专利名称：激光束加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光束加工机，用于通过沿形成于工件(如半导体晶片等)前表面上的切削道施加激光束而形成沟槽。
背景技术：
本领域技术人员公知的是，可在半导体器件的制造过程中形成具有多个半导体芯片(如IC或者LSI)的半导体晶片，其中所述半导体芯片形成于半导体基片如硅基片等的前表面上的基体中，且由包括绝缘膜和功能膜的叠片组成。通过在此半导体晶片中划分出叫做“切割道”的多条线而将这样形成的半导体芯片进行分区，并通过沿着所述切割道将该半导体晶片分开而制成独立的半导体芯片。
沿上述半导体晶片的切削道的分割通常使用叫做“切块机(dicer)”的切削机来进行。此切削机具有用于保持作为工件的半导体晶片的夹持台、用于切削保持在夹持台上的半导体晶片的切削装置、以及用于相对于彼此移动夹持台和切削装置的移动装置。所述切削装置包括高速旋转的旋转轴和安装在该轴上的切削刀片。切削刀片包括盘状底座和安装于底座的侧壁外周部分上的切削刃，该切削刃通过电铸法将金刚石磨粒固定到底座上而形成，该金刚石磨粒的直径为约3μm。
为了提高半导体芯片如IC或LSI的产量，最近提出了一种半导体晶片，其包括由叠片组成的半导体芯片，该叠片包括低介电绝缘膜(低k膜)和功能膜，该低介电绝缘膜由无机材料膜如SiOF或BSG(SiOB)形成，或者由有机材料膜如聚酰亚胺基聚合物和聚对二甲苯基聚合物形成；所述功能膜用于在半导体基片如硅基片等的前表面上形成电路。
另外，还提出了一种具有叫做“测试元件组(TEG)”的金属构图的半导体晶片，该金属构图部分形成于半导体晶片的切削道上，以在晶片被分开之前通过金属构图测试每个电路的功能。
因为上述低k膜或者测试元件组(TEG)的材料与晶片材料不同，很难用切削刀片同时将晶片与它们一起切削。即，因为低k膜像云母一样极脆，当其上层叠有低k膜的上述半导体晶片被用切削刀片沿着切削道切削时，存在的问题就是，低k膜会剥离，且这种剥离会抵达电路，从而导致半导体芯片发生致命的损坏。而且，因为测试元件组(TEG)由金属制成，会发生的问题就是，在用切削刀片对具有测试元件组(TEG)的半导体晶片进行切削时会产生毛刺。
为了解决上述问题，在JP-A 2003-320466中公开了一种加工机，其沿着半导体体晶片的切削道施加脉冲激光束以去除形成切削道的低k膜和形成于切削道上的测试元件组(TEG)，然后将切削刀片放在低k膜或TEG已被去除的去除区域内，以切削该半导体晶片。
因为通过激光束施加装置的聚光器所施加的激光束具有高斯分布，而沿着形成于半导体晶片W前表面上的叠片V中的切削道而形成的两个沟槽G、G的剖面形状为倒三角形，如图16所示。因此，沟槽G、G的中心部分到达半导体晶片W的基片B，以去除叠片V，而沟槽G、G的侧面部分并没到达基片B，因此，叠片V被保留下来。结果，存在的问题就是，在用切削刀片T沿着沟槽G、G切削半导体晶片W以及用切削刀片T切削叠片V时，剩下的叠片V会剥离并损坏电路C。另外，还有另一个问题就是，在形成沟槽G、G时，由于激光束的高斯分布，碎片会被散开到每个切削道S的两侧，且粘结到电路C上。当叠片V被过度去除以防止用切削刀片T进行切削而产生的剥离的影响时，另一个可能发生的问题就是沟槽G、G跨过切削道S形成，从而破坏了电路C。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光束加工机，其能形成沟槽，从而沟槽的外侧壁变为垂直于工件的加工表面。
为实现上述目的，根据本发明，提供一种激光束加工机，其包括用于保持工件的夹持台、用于对保持在夹持台上的工件施加激光束的激光束施加装置、以及用于相对于彼此移动夹持台和激光束施加装置的加工进给装置。所述激光束施加装置包括激光束振荡装置和聚光器，该聚光器用于会聚从激光束振荡装置中振荡出的激光束并施加所会聚的激光束，其中所述聚光器包括第一棱镜、第二棱镜和成像透镜，第一棱镜用于将从激光束振荡装置振荡出的激光束分成第一激光束和第二激光束以及互换第一激光束和第二激光束，其中第一和第二激光束都具有半圆截面；第二棱镜用于校正通过第一棱镜形成的第一激光束和第二激光束的光路，从而使它们变为彼此平行；所述成像透镜用于将其光路已经被第二棱镜校正为彼此平行的第一激光束和第二激光束的各自的光斑形成为在外侧具有线性部分且在内侧具有弧形部分的光斑图像。
