CN113039035A - 激光加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的激光加工装置具备:支撑部、激光加工头、铅直移动机构、水平移动机构、以及控制部。控制部实行:周缘处理,其通过在一边将支撑部旋转,一边将聚光点定位于沿着对象物的有效区域的周缘的位置的状态下,基于旋转信息,控制激光加工头的激光的照射的开始及停止,沿着对象物的有效区域的周缘形成改质区域。
Description
技术领域
本发明的一个方面涉及激光加工装置。
背景技术
在专利文献1,记载有激光加工装置,其具备:保持工件的保持机构、对保持机构保持的工件照射激光的激光照射机构。专利文献1所记载的激光加工装置是使具有聚光透镜的激光照射机构对基台固定,通过保持机构实施沿着与聚光透镜的光轴垂直的方向的工件的移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5456510号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
但是,例如在影像传感器等的半导体器件的制造中,有时会进行对象物的不要部分的除去等的修整加工。在这种修整加工中,通常,使用刀片切丁机,在该情况下,在对象物会产生以削片为起点的破裂等,而存在难以实现高精度的修整加工的可能性。
在此,本发明的一个方面的技术问题在于,提供一种能够高精度地进行修整加工的激光加工装置。
用于解决技术课题的技术手段
本发明的一个方式的激光加工装置,具备:支撑部,其载置有对象物,且能够以沿着铅直方向的轴为中心旋转;激光加工头,其对载置于支撑部的对象物照射激光,在该对象物的内部形成改质区域;铅直移动机构,其以激光的聚光点沿着铅直方向移动的方式使支撑部及激光加工头的至少一方移动;水平移动机构,其以聚光点沿着水平方向移动的方式使支撑部及激光加工头的至少一方移动;以及控制部,其基于关于支撑部的旋转量的旋转信息,控制支撑部的旋转、来自激光加工头的激光的照射、以及聚光点的移动,控制部实行:周缘处理,其作为修整加工的处理,通过在一边将支撑部旋转,一边将聚光点定位于沿着对象物的有效区域的周缘的位置的状态下,基于旋转信息,控制激光加工头的激光的照射的开始及停止,沿着对象物的有效区域的周缘形成改质区域。
在该激光加工装置中,在周缘处理中,利用关于支撑部的旋转量的旋转信息开始及停止激光的照射。由此,在沿着对象物的有效区域的周缘形成改质区域的情况下,能够以其改质区域不会重叠(即,激光不会重复朝同处照射)的方式高精度地控制。能够高精度地进行修整加工。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:在周缘处理中,以使聚光点定位于从对象物的外缘至内侧的位置的方式将水平移动机构驱动之后,开始来自激光加工头的激光的照射。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:周缘处理具有至少从激光的照射的开始至支撑部旋转1圈时,使激光的该照射成为停止状态的处理。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:控制部以能够设定关于对象物的有效区域的周缘的位置的信息而构成。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:在周缘处理中,在支撑部的旋转速度成为恒定的状态下,开始及停止激光加工头的激光的照射。由此,能够将包含于由周缘处理形成的改质区域的多个改质点的间距(邻接的改质点的间隔)成为恒定的方式对齐。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:周缘处理具有:第1周回处理,其通过在一边将支撑部旋转,一边将激光的聚光点定位于铅直方向上的规定位置的状态下照射激光,从激光的该照射的开始至支撑部旋转1圈时停止激光的该照射,沿着有效区域的周缘形成环状的改质区域。根据第1周回处理,能够在对象物的铅直方向上的规定位置,沿着有效区域的周缘且遍及该周缘的1周的量,以不重叠的方式形成环状的改质区域。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:第1周回处理包含沿着有效区域的铅直方向上的与激光入射侧为相反侧的周缘形成环状的改质区域的第1处理、以及沿着有效区域的铅直方向上的激光入射侧的周缘形成环状的改质区域的第2处理中的至少任一个。由此,可以在有效区域的铅直方向上的一方侧及另一方侧的至少任一个,将从改质区域延伸的龟裂到达对象物的外表面,可以确实地形成露出于外表面的龟裂。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:周缘处理具有:螺旋处理,其通过一边将支撑部旋转,一边将聚光点沿铅直方向移动,沿着有效区域的铅直方向上的一方侧及另一方侧之间的周缘,形成螺旋状的改质区域。由此,能够在有效区域的铅直方向上的一方侧及另一方侧之间,将螺旋状的改质区域沿着周缘以不重叠的方式形成,能够高效地进行修整加工。
本发明的一个方式的激光加工装置,也可以是:具备多个激光加工头,周缘处理具有:第2周回处理,其通过一边将支撑部旋转,一边对对象物从多个激光加工头的各个照射激光,沿着有效区域的周缘形成环状的改质区域,在第2周回处理中,将多个激光的聚光点定位于铅直方向上的相同位置,以由多个激光的照射形成的多个改质区域的各个彼此不重叠的方式,控制多个激光加工头的各个的激光的照射的开始及停止。由此,可以使用多个激光加工头将环状的改质区域效率佳地形成。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:具备多个激光加工头,多个激光加工头至少包含对对象物照射第1激光的第1激光加工头、以及对对象物照射第2激光的第2激光加工头,周缘处理包含:通过在一边将支撑部旋转,一边将第1激光的第1聚光点定位于铅直方向上的第1位置的状态下照射第1激光,从第1激光的该照射的开始至支撑部旋转1圈时停止第1激光的该照射,沿着有效区域的周缘形成环状的改质区域的处理;以及通过在一边将支撑部旋转,一边将第2激光的第2聚光点定位于铅直方向上的比第1位置更靠激光入射面侧的第2位置的状态下照射第2激光,从第2激光的该照射的开始至支撑部旋转1圈时停止第2激光的该照射,沿着有效区域的周缘形成环状的改质区域的处理,第2激光的第2聚光点相对于第1激光的第1聚光点,沿支撑部的旋转方向的顺方向离开规定角度,第2激光的照射在从第1激光的照射的开始起支撑部旋转了规定角度之后开始。由此,在铅直方向的位置不同的多个位置形成环状的改质区域的情况下,能够防止激光入射侧的改质区域的存在对激光入射侧的相反侧的改质区域的形成造成不良影响。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:控制部实行:除去处理,其通过不旋转支撑部,而将激光照射于对象物的比有效区域更靠外侧的除去区域,并且移动该激光的聚光点,在除去区域形成改质区域。由此,能够容易地将除去区域分断并除去。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:控制部实行:除去处理,其通过一边将支撑部旋转,一边将激光照射于对象物的比有效区域更靠外侧的除去区域,并且移动该激光的聚光点,在除去区域形成改质区域。由此,能够将除去区域细分化并除去。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:在除去处理中,在激光的聚光点的移动速度成为恒定的状态下,开始及停止激光加工头的激光的照射。由此,能够将包含于由除去处理形成的改质区域的多个改质点的间距以成为恒定的方式对齐。
在本发明的一个方式的激光加工装置中,也可以是:在除去处理中,沿远离或接近对象物的中心的方向移动激光的聚光点。在该情况下,能够具体地实现上述的除去区域的分断甚至细分化。
发明的效果
根据本发明的一个方面,可以提供一种能够高精度地进行修整加工的激光加工装置。
附图说明
图1是实施方式的激光加工装置的立体图。
图2是图1所示的激光加工装置的一部分的正视图。
图3是图1所示的激光加工装置的激光加工头的正视图。
图4是图3所示的激光加工头的侧视图。
图5是图3所示的激光加工头的光学***的构成图。
图6是变形例的激光加工头的光学***的构成图。
图7是变形例的激光加工装置的一部分的正视图。
图8是变形例的激光加工装置的立体图。
图9是表示第1实施方式的激光加工装置的概略构造的俯视图。
图10(a)是表示对象物的例的俯视图。图10(b)是图10(a)所示的对象物的侧视图。
图11(a)是用于说明第1实施方式的修整(Trimming)加工的对象物的侧视图。图11(b)是表示图11(a)的后续的对象物的俯视图。图11(c)是图11(b)所示的对象物的侧视图。
图12(a)是表示图11(b)的后续的对象物的侧视图。图12(b)是表示图12(a)的后续的对象物的俯视图。
图13(a)是表示图12(b)的后续的对象物的俯视图。图13(b)是图13(a)所示的对象物的侧视图。图13(c)是用于说明第1实施方式的剥离加工的对象物的侧视图。
图14(a)是表示图13(c)的后续的对象物的俯视图。图14(b)是图14(a)所示的对象物的侧视图。图14(c)是表示图14(a)的后续的对象物的侧视图。图14(d)是用于说明第1实施方式的研磨加工的对象物的侧视图。
图15(a)是用于说明第1实施方式的第1剥离处理的对象物的俯视图。图15(b)是表示图15(a)的后续的对象物的俯视图。
图16(a)是表示图15(b)的后续的对象物的俯视图。图16(b)是表示图16(a)的后续的对象物的俯视图。
图17是表示图16(b)的后续的对象物的俯视图。
图18(a)是说明第1及第2激光分支的情况的例的图。图18(b)是说明第1及第2激光分支的情况的其它例的图。
图19(a)是用于说明第2实施方式的修整加工的对象物的侧视图。图19(b)是表示图19(a)的后续的对象物的侧视图。图19(c)是表示图19(b)的后续的对象物的侧视图。
图20是表示图19(c)的后续的对象物的立体图。
图21(a)是表示对象物的例的俯视图。图21(b)是用于说明第3实施方式的第1剥离处理的对象物的俯视图。图21(c)是表示图21(b)的后续的对象物的俯视图。
图22是用于说明变形例的第1剥离处理的对象物的俯视图。
图23是用于说明第4实施方式的第1剥离处理的对象物的俯视图。
图24是表示图23的后续的对象物的俯视图。
图25是表示图24的后续的对象物的俯视图。
图26是表示图25的后续的对象物的俯视图。
图27是用于说明第5实施方式的剥离加工的对象物的俯视图。
图28是表示图27的后续的对象物的俯视图。
图29是用于说明第6实施方式的剥离加工的对象物的俯视图。
图30是表示第7实施方式的激光加工装置的概略构造的俯视图。
图31是表示第8实施方式的激光加工装置的概略构造的俯视图。
图32(a)是用于说明第8实施方式的周缘处理的对象物的俯视图。图32(b)是表示图32(a)的后续的对象物的俯视图。
图33(a)是表示图32(b)的后续的对象物的俯视图。图33(b)是图33(a)所示的对象物的侧视图。图33(c)是图33(a)所示的对象物的其它侧视图。
图34(a)是用于说明第8实施方式的除去处理的对象物的俯视图。图34(b)是表示图34(a)的后续的对象物的俯视图。
图35是表示图34(b)的后续的对象物的俯视图。
图36是用于说明变形例的除去处理的对象物的俯视图。
图37是表示第9实施方式的周缘处理的第1~第4激光的照射及停止的时间点的图表。
图38是用于说明第10实施方式的第1剥离处理的对象物的俯视图。
图39是用于说明第11实施方式的第1剥离处理的对象物的俯视图。
图40是用于说明第12实施方式的第1剥离处理的对象物的俯视图。
图41是表示第13实施方式的激光加工装置的概略构造的俯视图。
图42是表示第14实施方式的激光加工装置的概略构造的俯视图。
具体实施方式
以下,针对实施方式,参照附图详细说明。此外,在各图中对相同或相当的部分附上相同符号,并省略重复的说明。
首先,针对激光加工装置的基本的构造、作用、效果及变形例进行说明。
[激光加工装置的构造]
如图1所示那样,激光加工装置1,具备:多个移动机构5、6、支撑部7、一对激光加工头(第1激光加工头、第2激光加工头)10A、10B、光源单元8、控制部9。以下,将第1方向称为X方向,将与第1方向垂直的第2方向称为Y方向,将与第1方向及第2方向垂直的第3方向称为Z方向。在本实施方式,X方向及Y方向为水平方向,Z方向为铅直方向。
移动机构5具有:固定部51、移动部53、安装部55。固定部51安装于装置框架1a。移动部53安装于设在固定部51的轨道,可延着Y方向移动。安装部55安装于设在移动部53的轨道,可延着X方向移动。
移动机构6具有:固定部61、一对移动部(第1移动部、第2移动部)63、64、一对安装部(第1安装部、第2安装部)65、66。固定部61安装于装置框架1a。一对移动部63、64的各个安装于设在固定部61的轨道,可各自独立地沿着Y方向移动。安装部65安装于设在移动部63的轨道,可延着Z方向移动。安装部66安装于设在移动部64的轨道,可延着Z方向移动。也就是说,可对于装置框架1a,使一对安装部65、66的各个分别沿着Y方向及Z方向移动。移动部63、64的各个分别构成第1及第2水平移动机构(水平移动机构)。安装部65、66的各个分别构成第1及第2铅直移动机构(铅直移动机构)。
支撑部7安装于设在移动机构5的安装部55的旋转轴,可以平行于Z方向的轴线为中心线旋转。也就是说,支撑部7可延着X方向及Y方向的各个移动,可以平行于Z方向的轴线为中心线旋转。支撑部7支撑对象物100。对象物100例如为晶圆。
如图1及图2所示那样,激光加工头10A安装在移动机构6的安装部65。激光加工头10A是在Z方向上与支撑部7对向的状态下,对支撑部7所支撑的对象物100照射激光L1(也称为“第1激光L1”)。激光加工头10B安装于移动机构6的安装部66。激光加工头10B是在Z方向上与支撑部7对向的状态下,对支撑部7所支撑的对象物100照射激光L2(也称为“第2激光L2”)。
