shè)定波 長(zhǎng)例如386nm的光通過(guò)；第1光電檢測(cè)器923，其檢測(cè)通過(guò)了該第1帶 通濾波器928的光；第2帶通濾波器929，其配設(shè)在上述第2光路926上，并使波長(zhǎng)為第2設(shè)定波長(zhǎng)例如395rnn的光通過(guò)；以及第2光電檢測(cè)器924， 其檢測(cè)通過(guò)了該第2帶通濾波器929的光，第1光電檢測(cè)器923和第2 光電檢測(cè)器924將光譜分析信號(hào)發(fā)送到后述的控制單元。在這樣構(gòu)成的 光譜分析單元92b中，經(jīng)由光纖912引導(dǎo)的等離子體光中僅波長(zhǎng)是386nm 的光通過(guò)第1帶通濾波器928并利用第1光電檢測(cè)器923進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng) 由光纖922引導(dǎo)的等離子體光中僅波長(zhǎng)是395nin的光通過(guò)第2帶通濾波 器929并利用第2光電檢測(cè)器924進(jìn)行檢測(cè)，因此，當(dāng)從第1光電檢測(cè) 器923輸入了光譜分析信號(hào)時(shí)，后述的控制單元可判定為使用從激光光 線照射單元52的聚光器8射出的激光光線進(jìn)行加工的被加工物W是硅， 當(dāng)從第2光電檢測(cè)器924輸入了光譜分析信號(hào)時(shí)，后述的控制單元可判 定為使用從激光光線照射單元52的聚光器8射出的激光光線進(jìn)行加工的 被加工物W是鋁。
回到圖1繼續(xù)說(shuō)明，圖示的實(shí)施方式中的激光加工裝置具有攝像單 元10，該攝像單元10配設(shè)在殼體521的前端部，并拍攝應(yīng)通過(guò)上述激光 光線照射單元52進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域。該攝像單元10除了借助可 見(jiàn)光線進(jìn)行攝像的通常的攝像元件(CCD)之外，還由以下等部件構(gòu)成， 即向被加工物照射紅外線的紅外線照明單元；捕捉由該紅外線照明單 元照射的紅外線的光學(xué)系統(tǒng)；以及輸出與由該光學(xué)系統(tǒng)捕捉到的紅外線 對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的攝像元件(紅外線CCD)，該攝像單元IO將攝像后的圖 像信號(hào)發(fā)送到后述的控制單元。
根據(jù)圖1繼續(xù)說(shuō)明，圖示的實(shí)施方式中的激光加工裝置具有控制單 元20?？刂茊卧?0由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該計(jì)算機(jī)具有按照控制程序進(jìn)行運(yùn) 算處理的中央處理裝置(CPU)201;存儲(chǔ)控制程序等的只讀存儲(chǔ)器(ROM) 202;存儲(chǔ)后述的控制圖和被加工物的設(shè)計(jì)值的數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果等的可讀 寫的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 203;計(jì)數(shù)器204;輸入接口 205以及輸出 接口 206。在控制單元20的輸入接口 205中輸入來(lái)自上述X軸方向位置 檢測(cè)單元374、 Y軸方向位置檢測(cè)單元384、光譜分析單元92 (92a、 92b) 以及攝像單元10等的檢測(cè)信號(hào)。然后，從控制單元20的輸出接口 206 將控制信號(hào)輸出到上述脈沖電動(dòng)機(jī)372、脈沖電動(dòng)機(jī)382、脈沖電動(dòng)機(jī)432、脈沖電動(dòng)機(jī)532、脈沖激光光線照射單元52以及顯示單元200等中。另 外，上述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 203具有存儲(chǔ)形成被加工物的物質(zhì) 與等離子體的波長(zhǎng)之間的關(guān)系的第1存儲(chǔ)區(qū)域203a、存儲(chǔ)后述晶片的設(shè) 計(jì)值的數(shù)據(jù)的第2存儲(chǔ)區(qū)域203b及其他存儲(chǔ)區(qū)域。
