CN102990223A - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明的激光加工装置具有：卡盘台；激光光线照射构件；加工进给构件；X轴方向位置检测构件，其检测卡盘台移动位置；以及控制构件，激光光线照射构件具有：脉冲激光光线振荡构件；聚光器，其具有对脉冲激光光线进行会聚而照射到保持在卡盘台上的被加工物的聚光透镜；以及压电电机，其使聚光器与Z轴方向成规定角度（α）来位移，控制构件针对脉冲激光光线的重复频率，控制在压电电机上施加的高频电流的频率和电压，在将卡盘台在X轴方向上加工进给时，通过在将聚光器在X轴方向上移动Δx并在Z轴方向上移动Δz，使通过聚光透镜聚光的脉冲激光光线的聚光点在保持在卡盘台上的被加工物的规定区域的厚度方向上位移。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明涉及如下所述的激光加工装置：照射相对于保持于在加工进给方向上移动的卡盘台上的被加工物具有透过性的波长的脉冲激光光线，在被加工物的内部形成改质层。

背景技术

在与喷嘴基板连接的硅质储集基板上形成有与喷嘴连通的多个通孔，在该喷嘴基板上形成有多个构成所谓喷墨头的用于吐出墨水的喷嘴。当在硅质储集基板上形成多个通孔时，在硅质储集基板的表面上覆盖在形成有通孔的区域形成了开口部的蚀刻掩模，通过蚀刻掩模的开口部照射相对于硅质储集基板具有透过性的波长的脉冲激光光线，从而在硅质储集基板的内部形成改质层，之后经蚀刻掩模的开口部来供给蚀刻液，从而使蚀刻液沿着改质层渗透到硅质储集基板而形成内径为5~15μm的适当的通孔（例如，参照专利文献1）。

【专利文献1】日本特开2010-221527号公报

但是，通过脉冲激光光线的1发射来形成的改质层的深度是20~30μm左右，在硅质储集基板的厚度例如为200μm时，由于为了形成从硅质储集基板的表面到背面的改质层而需要照射10发射以上的脉冲激光光线，因此不得不使作为被加工物的硅质储集基板每次都停止在脉冲激光光线照射位置上来间歇性地实施激光加工，存在生产性恶化的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要技术课题在于，提供能够加工进给被加工物并在被加工物的厚度方向上多次发射照射脉冲激光光线的激光加工装置。

为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供激光加工装置，其具有：卡盘台，其保持被加工物；激光光线照射构件，其照射相对于该卡盘台所保持的被加工物具有透过性的波长的脉冲激光光线；加工进给构件，其对该卡盘台和该激光光线照射构件在加工进给方向（X轴方向）上进行相对的加工进给；X轴方向位置检测构件，其检测基于该加工进给构件的该卡盘台的X位置；以及控制构件，其根据来自该X轴方向位置检测构件的检测信号来控制该激光光线照射构件，该激光加工装置的特征在于，该激光光线照射构件具有：脉冲激光光线振荡构件；聚光器，其具有聚光透镜，该聚光透镜对该脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线进行会聚而照射到该卡盘台所保持的被加工物；以及压电电机，其使该聚光器与聚光透镜的光轴（Z轴方向）成规定角度（α）来位移，该控制构件针对脉冲激光光线的重复频率，控制施加给该压电电机的高频电流的频率和电压，在将卡盘台在X轴方向上加工进给时，将该聚光器在X轴方向上移动Δx并在Z轴方向上移动Δz，从而使通过该聚光透镜会聚的脉冲激光光线的聚光点在该卡盘台所保持的被加工物的规定区域的厚度方向上位移。

在设由上述脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线的重复频率为F赫兹、施加给上述压电电机的高频电流的频率为H赫兹、通过施加给压电电机的电压产生的压电电机的振幅为Jμm、上述加工进给构件所致的上述卡盘台的移动速度为Vμm/秒、通过脉冲激光光线的1发射而形成的改质层的厚度为hμm的情况下，满足（2×J×H）×sinα=V，Δx成为V/F，满足（2×J×H×1/F）×cosα≤h，Δz成为（2×J×H×1/F）×cosα。另外，当在上述压电电机的振幅周期中的从聚光器的下方位置位移到上方位置的期间，照射2发射以上的n发射的脉冲激光光线时，设定为H≤F/2n。而且，在设被加工物中的应加工区域的间隔为A的情况下，设定为H=V/A。