光源单元8具有一对光源81、82。光源81输出激光L1。激光L1从光源81的射出部81a射出,通过光纤2导光至激光加工头10A。光源82输出激光L2。激光L2从光源82的射出部82a射出,通过其它的光纤2导光至激光加工头10B。
控制部9控制激光加工装置1的各部(多个移动机构5、6、一对激光加工头10A、10B、及光源单元8等)。控制部9构成为含有处理器、内存、储存部及通讯器件等的计算机装置。在控制部9,读取至内存等的软件(程序),由处理器实行,内存及储存部的数据的读取及写入,以及通讯器件的通讯是由处理器控制。从而,控制部9实现各种功能。
针对如上述那样构成的激光加工装置1进行的加工的一例进行说明。该加工的一例是为了将晶圆即对象物100切断成多个芯片,沿着设定成格子状的多条线的各个,在对象物100的内部形成改质区域的例子。
首先,移动机构5沿着X方向及Y方向的各个使支撑部7移动,而使支撑着对象物100的支撑部7在Z方向上与一对激光加工头10A、10B相对。接着,移动机构5以平行于Z方向的轴线为中心线使支撑部7旋转,而使对象物100的向一个方向延伸的多条线沿着X方向延伸。
接着,移动机构6沿着Y方向使激光加工头10A移动,而使激光L1的聚光点位于向一个方向延伸的一条线上。另一方面,移动机构6沿着Y方向使激光加工头10B移动,而使激光L2的聚光点位于向一个方向延伸的其它线上。接着,移动机构6沿着Z方向使激光加工头10A移动,而使激光L1的聚光点位于对象物100的内部。另一方面,移动机构6沿着Z方向使激光加工头10B移动,而使激光L2的聚光点位于对象物100的内部。
接着,光源81输出激光L1而使激光加工头10A对于对象物100照射激光L1,且光源82输出激光L2而使激光加工头10B对于对象物100照射激光L2。与此同时,移动机构5沿着X方向使支撑部7移动,而使激光L1的聚光点沿着向一个方向延伸的一条线相对地移动且使激光L2的聚光点沿着向一个方向延伸的其它线相对地移动。如此,激光加工装置1,会沿着对象物100的向一个方向延伸的多条线的各个,在对象物100的内部形成改质区域。
接着,移动机构5以平行于Z方向的轴线为中心线使支撑部7旋转,而使对象物100的向与一个方向正交的另一个方向延伸的多条线沿着X方向延伸。
接着,移动机构6沿着Y方向使激光加工头10A移动,而使激光L1的聚光点位于向另一个方向延伸的一条线上。另一方面,移动机构6沿着Y方向使激光加工头10B移动,而使激光L2的聚光点位于向另一个方向延伸的其它线上。接着,移动机构6沿着Z方向使激光加工头10A移动,而使激光L1的聚光点位于对象物100的内部。另一方面,移动机构6沿着Z方向使激光加工头10B移动,而使激光L2的聚光点位于对象物100的内部。
接着,光源81输出激光L1而使激光加工头10A对于对象物100照射激光L1,且光源82输出激光L2而使激光加工头10B对于对象物100照射激光L2。与此同时,移动机构5沿着X方向使支撑部7移动,而使激光L1的聚光点沿着向另一个方向延伸的一条线相对地移动且使激光L2的聚光点沿着向另一个方向延伸的其它线相对地移动。如此,激光加工装置1,会沿着对象物100的向与一个方向正交的另一个方向延伸的多条线的各个,在对象物100的内部形成改质区域。
此外,在上述的加工的一例中,光源81例如通过脉冲振荡方式,对于对象物100输出具有穿透性的激光L1,光源82例如通过脉冲振荡方式,对于对象物100输出具有穿透性的激光L2。当使这种激光在对象物100的内部聚光时,在激光的聚光点所对应的部分会特别吸收到激光,而在对象物100的内部形成改质区域。改质区域是指密度、折射率、机械性强度、其它的物理特性与周围的非改质区域不同的区域。作为改质区域,例如有,溶融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等。
当使通过脉冲振荡方式输出的激光照射至对象物100,并沿着设定于对象物100的线使激光的聚光点相对地移动时,多个改质点会沿着线并排成一列地形成。一个改质点是通过一脉冲的激光的照射而形成。一列的改质区域是并排成一列的多个改质点的集合。相邻的改质点是由于激光的聚光点对于对象物100的相对移动速度及激光的重复频率,而有彼此相连的情况,也有彼此分离的情况。
[激光加工头的构造]
如图3及图4所示那样,激光加工头10A具备:筐体11、射入部12、调整部13、和聚光部14。
筐体11具有:第1壁部21及第2壁部22、第3壁部23及第4壁部24、以及第5壁部25及第6壁部26。第1壁部21及第2壁部22在X方向互相相对。第3壁部23及第4壁部24在Y方向互相相对。第5壁部25及第6壁部26在Z方向互相相对。
第3壁部23与第4壁部24的距离比第1壁部21与第2壁部22的距离更小。第1壁部21与第2壁部22的距离比第5壁部25与第6壁部26的距离更小。此外,第1壁部21与第2壁部22的距离也可以与第5壁部25与第6壁部26的距离相等,或者,也可以比第5壁部25与第6壁部26的距离更大。
在激光加工头10A,第1壁部21位于移动机构6的固定部61侧,第2壁部22位于与固定部61相反的侧。第3壁部23位于移动机构6的安装部65侧,第4壁部24位于与安装部65相反的侧即激光加工头10B侧(参照图2)。第5壁部25位于与支撑部7相反的侧,第6壁部26位于支撑部7侧。
筐体11以在使第3壁部23配置于移动机构6的安装部65侧的状态下使筐体11安装于安装部65的方式构成。具体如下。安装部65具有基座板65a、和安装板65b。基座板65a安装于设在移动部63的轨道(参照图2)。安装板65b在基座板65a竖立设置于激光加工头10B侧的端部(参照图2)。筐体11在第3壁部23接触于安装板65b的状态下,经由台座27以螺栓28螺合于安装板65b,从而安装于安装部65。台座27分别设在第1壁部21及第2壁部22。筐体11能够对安装部65进行装卸。
射入部12安装于第5壁部25。射入部12使激光L1射入筐体11内。射入部12在X方向上偏靠第2壁部22侧(一方的壁部侧),在Y方向上偏靠第4壁部24侧。也就是说,X方向的射入部12与第2壁部22的距离比X方向的射入部12与第1壁部21的距离更小,Y方向的射入部12与第4壁部24的距离比X方向的射入部12与第3壁部23的距离更小。
射入部12以能够供光纤2的连接端部2a连接的方式构成。在光纤2的连接端部2a设有将从纤线的射出端射出的激光L1进行准直的准直透镜,并未设有抑制回射光的隔离器。该隔离器是设在比连接端部2a更靠光源81侧的纤线的途中。从而,谋求连接端部2a的小型化,甚至射入部12的小型化。此外,在光纤2的连接端部2a也可以设有隔离器。
调整部13配置于筐体11内。调整部13调整从射入部12射入的激光L1。调整部13具有的各构件安装于设在筐体11内的光学基座29。光学基座29以将筐体11内的区域分隔成第3壁部23侧的区域与第4壁部24侧的区域的方式,安装于筐体11。光学基座29与筐体11成为一体。调整部13所具有的各构件,关于在第4壁部24侧安装于光学基座29的调整部13所具有的各构件的详细在之后描述。
聚光部14配置于第6壁部26。具体而言,聚光部14是在插通于形成于第6壁部26的孔26a的状态下,配置于第6壁部26。聚光部14是将被调整部13调整过的激光L1进行聚光并射出至筐体11外。聚光部14在X方向上偏靠第2壁部22侧(一方的壁部侧),在Y方向上偏靠第4壁部24侧。也就是说,X方向的聚光部14与第2壁部22的距离比X方向的聚光部14与第1壁部21的距离更小,Y方向的聚光部14与第4壁部24的距离比X方向的聚光部14与第3壁部23的距离更小。
如图5所示那样,调整部13具有:衰减器31、扩束器32、和镜33。射入部12、以及调整部13的衰减器31、扩束器32及镜33,配置于沿着Z方向延伸的直线(第1直线)A1上。衰减器31及扩束器32,在直线A1上,配置于射入部12与镜33之间。衰减器31调整从射入部12射入的激光L1的输出。扩束器32将以衰减器31调整过输出的激光L1的直径进行扩大。镜33将由扩束器32扩大过直径的激光L1进行反射。
调整部13进一步具有:反射型空间光调制器34、成像光学***35。调整部13的反射型空间光调制器34及成像光学***35、以及聚光部14是配置于沿着Z方向延伸的直线(第2直线)A2上。反射型空间光调制器34是将以镜33反射的激光L1进行调制。反射型空间光调制器34,例如为反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)的空间光调制器(SLM:Spatial Light Modulator)。成像光学***35是构成使反射型空间光调制器34的反射面34a与聚光部14的入瞳面14a成为成像关系的两侧远心光学***。成像光学***35由三个以上的透镜构成。
直线A1及直线A2位于与Y方向垂直的平面上。直线A1对于直线A2位于第2壁部22侧(一方的壁部侧)。在激光加工头10A,激光L1是从射入部12射入至筐体11内而在直线A1上进行,依次以镜33及反射型空间光调制器34反射之后,在直线A2上进行而从聚光部14射出至筐体11外。此外,衰减器31及扩束器32的配列顺序也可以颠倒。并且,衰减器31也可以配置于镜33与反射型空间光调制器34之间。并且,调整部13也可以具有其它的光学部件(例如在配置于扩束器32之前的转向镜等)。
激光加工头10A进一步具备:二向分色镜15、测量部16、观察部17、驱动部18、和电路部19。
二向分色镜15在直线A2上配置于成像光学***35与聚光部14之间。也就是说,二向分色镜15在筐体11内配置于调整部13与聚光部14之间。二向分色镜15在第4壁部24侧安装于光学基座29。二向分色镜15供激光L1穿透。二向分色镜15就抑制散光的观点来看,例如为方体型,或者,也可以为配置成具有扭曲关系的两片的板型。
测量部16在筐体11内,对于调整部13配置于第1壁部21侧(与一方的壁部侧相反的侧)。测量部16在第4壁部24侧安装于光学基座29。测量部16输出用于测量对象物100的表面(例如激光L1射入的侧的表面)与聚光部14的距离的测量光L10,透过聚光部14,检测出在对象物100的表面反射的测量光L10。也就是说,从测量部16输出的测量光L10,透过聚光部14照射至对象物100的表面,在对象物100的表面反射的测量光L10,透过聚光部14而被测量部16检测到。
更具体而言,从测量部16输出的测量光L10被在第4壁部24侧安装于光学基座29的分束镜20及二向分色镜15依次反射,而从聚光部14射出至筐体11外。在对象物100的表面反射的测量光L10是从聚光部14射入至筐体11内而被二向分色镜15及分束镜20依次反射,并射入至测量部16,而被测量部16检测到。
观察部17在筐体11内,对于调整部13配置于第1壁部21侧(与一方的壁部侧相反的侧)。观察部17在第4壁部24侧安装于光学基座29。观察部17输出用于观察对象物100的表面(例如激光L1射入的侧的表面)的观察光L20,透过聚光部14,检测出在对象物100的表面反射的观察光L20。也就是说,从观察部17输出的观察光L20,透过聚光部14照射至对象物100的表面,在对象物100的表面反射的观察光L20,透过聚光部14而被观察部17检测到。
更具体而言,从观察部17输出的观察光L20,穿过分束镜20而被二向分色镜15反射,而从聚光部14射出至筐体11外。在对象物100的表面反射的观察光L20是从聚光部14射入至筐体11内而被二向分色镜15反射,并穿过分束镜20射入至观察部17,而被观察部17检测到。此外,激光L1、测量光L10及观察光L20的各自的波长互相不同(至少各自的中心波长互相错开)。
驱动部18在第4壁部24侧安装于光学基座29。安装在筐体11的第6壁部26。驱动部18例如通过压电元件的驱动力,使配置于第6壁部26的聚光部14沿着Z方向移动。
电路部19在筐体11内,对于光学基座29配置于第3壁部23侧。也就是说,电路部19在筐体11内,对于调整部13、测量部16及观察部17配置于第3壁部23侧。电路部19,例如为多片电路基板。电路部19处理从测量部16输出的信号、以及输入至反射型空间光调制器34的信号。电路部19基于从测量部16输出的信号控制驱动部18。作为一例,电路部19基于从测量部16输出的信号控制驱动部18,使对象物100的表面与聚光部14的距离维持成恒定(即,使对象物100的表面与激光L1的聚光点的距离维持成恒定)。此外,在筐体11设有连接器(图示省略),其连接有用于将电路部19电性连接于控制部9(参照图1)等的配线。
激光加工头10B与激光加工头10A同样地,具备:筐体11、射入部12、调整部13、聚光部14、二向分色镜15、测量部16、观察部17、驱动部18、和电路部19。但是,激光加工头10B的各构件,如图2所示那样,关于通过一对安装部65、66间的中点且与Y方向垂直的虚拟平面是配置成与激光加工头10A的各构件具有面对称的关系。
例如,激光加工头10A的筐体(第1筐体)11安装于安装部65,而使第4壁部24对于第3壁部23位于激光加工头10B侧且使第6壁部26对于第5壁部25位于支撑部7侧。对此,激光加工头10B的筐体(第2筐体)11安装于安装部66,而使第4壁部24对于第3壁部23位于激光加工头10A侧且使第6壁部26对于第5壁部25位于支撑部7侧。
激光加工头10B的筐体11是在第3壁部23配置于安装部66侧的状态下使筐体11安装于安装部66而构成。具体如下。安装部66具有基座板66a、安装板66b。基座板66a安装于设在移动部63的轨道。安装板66b在基座板66a竖立设置于激光加工头10A侧的端部。激光加工头10B的筐体11是在第3壁部23接触于安装板66b的状态下,安装于安装部66。激光加工头10B的筐体11可对安装部66装卸。
[作用及效果]
在激光加工头10A,由于输出激光L1的光源并未设在筐体11内,因此可谋求筐体11的小型化。此外,筐体11中,第3壁部23与第4壁部24的距离比第1壁部21与第2壁部22的距离更小,配置于第6壁部26的聚光部14在Y方向上偏靠第4壁部24侧。从而,在沿着与聚光部14的光轴垂直的方向使筐体11移动的情况下,例如,即使在第4壁部24侧存在有其它的构件(例如激光加工头10B),也可以使聚光部14靠近该其它的构件。因此,激光加工头10A适合使聚光部14沿着与其光轴垂直的方向移动。