圖示的實(shí)施方式中的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)如以上所述，以下說(shuō)明其 作用。
圖6示出作為進(jìn)行激光加工的被加工物的半導(dǎo)體晶片30的俯視圖。 圖6所示的半導(dǎo)體晶片30在硅基板300的表面300a上利用呈格子狀排 列的多條分割預(yù)定線301劃分出多個(gè)區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域上分別形 成有IC、 LSI等器件302。該各器件302全部具有相同結(jié)構(gòu)。如圖7所示， 在器件302的表面上分別形成有多個(gè)焊盤303 (303a 303j)。該焊盤303 (303a 303j)在圖示的實(shí)施方式中由鋁形成。另外，在圖示的實(shí)施方式 中，303a和303f、 303b和303g、 303c和303h、 303d和303i、以及303e 和303j的X方向的位置相同。在該多個(gè)焊盤303 (303a 303j)部上分 別形成有從背面300b到達(dá)焊盤303的加工孔(貫通孔)。各器件302中 的焊盤303 (303a 303j)的X方向(圖7中左右方向)的間隔A、以及 形成在各器件302上的焊盤303中的夾住分割預(yù)定線301且在X方向(圖 7中左右方向)相鄰的焊盤即焊盤303e與焊盤303a之間的間隔B在圖示 的實(shí)施方式中被設(shè)定為相同間隔。并且，各器件302中的焊盤303(303a 303j)的Y方向(圖7中上下方向)的間隔C、以及形成在各器件302 上的焊盤303中的夾住分割預(yù)定線301且在Y方向(圖7中上下方向) 相鄰的焊盤即焊盤303f與焊盤303a以及焊盤303j與焊盤303e之間的間 隔D在圖示的實(shí)施方式中被設(shè)定為相同間隔。關(guān)于這樣構(gòu)成的半導(dǎo)體晶 片30，配設(shè)在圖6所示的各行E1 ""En和各列Fl *Fn上的器件302 的個(gè)數(shù)以及上述各間隔A、 B、 C、 D和X、 Y坐標(biāo)值，其設(shè)計(jì)值數(shù)據(jù)被 存儲(chǔ)在上述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 203的第2存儲(chǔ)區(qū)域203b內(nèi)。
對(duì)使用上述的激光加工裝置在形成于半導(dǎo)體晶片30上的各器件302 的悍盤303 (303a 303j)部中形成激光加工孔(貫通孔)的激光加工的 實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖8所示，將半導(dǎo)體晶片30的表面300a粘貼在安裝于環(huán)狀框架 40上的由聚烯烴等的合成樹脂片構(gòu)成的保護(hù)帶50上。因此，半導(dǎo)體晶片 30的背面300b為上側(cè)。這樣經(jīng)由保護(hù)帶50而被支撐在環(huán)狀框架40上的 半導(dǎo)體晶片30將保護(hù)帶50側(cè)放置在圖1所示的激光加工裝置的卡盤工 作臺(tái)36上。然后，通過(guò)使未作圖示的吸引單元工作來(lái)將半導(dǎo)體晶片30 經(jīng)由保護(hù)帶50吸引保持在卡盤工作臺(tái)36上。因此，半導(dǎo)體晶片30保持 成以背面300b為上側(cè)。并且，環(huán)狀框架40由夾緊器362固定。
如上所述，吸引保持了半導(dǎo)體晶片30的卡盤工作臺(tái)36通過(guò)加工進(jìn) 給單元37定位在攝像單元10的正下方。當(dāng)卡盤工作臺(tái)36定位在攝像單 元10的正下方時(shí)，卡盤工作臺(tái)36上的半導(dǎo)體晶片30處于定位在圖9所 示的坐標(biāo)位置的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，實(shí)施如下的對(duì)準(zhǔn)作業(yè)，即形成在 由卡盤工作臺(tái)36保持的半導(dǎo)體晶片30上的格子狀的分割預(yù)定線301是 否在X軸方向和Y軸方向上平行地進(jìn)行配設(shè)。即，使用攝像單元10拍 攝由卡盤工作臺(tái)36保持的半導(dǎo)體晶片30，執(zhí)行模式匹配等圖像處理來(lái)進(jìn) 行對(duì)準(zhǔn)作業(yè)。此時(shí)，半導(dǎo)體晶片30的形成有分割預(yù)定線301的表面300a 位于下側(cè)，不過(guò)由于攝像單元IO如上所述由紅外線照明單元以及捕捉紅 外線的光學(xué)系統(tǒng)和輸出與紅外線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的攝像元件(紅外線CCD) 等構(gòu)成，所以可從半導(dǎo)體晶片30的背面300b透過(guò)來(lái)拍攝分割預(yù)定線301 。