通过成像透镜形成的第一激光束和第二激光束的光斑之间的间距可通过调节第一棱镜和第二棱镜之间的间距来控制。另外，在第二棱镜和成像透镜之间夹有一个中继透镜，且中继透镜的后焦点(back-focus)位置被设在第一棱镜的顶点位置。优选地，在激光束振荡装置和第一棱镜之间夹置有用于将从激光束振荡装置振荡出的具有圆形截面的激光束变成具有大体矩形剖面的激光束的掩膜件。
根据本发明的激光束加工机，从激光束振荡装置振荡出的激光束被分成第一激光束和第二激光束，第一激光束和第二激光束可以通过第一棱镜互换，且在第一激光束和第二激光束的光路被第二棱镜校正为彼此平行后，通过成像透镜，第一激光束和第二激光束形成在外侧具有线性部分且在内侧具有弧形部分的光斑图像。因此，通过用所形成的第一激光束和第二激光束的光斑来进行激光加工，可以形成其外侧壁垂直于工件加工表面的第一沟槽和第二沟槽。
在本发明的激光束加工机中，可以通过由第一棱镜形成的第一激光束和第二激光束同时形成两个沟槽，从而提高产量。
另外，在本发明的激光束加工机中，通过成像透镜，施加到工件上的第一激光束和第二激光束每个形成在外侧具有线性部分且在内侧具有弧形部分的光斑图像。因此，在激光加工过程中碎片不会散开到电路C侧。
图1为根据本发明构造的激光束加工机的透视图；图2为方块图，其示意性地示出了在图1所示激光束加工机中所设的激光束施加装置的结构；图3为在图1所示激光束加工机中所设的聚光器的第一实施例的说明图；
图4为示出了第一激光束和第二激光束的光斑形状的放大说明图，该光斑由图3所示的聚光器形成；图5为说明图，其示出了第一激光束和第二激光束之间的间距通过改变构成图3所示聚光器的第一棱镜和第二棱镜之间的间距而改变的一种情况；图6为图1所示激光束加工机中所设的聚光器的第二实施例的说明图；图7为图1所示激光束加工机中所设的聚光器的第三实施例的说明图；图8为作为工件的半导体晶片的透视图；图9为图8所示半导体晶片的部分放大剖视图；图10为透视图，示出了图8所示半导体晶片通过保护带支撑在环形框架上的状态；图11(a)和11(b)为说明图，示出了通过图1所示激光束加工机，沿着图8所示半导体晶片的切削道形成沟槽的激光束施加步骤；图12为通过进行图11(a)和11(b)所示的激光束施加步骤，在半导体晶片中形成的沟槽的放大剖视图；图13为说明性图，其示出了沿着通过图11(a)和11(b)所示的激光束施加步骤而形成的沟槽切削半导体晶片的切削步骤；图14为说明图，其示出了在图13所示的切削步骤中沟槽和切削刀片之间的关系；图15为说明图，其示出了在图13所示的切削步骤中切削刀片的切削进给位置；以及图16为通过现有技术中的激光束加工机在半导体晶片中形成的沟槽的放大剖视图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述根据本发明构造的激光束加工机的优选实施例。
图1为根据本发明构造的激光束加工机的透视图，图1所示的激光束加工机包括固定底座2；用于保持工件的夹持台机构3，其在固定底座2上安装成使得其可以在箭头X表示的加工进给方向上移动；激光束施加单元支撑机构4，其在固定底座2上安装成使得它可以在箭头Y表示的分度方向上移动，该箭头Y的方向垂直于箭头X表示的方向；以及激光束施加单元5，其在激光束施加单元支撑机构4上安装成使得其可以在由箭头Z表示的焦点位置调节方向上移动。