并且,在激光加工头10A,射入部12设在第5壁部25,在Y方向上偏靠第4壁部24侧。从而,可在筐体11内的区域的中对于调整部13在第3壁部23侧的区域配置其它构件(例如电路部19)等,有效利用该区域。
并且,在激光加工头10A,聚光部14在X方向上偏靠第2壁部22侧。从而,在沿着与聚光部14的光轴垂直的方向使筐体11移动的情况下,例如,即使在第2壁部22侧存在有其它的构件,也可以使聚光部14靠近该其它的构件。
并且,在激光加工头10A,射入部12设在第5壁部25,在X方向上偏靠第2壁部22侧。从而,可在筐体11内的区域的中对于调整部13在第1壁部21侧的区域配置其它构件(例如测量部16及观察部17)等,有效利用该区域。
并且,在激光加工头10A,测量部16及观察部17是在筐体11内的区域的中对于调整部13配置于第1壁部21侧的区域,电路部19是在筐体11内的区域的中对于调整部13配置于第3壁部23侧,二向分色镜15是在筐体11内配置于调整部13与聚光部14之间。从而,可有效地利用筐体11内的区域。此外,在激光加工装置1中,可基于对象物100的表面与聚光部14的距离的测量结果加工。并且,在激光加工装置1中,可基于对象物100的表面的观察结果进行加工。
并且,在激光加工头10A,电路部19基于由测量部16所输出的信号控制驱动部18。从而,可基于对象物100的表面与聚光部14的距离的测量结果,调整激光L1的聚光点的位置。
并且,在激光加工头10A,射入部12、以及调整部13的衰减器31、扩束器32及镜33配置于沿着Z方向延伸的直线A1上,调整部13的反射型空间光调制器34、成像光学***35及聚光部14、以及聚光部14是配置于沿着Z方向延伸的直线A2上。从而,可紧凑地构成具有衰减器31、扩束器32、反射型空间光调制器34及成像光学***35的调整部13。
并且,在激光加工头10A,直线A1相对于直线A2位于第2壁部22侧。从而,在筐体11内的区域的中相对于调整部13在第1壁部21侧的区域处构成使用聚光部14的其它的光学***(例如测量部16及观察部17)的情况下,可提升该其它的光学***的构成的自由度。
以上的作用及效果,也可以通过激光加工头10B同样地发挥。
并且,在激光加工装置1,激光加工头10A的聚光部14在激光加工头10A的筐体11中偏靠激光加工头10B侧,激光加工头10B的聚光部14在激光加工头10B的筐体11中偏靠激光加工头10A侧。从而,在一对激光加工头10A、10B各自沿着Y方向移动的情况下,激光加工头10A的聚光部14与激光加工头10B的聚光部14可互相靠近。因此,根据激光加工装置1,可高效地加工对象物100。
并且,在激光加工装置1,一对安装部65、66的各个是各自沿着Y方向及Z方向移动。从而,可更高效地加工对象物100。
并且,在激光加工装置1,支撑部7沿着X方向及Y方向的各个移动,以平行于Z方向的轴线为中心线旋转。从而,可更高效地加工对象物100。
[变形例]
例如图6所示那样,射入部12、调整部13及聚光部14,也可以配置于沿着Z方向延伸的直线A上。从而,可紧凑地构成调整部13。在该情况下,调整部13,有无反射型空间光调制器34及成像光学***35均可。并且,调整部13,也可以具有衰减器31及扩束器32。从而,可紧凑地构成具有衰减器31及扩束器32的调整部13。此外,衰减器31及扩束器32的配列顺序也可以颠倒。
并且,筐体11只要构成为:在第1壁部21、第2壁部22、第3壁部23及第5壁部25的至少一个配置于激光加工装置1的安装部65(或安装部66)侧的状态下,使筐体11安装于安装部65(或安装部66)即可。并且,聚光部14,至少在Y方向上偏靠第4壁部24侧即可。据此,在使筐体11沿着Y方向移动的情况下,例如,即使在第4壁部24侧存在其它的构件,也可以使聚光部14靠近该其它的构件。并且,在使筐体11沿着Z方向移动的情况下,例如,可使聚光部14靠近对象物100。
并且,聚光部14也可以在X方向上偏靠第1壁部21侧。从而,在沿着与聚光部14的光轴垂直的方向使筐体11移动的情况下,例如,即使在第1壁部21侧存在有其它的构件,也可以使聚光部14靠近该其它的构件。在该情况下,射入部12也可以在X方向上偏靠第1壁部21侧。从而,在筐体11内的区域的中对于调整部13在第2壁部22侧的区域配置其它构件(例如测量部16及观察部17)等,可有效利用该区域。
并且,从光源单元8的射出部81a向激光加工头10A的射入部12的激光L1的导光、以及从光源单元8的射出部82a向激光加工头10B的射入部12的激光L2的导光的至少一者,也可以通过镜实施。图7是激光L1通过镜而导光的激光加工装置1的一部分的正视图。在图7所示的构造,反射激光L1的镜3安装在移动机构6的移动部63,而在Y方向上与光源单元8的射出部81a相对且在Z方向上与激光加工头10A的射入部12相对。
在图7所示的构造,即使移动机构6的移动部63沿着Y方向移动,在Y方向上也维持着镜3与光源单元8的射出部81a相对的状态。并且,即使移动机构6的安装部65沿着Z方向移动,在Z方向上也维持着镜3与激光加工头10A的射入部12相对的状态。于是,无关激光加工头10A的位置,可将从光源单元8的射出部81a所射出的激光L1,确实地射入至激光加工头10A的射入部12。而且,可利用难以由光纤2导光的高功率长短脉冲激光等的光源。
并且,在图7所示的构造,镜3也可以在移动机构6的移动部63安装成使角度调整及位置调整的至少一个成为可能。从而,可将从光源单元8的射出部81a所射出的激光L1,更确实地射入至激光加工头10A的射入部12。
并且,光源单元8也可以是具有一个光源者。在该情况下,光源单元8也可以构成为:将从一个光源输出的激光的一部分从射出部81a射出且将该激光的剩余部分从射出部82b射出。
并且,激光加工装置1也可以具备一个激光加工头10A。即使是具备一个激光加工头10A的激光加工装置1也一样,在沿着与聚光部14的光轴垂直的Y方向使筐体11移动的情况下,例如,即使在第4壁部24侧存在有其它的构件,也可以使聚光部14靠近该其它的构件。因此,即使是具备一个激光加工头10A的激光加工装置1,也可以高效地加工对象物100。并且,具备一个激光加工头10A的激光加工装置1中,只要安装部65沿着Z方向移动,则可更高效地加工对象物100。并且,具备一个激光加工头10A的激光加工装置1中,只要支撑部7沿着X方向移动,以平行于Z方向的轴线为中心线旋转,则可更高效地加工对象物100。
并且,激光加工装置1也可以具备三个以上的激光加工头。图8是具备两对激光加工头的激光加工装置1的立体图。图8所示的激光加工装置1具备:多个移动机构200、300、400、支撑部7、一对激光加工头10A、10B、一对激光加工头10C、10D、光源单元(图示省略)。
移动机构200沿着X方向、Y方向及Z方向的各个的方向使支撑部7移动,以平行于Z方向的轴线为中心线使支撑部7旋转。
移动机构300具有固定部301、一对安装部(第1安装部、第2安装部)305、306。固定部301安装于装置框架(图示省略)。一对安装部305、306的各个安装于设在固定部301的轨道,可各自独立地沿着Y方向移动。
移动机构400具有固定部401、一对安装部(第1安装部、第2安装部)405、406。固定部401安装于装置框架(图示省略)。一对安装部405、406的各个安装于设在固定部401的轨道,可各自独立地沿着X方向移动。此外,固定部401的轨道配置成与固定部301的轨道立体地交叉。
激光加工头10A安装于移动机构300的安装部305。激光加工头10A是在Z方向上与支撑部7对向的状态下,对支撑部7所支撑的对象物100照射激光。从激光加工头10A射出的激光是从光源单元(图示省略)通过光纤2而导光。激光加工头10B安装于移动机构300的安装部306。激光加工头10B是在Z方向上与支撑部7对向的状态下,对支撑部7所支撑的对象物100照射激光。从激光加工头10B射出的激光是从光源单元(图示省略)通过光纤2而导光。
激光加工头10C安装于移动机构400的安装部405。激光加工头10C是在Z方向上与支撑部7对向的状态下,对支撑部7所支撑的对象物100照射激光。从激光加工头10C射出的激光是从光源单元(图示省略)通过光纤2而导光。激光加工头10D安装于移动机构400的安装部406。激光加工头10D是在Z方向上与支撑部7对向的状态下,对支撑部7所支撑的对象物100照射激光。从激光加工头10D射出的激光是从光源单元(图示省略)通过光纤2而导光。
图8所示的激光加工装置1的一对激光加工头10A、10B的构造,与图1所示的激光加工装置1的一对激光加工头10A、10B的构造相同。图8所示的激光加工装置1的一对激光加工头10C、10D的构造是与将图1所示的激光加工装置1的一对激光加工头10A、10B以平行于Z方向的轴线为中心线旋转90度的情况的一对激光加工头10A、10B的构造相同。
例如,激光加工头10C的筐体(第1筐体)11安装于安装部65,而使第4壁部24对于第3壁部23位于激光加工头10D侧且使第6壁部26对于第5壁部25位于支撑部7侧。激光加工头10C的聚光部14在Y方向上偏靠第4壁部24侧(即激光加工头10D侧)。
激光加工头10D的筐体(第2筐体)11安装于安装部66,而使第4壁部24对于第3壁部23位于激光加工头10C侧且使第6壁部26对于第5壁部25位于支撑部7侧。激光加工头10D的聚光部14在Y方向上偏靠第4壁部24侧(即激光加工头10C侧)。
如上,图8所示的激光加工装置1,在一对激光加工头10A、10B各自沿着Y方向移动的情况下,激光加工头10A的聚光部14与激光加工头10B的聚光部14可互相靠近。并且,在一对激光加工头10C、10D各自沿着X方向移动的情况下,激光加工头10C的聚光部14与激光加工头10D的聚光部14可互相靠近。
并且,激光加工头及激光加工装置并不限定于在对象物100的内部形成改质区域的方式,也可以为实施其它激光加工的方式。
接着,说明各实施方式。以下,省略与上述实施方式重复的说明。
[第1实施方式]
图9所示的第1实施方式的激光加工装置101是对于对象物100施以修整加工及剥离加工,取得(制造)半导体器件的装置。激光加工装置101具备:平台107、第1及第2激光加工头10A、10B、第1及第2Z轴轨道106A、106B、X轴轨道108、对位摄影机110、以及控制部9。
修整加工是将对象物100中的不要部分进行除去的加工。剥离加工是将对象物100的一部分进行剥离的加工。对象物100例如包含形成为圆板状的半导体晶圆。作为对象物没有特别限定,也可以以各种材料形成,也可以呈现各种形状。在对象物100的表面100a,形成有功能元件(未图示)。功能元件,例如光二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件、内存等的电路元件等。此外,在以下中,X方向对应于上述激光加工装置1(参照图1)的Y方向,Y方向对应于上述激光加工装置1(参照图1)的X方向。
如图10(a)及图10(b)所示那样,在对象物100设定有效区域R及除去区域E。有效区域R是对应于所取得的半导体器件的部分。此处的有效区域R是从厚度方向观察对象物100时包含中央部分的圆板状的部分。除去区域E是对象物100的比有效区域R更外侧的区域。除去区域E是对象物100的有效区域R以外的部分。此处的除去区域E是包围有效区域R的圆环状的部分。除去区域E是包含从厚度方向观察对象物100时的周缘部分(外缘的倒角部)。
在对象物100设定有虚拟面M1。虚拟面M1是与对象物100的激光射入面即与里面100b相对的面。虚拟面M1是与里面100b平行的面,例如呈圆形状。虚拟面M1,设定于有效区域R。虚拟面M1,为虚拟的区域,不限定于平面,也可以为曲面甚至三维状的面。有效区域R、除去区域E及虚拟面M1的设定,可在控制部9进行。有效区域R、除去区域E及虚拟面M1,也可以坐标指定。
平台107是载置有对象物100的支撑部。平台107与上述支撑部7(参照图1)同样地构成。在本实施方式的平台107是在将对象物100的里面100b作为激光射入面侧即上侧的状态(将表面100a作为平台107侧即下侧的状态)下,载置有对象物100。平台107具有设在其中心的旋转轴C。旋转轴C是沿着Z方向延伸的轴。平台107能够以旋转轴C为中心旋转。平台107通过马达等的公知的驱动装置的驱动力旋转驱动。
第1激光加工头10A对载置于平台107的对象物100沿着Z方向照射第1激光L1,在该对象物100的内部形成第1改质区域。第1激光加工头10A安装于第1Z轴轨道106A及X轴轨道108。第1激光加工头10A通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着第1Z轴轨道106A于Z方向直线移动。第1激光加工头10A通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着X轴轨道108于X方向直线移动。
在第1激光加工头10A,如下所述,可切换第1激光L1的照射(输出)的开始及停止(ON/OFF)。在激光振荡器以固体激光所构成的情况下,使设在共振腔内的Q开关(AOM(声波光学调制器)、EOM(电气光学调制器)等)的ON/OFF被切换,从而高速地切换第1激光L1的照射的开始及停止。在激光振荡器以光纤激光所构成的情况下,使构成种子激光、放大器(激发用)激光的半导体激光的输出的ON/OFF被切换,从而高速地切换第1激光L1的照射的开始及停止。在激光振荡器使用外部调制元件的情况下是使设在共振腔外的外部调制元件(AOM、EOM等)的ON/OFF被切换,从而高速地切换第1激光L1的照射的ON/OFF。并且,在第1激光加工头10A,也可以通过快门等的机械式的机构使第1激光L1的光路开闭,在该情况下,能防止第1激光L1意外地射出的情况。这种切换在其它的激光加工头也相同。