然后，移動(dòng)卡盤工作臺(tái)36，使形成在半導(dǎo)體晶片30上的器件302 中的最上行El的在圖9中最左端的器件302定位在攝像單元10的正下 方。然后，再使形成在器件302上的電極303 (303a 303j)中的在圖9 中左上方的電極303a定位在攝像單元10的正下方。在該狀態(tài)下當(dāng)攝像 單元10檢測(cè)出電極303a時(shí)，將其坐標(biāo)值(al)作為第1加工進(jìn)給開始 位置坐標(biāo)值發(fā)送到控制單元20。然后，控制單元20將該坐標(biāo)值(al)作 為第]加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 203內(nèi) (加工進(jìn)給開始位置檢測(cè)工序)。此時(shí)，由于攝像單元10和激光光線照 射單元52的聚光器9被配設(shè)成在X軸方向上相距規(guī)定間隔，所以存儲(chǔ)X 坐標(biāo)值加上上述攝像單元10與聚光器8之間的間隔后所得的值。
這樣在檢測(cè)出圖9中最上行E1的器件302中的第1加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值(al)時(shí)，使卡盤工作臺(tái)36在Y軸方向上分度進(jìn)給分割預(yù)定線 301的間隔并使其在X軸方向移動(dòng)，使圖9中從最上行起第2行E2中的 最左端的器件302定位在攝像單元10的正下方。然后，再使形成在器件 302上的電極303 (303a 303j)中的在圖7中左上方的電極303a定位在 攝像單元11的正下方。在該狀態(tài)下當(dāng)攝像單元10檢測(cè)出電極303a時(shí)， 將其坐標(biāo)值(a2)作為第2加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值發(fā)送到控制單元20。 然后，控制單元20將該坐標(biāo)值(a2)作為第2加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值 存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 203內(nèi)。此時(shí)，由于攝像單元10和激光 光線照射單元52的聚光器8如上所述被配設(shè)成在X軸方向上相距規(guī)定間 隔，所以存儲(chǔ)X坐標(biāo)值加上上述攝像單元10與聚光器8之間的間隔后所 得的值。以后，控制單元20重復(fù)執(zhí)行上述的分度進(jìn)給和加工進(jìn)給開始位 置檢測(cè)工序直到圖9中的最下行En為止，檢測(cè)形成在各行的器件302的 加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值(a3 an)，并將其存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM) 203內(nèi)。
然后，實(shí)施穿孔工序，即在形成于半導(dǎo)體晶片30的各器件302上 的各電極303 (303a 303j)部穿設(shè)激光加工孔(貫通孔)。穿孔工序首 先使加工進(jìn)給單元37工作并移動(dòng)卡盤工作臺(tái)36，將存儲(chǔ)在上述隨機(jī)存儲(chǔ) 器(RAM) 203內(nèi)的第1加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值(al)定位到激光光 線照射單元52的聚光器8的正下方。這樣第1加工進(jìn)給開始位置坐標(biāo)值 (al)位于聚光器8的正下方的狀態(tài)是圖10 (a)所示的狀態(tài)。從圖10 (a)所示的狀態(tài)開始，控制單元20控制上述加工進(jìn)給單元37，以使卡 盤工作臺(tái)36以規(guī)定的移動(dòng)速度朝圖10 (a)中箭頭X1所示的方向進(jìn)行 加工進(jìn)給，同時(shí)，使激光光線照射單元52工作，從聚光器8射出脈沖激 光光線。另外，從聚光器8射出的激光光線的聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體晶片 30的表面30a附近。此時(shí)，控制單元20根據(jù)來(lái)自加工進(jìn)給量檢測(cè)單元 374的讀取頭374b的檢測(cè)信號(hào)，輸出用于控制聲光偏轉(zhuǎn)單元7的偏轉(zhuǎn)角 度調(diào)整單元74和輸出調(diào)整單元75的控制信號(hào)。