上述夹持台机构3包括一对导轨31、31，其安装在固定底座2上，且布置成在箭头X表示的方向上彼此平行；第一滑块32，其在导轨31、31上安装成使得它可以在箭头X表示的方向上移动；第二滑块33，其在第一滑块32上安装成使得其在箭头Y表示的方向上移动；支撑台35，其通过圆柱件34支撑在第二滑块33上；以及作为工件保持装置的夹持台36。此夹持台36具有由多孔材料制成的工件保持表面，从而盘状工件例如盘状半导体晶片通过未示出的吸力装置被保持在夹持台36上。夹持台36通过安装在圆柱件34中的脉冲电机(未示出)旋转。夹持台36具有用于固定环形框架的卡钳362，该框架用于支撑半导体晶片，这将在后面描述。
上述第一滑块32的底面上具有一对待导向沟槽321、321，其将被配合到上述一对导轨31、31上，第一滑块顶面上具有一对在箭头Y表示的方向上彼此平行形成的导轨322、322。通过将待导向沟槽321、321分别配合到所述一对导轨31、31上，如上所述构造的第一滑块32可以沿着所述一对导轨31、31在箭头X表示的方向上移动。所示实施例中的夹持台机构3包括用于在箭头X表示的方向上沿着所述一对导轨31、31移动第一滑块32的加工进给装置37。所述加工进给装置37包括布置在上述一对导轨31、31之间且与它们平行的阳螺杆371和用于旋转驱动该阳螺杆371的驱动源如脉冲电机372。阳螺杆371的一端旋转支撑在固定于上述固定底座2上的支承块373上，且其另一端通过未示出的减速器传动连接到上述脉冲电机372的输出轴上。阳螺杆371拧入从第一滑块32中心部分底面突伸出来的阴螺纹块(未示出)中形成的带螺纹通孔中。因此，通过用脉冲电机372在正向或反向驱动阳螺杆371，第一滑块32在箭头X表示的加工进给方向上沿着导轨31、31移动。
上述第二滑块33的底面具有一对要与上述第一滑块32顶面上的所述一对导轨322、322配合的待导向沟槽331、331，且通过将所述待导向沟槽331、331分别配合到所述一对导轨322、322上，第二滑块可以在箭头Y表示的方向上移动。所示实施例中的夹持台机构3包括第一分度进给装置38，其用于沿着设在第一滑块32上的所述一对导轨322、322，在箭头Y表示的方向上移动第二滑块33。所述第一分度进给装置38包括阳螺杆381，其布置在上述一对导轨322、322之间并与它们平行，和用于旋转驱动所述阳螺杆381的驱动源如脉冲电机382。阳螺杆381的一端旋转支撑在固定于上述第一滑块32顶面上的支承块383上，且其另一端通过未示出的减速器传动连接到上述脉冲电机382的输出轴上。阳螺杆381拧入从第二滑块33中心部分底面突伸出来的阴螺纹块(未示出)中形成的带螺纹通孔中。因此，通过用脉冲电机382在正向或反向上驱动阳螺杆381，第二滑块33在箭头Y表示的分度进给方向上沿着导轨322、322移动。
上述激光束施加单元支撑机构4包括一对导轨41、41，其安装在固定底座2上，且布置成在箭头Y表示的方向上彼此平行；和一个可移动的支撑底座42，其在导轨41、41上安装成使得其可以在箭头Y表示的方向上移动。此可移动的支撑底座42包括可移动地安装在导轨41、41上的可移动支撑部分421和安装在可移动支撑部分421上的安装部分422。所述安装部分422具有一对在其一个侧面上在箭头Z表示的方向上平行延伸的导轨423、423。所示实施例中的激光束施加单元支撑机构4包括第二分度进给装置43，其用于在箭头Y表示的方向上沿着所述一对导轨41、41移动可移动支撑底座42。此第二分度进给装置43包括阳螺杆431，其布置在上述一对导轨41、41之间并与它们平行，和用于旋转驱动阳螺杆431的驱动源如脉冲电机432。阳螺杆431的一端旋转支撑在固定于上述固定底座2上的支承块(未示出)上，且其另一端通过未示出的减速器传动连接到上述脉冲电机432的输出轴上。阳螺杆431拧入从构成可移动支撑底座42的可移动支撑部分421中心部分底面突伸出来的阴螺纹块(未示出)中形成的带螺纹通孔中。因此，通过用脉冲电机432在正向或反向驱动阳螺杆431，可移动支撑底座42在箭头Y表示的分度进给方向上沿着导轨41、41移动。