在本发明的激光加工装置中，针对通过脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线的重复频率，控制使聚光器在XZ平面与聚光透镜的光轴方向（Z轴方向）成规定角度（α）而位移的压电电机所施加的高频电流的频率和电压，在将卡盘台在X轴方向上加工进给时，使聚光器的聚光透镜在X轴方向上移动Δx并在Z轴方向上移动Δz，从而使通过聚光透镜会聚的脉冲激光光线的聚光点在卡盘台所保持的被加工物的规定区域的厚度方向上位移，因此能够在设定于被加工物上的加工区域，在厚度方向上形成多个变质层。因此，能够在设定于被加工物的加工区域高效地层叠改质层，生产性提高。

附图说明

图1是根据本发明构成的激光加工装置的立体图。

图2是在图1所示的激光加工装置上配置的激光光线照射构件的结构框图。

图3是示出通过构成图2所示的激光光线照射构件的压电电机上所施加的高频电流而位移的聚光器的位移量的说明图。

图4是示出根据图3所示的聚光器的位移而在保持于卡盘台上的被加工物上照射的脉冲激光光线的发射间的间隔的说明图。

图5是在图1所示的激光加工装置上配置的控制构件的结构框图。

图6是作为被加工物的硅质储集基板的俯视图。

图7是放大示出图6所示的硅质储集基板的一部分的俯视图。

图8是示出将图6所示的硅质储集基板粘附在安装于环状框架上的保护带的表面上的状态的立体图以及放大示出要部的剖视图。

图9是示出与图6所示的硅质储集基板保持在图1所示的激光加工装置的卡盘台的规定位置上的状态的坐标之间的关系的说明图。

图10是通过图1所示的激光加工装置在图6所示的硅质储集基板上实施的改质层形成步骤的说明图。

图11是示出构成图2所示的激光光线照射构件的压电电机的振幅周期与脉冲激光光线的发射之间的关系的说明图。

图12是放大示出实施了图10所示的改质层形成步骤的硅质储集基板的要部的剖视图。

图13是示出构成图2所示的激光光线照射构件的压电电机的振幅周期与脉冲激光光线的发射之间的关系的其他实施方式的说明图。

符号说明

2：静止基座

3：卡盘台机构

36：卡盘台

37：加工进给构件

38：第1分度进给构件

4：激光光线照射构件支撑机构

43：第2分度进给构件

5：激光光线照射构件

53：聚光点位置调整构件

6：激光光线照射构件

62：脉冲激光光线振荡构件

64：聚光器

65：压电电机

68：激光光线吸收构件

69：声光偏转构件

7：摄像构件

8：控制构件

10：硅质储集基板

F：环状的框架

T：保护带

具体实施方式

以下，参照附图对根据本发明构成的激光加工装置的优选实施方式进行更详细的说明。

在图1中示出根据本发明构成的激光加工装置的立体图。图1所示的激光加工装置具有：静止基座2；卡盘台机构3，其以能够在箭头X所示的加工进给方向（X轴方向）上移动的方式配置在该静止基座2上，保持被加工物；激光光线照射单元支撑机构4，其以能够在与上述X轴方向正交的箭头Y所示的分度进给方向（Y轴方向）上移动的方式配置在静止基座2上；以及激光光线照射单元5，其以能够在箭头Z所示的聚光点位置调整方向（Z轴方向）上移动的方式配置在该激光光线照射单元支撑机构4上。

上述卡盘台机构3具有：一对导轨31、31，其沿着箭头X所示的加工进给方向（X轴方向）平行地配置在静止基座2上；第1滑动块32，其以能够在X轴方向上移动的方式配置在该一对导轨31、31上；第2滑动块33，其以能够在箭头Y所示的分度进给方向（Y轴方向）上移动的方式配置在该第1滑动块32；覆盖台35，其通过圆筒部件34支撑在该第2滑动块33上；以及作为被加工物保持构件的卡盘台36。该卡盘台36具有由多孔性材料形成的吸附卡盘361，通过未图示的吸引构件在吸附卡盘361的上表面（保持面）保持作为被加工物的例如圆盘状的半导体晶片。如上所述构成的卡盘台36通过配置在圆筒部件34内的未图示的脉冲电机来旋转。另外，在卡盘台36上配置有用于固定后述的环状的框架的夹钳362。