第1激光加工头10A具备测距传感器。测距传感器对于对象物100的激光射入面射出测距用激光,检测出被该激光射入面所反射的测距用的光,从而取得对象物100的激光射入面的位移数据。作为测距传感器,在与第1激光L1不同轴的传感器的情况下,可利用三角测距方式、激光共焦点方式、白色共焦点方式、分光干涉方式、散光方式等的传感器。作为测距传感器,在与第1激光L1同轴的传感器的情况下,可利用散光方式等的传感器。第1激光加工头10A的电路部19(参照图3)是基于由测距传感器所取得的位移数据,驱动驱动部18使聚光部14追随激光射入面(参照图5)。从而,以对象物100的激光射入面与第1激光L1的第1聚光点的距离维持成恒定的方式,基于该位移数据使聚光部14沿着Z方向移动。关于这种测距用传感器及其控制,在其它的激光加工头也相同。
第2激光加工头10B对载置于平台107的对象物100沿着Z方向照射第2激光L2,在该对象物100的内部形成第2改质区域。第2激光加工头10B安装于第2Z轴轨道106B及X轴轨道108。第2激光加工头10B通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着第2Z轴轨道106B于Z方向直线移动。第2激光加工头10B通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着X轴轨道108于X方向直线移动。第1激光加工头10A与第2激光加工头,内部构造是透过旋转轴C而彼此对称。
第1Z轴轨道106A是沿着Z方向延伸的轨道。第1Z轴轨道106A,经由安装部65而安装有第1激光加工头10A。第1Z轴轨道106A以第1激光L1的第1聚光点沿着Z方向移动的方式,使第1激光加工头10A沿着Z方向移动。第1Z轴轨道106A,对应于上述移动机构6(参照图1)或上述移动机构300(参照图8)的轨道。第1Z轴轨道106A构成第1铅直移动机构(铅直移动机构)。
第2Z轴轨道106B是沿着Z方向延伸的轨道。第2Z轴轨道106B,经由安装部66而安装有第2激光加工头10B。第2Z轴轨道106B以第2激光L2的第2聚光点沿着Z方向移动的方式,使第2激光加工头10B沿着Z方向移动。第2Z轴轨道106B,对应于上述移动机构6(参照图1)或上述移动机构300(参照图8)的轨道。第2Z轴轨道106B构成第2铅直移动机构(铅直移动机构)。
X轴轨道108是沿着X方向延伸的轨道。X轴轨道108安装于第1及第2Z轴轨道106A、106B的各个。X轴轨道108以第1激光L1的第1聚光点沿着X方向移动的方式,使第1激光加工头10A沿着X方向移动。X轴轨道108以第2激光L2的第2聚光点沿着X方向移动的方式,使第2激光加工头10B沿着X方向移动。X轴轨道108以第1及第2聚光点通过旋转轴C或其附近的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B移动。X轴轨道108对应于上述移动机构6(参照图1)或上述移动机构300(参照图8)的轨道。X轴轨道108构成第1及第2水平移动机构(水平移动机构)。
对位摄影机110是取得用在各种调整的图像的摄影机。对位摄影机110拍摄对象物100。对位摄影机110设置于安装有第1激光加工头10A的安装部65,可与第1激光加工头10A同步移动。
控制部9是构成为含有处理器、内存、储存部及通讯器件等的计算机装置。在控制部9,读取至内存等的软件(程序),被处理器所执行,内存及储存部的数据的读取及写入、以及通讯器件的通讯是由处理器所控制。从而,控制部9实现各种功能。
控制部9控制:平台107的旋转、来自第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的照射、以及第1及第2聚光点的移动。控制部9基于与平台107的旋转量相关的旋转信息(以下称为“θ信息”),而可实行各种控制。θ信息也可以是由使平台107旋转的驱动装置的驱动量取得,也可以由其它的传感器等取得。θ信息可通过公知的各种手法取得。此处的θ信息是以对象物100位于0度方向的位置时的状态为基准的旋转角度。
控制部9是在一边使平台107旋转,一边使第1及第2聚光点位于对象物100的沿着有效区域R的周缘的位置的状态下,基于θ信息控制第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的照射的开始及停止,从而实行沿着有效区域R的周缘形成改质区域的周缘处理。周缘处理的详细在之后描述。
控制部9不使平台107旋转,通过对除去区域E照射第1及第2激光L1、L2,并且使该第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点移动,从而实行在除去区域E形成改质区域的除去处理。除去处理的详细在之后描述。
控制部9是一边使平台107旋转,一边从第1及第2激光加工头10A、10B分别照射第1及第2激光L1、L2,并控制第1及第2聚光点的各自的X方向的移动,从而实行在对象物100的内部沿着虚拟面M1形成第1及第2改质区域的第1剥离处理。第1剥离处理的详细在之后描述。
控制部9以第1及第2改质区域所包含的多个改质点的间距(在加工进行方向邻接的改质点的间隔)成为恒定的方式,控制平台107的旋转、来自第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的照射、以及第1及第2聚光点的移动的至少任一者。
控制部9是从对位摄影机110的拍摄图像,取得对象物100的旋转方向的基准位置(0度方向的位置)及对象物100的直径。控制部9以只有第1激光加工头10A可沿着X轴轨道108移动至平台107的旋转轴C上的方式(第2激光加工头10B无法沿着X轴轨道108移动至平台107的旋转轴C上的方式),控制第1及第2激光加工头10A、10B的移动。
接着,以下说明使用激光加工装置101,对于对象物100施以修整加工及剥离加工,取得(制造)半导体器件的方法的一例。
首先,以里面100b成为激光射入面侧的状态将对象物100载置于平台107上。在对象物100的搭载有功能元件的表面100a侧,粘接有支撑基板甚至胶带材保护。
接着,实施修整加工。在修整加工,由控制部9实行周缘处理。具体而言,如图11(a)所示那样,在一边使平台107以一定的旋转速度旋转,一边使第1及第2聚光点P1、P2位于对象物100的有效区域R的周缘的位置的状态下,基于θ信息控制第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的照射的开始及停止。此时的第1及第2聚光点P1、P2不移动。从而,如图11(b)及11(c)所示那样,沿着有效区域R的周缘形成改质区域4。所形成的改质区域4,包含改质点及从改质点延伸的龟裂。
在修整加工,由控制部9实行除去处理。具体而言,如图12(a)所示那样,不使平台107旋转地在除去区域E照射第1及第2激光L1、L2,并使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108向互相分离的方向移动,使该第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点P1、P2从对象物100的中心向分离的方向移动。使平台107旋转90度之后,在除去区域E照射第1及第2激光L1、L2,并使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108向互相分离的方向移动,使该第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点P1、P2从对象物100的中心向分离的方向移动。
从而,如图12(b)所示那样,从Z方向观察时沿着以除去区域E被4等分的方式延伸的线,形成改质区域4。线虽然为虚拟的线,但也可以为实际画出的线。所形成的改质区域4包含改质点及从改质点延伸的龟裂。该龟裂,到达表面100a及里面100b的至少任一者均可,也可以未到达表面100a及里面100b的至少任一者。之后,如图13(a)及图13(b)所示那样,例如通过治具或空气,以改质区域4为边界将除去区域E进行去除。
接着,实施剥离加工。在剥离加工,由控制部9实行第1剥离处理。具体而言,如图13(c)所示那样,一边使平台107以一定的旋转速度旋转,一边从第1及第2激光加工头10A、10B分别照射第1及第2激光L1、L2,并以第1及第2聚光点P1、P2从虚拟面M1的外缘侧沿着X方向互相接近的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。从而,如图14(a)及图14(b)所示那样,在对象物100的内部沿着虚拟面M1,形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状(渐伸曲线)且彼此不重叠的第1及第2改质区域4A、4B。此外,在以下,针对第1及第2改质区域4A、4B的各个,也有仅称为改质区域4的情况。
接着,如图14(c)所示那样,例如通过吸附治具,遍及虚拟面M1以第1及第2改质区域4A、4B为边界,剥离对象物100的一部分。对象物100的剥离,可以在平台107上实施,也可以移动至剥离专用的区域实施。对象物100的剥离,也可以是利用吹气或胶带材剥离。在无法仅以外部应力剥离对象物100的情况下,也可以可用与对象物100反应的蚀刻液(KOH或TMAH等)选择性蚀刻第1及第2改质区域4A、4B。从而,可容易剥离对象物100。如图14(d)所示那样,对于对象物100的剥离面100h,进行收尾的研削甚至砺石等的研磨材KM的研磨。以蚀刻剥离对象物100的情况下,可使该研磨简略化。以上的结果,取得半导体器件100K。
接着,详细说明上述的剥离加工的第1剥离处理。
首先,如图15(a)所示那样,以对位摄影机110位于对象物100的对位对象100n的正上方且使对位摄影机110的焦点配合对位对象100n的方式,使平台107旋转并使搭载有对位摄影机110的第1激光加工头10A沿着X轴轨道108及第1Z轴轨道106A移动。此处的对位对象100n为缺口。此外,对位对象100n没有特别限定,也可以为对象物100的定向平面,也可以为功能元件的图形。
由对位摄影机110进行拍摄。基于对位摄影机110的拍摄图像,取得对象物100的0度方向的位置。0度方向的位置是指平台107的绕旋转轴C的旋转方向(以下也称为“θ方向”)中,成为基准的对象物100的位置。例如对位对象100n,对于0度方向的位置在θ方向具有恒定的关系,因此从拍摄图像取得对位对象100n的位置,从而可取得0度方向的位置。并且,基于对位摄影机110的拍摄图像,取得对象物100的直径。此外,对象物100的直径,也可以由使用者的输入设定。
接着,如图15(b)所示那样,使平台107旋转,使对象物100位于0度方向的位置。在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于剥离开始规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。在Z方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于虚拟面M1的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着Z轴轨道移动。剥离开始规定位置,例如是对象物100的外周部的规定位置。
接着,开始平台107的旋转。开始测距传感器的里面100b的追随。此外,在测距传感器的追随开始之前,事先确认第1及第2聚光点P1、P2的位置在测距传感器可检测的范围内。在平台107的旋转速度成为恒定(等速)的时间点,开始第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。
如图16(a)所示那样,从Z方向观察时在距离对象物100的旋转轴C较远的外周侧的第1区域G1,以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相靠近的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。此时,使从旋转轴C到第1聚光点P1为止之间和从旋转轴C到第2聚光点P2为止之间维持成等距离,并使第1及第2聚光点P1、P2的各个向X方向移动。
接着,如图16(b)所示那样,在第1及第2激光加工头10A、10B互相接触之前,在从Z方向观察时靠近对象物100的旋转轴C的内侧的第2区域G2,以只有第1聚光点P1接近旋转轴C的位置的方式仅使第1激光加工头10A沿着X轴轨道108移动。此时,第2激光加工头10B的第2激光L2的照射停止。在第2激光加工头10B安装有观察用的IR摄影机的情况下,基于该IR摄影机的观察结果,实施是否有实施目的的剥离加工的评价。
此外,在剥离加工之前未用修整加工去除除去区域E的情况下,在仅使第1激光加工头10A沿着X轴轨道108移动加工第2区域G2时,也可以通过第2激光加工头10B进行修整加工。即,也可以在一边使平台107旋转,一边使第2聚光点P2位于对象物100的沿着有效区域R的周缘的位置的状态,基于θ信息控制第2激光加工头10B的第2激光L2的照射的开始及停止,沿着有效区域R的周缘形成改质区域4。
在第1聚光点P1到达旋转轴C的位置或其周边的情况下,停止第1激光L1的照射,之后,停止平台107的旋转。如以上所述,如图17所示那样,在对象物100的内部沿着虚拟面M1形成:从Z方向观察时以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1改质区域4A、从Z方向观察时以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且不对第1改质区域4A重叠的第2改质区域4B。
以上,在激光加工装置101,在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。