所示实施例中的激光束施加单元5包括单元保持器51和固定到该单元保持器51的激光束施加装置52。所述单元保持器51具有一对要滑动配合到上述安装部分422上的所述一对导轨423、423中的待导向沟槽511、511，且被支撑成可以通过将所述待导向沟槽511、511分别配合到上述导轨423、423中而在箭头Z表示的方向上移动。
所示激光束施加装置52包括固定到上述单元保持器51上且大体水平延伸的圆柱壳体521。在壳体521中，安装有脉冲激光束振荡装置522和光传递系统523，如图2所示。脉冲激光束振荡装置522包括由YAG激光振荡器或YVO4激光振荡器组成的脉冲激光束振荡器522a和与脉冲激光束振荡器522a相连的重复频率设定装置522b。光传递系统523包括适当的光学元件如分光器等。用于对从上述激光束振荡装置522振荡出的且通过光传递系统523传递的激光束进行会聚的聚光器53连接到上述壳体521的端部。
下面参考图3描述聚光器53的第一实施例。
如图3所示的聚光器53包括偏转镜532、第一棱镜533、第二棱镜534以及成像透镜535，它们都安装在壳体531中(见图2)。偏转镜532将从上述脉冲激光束振荡装置522(见图2)振荡出且通过光传递系统523照射的激光束L朝着如图3所示的第一棱镜533向下偏转。第一棱镜533将从脉冲激光束振荡装置522振荡出的激光束L分成第一激光束L1和第二激光束L2，并将第一激光束L1和第二激光束L2从一侧到另一侧互换，第一激光束和第二激光束都具有半圆形截面。第二棱镜534将由第一棱镜533形成的第一激光束L1和第二激光束L2的光路校正为彼此平行。成像透镜535产生其光路已被第二棱镜534校正过的第一激光束L1和第二激光束L2的光斑的图像。
图3所示的聚光器53如上构造，其功能将在以下介绍。从上述激光束振荡装置522振荡出且通过光传递系统523照射的具有圆形截面的激光束L被偏转镜532朝着第一棱镜533偏转。已到达第一棱镜533的具有圆形截面的激光束L被第一棱镜533分成第一激光束L1和第二激光束L2，它们都具有半圆形截面，且第一激光束L1和第一激光束L2被第一棱镜533互换。结果，在第一激光束L1和第二激光束L2的光斑中，弧形部分位于内侧而线性部分位于外侧。这样分割的第一激光束L1和第二激光束L2的光路在通过第二棱镜534后被校正成彼此平行。其光路已被第二棱镜534校正为彼此平行的第一激光束L1和第二激光束L2在穿过成像透镜535之后，在预定的成像位置“P”处形成。因为此时成像位置“P”位于成像透镜535的焦点“f”的下游侧上，第一激光束L1和第二激光束L2从一侧到一侧被反向，以形成其线性部分位于外侧而弧形部分位于内侧的光斑的图像。
在图3中，第一棱镜的顶点和成像透镜535之间的距离用“a”表示，成像透镜535和成像位置“P”之间的距离用“b”表示，且成像透镜535的焦距用“f”来表示时，就建立等式(1/a+1/b＝1/f)。如图4所示，第一激光束L1和第二激光束L2的光斑尺寸“d”由放大倍率(m＝b/a)来确定。另外，第一激光束L1和第二激光束L2的光斑宽度“E”，即，第一激光束L1和第二激光束L2的光斑之间的间距“e”可通过改变第一棱镜533和第二棱镜534间的间距来改变。也就是说，如图5所示，当第一棱镜533和第二棱镜534间的间距为“D1”时，穿过第二棱镜534的第一激光束L1和第二激光束L2之间的间距变为“e1”。当第一棱镜533和第二棱镜534间的间距延伸为“D2”时，穿过第二棱镜534的第一激光束L1和第二激光束L2之间的间距变为“e2”。因此，当第一激光束L1和第二激光束L2穿过成像透镜535时，在预定成像位置“P”(见图3)处所形成的第一激光束L1和第二激光束L2的光斑之间的间距“e”，即，光斑的宽度“E”也改变。例如，当入射到第一棱镜533上的激光束L的直径为1mm，放大倍率“m”为1/50，且第一棱镜533和第二棱镜534之间的间距“D1”从5mm变为15mm时，第一激光束L1和第二激光束L2的光斑之间的间距“e”在0-40μm之间变化，因此，第一激光束L1和第二激光束L2的光斑的宽度“E”在从20-60μm的范围内变化。
接下来将参考图6描述聚光器53的第二实施例。