另一方面，射頻振蕩器72輸出與來(lái)自偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74和輸出 調(diào)整單元75的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的射頻。從射頻振蕩器72所輸出的射頻功率由射頻放大器73放大并被施加給聲光元件71 。結(jié)果，聲光元件71使 由脈沖激光光線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線的光軸在從圖2中單點(diǎn) 劃線所示的位置到雙點(diǎn)劃線所示的位置的范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)，并調(diào)整由脈沖激 光光線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線的輸出。結(jié)果，可向第l加工進(jìn) 給開始位置坐標(biāo)值(al)照射規(guī)定輸出的脈沖激光光線。
接著，說(shuō)明上述穿孔工序中的加工條件的一例。
光源LD激勵(lì)Q開關(guān)Nd: YV04
波長(zhǎng)355nm
重復(fù)頻率2kHz
脈沖能量O.lmJ
聚光光斑直徑(j)10jim
在實(shí)施上述穿孔工序時(shí)，控制單元20使上述等離子體檢測(cè)單元9工 作，并從光譜分析單元92 (92a、 92b)輸入檢測(cè)信號(hào)。然后，在光譜分 析單元是圖3所示的光譜分析單元9的情況下，當(dāng)由波長(zhǎng)測(cè)量器922所 測(cè)定的光譜波長(zhǎng)是386nm時(shí)，控制單元20判斷為正加工硅基板300，繼 并續(xù)上述穿孔工序。另一方面，當(dāng)由波長(zhǎng)測(cè)量器922所測(cè)定的光譜波長(zhǎng) 為395nm時(shí)，控制單元20判斷為對(duì)由鋁形成的焊盤303進(jìn)行了加工，然 后對(duì)聲光偏轉(zhuǎn)單元7的偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74施加0V電壓，對(duì)聲光元件 71施加與0V對(duì)應(yīng)的頻率的射頻，并將由脈沖激光光線振蕩單元6激勵(lì) 的脈沖激光光線如圖2中虛線所示引導(dǎo)到激光光線吸收單元76。因此， 脈沖激光光線不會(huì)照射到由卡盤工作臺(tái)36保持的半導(dǎo)體晶片30上。這 樣，當(dāng)向焊盤303照射1個(gè)脈沖時(shí)，由上述等離子體檢測(cè)單元9的光譜 分析單元9檢測(cè)出對(duì)焊盤303進(jìn)行了加工，停止向焊盤303照射脈沖激 光光線，所以不會(huì)發(fā)生焊盤303熔化而導(dǎo)致開孔的情況。結(jié)果，如圖IO (b)所示可在半導(dǎo)體晶片30的硅基板300上形成到達(dá)焊盤303的加工 孔304。
另外，在光譜分析單元是圖4和圖5所示的光譜分析單元92a或光 譜分析單元92b的情況下，當(dāng)正在從光譜分析單元92a或光譜分析單元 92b的第1光電檢測(cè)器923輸入光譜分析信號(hào)時(shí)，控制單元20判斷為正在對(duì)硅基板300進(jìn)行加工，繼續(xù)上述穿孔工序。另一方面，當(dāng)從第2光 電檢測(cè)器924輸入了光譜分析信號(hào)時(shí)，控制單元20判斷為對(duì)由鋁形成的 焊盤303進(jìn)行了加工，對(duì)聲光偏轉(zhuǎn)單元7的偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單元74施加0V 電壓，對(duì)聲光元件71施加與0V對(duì)應(yīng)的頻率的射頻，并將從脈沖激光光 線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線如圖2中虛線所示引導(dǎo)到激光光線吸 收單元76。因此，脈沖激光光線不會(huì)照射到由卡盤工作臺(tái)36保持的半導(dǎo) 體晶片30上。