上述第1滑动块32在其下表面设置有与上述一对导轨31、31嵌合的一对被引导槽321、321，并且在其上表面设置有沿着Y轴方向平行地形成的一对导轨322、322。如上所述构成的第1滑动块32以通过被引导槽321、321与一对导轨31、31嵌合而能够沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动的方式构成。图示的实施方式中的卡盘台机构3具有用于使第1滑动块32沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动的加工进给构件37。加工进给构件37包含：在上述一对导轨31与31之间平行配置的外螺纹杆371；以及用于旋转驱动该外螺纹杆371的脉冲电机372等驱动源。外螺纹杆371的一端旋转自由地支撑在固定于上述静止基座2上的轴承块373上，其另一端与上述脉冲电机372的输出轴传动连接。另外，外螺纹杆371与形成在未图示的内螺纹块上的贯通内螺纹孔螺合，该未图示的内螺纹块突出设置在第1滑动块32的中央部下表面。因此，通过脉冲电机372来对外螺纹杆371进行正转和反转驱动，从而使第1滑动块32沿着导轨31、31在X轴方向上移动。

上述第2滑动块33在其下表面设置有一对被引导槽331、331，该一对被引导槽331、331与设置在上述第1滑动块32的上表面的一对导轨322、322嵌合，上述第2滑动块33以通过将该被引导槽331、331与一对导轨322、322嵌合而能够在箭头Y所示的分度进给方向上移动的方式构成。图示的实施方式中的卡盘台机构3具有用于使第2滑动块33沿着设置在第1滑动块32上的一对导轨322、322在Y轴方向上移动的第1分度进给构件38。第1分度进给构件38包含：在上述一对导轨322与322之间平行配置的外螺纹杆381；以及用于旋转驱动该外螺纹杆381的脉冲电机382等驱动源。外螺纹杆381的一端旋转自由地支撑在固定于上述第1滑动块32的上表面的轴承块383上，其另一端与上述脉冲电机382的输出轴传动连接。另外，外螺纹杆381与形成在未图示的内螺纹块上的贯通内螺纹孔螺纹结合，该未图示的内螺纹块突出设置在第2滑动块33的中央部下表面。因此，通过脉冲电机382对外螺纹杆381进行正转和反转驱动，从而使第2滑动块33沿着导轨322、322在Y轴方向上移动。

上述激光光线照射单元支撑机构4具有：一对导轨41、41，其沿着箭头Y所示的分度进给方向平行地配置在静止基座2上；以及可动支撑基座42，其以能够在Y轴方向上移动的方式配置在该导轨41、41上。该可动支撑基座42由能够移动地配置在导轨41、41上的移动支撑部421、和安装在该移动支撑部421上的安装部422构成。在安装部422的一个侧面上平行地设置有在Z轴方向延伸的一对导轨423、423。图示的实施方式中的激光光线照射单元支撑机构4具有用于使可动支撑基座42沿着一对导轨41、41在Y轴方向移动的第2分度进给构件43。第2分度进给构件43包括：在上述一对导轨41、41之间平行地配置的外螺纹杆431；以及用于旋转驱动该外螺纹杆431的脉冲电机432等驱动源。外螺纹杆431的一端旋转自由地支撑在固定于上述静止基座2上的未图示的轴承块上，其另一端与上述脉冲电机432的输出轴传动连接。另外，外螺纹杆431与形成在未图示的内螺纹块上的内螺纹孔螺合，该未图示的内螺纹块突出设置在构成可动支撑基座42的移动支撑部421的中央部下表面。因此，通过脉冲电机432对外螺纹杆31进行正转和反转驱动，从而使可动支撑基座42沿着导轨41、41在Y轴方向上移动。