在如图6所示的聚光器53中，一个中继透镜536夹在图3所示第一实施例中的第二棱镜534和成像透镜535之间。因为图6所示的聚光器53的其他构成件与图3所示第一实施例中的构成件相同，所以相同的部件用相同的参考号来表示，且省略对它们的描述。
在图6所示的聚光器53中，中继透镜536的后焦点位置“f1”与第一棱镜533的顶点对齐，以形成无限校正光学系统。因此，因为中继透镜536和成像透镜535之间的间距“c”可以自由变化，所以设计的自由度很高。在图6所示聚光器53中，放大倍率可以通过中继透镜536和成像透镜535的组合而自由变化。在图6所示的聚光器53中，第一激光束L1和第二激光束L2的成像位置“P”变为成像透镜535的焦点“f”。图6中的“f2”是通过组合中继透镜536和成像透镜535所得到的焦点。
下面参考图7描述聚光器53的第三实施例。
在图7所示的聚光器53中，一个具有大体矩形孔537a的掩模件537布置在图6所示第二实施例中第一棱镜533的顶点处。因为图7所示聚光器53的其他构成件与图3所示第一实施例中的构成件相同，所以相同的部件用相同的参考号来表示，且省略对它们的描述。
在图7所示聚光器53中，从上述脉冲激光束振荡装置522振荡出且通过光传递系统523照射的具有圆形截面的激光束L在穿过掩模件537的孔537a之后截面变为大体矩形，并到达第一棱镜533。结果，被第一棱镜533分开的第一激光束L1和第二激光束L2具有大体矩形截面，且穿过第二棱镜534和中继透镜536并通过成像透镜535形成图像的第一激光束L1和第二激光束L2的光斑变为大体矩形。通过掩模件537将具有圆形截面的激光束L的高斯分布弱部分切去，可以在加工点用激光束的低能量侧进行削尖处理。
回到图1，一个用于检测要被上述激光束施加装置52加工的区域的图像拾取装置6安装在壳体521的前端，该壳体构成上述的激光束施加装置52。图像拾取装置6包括用于将红外线施加到工件上的红外线照射装置、用于捕捉由红外线照射装置所施加的红外线的光学系统、以及除了用于在所示实施例中用可见光拾取图像的普通图像拾取器(CCD)外，还包括用于输出与光学系统所捕捉的红外线相对应的电信号的图像拾取器(红外CCD)。图像信号被传递到在图中未示出的控制装置。
在所示实施例中的激光束施加单元5具有移动装置54，其用于在箭头Z表示的方向上沿着所述一对导轨423、423移动所述单元保持器51。所述移动装置53包括布置在所述一对导轨423、423之间的阳螺杆(未示出)和一个用于旋转驱动所述阳螺杆的驱动源如脉冲电机542。通过用脉冲电机542在正向或反向上驱动所述阳螺杆(未示出)，所述单元保持器51和激光束施加装置52在箭头Z表示的方向上沿着导轨423、423移动。在所示实施例中，激光束施加装置52通过正向驱动脉冲电机542而向上移动，且通过反向驱动脉冲电机542而向下移动。
所示实施例中的激光束加工机被如上所述构造，其功能将在下面描述。
下面将参考图8和9描述将用上述激光束加工机进行加工的作为工件的半导体晶片。
在图8和9所示的半导体晶片10中，在半导体基片11如硅基片等的前表面上的基体中形成多个半导体芯片13(器件)如IC或LSI，该芯片由叠片12组成，所述叠片包括绝缘膜和用于形成电路的功能膜。半导体芯片13被以栅格图形成的切削道14分隔开。在所示实施例中，用于形成叠片12的绝缘膜为SiO2膜或低介电绝缘膜(低k膜)，所述低介电绝缘膜由无机材料膜如SiOF或BSG(SiOB)形成，或由有机材料膜如聚酰亚胺基聚合物和聚对二甲苯基聚合物形成。
为了将上述半导体晶片10沿切削道14分割开，将半导体晶片10放在安装于环形框架8上的保护带9的表面上，如图10所示。此时，半导体晶片10的背面放在保护带9上，使得前表面10a朝上。
下面进行激光束施加步骤，用于沿着半导体晶片10的切削道14施加激光束，以去除切削道14上的叠片12。