在激光加工装置101,控制部9是一边使平台107旋转,一边从第1及第2激光加工头10A、10B分别照射第1及第2激光L1、L2,并控制第1及第2聚光点P1、P2的各自的X方向的移动,从而实行在对象物100的内部沿着虚拟面M1形成第1及第2改质区域4A、4B的第1剥离处理。在该情况下,可使用第1及第2激光加工头10A、10B高效地进行剥离加工。
激光加工装置101中,在第1剥离处理,一边使平台107旋转,一边以第1及第2聚光点P1、P2各自互相接近的方式向X方向移动,从而形成以平台107的旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1改质区域4A,并形成以平台107的旋转轴C的位置为中心的漩涡状且不与第1改质区域4A重叠的第2改质区域4B。从而,可用该等第1及第2改质区域4A、4B为边界剥离对象物100的一部分。能够具体地实现有效率的剥离加工。
在激光加工装置101,控制部9以第1改质区域4A所包含的多个第1改质点的间距及第2改质区域4B所包含的多个第2改质点的间距成为恒定的方式,控制平台107的旋转、来自第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的照射、以及第1及第2聚光点P1、P2的移动的至少任一者。从而,以多个第1及第2改质点的间距成为恒定的方式对齐,可防止例如在利用第1及第2改质区域4A、4B的分割时可能发生的未分割等的加工不良的情况。
激光加工装置101中,在第1剥离处理,使从平台107的旋转轴C到第1聚光点P1为止之间与从平台107的旋转轴C到第2聚光点P2为止之间维持成等距离,并使第1及第2聚光点P1、P2的各个向X方向移动。从而,使对象物100的在第1聚光点P1的位置的周速度与在第2聚光点P2的位置的周速度相等。在进行剥离加工时,能够以多个第1及第2改质点的间距成为恒定(固定化、一致化)的方式对齐。
激光加工装置101中,控制部9在平台107的旋转速度成为恒定的状态下,使第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的照射开始及停止。从而,能够以多个第1及第2改质点的间距成为恒定的方式对齐。
在激光加工装置101,在修整加工及剥离加工之前取得0度方向的位置,从而可高质量地进行修整加工及剥离加工。并且,对象物100的裂开面等的结晶面与0度方向的位置(对位对象100n的位置)有恒定的关连,因此通过取得0度方向的位置,可进行考虑到对象物100的结晶面的加工(配合结晶面的加工)。
并且,在激光加工装置101是在周缘处理中,利用θ信息使第1及第2激光L1、L2的照射开始及停止。从而,在沿着对象物100的有效区域R的周缘形成改质区域4的情况下,可高精度地控制成该改质区域4不会重叠(即,第1及第2激光L1、L2的各个不会对同部位重复照射)。可高精度地进行修整加工。
激光加工装置101中,周缘处理是在平台107的旋转速度成为恒定的状态下,使第1及第2激光加工头10A、10B的第1及第2激光L1、L2的各自的照射开始及停止。从而,以通过周缘处理所形成的包含在改质区域4的多个改质点的间距成为恒定的方式对齐。
在激光加工装置101,控制部9不使平台107旋转而通过对除去区域E照射第1及第2激光L1、L2,并且使第1及第2聚光点P1、P2移动,从而实行在除去区域E形成改质区域4的除去处理。从而,可容易分断除去区域E并去除。
激光加工装置101中,在除去处理,使第1及第2聚光点P1、P2向远离对象物100的中心的方向移动。在该情况下,能够具体地实现上述的除去区域的分断。此外,在除去处理也可以使第1及第2聚光点P1、P2向靠近对象物100的中心的方向移动。
图18(a)是说明第1及第2激光L1、L2分支的情况的例的图。图18(b)是说明第1及第2激光L1、L2分支的情况的其它例的图。图18(a)及图18(b)是对象物100的截面,表示剥离加工中在虚拟面M1形成改质区域4的情况的例子。图中的虚线箭头是加工进行方向(所照射的第1及第2激光L1、L2前进的方向、扫描方向)。
如图18(a)及图18(b)所示那样,也可以使第1激光L1分支成多个分支第1激光,由于应多个分支第1激光的聚光而使多个第1改质点(改质点)SA形成于虚拟面M1上。也可以使第2激光L2分支成多个分支第2激光,由于应多个分支第2激光的聚光而使多个第2改质点(改质点)SB形成于虚拟面M1上。第1及第2激光L1、L2的分支,例如可利用反射型空间光调制器34(参照图5)实现。
特别是,如图18(a)所示那样,也可以将第1激光L1进行分支,使沿着与加工进行方向正交的正交方向并排成一列的第1改质点SA形成于虚拟面M1上。也可以将第2激光L2进行分支,使沿着与加工进行方向正交的正交方向并排成一列的第2改质点SB形成于虚拟面M1上。或者,如图18(b)所示那样,将第1激光L1进行分支,使沿着对该正交方向倾斜的方向并排成一列的第1改质点SA形成于虚拟面M1上。将第2激光L2进行分支,使沿着对该正交方向倾斜的方向并排成一列的第2改质点SB形成于虚拟面M1上。这种第1及第2激光L1、L2的分支,也可以适用于在剥离加工所照射的任一种的激光。
本实施方式,也可以在修整加工中将第1激光L1进行分支而使多个聚光点形成于Z方向,而使多个改质点同时形成于Z方向。第1激光L1的分支,例如可利用反射型空间光调制器34(参照图5)实现。这种第1激光L1的分支,也可以适用于在修整加工所照射的任一种的激光。
在本实施方式,激光加工头也可以为一个,也可以为三个以上。激光加工头为一个的情况下,该一个激光加工头也可以是依次进行与第1及第2激光加工头10A、10B同样的动作。激光加工头为三个以上的情况下,该一部分的激光加工头也可以进行与第1激光加工头10A同样的动作,且其它部分的激光加工头进行与第2激光加工头10B同样的动作。
在本实施方式,也可以仅实施剥离加工,也可以仅实施修整加工。在仅实施剥离加工的情况下,在θ方向中不管从对象物100的任何位置开始加工均能够实现相同的加工,因此也可以不含有:从对位摄影机110的拍摄图像取得0度方向的位置的工程、使平台107旋转使对象物100位于0度方向的位置的工程。由于同样的理由,在仅实施剥离加工的情况下,也可以不具有对位摄影机110。
在本实施方式的第1剥离处理,虽然一边使平台107旋转,一边以第1及第2聚光点P1、P2的各个向互相接近的方式于X方向移动(从外侧向内侧移动),但也可以以第1及第2聚光点P1、P2的各个向互相分离的方式于X方向移动(从内侧向外侧移动)。
在本实施方式,当测距传感器为不同轴的传感器的情况下,也可以另外实施进行测距传感器的激光射入面的追随取得激光射入面的位移数据的处理(即投影加工)。在本实施方式,第1及第2激光加工头10A、10B,也可以在上述的激光加工的实施前,进行上述的激光加工的输出调整等的各种调整(校准)。
本实施方式,在剥离加工中,虽然控制成使第1及第2改质点SA、SB的间距成为恒定,但可允许对象物100在可剥离的保证的范围内使该间距变动(偏动)。
在本实施方式以第1及第2聚光点P1、P2移动的方式使第1及第2激光加工头10A、10B移动,但并不限定于此。只要以第1聚光点P1沿着铅直方向移动的方式使平台107及第1激光加工头10A的至少一方移动即可。只要以第2聚光点P2沿着铅直方向移动的方式使平台107及第2激光加工头10B的至少一方移动即可。只要以第1聚光点P1沿着水平方向移动的方式使平台107及第1激光加工头10A的至少一方移动即可。只要以第2聚光点P2沿着水平方向移动的方式使平台107及第2激光加工头10B的至少一方移动即可。
[第2实施方式]
接着,针对第2实施方式的激光加工装置进行说明。在第2实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
第2实施方式中,控制部9所实行的周缘处理,存在第1周回处理及螺旋处理。在第1周回处理是一边使平台107旋转,一边以第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点P1、P2位于Z方向的规定位置的状态下照射第1及第2激光L1、L2,从第1及第2激光L1、L2的该照射的开始直到平台107转一圈(360度旋转)时使第1及第2激光L1、L2的该照射停止,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。
第1周回处理含有:沿着有效区域R的表面100a侧(与Z方向的激光射入面侧相反的侧)的周缘形成环状的改质区域41的第1处理、沿着有效区域R的里面100b侧(Z方向的激光射入面侧)的周缘形成环状的改质区域42的第2处理。在螺旋处理,一边使平台107旋转,一边使照射中的第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点P1、P2向Z方向移动,从而沿着有效区域R的表面100a侧与里面100b侧之间的周缘,形成螺旋状的改质区域43。
具体说明第2实施方式的激光加工装置中,实施修整加工时的动作的一例。
首先,由控制部9实行第1周回处理的第1处理。在第1处理,具体而言,如图19(a)所示那样,使第1聚光点P1位于对象物100的有效区域R的表面100a侧的位置,使第2聚光点P2位于对象物100的有效区域R的表面100a侧且在Z方向从第1聚光点P1分离(错开)的位置。在该状态下一边使平台107以一定的旋转速度旋转,一边照射第1及第2激光L1、L2。从第1及第2激光L1、L2的该照射的开始直到平台107转一圈时,停止第1及第2激光L1、L2的该照射。此时,第1及第2聚光点P1、P2不移动。从而,沿着有效区域R的表面100a侧的周缘形成2列的环状的改质区域41。
接着,由控制部9实行螺旋处理。在螺旋处理,具体而言,如图19(b)所示那样,一边使平台107以一定的旋转速度旋转,一边照射第1及第2激光L1、L2,并使第1及第2激光加工头10A、10B分别沿着第1及第2Z轴轨道106A、106B移动,而在有效区域R的表面100a侧与里面100b侧之间的周缘处使第1及第2聚光点P1、P2向里面100b侧移动。此处,使第1及第2聚光点P1、P2,从有效区域R的Z方向的中央处偏表面100a的位置移动至偏里面100b的位置。从而,沿着有效区域R的表面100a侧与里面100b侧之间的周缘,形成双重螺旋状的改质区域43。
接着,由控制部9实行第1周回处理的第2处理。在第2处理,具体而言,如图19(c)所示那样,使第1聚光点P1位于对象物100的有效区域R的里面100b侧的位置,使第2聚光点P2位于对象物100的有效区域R的里面100b侧且在Z方向从第1聚光点P1分离(错开)的位置。在该状态下一边使平台107以一定的旋转速度旋转,一边照射第1及第2激光L1、L2。从第1及第2激光L1、L2的该照射的开始直到平台107转一圈时,停止第1及第2激光L1、L2的该照射。此时,第1及第2聚光点P1、P2不移动。从而,沿着有效区域R的里面100b侧的周缘形成2列的环状的改质区域42。
通过以上所述,如图20所示那样,沿着对象物100的有效区域R的周缘,形成改质区域4。有效区域R的周缘的表面100a侧及里面100b侧的改质区域41、42为圆环状。有效区域R的周缘的表面100a与里面100b侧之间的改质区域43为双重螺旋状。从有效区域R的周缘的表面100a侧及里面100b侧的改质区域41、42延伸的龟裂是沿着有效区域R的周缘而到达表面100a及里面100b且露出。
以上,即使是第2实施方式的激光加工装置,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是第2实施方式的激光加工装置,也可以高精度地进行修整加工。
在第2实施方式的激光加工装置,周缘处理,具有第1周回处理,其一边使平台107旋转,一边以第1及第2聚光点P1、P2位于Z方向的规定位置的状态下照射第1及第2激光L1、L2,从第1及第2激光L1、L2的该照射的开始直到支撑部转一圈时停止第1及第2激光L1、L2的该照射,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域41、42。根据第1周回处理,可在对象物100的Z方向的规定位置,沿着有效区域R的周缘且遍及该周缘的1圈,以不重叠的方式分别形成环状的改质区域41、42。
在第2实施方式的激光加工装置,第1周回处理含有:沿着有效区域R的表面100a侧的周缘形成环状的改质区域41的第1处理、沿着有效区域R的里面100b侧的周缘形成环状的改质区域42的第2处理。从而,在有效区域R的表面100a侧及里面100b侧,使从改质区域4延伸的龟裂到达表面100a及里面100b,而可确实地形成露出至表面100a及里面100b的龟裂(半裂甚至全裂)。
在第2实施方式的激光加工装置,周缘处理具有螺旋处理,其一边使平台107旋转,一边使第1及第2聚光点P1、P2向Z方向移动,从而沿着有效区域R的表面100a侧与里面100b侧之间的周缘,形成螺旋状的改质区域43。从而,在有效区域R的表面100a侧与里面100b侧之间,沿着周缘以不重叠的方式形成螺旋状的改质区域43,可有效率地修整加工。
此外,在对象物100的表面100a侧也可以形成1列或3列以上的环状的改质区域41。在对象物100的表面100a侧也可以不形成环状的改质区域41。在对象物100的里面100b侧也可以形成1列或3列以上的环状的改质区域42。在对象物100的里面100b侧也可以不形成环状的改质区域42。在对象物100的表面100a侧与里面100b侧之间也可以不形成螺旋状的改质区域43。从改质区域41、43延伸的龟裂,视情况也可以不到达表面100a及里面100b的至少任一者。
[第3实施方式]
接着,针对第3实施方式的激光加工装置进行说明。在第3实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
第3实施方式的激光加工装置中,在控制部9所实行的第1剥离处理,在第1区域G1形成改质区域4的情况下,以第1旋转速度v使平台107旋转。在第2区域G2形成改质区域4的情况下,以比第1旋转速度v更快的第2旋转速度v’使平台107旋转。也就是说,控制部9,以满足下式的方式控制平台107的旋转速度。控制部9以第1及第2改质区域4A、4B的改质点的间距成为大致恒定的方式,使第2旋转速度v’比第1旋转速度v更快。