激光光线照射单元5具有：单元支架51；以及安装在该单元支架51上的激光光线照射构件6。在单元支架51上设置有以可滑动的方式与在上述安装部422上设置的一对导轨423、423嵌合的一对被引导槽511、511，通过使该被引导槽511、511与上述导轨423、423嵌合，以能够在Z轴方向上移动的方式支撑。

激光光线照射单元5具有用于使单元支架51沿着一对导轨423、423在Z轴方向移动的聚光点位置调整构件53。聚光点位置调整构件53包含：在一对导轨423、423之间配置的外螺纹杆（未图示）；以及用于旋转驱动该外螺纹杆的脉冲电机532等驱动源，通过脉冲电机532对未图示的外螺纹杆进行正转和反转驱动，从而使单元支架51和激光光线照射构件6沿着导轨423、423在Z轴方向移动。另外，在图示的实施方式中，通过对脉冲电机532进行正转驱动而将激光光线照射构件6移动到上方，通过对脉冲电机532进行反转驱动而将激光光线照射构件6移动到下方。

激光光线照射构件6包含圆筒形状的壳体61，该壳体61固定在上述单元支架1上，实际上水平地延伸。参照图2对该激光光线照射构件6进行说明。激光光线照射构件6具有：脉冲激光光线振荡构件62，其配置在上述壳体61内；转向镜63，其向卡盘台36的保持面（在图2中朝向下方）转变该脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线的方向；聚光器64，其包含聚光透镜641，对通过该转向镜63转变了方向的脉冲激光光线进行会聚而照射到在卡盘台36上保持的被加工物W上；以及压电电机65，其使该聚光器64在XZ平面上与聚光透镜641的光轴方向（Z轴方向）成规定角度来位移。

脉冲激光光线振荡构件62振荡出对作为被加工物的晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线。在被加工物W为硅基板、碳化硅基板、钽酸锂基板时，该脉冲激光光线振荡构件62例如由振荡出波长为1064nm的脉冲激光光线的YVO4脉冲激光振荡器或YAG脉冲激光振荡器621、和附设在该YVO4脉冲激光振荡器或YAG脉冲激光振荡器621上的重复频率设定构件622构成。

上述聚光器64具有对通过转向镜63转变了方向的脉冲激光光线进行聚光的聚光透镜641。上述压电电机65在图示的实施方式中由以与施加高频电流的电压值对应而与Z轴方向（在反射镜63上反射的激光光线的光路）成规定角度（α）进行振动的方式配置的压电元件构成，一个面固定在安装了聚光器64的安装部件66上，另一个面固定在安装于上述壳体61上的支撑部件67上。因此，压电电机65通过施加高频电流，而使聚光器64在图2中用实线所示的位置与如2点划线所示与Z轴方向成规定角度（α）而位于斜下方的位置之间振动（往返移动）。因此，如图3所示，当设聚光器64与Z轴方向成规定角度（α）而位移的位移量为（a）时，X轴方向的位移量（Δx）成为a×sinα，Z轴方向的位移量（Δz）成为a×cosα。并且，如图4所示，在被加工物W上照射的脉冲激光光线的发射间的间隔（d）成为a×cosα、即Δz。

当参照图2继续说明时，上述激光光线照射构件6具有将脉冲激光光线振荡构件62振荡出的激光光线向导入到转向镜63的方向、和导入到激光光线吸收构件68的方向偏转的声光偏转构件69。该声光偏转构件69构成为，当从后述的控制构件施加例如5V电压时，将脉冲激光光线振荡构件62振荡出的激光光线的光路导入到转向镜63，当从后述的控制构件例如施加0V电压时，导入到激光光线吸收构件68。因此，声光偏转构件69作为将脉冲激光光线振荡构件62振荡出的激光光线向导入到转向镜63的方向、和导入到激光光线吸收构件68的方向偏转的光偏转构件来进行工作。