在此激光束施加步骤中，通过保护带9支撑在环形框架8上的半导体晶片10被首先放在图1所示的激光束加工机的夹持台36上，且被吸引保持在该夹持台36上。此时，半导体晶片10被保持成使得前表面10a冲上。通过保护带9支撑半导体晶片10的环形框架8通过卡钳362固定。
如上所述吸引保持半导体晶片10的夹持台36通过加工进给装置37被放到正好位于较低拾取装置6下面的位置。在夹持台36正好放在图像拾取装置6下面之后，通过图像拾取装置6和未示出的控制装置进行用于检测半导体晶片10的待加工区域的对齐工作。即，图像拾取装置6和控制装置(未示出)进行图像处理如图案匹配等工作，以将在半导体晶片10的预定方向中形成的切削道14与用于沿切削道14施加激光束的激光束施加装置52的聚光器53对齐，从而进行激光束施加位置的对齐。激光束施加位置的对齐也类似地在形成于半导体晶片10上并在垂直于上述预定方向的方向上延伸的切削道14上进行。
在如上所述对保持在夹持台36上的半导体晶片10上所形成的切削道14进行检测并进行激光束施加位置的对齐之后，夹持台36被移动到一个激光束施加区域，在该区域，用于施加激光束的聚光器53被定位成将预定切削道14带到正好位于聚光器53下面的位置，如图11(a)所示。此时，如图11(a)所示，半导体晶片10被定位成使得切削道14的一端(图11(a)中的左端)正好位于聚光器53下面。然后移动装置54被激活，以调整激光束施加装置52的高度，从而从聚光器53所施加的上述第一激光束L1和第二激光束L2的成像位置“P”位于切削道14的表面上。
然后在从聚光器53处施加第一激光束L1和第二激光束L2时，夹持台36，即半导体晶片10被以预定的加工进给速度在图11(a)中箭头X1表示的方向上移动。当切削道14的另一端(图11(b)中的右端)到达一个正好位于聚光器53下面的位置时，如图11(b)所示，脉冲激光束的施加被暂停，且夹持台36即半导体晶片10的移动被停止。
结果，如图12所示，在上述半导体晶片10的切削道14中，通过第一激光束L1形成比叠片12深的第一沟槽101，通过上述第二激光束L2形成比叠片12深的第二沟槽102。这样，通过本发明的激光束加工机可以同时形成两个沟槽，从而提高了生产率。因为用于形成第一沟槽101和第二沟槽102的第一激光束L1和第二激光束L2形成光斑图像，该图像在外侧具有线性部分而在内侧具有弧形部分，第一沟槽101和第二沟槽102的外侧壁垂直于叠片12的加工表面(顶面)而形成。因此，即使在形成到达基片11的沟槽以分开叠片12时，在激光加工过程中半导体芯片13(器件)也不会受到影响，且碎片也不会散开到半导体芯片13(器件)上。形成于切削道14中的第一沟槽101的外侧和第二沟槽102的外侧之间的长度，即，沟槽的宽度“E0”可以通过如上所述调节第一棱镜533和第二棱镜534之间的间距“D1”来控制，并可以设为大于后面将要描述的切削刀片的厚度。以这种方式，在形成于半导体晶片10上的所有切削道14上进行上述激光束施加步骤。
上述激光束施加步骤中的加工条件例如设为如下，激光束的光源YVO4激光器或YAG激光器波长355nm输出1.0W重复频率50kHz脉冲宽度10ns进给速率100mm/秒切削道宽度50μm沟槽宽度(E0)30μm在形成于半导体晶片10上的所有切削道14上进行上述激光束施加步骤后，接着进行沿着切削道14切削半导体晶片10的步骤。即，如图13所示，已进行过上述激光束施加步骤的半导体晶片10被放置在切削机16的夹持台161上，从而使前表面10a冲上，并通过未示出的吸力装置将它保持在夹持台161上。然后，将吸引保持半导体晶片10的夹持台161移动到待切削区域的切削开始位置。此时，半导体晶片10被放置成使得待切削的切削道14的一端(图13的左端)位于右侧上距离切削刀片162正下方一定距离处，如图13所示。切削刀片162定位在由第一激光束L1形成的第一沟槽101和由第二激光束L2形成的第二沟槽102之间的宽度“E0”范围内，如图14所示。
在夹持台161即半导体晶片10被这样移动到待切削区域的切削开始位置之后，切削刀片162从其备用位置(图13中双点划线所示)向下移动到图15中实线所示的预定的切入进给位置。此切入进给位置设在这样一个位置，在该位置，切削刀片162的下端到达附着在半导体晶片10背面的保护带9，如图15所示。