第1旋转速度v<第2旋转速度v’
如图21(a)所示那样,第1区域G1是从Z方向观察时对象物100的离旋转轴C较远的外侧的环状区域。第2区域G2是从Z方向观察时对象物100的离旋转轴C较近的内侧的圆形状区域。第1及第2区域G1、G2的设定可在控制部9进行。第1及第2区域G1、G2也可以为坐标指定。
控制部9如下设定第1及第2激光L1、L2的加工条件。即,在第1区域G1形成改质区域4的情况下的第1及第2激光L1、L2的频率、在第2区域G2形成改质区域4的情况下的第1及第2激光L1、L2的频率为相等。在第1区域G1形成改质区域4的情况下的第1及第2激光L1、L2的脉冲的间隔、在第2区域G2形成改质区域4的情况下的第1及第2激光L1、L2的脉冲的间隔,为相等。此外,在第2区域G2形成改质区域4的情况下,与在第1区域G1形成改质区域4的情况下相比之下,第1及第2激光L1、L2的频率也可以较低,第1及第2激光L1、L2的脉冲的间隔也可以较多。
针对第3实施方式的激光加工装置中所实施的第1剥离处理的一例进行具体说明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于剥离开始规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。剥离开始规定位置例如是在第2区域G2的中央处于X方向接近的一对规定位置。
接着,开始平台107的旋转。在平台107的旋转速度固定于第2旋转速度v’的时间点,开始第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。如图21(b)所示那样,在第2区域G2中,以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相分离的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。
如图21(c)所示那样,在第1及第2聚光点P1、P2到达第1区域G1的情况下,使平台107的旋转速度固定于第1旋转速度v,在第1区域G1中,继续以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相分离的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。如以上所述,在对象物100的内部沿着虚拟面M1(参照图10)形成:从Z方向观察时以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1改质区域4A、从Z方向观察时以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且不对第1改质区域4A重叠的第2改质区域4B。
以上,即使是第3实施方式的激光加工装置,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是第3实施方式的激光加工装置,也可以高精度地进行修整加工。
第3实施方式的激光加工装置中,在第1剥离处理,从Z方向观察时在对象物100的离平台107的旋转轴C较远的侧的第1区域G1形成第1及第2改质区域4A、4B的情况下,以第1旋转速度v使平台107旋转。在第1剥离处理,从Z方向观察时在对象物100的离平台107的旋转轴C较近的侧的第2区域G2形成第1及第2改质区域4A、4B的情况下,以比第1旋转速度v更快的第2旋转速度v’使平台107旋转。从而,在进行剥离加工时,第1及第2聚光点P1、P2位于第1区域G1的情况下的该位置的周速度、第1及第2聚光点P1、P2位于第2区域G2的情况下的该位置的周速度是成为相近的速度。能够以第1改质区域4A的第1改质点的间距及第2改质区域4B的第2改质点的间距成为恒定的方式对齐。
在本实施方式,也可以由控制部9实行以下的变形例的第1剥离处理。即,也可以在第1区域G1形成第1改质区域4A的同时,在第2区域G2形成第2改质区域4B。此时,平台107的旋转速度也可以为恒定。此外,以第1及第2改质区域4A、4B的改质点的间距大致成为恒定的方式,也可以使第1激光L1的频率比第2激光L2的频率更高,也可以使第1激光L1的脉冲无间隔且使第2激光L2的脉冲有间隔,也可以使第1激光L1的脉冲被设间隔的间隔量比第2激光L2的脉冲被设间隔的间隔量更小。脉冲的间隔可通过EOM或AOM实现。
这种变形例的第1剥离处理,具体而言,在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于剥离开始规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。例如第1聚光点P1的剥离开始规定位置是第1区域G1的内缘侧的规定位置。例如第2聚光点P2的剥离开始规定位置是第2区域G2的位于中心的规定位置。
接着,开始平台107的旋转。在平台107的旋转速度成为恒定的时间点,开始第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。此时,使第1激光L1的频率比第2激光L2的频率更高。或者,不对第1激光L1的脉冲设间隔,而对第2激光L2的脉冲设间隔。甚至第1激光L1的脉冲被设间隔的间隔量比第2激光L2的脉冲被设间隔的间隔量更小。
以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相分离的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。在第1聚光点P1到达第1区域G1的外缘侧的情况下,停止第1激光L1的照射。在第2聚光点P到达第2区域G2的外缘侧的情况下,停止第2激光L2的照射。如以上所述,如图22所示那样,将从Z方向观察时以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1改质区域4A形成于第1区域G1,将从Z方向观察时以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第2改质区域4B形成于第2区域G2。
即使是变形例的第1剥离处理,在进行剥离加工时,也可以以第1及第2改质区域4A、4B的改质点的间距成为恒定的方式对齐。此外,此时,可使第1改质区域4A与第2改质区域4B相连,而成为连续的漩涡状的改质区域4。即,在第1剥离处理,一边使平台107旋转,一边使第1及第2聚光点P1、P2分别向X方向移动,从而形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1改质区域4A,并形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且与第1改质区域4A连续地相连的第2改质区域4B。在该情况也可以具体地实现有效率的剥离加工。
[第4实施方式]
接着,针对第4实施方式的激光加工装置进行说明。在第4实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
如图23所示那样,第4实施方式的激光加工装置410,平台107进一步具有XY移板415。XY移板415设在平台107上,与平台107一体地旋转。XY移板415可将所载置的对象物100以对旋转轴C接近及分离的方式向X方向及Y方向移动。作为XY移板415,没有特别限定,可使用公知的各种的XY移板。XY移板415,其动作由控制部9所控制。
对象物100从Z方向观察时,含有:设定于对象物100的中央的中央区域100d、中央区域100d以外的主区域100e。中央区域100d是圆形状的区域。主区域100e是比中央区域100d更宽广的区域,为包围中央区域100d的圆环状的区域。中央区域100d是可如下述那样定义的区域。也就是说,在中央区域100d位于旋转轴C上的状态下使对象物100旋转的情况下,中央区域100d的最外位置的周速度是在无法实现剥离加工所需的最低周速度的周速度的区域。例如对象物为12吋晶圆的情况下,中央区域100d是在的区域。关于中央区域100d及主区域100e,在第5及第6实施方式也相同。
控制部9是在对象物100的中央区域100d位于旋转轴C上的状态,对主区域100e实行第1剥离处理。并且,控制部9是在对象物100的主区域100e位于旋转轴C上的状态下对中央区域100d实行第1剥离处理。此处的第1剥离处理,如上述那样是一边使平台107旋转,一边以所照射的第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点P1、P2互相接近或远离的方式向X方向移动的处理。
针对第4实施方式的激光加工装置410中所实施的第1剥离处理的一例进行具体说明。
首先,驱动XY移板415,成为使对象物100的主区域100e位于旋转轴C上的状态,也就是对象物100的中央区域100d从旋转轴C上分离的状态。使平台107以恒定速度旋转。以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相接近的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。
此时,在第1及第2聚光点P1、P2位于主区域100e的情况下,停止第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射,在第1及第2聚光点P1、P2位于中央区域100d的情况下,实行第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。从而,如图24所示那样,在中央区域100d中,形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的一部分形状且以曲线状延伸的第1及第2改质区域4A、4B。此外,在图24中,漩涡状的线的灰色区域是第1及第2激光L1、L2的照射停止时的第1及第2聚光点P1、P2的轨迹。
接着,如图25所示那样,驱动XY移板415,成为使对象物100的中央区域100d位于旋转轴C上的状态,具体而言是使对象物100的中心位于旋转轴C上的状态。使平台107以恒定速度旋转。以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相接近的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。
此时,在第1及第2聚光点P1、P2位于主区域100e的情况下,实行第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射,在第1及第2聚光点P1、P2位于中央区域100d的情况下,停止第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。从而,如图26所示那样,在主区域100e,形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1及第2改质区域4A、4B。
以上,即使是激光加工装置410,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置410,也可以高精度地进行修整加工。
但是,为了使改质区域4所含的改质点的间距成为恒定,有必要使周速度成为恒定。周速度,可由以下的式定义。
周速度=(旋转数N[rpm]/60)·(π·直径D)
例如利用旋转数最大500rpm的平台107的情况下,在12吋晶圆的对象物100,外周部的最大周速度可为7850mm/sec,能充分达成剥离加工至少需要的最低周速度(例如800mm/sec)。到对象物100的的范围的外缘附近位置,提升平台的旋转数,可达成最低周速度。到对象物100的的范围的外缘附近位置为止,虽然周速度降低至最低周速度以下,但可改变第1及第2激光L1、L2的频率等的加工条件对应。但是,在对象物100的中央区域100d(在此为的范围),存在周速度大幅降低的悬念,即使变更加工条件也会使周速度成为最低周速度以下,难以使改质区域4所含的改质点的间距成为恒定,存在所形成的改质点过密的可能性。
关于这方面,在激光加工装置410是在对象物100的中央区域100d位于平台107的旋转轴C上的状态下,对主区域100e实行第1剥离处理。在对象物100的主区域100e位于平台107的旋转轴C上的状态下,对中央区域100d实行第1剥离处理。从而,对中央区域100d实行第1剥离处理时是成为使对象物100对旋转轴C偏心的状态,因此可消解中央区域100d的周速度大幅降低的上述悬念。能够回避形成于中央区域100d的改质区域4的改质点过密的情况。并且,可抑制改质区域4的改质点的间距太紧凑而导致穿透对象物100的第1及第2激光L1、L2进行的伤害(即透光伤害)变大的情况。
[第5实施方式]
接着,针对第5实施方式的激光加工装置进行说明。在第5实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
第5实施方式的激光加工装置500中,控制部9是对主区域100e实行第1剥离处理。并且,控制部9至少对于中央区域100d,不使平台107旋转而通过照射第1激光L1,并控制第1聚光点P1的移动,从而实行在对象物100的内部沿着虚拟面M1形成第1改质区域4A的第2剥离处理。第2剥离处理是使第1聚光点P1直线地移动,而形成直线状地延伸的第1改质区域4A。
针对第5实施方式的激光加工装置500中所实施的第1剥离处理的一例进行具体说明。
在使第1聚光点P1位于虚拟面M1的状态下,不使平台107旋转,至少沿着设定于中央区域100d的多条线,一边照射第1激光L1一边使第1聚光点P1移动。线是在Y方向并排且向X方向延伸。从而,如图27所示那样,在中央区域100d形成直线状延伸的多个第1改质区域4A。此外,也可以使直线状的第1改质区域4A延伸到主区域100e的中央区域100d的周边。