当回到图1继续进行说明时，图示的实施方式中的激光加工装置具有摄像构件7，该摄像构件7配置在壳体61的前端部上，对通过上述激光光线照射构件6应进行激光加工的加工区域进行摄像。该摄像构件7除了通过可见光线摄像的通常的摄像元件（CCD）以外，还由在被加工物上照射红外线的红外线照明构件、捕捉通过该红外线照明构件照射的红外线的光学***、输出与通过该光学***捕捉的红外线对应的电气信号的摄像元件（红外线CCD）等构成，将所摄像的图像信号送到后述的控制构件。

激光加工装置具有图5所示的控制构件8。控制构件8由计算机构成，具有根据控制程序进行计算处理的中央处理装置（CPU）81、存储控制程序等的只读存储器（ROM）82、存储后述的控制图和被加工物的设计值数据和计算结果等的可读写的随机存取存储器（RAM）83、计数器84、输入接口85以及输出接口86。在控制构件8的输入接口85中，输入有来自上述X轴方向位置检测构件374、Y轴方向位置检测构件384以及摄像构件7等的检测信号。并且，从控制构件8的输出接口86向上述脉冲电机372、脉冲电机382、脉冲电机432、脉冲电机532、脉冲激光光线振荡构件62、压电电机65、声光偏转构件69等输出控制信号。另外，上述随机存取存储器（RAM）83具有存储作为后述的被加工物的硅质储集基板的设计值的数据的第1存储区域83a、存储后述的加工进给开始位置坐标值等的第2存储区域83b以及其他存储区域。

激光加工装置是以如上所述的方式构成的，以下对其作用进行说明。

在图6中示出作为进行激光加工的被加工物的硅质储集基板10的俯视图。图6所示的硅质储集基板10通过在表面10a上排列成格子状的多个分割预定线101来划分出多个区域，在该划分的区域上分别形成有储集器件102。该各储集器件102都具有相同的结构。如图7所示，在储集器件12的表面上分别设定有多个通孔形成区域103（103a~103j）。该通孔形成区域103（103a~103j）的直径例如设定为15μm。各储集器件102中的通孔形成区域103（103a~103j）的X方向（在图7中左右方向）的间隔A、以及各储集器件102中的通孔形成区域103的隔着分割预定线101而在X方向（在图7中左右方向）上邻接的储集器件102的通孔形成区域103e与通孔形成区域103a之间的间隔B，在图示的实施方式中设定为相同间隔。另外，各储集器件102中的通孔形成区域103（103a~103j）的Y方向（在图7中上下方向）的间隔C、以及在各储集器件102上设定的通孔形成区域103中的隔着分割预定线101在Y方向（在图7中上下方向）上邻接的储集器件102的通孔形成区域103f与通孔形成区域103a以及通孔形成区域103j与通孔形成区域103e之间的间隔D，在图示的实施方式中设定为相同间隔。关于如上所述构成的硅质储集基板10，将在图6所示的各行E1……En和各列F1……Fn上配置的储集器件102的个数、上述间隔A、B、C、D以及X、Y坐标值的设计值的数据存储在上述随机存取存储器（RAM）83的第1存储区域83a中。

对使用上述的激光加工装置，在设定于硅质储集基板10上的各储集器件102中的通孔形成区域103（103a~103j）的内部形成改质层的激光加工的实施方式进行说明。

如图8的（a）所示，硅质储集基板10的背面10b粘附在安装在环状的框架F上的由聚烯烃等合成树脂片构成的保护带T上。因此，在硅质储集基板10中，表面10a成为上侧。另外，在硅质储集基板10的表面10a的表面上，如图8的（b）所示，覆盖有蚀刻掩模110，在该蚀刻掩模110上形成有与上述通孔形成区域103（103a~103j）对应的开口部111。如上所述通过保护带T支撑在环状的框架F上的硅质储集基板10，将保护带T侧载置在图1所示的激光加工装置的卡盘台36上。并且，通过使未图示的吸引构件工作，硅质储集基板10通过保护带T而吸引保持在卡盘台36上。因此，硅质储集基板10将表面10a作为上侧来保持。另外，环状的框架F通过夹钳362而被固定。