此后，切削刀片162在箭头162a表示的方向上以预定的转速旋转，如图13所示，且夹持台161，即，半导体晶片10在图13中箭头X1所示的方向上以预定的切削进给速度移动。当夹持台161即半导体晶片10的另一端(图13中的右端)到达左侧上的一个位置距离切削刀片162正下方一定距离处时，夹持台161，即半导体晶片10的移动停止。这样，通过切削进给该夹持台161，即半导体晶片10，可沿着切削道14切削半导体晶片10。保留在第一沟槽101和第二沟槽102之间的叠片12在此时被切削刀片52切掉。在这种情况下，因为叠片12的两侧通过第一沟槽101和第二沟槽102与半导体芯片13分开，即使叠片12剥离，也不会影响半导体芯片13(器件)。另外，因为第一沟槽101和第二沟槽102的外侧壁如上所述垂直于叠片12的加工表面(顶面)而形成，切削刀片162不会影响切削道14两侧上的叠片12。
夹持台161，即半导体晶片10在垂直于纸面的方向上被分度进给一个相应于切削道14之间间距的距离(分度进给步骤)，以将下一个待切削的切削道14定位在一个对应于切削刀片162的位置，从而返回到图13所示的状态。按如上所述的相同方式进行切削步骤。
上述切削步骤例如在如下处理条件下进行，切削刀片外径为52mm，厚度为20μm切削刀片的转速40,000rpm切削进给速度50mm/秒在形成于半导体晶片10上的所有切削道14上进行上述切削步骤。结果，半导体晶片10被沿着切削道14切削，从而被分成独立的半导体芯片。
权利要求
1.一种激光束加工机，包括用于保持工件的夹持台、用于向保持在夹持台上的工件施加激光束的激光束施加装置、以及用于相对于彼此移动夹持台和激光束施加装置的加工进给装置，所述激光束施加装置包括激光束振荡装置和聚光器，该聚光器用于将激光束振荡装置所振荡的激光束进行会聚且施加所会聚的激光束，其中所述聚光器包括第一棱镜、第二棱镜和成像透镜，所述第一棱镜用于将激光束振荡装置所振荡的激光束分成第一激光束和第二激光束并将第一激光束和第二激光束进行互换，这两个激光束都具有半圆形截面；所述第二棱镜用于将由第一棱镜形成的第一激光束和第二激光束的光路校正为彼此平行；所述成像透镜用于将其光路已由第二棱镜校正为彼此平行的第一激光束和第二激光束形成为光斑图像，该图像在外侧具有线性部分，在内侧具有弧形部分。
2.根据权利要求1所述的激光束加工机，其中，由成像透镜形成的第一激光束和第二激光束的光斑之间的间距可通过调整第一棱镜和第二棱镜之间的间距来控制。
3.根据权利要求1所述的激光束加工机，其中，在第二棱镜和成像透镜之间夹置有一个中继透镜，且该中继透镜的后焦点位置设在第一棱镜的顶点位置。
4.根据权利要求1所述的激光束加工机，其中，在激光束振荡装置和第一棱镜之间夹有一个掩模件，用于将激光束振荡装置所振荡的具有圆形截面的激光束变为具有大体矩形截面的激光束。
全文摘要
本发明公开了一种激光束加工机，包括用于保持工件的夹持台、用于向夹持台上所保持的工件施加激光束的激光束施加装置、以及用于相对于彼此移动夹持台和激光束施加装置的加工进给装置，所述激光束施加装置的聚光器包括第一棱镜、第二棱镜和成像透镜，第一棱镜用于将激光束振荡装置所振荡的激光束分成第一激光束和第二激光束并将第一激光束和第二激光束进行互换，这两个激光束都具有半圆形截面；第二棱镜用于将由第一棱镜形成的第一激光束和第二激光束的光路校正为彼此平行；成像透镜用于将其光路已由第二棱镜校正为彼此平行的第一激光束和第二激光束形成为光斑图像，该图像在外侧具有线性部分，在内侧具有弧形部分。
文档编号H01L21/301GK1799753SQ20061005138
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月4日 优先权日2005年1月5日
发明者古田健次, 大庭龙吾 申请人:株式会社迪斯科