接着,使平台107以恒定速度旋转,以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相接近的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。此时,在第1及第2聚光点P1、P2位于主区域100e的情况下,实行第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射,在第1及第2聚光点P1、P2位于中央区域100d的情况下,停止第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。从而,如图28所示那样,在主区域100e,形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的第1及第2改质区域4A、4B。
以上,即使是激光加工装置500,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置500,也可以高精度地进行修整加工。
在激光加工装置500,对主区域100e实行第1剥离处理。对于中央区域100d,不使平台107旋转而通过照射第1激光L1,并控制第1聚光点P1的移动,从而实行在对象物100的内部沿着虚拟面M1形成第1改质区域4A的第2剥离处理。第2剥离处理是使第1聚光点P1直线地移动,而形成直线状地延伸的第1改质区域4A。在该情况下,形成于中央区域100d的第1改质区域4A的改质点的间距,可通过使第1聚光点P1直线地移动的速度及第1激光L1的频率等的加工条件控制。因此,能够回避形成于中央区域100d的改质点过密的情况。
此外,本实施方式的控制部9,也可以停止第1及第2激光L1、L2对中央区域100d的照射。也就是说,也可以在中央区域100d不施以激光加工。在该情况下,不会在中央区域100d形成改质区域4,因此可避免形成于中央区域100d的改质点过密的情况。
[第6实施方式]
接着,针对第6实施方式的激光加工装置进行说明。在第6实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
如图29所示那样,第6实施方式的激光加工装置600,取代平台107(参照图9)而具备平台607。平台607是支撑部。在平台607,在旋转轴C上以外的位置载置有多个对象物100。也就是说,平台607,比平台107更大型。可将多个(图示的例为四个)对象物100在平台607以不载放于包含旋转轴C的位置的恒定区域的方式配置。可将多个对象物100各自在平台107以位于距旋转轴C的位置为相等的距离的方式配置。
控制部9是在多个对象物100载置于平台607的旋转轴C上以外的位置的状态下,实行第1剥离处理。此处的第1剥离处理,如上述那样一边使平台107旋转,一边以所照射的第1及第2激光L1、L2的第1及第2聚光点P1、P2互相接近或远离的方式向X方向移动的处理。
具体说明第6实施方式的激光加工装置600中,第1剥离处理的实行时的动作的一例。
首先,在平台107的旋转轴C上以外的位置载置多个对象物100。在多个对象物100载置于平台107的旋转轴C上以外的位置的状态下,以控制部9实行第1剥离处理。即,使平台107以恒定速度旋转,以第1及第2聚光点P1、P2沿着X方向互相接近的方式使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。此时,在第1及第2聚光点P1、P2位于对象物100以外的情况下,停止第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射,在第1及第2聚光点P1、P2位于对象物100的情况下,实行第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。
从而,在多个对象物100分别形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状的一部分形状且以曲线状延伸的第1及第2改质区域4A、4B。此外,在图29中,漩涡状的线的灰色区域是第1及第2激光L1、L2的照射停止时的第1及第2聚光点P1、P2的轨迹。
以上,即使是激光加工装置600,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置600,也可以高精度地进行修整加工。
在激光加工装置600,多个对象物100是在平台107被载置于平台107的旋转轴C上以外的位置。在该情况下,也可以消除周速度在对象物100的中央区域100d大幅降低的上述悬念,可避免形成于中央区域100d的改质点过密的情况。
[第7实施方式]
接着,针对第7实施方式的激光加工装置进行说明。在第7实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
如图30所示那样,第7实施方式的激光加工装置700是取代X轴轨道108(参照图9),而具备第1及第2X轴轨道108A、108B。第1X轴轨道108A是沿着X方向延伸的轨道。第1X轴轨道108A,安装于第1Z轴轨道106A。第1X轴轨道108A以第1激光L1的第1聚光点P1沿着X方向移动的方式,使第1激光加工头10A沿着X方向移动。第1X轴轨道108A以第1聚光点P1(聚光部14)通过旋转轴C或其附近的方式,使第1激光加工头10A沿着X方向移动。第1X轴轨道108A,对应于上述移动机构6(参照图1)或上述移动机构300(参照图8)的轨道。第1X轴轨道108A构成第1水平移动机构(水平移动机构)。
第2X轴轨道108B是沿着X方向延伸的轨道。第2X轴轨道108B,安装于第2Z轴轨道106B。第2X轴轨道108B以第2激光L2的第2聚光点P2沿着X方向移动的方式,使第2激光加工头10B沿着X方向移动。第2X轴轨道108B以第2聚光点P2(聚光部14)通过旋转轴C或其附近的方式,使第2激光加工头10B沿着X方向移动。第2X轴轨道108B,对应于上述移动机构6(参照图1)或上述移动机构300(参照图8)的轨道。第2X轴轨道108B构成第2水平移动机构(水平移动机构)。
第1X轴轨道108A从平台107的X方向的一方侧,向另一方侧延伸至跨越旋转轴C的位置的位置。第2X轴轨道108B,从平台107的X方向的另一方侧,向一个方向侧延伸至不跨越旋转轴C的位置的位置。也就是说构成为只有第1激光加工头10A也就是第1聚光点P1,可在X方向移动至平台107的旋转轴C的位置。第1X轴轨道108A与第2X轴轨道108B在Y方向互相错开地配置。在图示的例子中,第1激光加工头10A与第2激光加工头,内部构造虽然未透过旋转轴C而彼此对称,但也可以为对称。
即使是第7实施方式的激光加工装置700,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置700,也可以高精度地进行修整加工。
[第8实施方式]
接着,针对第8实施方式的激光加工装置进行说明。在第8实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
如图31所示那样,第8实施方式的激光加工装置800进一步具备:第3及第4激光加工头10C、10D、第3及第4Z轴轨道106C、106D、以及Y轴轨道109。
第3激光加工头10C对载置于平台107的对象物100沿着Z方向照射第3激光L3(参照图33(c)),在该对象物100的内部形成第3改质区域4C(参照图33(a))。第3激光加工头10C安装于第3Z轴轨道106C及Y轴轨道109。第3激光加工头10C通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着第3Z轴轨道106C于Z方向直线移动。第3激光加工头10C通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着Y轴轨道109于Y方向直线移动。
第4激光加工头10D对载置于平台107的对象物100沿着Z方向照射第4激光L3(参照图33(c)),在该对象物100的内部形成第4改质区域4D(参照图33(a))。第4激光加工头10D安装于第4Z轴轨道106D及Y轴轨道109。第4激光加工头10D通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着第4Z轴轨道106D于Z方向直线移动。第4激光加工头10D通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,而可沿着Y轴轨道109于Y方向直线移动。第3激光加工头10C与第4激光加工头10D,内部构造是透过旋转轴C而彼此对称。
第3Z轴轨道106C是沿着Z方向延伸的轨道。第3Z轴轨道106C,与安装部65同样地经由安装部865而安装有第3激光加工头10C。第3Z轴轨道106C以第3激光L3的第3聚光点P3(参照图33(c))沿着Z方向移动的方式,使第3激光加工头10C沿着Z方向移动。第3Z轴轨道106C构成第3铅直移动机构(铅直移动机构)。
第4Z轴轨道106D是沿着Z方向延伸的轨道。第4Z轴轨道106D与安装部66同样地经由安装部866而安装有第4激光加工头10D。第4Z轴轨道106D以第4激光L4的第4聚光点P4(参照图33(c))沿着Z方向移动的方式,使第4激光加工头10D沿着Z方向移动。第4Z轴轨道106D构成第4铅直移动机构(铅直移动机构)。
Y轴轨道109是沿着Y方向的轨道。Y轴轨道109安装于第3及第4Z轴轨道106C、106D的各个。Y轴轨道109以第3激光L3的第3聚光点P3沿着Y方向移动的方式,使第3激光加工头10C沿着Y方向移动。Y轴轨道109以第4激光L4的第4聚光点P4沿着Y方向移动的方式,使第4激光加工头10D沿着Y方向移动。Y轴轨道109以第3及第4聚光点通过旋转轴C或其附近的方式,使第3及第4激光加工头10C、10D移动。Y轴轨道109,对应于移动机构400(参照图8)的轨道。Y轴轨道109构成水平移动机构(第3及第4水平移动机构)。X轴轨道108与Y轴轨道109,设置成高度位置不同。例如使X轴轨道108设置于下侧,使Y轴轨道109设置于上侧。
第8实施方式中,控制部9所实行的周缘处理,具有第2周回处理,其如图31、图32及图33(a)~图33(c)所示那样,一边使平台107旋转,一边从第1~第4激光加工头10A~10D的各个对于对象物100照射第1~第4激光L1~L4,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。在第2周回处理以使第1~第4激光L1~L4的第1~第4聚光点P1~P4在Z方向位于同位置,且第1~第4激光L1~L4的照射所形成的第1~第4改质区域4A~4D不互相重叠的方式,控制第1~第4激光加工头10A~10D的各自的第1~第4激光L1~L4各自的照射的开始及停止。
具体说明第8实施方式的激光加工装置800中,实施修整加工时的动作的一例。
首先,如图32(a)所示那样,以对位摄影机110位于对象物100的对位对象100n的正上方且使对位摄影机110的焦点配合对位对象100n的方式,以控制部9使平台107旋转并使搭载有对位摄影机110的第1激光加工头10A沿着X轴轨道108及第1Z轴轨道106A移动。
由对位摄影机110进行拍摄。通过控制部9,基于对位摄影机110的拍摄图像,取得对象物100的0度方向的位置。通过控制部9,基于对位摄影机110的拍摄图像,取得对象物100的直径。以控制部9使平台107旋转,在θ方向使对象物100位于基准位置(第3激光加工头10C的加工位置(第3聚光点P3的位置)成为0度方向的位置)。
接着,由控制部9实行第2周回处理。在第2周回处理,如图32(b)所示那样,在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于修整规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。在Y方向中,以第3及第4聚光点P3、P4位于修整规定位置的方式,使第3及第4激光加工头10C、10D沿着Y轴轨道109移动。在Z方向中,以第1~第4聚光点P1~P4在Z方向位于同位置的方式,使第1~4激光加工头10A~10D沿着第1~第4Z轴轨道106A~106D移动。修整规定位置例如是有效区域R的外缘,且从对象物100的外周向径方向内侧进入规定距离的位置。此外,在图32(b),以虚线表示有效区域R及除去区域E的边界(在图33(b)及图33(c)也一样)。
接着,如图33(a)~图33(c)所示那样,开始平台107的旋转。开始测距传感器的里面100b的追随。在平台107的旋转速度成为恒定(等速),且在θ方向的对象物100的位置成为基准位置(例如质量稳定的0度、90度、180度或270度)的时间点,开始第1~第4激光加工头10A~10D进行的第1~第4激光L1~L4的照射。
如图34(a)所示那样,在从第1~第4激光L1~L4的该照射的开始使平台107旋转1/4时,停止第1~第4激光L1~L4的该照射。从而,沿着有效区域R的周缘,形成使第1~第4改质区域4A~4D连接而成的一个环状的改质区域4。使测距传感器停止,并在对象物100位于θ方向的基准位置的状态下,停止平台107的旋转。
接着,通过控制部9实行在除去区域E形成改质区域4的除去处理(外周部的切除处理)。在除去处理是从有效区域R的外缘向径方向内侧的位置前进助跑距离,使第1~第4激光加工头10A~10D于X方向及Y方向移动。以第1~第4聚光点P1~P4位于加工条件所指定的Z方向的位置的方式,使第1~第4激光加工头10A~10D于Z方向移动。开始测距传感器的里面100b的追随。