如上所述吸引保持了硅质储集基板10的卡盘台36，通过使加工进给构件37工作而定位在摄像构件7的正下方。当卡盘台36定位在摄像构件7的正下方时，卡盘台36上的硅质储集基板10成为定位在图9所示的坐标位置上的状态。在该状态下，实施在保持于卡盘台36上的硅质储集基板10上形成的格子状的间隔道101是否与X轴方向和Y轴方向平行地配置的校准作业。即，通过摄像构件7对保持在卡盘台36上的硅质储集基板10进行摄像，执行图案匹配等图像处理来进行校准作业。

接着，移动卡盘台36，将形成在硅质储集基板10上的储集器件102中的最上位的行E1的图9中最左端的储集器件102定位在摄像构件7的正下方。并且，进一步将设定在储集器件102上的多个通孔形成区域103（103a~103j）中的图9中左上的通孔形成区域103a定位在摄像构件7的正下方。在该状态下，如果摄像构件7检测到通孔形成区域103a，则将该坐标值（a1）作为第1加工进给开始位置坐标值而送到控制构件8。并且，控制构件8将该坐标值（al）作为第1加工进给开始位置坐标值而存储在第2存储构件83b中（加工进给开始位置检测步骤）。此时，由于摄像构件7和激光光线照射构件6的聚光器64在X轴方向上隔着规定的间隔来配置，因此关于X坐标值，存储加上了上述摄像构件7与聚光器64之间的间隔的值。

如果如上所述检测到图9中最上位的行E1的最左端的储集器件102中的第1加工进给开始位置坐标值（a1），则将卡盘台36在Y轴方向上分度进给储集器件102的间隔量并在X轴方向上移动，将从图9中最上位开始第2行E2中的最左端的储集器件102定位在摄像构件7的正下方。并且，进一步将设定在储集器件102上的通孔形成区域103（103a~103j）中的图9中左上的通孔形成区域103a定位在摄像构件7的正下方。在该状态下，如果摄像构件7检测到通孔形成区域103a，则将该坐标值（a2）作为第2加工进给开始位置坐标值来送到控制构件8。并且，控制构件8将该坐标值（a2）作为第2加工进给开始位置坐标值来存储到第2存储构件83b中。此时，由于摄像构件7和激光光线照射构件6的聚光器64如上所述在X轴方向上隔开规定的间隔来配置的，因此关于X坐标值，存储加上了上述摄像构件7与聚光器64之间的间隔的值。之后，到图7中最下位的行En为止重复执行上述的分度进给和加工进给开始位置检测步骤，检测在各行上形成的储集器件102的加工进给开始位置坐标值（a3~an），将这些存储在上述控制构件8的第2存储构件83b中。

接着，实施在设定于硅质储集基板10的各储集器件102上的各通孔形成区域103（103a~103j）的内部形成改质层的改质层形成步骤。在改质层形成步骤中，首先使加工进给构件37工作并移动卡盘台36，从而将在上述随机存取存储器（RAM）83的第2存储区域83b中存储的第1加工进给开始位置坐标值（a1）定位在激光光线照射构件6的聚光器64的正下方。如上所述，第1加工进给开始位置坐标值（a1）定位在聚光器64的正下方的状态为图10所示的状态。在图10所示的状态下，控制构件8以如下所述的方式进行控制：使聚光点位置调整构件53工作，使从聚光器64照射的脉冲激光光线的聚光点P处于自储集器件102的下表面为规定量上侧的位置。接着，控制构件8以在压电电机65上施加高频电流并使脉冲激光光线振荡构件62工作，同时，使卡盘台36在图10中箭头X1所示的方向上以规定的移动速度加工进给的方式控制上述加工进给构件37（改质层形成步骤）。

即，控制构件8针对脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线的重复频率，控制在压电电机65上施加的高频电流的频率和电压，在将卡盘台36在X1轴方向加工进给时，通过使聚光器64的聚光透镜641在X轴方向上移动Δx并在Z轴方向上移动Δz，从而使通过聚光透镜641会聚的脉冲激光光线的聚光点在保持在卡盘台36上的硅质储集基板10的规定区域的厚度方向上位移。