另一方面，控制單元20輸入來(lái)自X軸方向位置檢測(cè)單元374的讀取 頭374b的檢測(cè)信號(hào)，使用計(jì)數(shù)器204對(duì)該檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，當(dāng) 計(jì)數(shù)器204的計(jì)數(shù)值達(dá)到下一焊盤303的坐標(biāo)值時(shí)，控制單元20控制激 光光線照射單元52并實(shí)施上述穿孔工序。之后，每次計(jì)數(shù)器204的計(jì)數(shù) 值達(dá)到焊盤303的坐標(biāo)值時(shí)，控制單元20就使激光光線照射單元52工 作并實(shí)施上述穿孔工序。然后，當(dāng)如圖10 (b)所示對(duì)形成于半導(dǎo)體晶片 30的E1行的最右端的器件302上的焊盤303中的圖10 (b)中最右端的 電極303e位置實(shí)施了上述穿孔工序時(shí)，停止上述加工進(jìn)給單元37的工 作，停止卡盤工作臺(tái)36的移動(dòng)。結(jié)果，在半導(dǎo)體晶片30的硅基板300 上，如圖10 (b)所示形成到達(dá)焊盤303的加工孔304。
然后，控制單元20控制上述第i分度進(jìn)給單元38，以使激光光線 照射單元52的聚光器8朝圖10 (b)中與紙面垂直的方向進(jìn)行分度進(jìn)給。 另一方面，控制單元20輸入來(lái)自Y軸方向位置檢測(cè)單元384的讀取頭 384b的檢測(cè)信號(hào)，使用計(jì)數(shù)器204對(duì)該檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，當(dāng)計(jì) 數(shù)器204的計(jì)數(shù)值達(dá)到與焊盤303在圖7中Y軸方向的間隔C相當(dāng)?shù)闹?時(shí)，停止第1分度進(jìn)給單元38的工作，并停止激光光線照射單元52的 聚光器8的分度進(jìn)給。結(jié)果，聚光器8定位在與上述焊盤303e對(duì)置的電 極303j (參照?qǐng)D7)的正上方。該狀態(tài)是圖11 (a)所示的狀態(tài)。在圖11 (a)所示的狀態(tài)下，控制單元20控制上述加工進(jìn)給單元37，以使卡盤 工作臺(tái)36以規(guī)定的移動(dòng)速度朝圖11 (a)中箭頭X2所示的方向進(jìn)行加工 進(jìn)給，同時(shí)，使激光光線照射單元52工作，實(shí)施上述穿孔工序。然后， 控制單元20如上所述使用計(jì)數(shù)器204對(duì)來(lái)自X軸方向位置檢測(cè)單元374的讀取頭374b的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，每次該計(jì)數(shù)值達(dá)到焊盤303的坐標(biāo) 值時(shí)，控制單元20就使激光光線照射單元52工作并實(shí)施上述穿孔工序。 然后，當(dāng)如圖11 (b)所示對(duì)形成于半導(dǎo)體晶片30的El行的最右端的器 件302上的焊盤303f位置實(shí)施了上述穿孔工序時(shí)，停止上述加工進(jìn)給單 元37的工作，停止卡盤工作臺(tái)36的移動(dòng)。結(jié)果，在半導(dǎo)體晶片30的硅 基板300上，如圖11 (b)所示在焊盤303的背面?zhèn)刃纬捎屑す饧庸た?304。
如上所述,在形成于半導(dǎo)體晶片30的El行的器件302上的電極303 的背面?zhèn)刃纬闪思す饧庸た?04時(shí)，控制單元使加工進(jìn)給單元37和第1 分度進(jìn)給單元38工作，使形成于半導(dǎo)體晶片30的E2行的器件302上的 焊盤303的、存儲(chǔ)于上述隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 203內(nèi)的第2加工進(jìn) 給開始位置坐標(biāo)值(a2)定位在激光光線照射單元52的聚光器8的正下 方。然后，控制單元20控制激光光線照射單元52和加工進(jìn)給單元37以 及第1分度進(jìn)給單元38，對(duì)形成于半導(dǎo)體晶片30的E2行的器件302上 的焊盤303的背面?zhèn)葘?shí)施上述的穿孔工序。以后，對(duì)形成于半導(dǎo)體晶片 30的E3 En行的器件302上的焊盤303的背面?zhèn)纫矊?shí)施上述的穿孔工 序。結(jié)果，半導(dǎo)體晶片30的硅基板300在形成于各器件302上的焊盤303 的背面?zhèn)刃纬捎屑す饧庸た?04。