在上述的改质层形成步骤中，在设通过脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线的重复频率为F赫兹、施加在压电电机65上的高频电流的频率为H赫兹、通过施加在压电电机65上的电压产生的压电电机65的振幅为Jμm、基于加工进给构件37的卡盘台36的加工进给速度为Vμm/秒、通过脉冲激光光线的1发射形成的改质层的厚度为hμm时，以满足以下的条件的方式进行设定。即，压电电机65的振动的速度为（2×J×H），X轴方向的速度为（2×J×H）×sinα，因此为了在相同的位置照射脉冲激光光线，需要与卡盘台36的加工进给速度V一致，满足（2×J×H）×sinα的条件，由于照射脉冲激光光线并照射下一个的脉冲激光光线的时间间隔为1/F（秒），因此Δx与V/F一致为Δx=V/F。

另外，压电电机65的振动的速度中的Z轴方向的速度为（2×J×H）×cosα，因此在Z轴方向前进1/F（秒）的距离成为（2×J×H×1/F）×cosα，为了将改质层连续地重叠在相同的X位置的上方，需要使改质层的厚度为h以下，满足（2×J×H×1/F）×cosα≤h，Δz与（2×J×H×1/F）×cosα一致，成为Δz=（2×J×H×1/F）×cosα。

并且，如图11所示，在压电电机65的振动周期中的从聚光器64的下方位置位移到上方位置的期间S，发射照射多个脉冲激光光线（LB）。另外，当在该期间S，照射2发射以上的n发射的脉冲激光光线（LB）时，相对于脉冲激光光线的重复频率为F赫兹，需要使施加在压电电机65上的高频电流的频率H赫兹充分小，设定为H≤F/2n。另外，在如上所述设定于硅质储集基板10的各储集器件102上的各通孔形成区域103（103a~03j）的X方向的间隔为A时，需要使施加在压电电机65上的高频电流的频率H赫兹的周期与通孔形成区域103的进给周期一致，设定为H=V/A。

其结果，如图12所述，在设定于硅质储集基板10的储集器件102上的通孔形成区域103上，在厚度方向上连续地重叠形成有多个变质层120。另外，在图12中，为了方便隔开间隔来示出变质层120。

改质层形成步骤开始的加工条件，例如以如下所述的方式设定。

激光光线的波长：1064nm

重复频率：500kHz

平均输出：0.3W

脉冲宽度：10p秒

聚光点直径：

加工进给速度：300mm/秒

在上述改质层形成步骤中，在改质层形成步骤开始时，在激光光线照射构件6的声光偏转构件69上施加5V的电压。因此，脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线导入到转向镜63。因此，脉冲激光光线经过聚光器64而照射到硅质储集基板10上。并且，如果经过了压电电机65的振幅周期中的从聚光器64的下方位置位移到上方位置的期间S（参照图11），则控制构件8在声光偏转构件69上施加0V。其结果，声光偏转构件69将脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线导入到激光光线吸收构件68。接着，如果压电电机65的振幅周期中的到达聚光器64的下方位置，则在声光偏转构件69上施加5V的电压，在压电电机65的振幅周期中的从聚光器64的下方位置位移到上方位置的期间S内持续。重复实施如上所述在压电电机65的振幅周期中的从聚光器64的下方位置位移到上方位置的期间S中在声光偏转构件69上施加5V电压的控制、和在该期间S以外在声光偏转构件69上施加0V电压的控制，如果对设定在储集器件102上的通孔形成区域103j实施了上述的脉冲激光光线的照射，则在声光偏转构件69上施加0V电压而将脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线导入到激光光线吸收构件68。并且，对于设定在硅质储集基板10的各储集器件102上的通孔形成区域103（103a~103j），在期间S重复实施如上所述在声光偏转构件69上施加5V电压的控制、和在该期间S以外在声光偏转构件69上实施0V电压的控制。之后，在形成于硅质储集基板10上的图6中最下位的行En的最右端的储集器件102上设定的通孔形成区域103（103a~103j）实施同样的控制。

在上述改质层形成步骤中，针对于脉冲激光光线的重复频率，控制在压电电机65上施加的高频电流的频率和电压，在将卡盘台36在X轴方向上加工进给时，通过将聚光器64的聚光透镜641在X轴方向上移动Δx并在Z轴方向上移动Δz，从而使通过聚光透镜641会聚的脉冲激光光线的聚光点在保持在卡盘台36上的硅质储集基板10的规定区域的厚度方向上位移，因此如图12所示能够在设定于硅质储集基板10的储集器件102上的通孔形成区域103上，在厚度方向上形成多个变质层120。因此，能够在设定于硅质储集基板10的储集器件102上的通孔形成区域103上高效地层叠多个改质层，生产性提高。

接着，在上述的改质层形成步骤中，对在设通过脉冲激光光线振荡构件62振荡出的脉冲激光光线的重复频率为F赫兹、在压电电机65上施加的高频电流的频率为H赫兹、通过在压电电机65上施加的电压产生的压电电机65的振幅为Jμm、基于加工进给构件37的卡盘台36的移动速度为Vμm/秒、通过激光光线的1发射形成的改质层的厚度为hμm时的条件的其他实施方式进行说明。

在该实施方式中，如图13的（a）和（b）所示，以如下所述的方式进行控制：在压电电机65的振幅周期中的从聚光器64的下方位置位移到上方位置的期间S，使位相稍微偏移来1发射照射脉冲激光光线（LB）。在以如上所述方式进行控制时，在该期间S照射2发射以上的n发射的脉冲激光光线时，设定为满足以下的条件。

即，以如下所述的方式进行控制：F和H的相位在不超过（360度/2n）的范围内偏移，在从配置有压电电机65的侧移动保持了硅质储集基板10的卡盘台36时、即在X1所示的方向上移动卡盘台36时（图13的（a）状态），除了F=H，满足F/（1+1/2n）≤H，在从配置有压电电机65的相反侧移动保持了硅质储集基板10的卡盘台36时、即在X2所示的方向上移动卡盘台时（图13的（b）状态），H≤F/（1-1/2n）。

如上所述，在设定于储集器件102上的通孔形成区域103的内部在厚度方向上形成了多个改质层的硅质储集基板10，输送到对通孔形成区域103进行蚀刻而形成通孔的蚀刻步骤。

Claims (4)

1.一种激光加工装置，其具有：卡盘台，其保持被加工物；激光光线照射构件，其照射相对于该卡盘台所保持的被加工物具有透过性的波长的脉冲激光光线；加工进给构件，其对该卡盘台和该激光光线照射构件在加工进给方向（X轴方向）上进行相对的加工进给；X轴方向位置检测构件，其检测由该加工进给构件进行加工进给所致的该卡盘台的X位置；以及控制构件，其根据来自该X轴方向位置检测构件的检测信号来控制该激光光线照射构件，

该激光加工装置的特征在于，

该激光光线照射构件具有：

脉冲激光光线振荡构件；

聚光器，其具有聚光透镜，该聚光透镜对该脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线进行会聚而照射到该卡盘台所保持的被加工物上；以及

压电电机，其使该聚光器与聚光透镜的光轴（Z轴方向）成规定角度（α）来位移，

该控制构件针对脉冲激光光线的重复频率，控制施加给该压电电机的高频电流的频率和电压，在对卡盘台在X轴方向上加工进给时，将该聚光器在X轴方向上移动Δx并在Z轴方向上移动Δz，从而使通过该聚光透镜会聚的脉冲激光光线的聚光点在该卡盘台所保持的被加工物的规定区域的厚度方向上位移。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，

在设由该脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线的重复频率为F赫兹、施加给该压电电机的高频电流的频率为H赫兹、通过施加给该压电电机的电压产生的该压电电机的振幅为Jμm、该加工进给构件所致的卡盘台的移动速度为Vμm/秒、通过脉冲激光光线的1发射而形成的改质层的厚度为hμm的情况下，满足（2×J×H）×sinα=V，Δx成为V/F，满足（2×J×H×1/F）×cosα≤h，Δz成为（2×J×H×1/F）×cosα。

3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其中，

当在该压电电机的振动周期中的从该聚光器的下方位置位移到上方位置的期间，照射2发射以上的n发射的脉冲激光光线时，设定为H≤F/2n。

4.根据权利要求3所述的激光加工装置，其中，

在设该被加工物中的应加工区域的间隔为A时，设定为H=V/A。

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