另外，在上述穿孔工序中，在圖7中的X軸方向的間隔A區(qū)域和間 隔B區(qū)域以及圖7中的Y軸方向的間隔C區(qū)域和間隔D區(qū)域內(nèi)，不對(duì)半 導(dǎo)體晶片30照射脈沖激光光線。這樣，由于不對(duì)半導(dǎo)體晶片30照射脈 沖激光光線，因而上述控制單元20對(duì)聲光偏轉(zhuǎn)單元7的偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整單 元74施加OV電壓。結(jié)果，對(duì)聲光元件71施加與OV對(duì)應(yīng)的頻率的射頻， 并且從脈沖激光光線振蕩單元6激勵(lì)的脈沖激光光線(LB)如圖2中虛 線所示被引導(dǎo)到激光光線吸收單元76，因此不會(huì)照射到半導(dǎo)體晶片30上。
權(quán)利要求
1. 一種激光加工裝置，具有保持晶片的卡盤工作臺(tái)；以及向由該卡盤工作臺(tái)保持的晶片照射脈沖激光光線的激光光線照射單元，該激光加工裝置的特征在于，該激光加工裝置具有等離子體檢測(cè)單元和控制單元，該等離子體檢測(cè)單元具備等離子體受光單元，其接收通過(guò)從該激光光線照射單元向被加工物照射激光光線而產(chǎn)生的等離子體；以及光譜分析單元，其分析由該等離子體受光單元所接收的等離子體的光譜，該控制單元根據(jù)來(lái)自該等離子體檢測(cè)單元的光譜分析單元的光譜分析信號(hào)來(lái)判定被加工物的材質(zhì)，并控制該激光光線照射單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的激光加工裝置，其特征在于，該光譜分析 單元具有分光器，其將通過(guò)該等離子體受光單元引導(dǎo)的等離子體光分解成光 譜；以及波長(zhǎng)測(cè)量器，其測(cè)定由該分光器所分解的光譜的波長(zhǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，該光譜分析 單元具有分光器，其將通過(guò)該等離子體受光單元引導(dǎo)的等離子體光分解成光 譜；以及第1光電檢測(cè)器和第2光電檢測(cè)器，其分別配置在由該分光器所分 解的光譜的第1設(shè)定波長(zhǎng)和第2設(shè)定波長(zhǎng)的位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，該光譜分析 單元具有光束分裂器，其將通過(guò)該等離子體受光單元引導(dǎo)的等離子體 光分光至第1光路和第2光路；第1帶通濾波器，其配設(shè)在第1光路上， 并使第1設(shè)定波長(zhǎng)的光通過(guò)；第1光電檢測(cè)器，其檢測(cè)通過(guò)了該第1帶 通濾波器的光；第2帶通濾波器，其配設(shè)在該第2光路上，并使第2設(shè) 定波長(zhǎng)的光通過(guò)；以及第2光電檢測(cè)器，其檢測(cè)通過(guò)了該第2帶通濾波 器的光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不會(huì)在焊盤上開孔而能在晶片基板上形成到達(dá)焊盤的貫通孔的激光加工裝置。該激光加工裝置具有保持晶片的卡盤工作臺(tái)；以及向由卡盤工作臺(tái)保持的晶片照射脈沖激光光線的激光光線照射單元，該激光加工裝置具有等離子體檢測(cè)單元和控制單元，該等離子體檢測(cè)單元具有等離子體受光單元，其接收通過(guò)從激光光線照射單元向被加工物照射激光光線而產(chǎn)生的等離子體；以及光譜分析單元，其分析由等離子體受光單元所接收的等離子體的光譜，該控制單元根據(jù)來(lái)自等離子體檢測(cè)單元的光譜分析單元的光譜分析信號(hào)來(lái)判定被加工物的材質(zhì)，并控制激光光線照射單元。
文檔編號(hào)B23K26/40GK101439443SQ200810182338
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者森數(shù)洋司, 淺野健司, 高橋邦充 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科