在停止平台107的旋转的状态下,以第1~第4聚光点P1~P4向径方向外侧用恒定速度移动的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B于X方向移动并使第3及第4激光加工头10C、10D于Y方向移动。此时,在第1~第4聚光点P1~P4位于除去区域E时,实行第1~第4激光L1~L4的照射,在第1~第4聚光点P1~P4位于除此的外的部分时,停止第1~第4激光L1~L4的照射。改变第1~第4聚光点P1~P4的Z方向的位置,多次重复这种第1~第4激光L1~L4的扫描。从而,如图34(b)所示那样,从Z方向观察时沿着将除去区域E进行4等分的线M2(参照图34(a)),形成改质区域4J。也可以从所形成的改质区域4J,使龟裂延伸,该龟裂是沿着线M2而到达表面100a及里面100b的至少任一者。然后,如图35所示那样,通过治具或空气等,以改质区域4A~4D、4J为边界,将除去区域E进行去除。
以上,即使是第8实施方式的激光加工装置800,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置800,也可以高精度地进行修整加工。
在激光加工装置800是由第2周回处理,使第1~第4聚光点P1~P4在Z方向位于同位置,且以第1~第4激光L1~L4的照射所形成的多个改质区域4的各个不会互相重叠的方式,控制第1~第4激光加工头10A~10D各自的第1~第4激光L1~L4的照射的开始及停止。从而,可有效率地使用第1~第4激光加工头10A~10D形成环状的改质区域4。
特别是,在本实施方式,从多个激光加工头的各个照射激光之后,在平台107旋转了360度/(激光加工头的数量)时,停止该激光的照射。可沿着对象物100的有效区域R的周缘,使多个改质区域4连接而形成一个环状的改质区域4。此外,该情况的改质区域4的连接,并不包含改质区域4重叠的情况。
激光加工装置800中,除去处理是在第1~第4聚光点P1~P4的移动速度成为恒定的状态下,使第1~第4激光加工头10A~10D的第1~第4激光L1~L4的照射开始及停止。从而,以通过除去处理所形成的包含在改质区域4的多个改质点的间距成为恒定的方式对齐。
激光加工装置800中,在除去处理,使第1~第4聚光点P1~P4向远离对象物100的中心的方向移动。在该情况下,能够具体地实现上述的除去区域E的细分化。此外,也可以在除去处理,使第1~第4聚光点P1~P4向接近对象物100的中心的方向移动。
在本实施方式,在除去处理中,虽然以停止平台107的旋转的状态在除去区域E形成改质区域4,但也可以一边使平台107旋转一边在除去区域E形成改质区域4。从而,例如可在除去区域E形成如图36所示那样的改质区域4。可细分化除去区域E,在之后的研削时可吹飞破片。通过调整除去处理的各种条件,使该破片的控制(破片控制)成为可能。
在本实施方式,虽然设置X轴轨道108及Y轴轨道109,但并不特别限定于这种构造,只要设置从Z方向观察时互相交叉的第1轴及第2轴即可。此外,例如在对象物100含有硅形成的情况下,就晶体方向及切断质量的观点来看,也可以具备如上述那样以90度交叉的X轴轨道108及Y轴轨道109。
在本实施方式,除了X轴轨道108及Y轴轨道109以外,也可以进一步具备使第1~第4激光加工头10A~10D的至少任一者移动的一个或多个水平轴。例如,除了X轴轨道108(第一轴)与Y轴轨道109(第二轴)以外,也可以设置第三轴,该情况的第三轴,也可以是对X轴轨道108以45度交叉。
在本实施方式,虽然控制成只有第1激光加工头10A甚至第1聚光点P1才能在X方向移动至平台107的旋转轴C的位置,但并不限定于此。也可以例如控制成使第1及第2激光加工头10A、10B的双方甚至第1及第2聚光点P1、P2的双方,都能在X方向移动至平台107的旋转轴C的位置。在本实施方式,也可以构成为可使平台107在X方向及Y方向的至少任一者移动。在本实施方式,第3激光加工头10C也可以与第4激光加工头10D是内部构造不对称。
此外,第1~第4聚光点P1~P4的光束形状,不是正圆形状,而是椭圆形状。通常,在沿着0度或90度等的裂开方向于对象物100形成改质区域4时,光束形状的椭圆形状的长轴方向(以下也称为“椭圆长轴方向”)与加工进行方向一致。但是,在圆周状地形成改质区域4时,由于对于定向平面的角度等,椭圆长轴方向会从裂开方向偏移,使得加工质量恶化。为了抑制加工质量的恶化,只要使椭圆长轴方向,对于加工进行方向以不同的角度加工即可。在该情况下,存在使椭圆长轴方向改变的方法,或是以全方位的加工使质量变得平均的固定椭圆长轴方向的方法。
[第9实施方式]
接着,针对第9实施方式的激光加工装置进行说明。在第9实施方式的说明是说明与第8实施方式不同的点,并省略与第8实施方式重复的说明。
第9实施方式中,周缘处理实行以下处理:一边使平台107旋转,一边以第1激光L1的第1聚光点P1位于Z方向的第1位置的状态下照射第1激光L1,从第1激光L1的该照射的开始直到平台107转一圈时,使第1激光L1的该照射停止,而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。
周缘处理实行以下处理:一边使平台107旋转,一边以第2激光L2的第2聚光点P2位于比Z方向的第1位置更靠激光射入面侧的第2位置的状态下照射第2激光L2,从第2激光L2的该照射的开始直到平台107转一圈时,使第2激光L2的该照射停止,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。
周缘处理实行以下处理:一边使平台107旋转,一边以第3激光L3的第3聚光点P3位于比Z方向的第2位置更靠激光射入面侧的第3位置的状态下照射第3激光L3,从第3激光L3的该照射的开始直到平台107转一圈时,使第3激光L3的该照射停止,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。
周缘处理实行以下处理:一边使平台107旋转,一边以第4激光L4的第4聚光点P4位于比Z方向的第3位置更靠激光射入面侧的第4位置的状态下照射第4激光L4,从第4激光L4的该照射的开始直到平台107转一圈时,使第4激光L4的该照射停止,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。
周缘处理中,第2聚光点P2对于第1聚光点P1在平台107的旋转方向的顺方向错开90度,第3聚光点P3对于第2聚光点P2在平台107的旋转方向的顺方向错开90度,第4聚光点P4对于第3聚光点P3在平台107的旋转方向的顺方向错开90度,第1聚光点P1对于第4聚光点P4在平台107的旋转方向的顺方向错开90度。
周缘处理中,如图37所示那样,第2激光L2的照射是从第1激光L1的照射的开始直到平台107旋转90度之后才开始。周缘处理中,第3激光L3的照射是从第2激光L2的照射的开始直到平台107旋转90度之后才开始。周缘处理中,第4激光L4的照射是从第3激光L3的照射的开始直到平台107旋转90度之后才开始。
在第9实施方式的激光加工装置,其施以修整加工时的动作,在以下几点与第8实施方式不同。即,通过控制部9使第1~4激光加工头10A~10D沿着第1~第4Z轴轨道106A~106D移动,而在Z方向使第1~第4聚光点P1~P4依次位于从Z方向的激光射入面(里面100b)远离的位置。开始平台107的旋转,在平台107的旋转速度成为恒定(等速),且在θ方向的对象物100的位置成为基准位置的时间点,开始第1激光加工头10A进行的第1激光L1的照射。在第1激光L1的照射的开始直到平台107旋转了90度的时间点,开始第2激光L2的照射。在第2激光L2的照射的开始直到平台107旋转了90度的时间点,开始第3激光L3的照射。在第3激光L3的照射的开始直到平台107旋转了90度的时间点,开始第3激光L3的照射。
以上,即使是第9实施方式的激光加工装置,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是第9实施方式的激光加工装置,也可以高精度地进行修整加工。
在第9实施方式的激光加工装置,周缘处理是包含以下处理:一边使平台107旋转,一边以第1聚光点P1位于第1位置的状态下照射第1激光L1,从第1激光L1的该照射的开始直到平台107转一圈时,使第1激光L1的该照射停止,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。周缘处理是包含以下处理:一边使平台107旋转,一边以第2聚光点P2位于比第1位置更靠里面100b侧的第2位置的状态下照射第2激光L2,从第2激光L2的该照射的开始直到平台107转一圈时,使第2激光L2的该照射停止,从而沿着有效区域R的周缘形成环状的改质区域4。第2聚光点P2对于第1聚光点P1,在θ方向的顺方向错开规定角度(此处为90度),第2激光L2的照射是从第1激光L1的照射的开始直到平台107旋转规定角度之后才开始。从而,在Z方向的位置不同的多个位置形成环状的改质区域4的情况下,激光射入面即里面100b侧的改质区域4的存在,可防止对激光射入面的相反的面即表面100a侧的改质区域4的形成造成不良影响的情况。
[第10实施方式]
接着,针对第10实施方式的激光加工装置进行说明。在第10实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
第10实施方式中,控制部9所实行的第1剥离处理如图38所示那样,一边使平台107旋转,一边使第1聚光点P1向X方向的一个方向及另一个方向往复地重复移动,从而沿着平台107的旋转方向形成波状地延伸的第1改质区域4A。并且,在第1剥离处理一边使平台107旋转,一边使第2聚光点P2向X方向的一个方向移动,从而形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且与第1改质区域4A交叉的第2改质区域4B。
针对第10实施方式的激光加工装置1000中所实施的第1剥离处理的一例进行具体说明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于剥离开始规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。剥离开始规定位置,例如是对象物100的外周部的规定位置。接着,开始平台107的旋转。在平台107的旋转速度成为恒定的时间点,开始第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。以第1聚光点P1沿X方向在规定范围内往复的方式,使第1激光加工头10A沿着X轴轨道108往返移动。以第2聚光点P2在X方向接近旋转轴C的位置的方式,使第2激光加工头10B沿着X轴轨道108移动。
以上,从Z方向观察时,在对象物100的内部沿着虚拟面M1(参照图10)形成:沿着平台107的旋转方向延伸成波状的第1改质区域4A、以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且与第1改质区域4A交叉的第2改质区域4B。
以上,即使是第10实施方式的激光加工装置1000,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置1000,也可以高精度地进行修整加工。
在激光加工装置1100,可通过第1剥离处理,沿着虚拟面M1形成:沿着θ方向延伸成波状的第1改质区域4A、以及漩涡状且与第1改质区域4A交叉的第2改质区域4B。从而,可用该等第1及第2改质区域4A、4B为边界剥离对象物100的一部分。能够具体地实现有效率的剥离加工。
[第11实施方式]
接着,针对第11实施方式的激光加工装置进行说明。在第11实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
在第11实施方式的激光加工装置1100以第1聚光点P1的位置在Y方向远离旋转轴C的方式,使第1激光加工头10A对于旋转轴C在Y方向错开配置。这种配置例如可进一步具备使第1激光加工头10A向Y方向移动的Y轴轨道从而实现。或者,这种配置例如可改变使第1激光加工头10A向X方向移动的X轴轨道108(参照图9)在Y方向的固定位置从而实现。
第11实施方式中,在控制部9所实行的第1剥离处理,如图39所示那样,一边使平台107旋转,一边使第1聚光点P1沿着从Z方向观察时对于与对象物100同心的虚拟圆M3的切线而在X方向往返移动,形成第1改质区域。并且,在第1剥离处理是一边使平台107旋转,一边使第2聚光点P2向X方向的一个方向移动,从而形成以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且与第1改质区域交叉的第2改质区域4B。
针对第11实施方式的激光加工装置1100中所实施的第1剥离处理的一例进行具体说明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于剥离开始规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。剥离开始规定位置,例如是对象物100的外周部的规定位置。接着,开始平台107的旋转。在平台107的旋转速度成为恒定的时间点,开始第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。以第1聚光点P1沿着对于虚拟圆M3的切线而在X方向往返移动的方式,使第1激光加工头10A沿着X轴轨道108往返移动。以第2聚光点P2在X方向接近旋转轴C的位置的方式,使第2激光加工头10B沿着X轴轨道108向旋转轴C侧移动。由以上所述,从Z方向观察时,在对象物100的内部沿着虚拟面M1(参照图10)形成:在对象物100的比虚拟圆M3更外周侧且与虚拟圆M3相接的延伸成曲线状的第1改质区域(未图示)、以旋转轴C的位置为中心的漩涡状且与第1改质区域交叉的第2改质区域4B。
以上,即使是第11实施方式的激光加工装置1100,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置1100,也可以高精度地进行修整加工。
在激光加工装置1100,可通过第1剥离处理,沿着虚拟面M1形成:在比虚拟圆M3更外周侧且与虚拟圆M3相接的曲线状的第1改质区域、以及漩涡状且与第1改质区域交叉的第2改质区域4B。从而,可用该等的改质区域4为边界剥离对象物100的一部分。能够具体地实现有效率的剥离加工。
[第12实施方式]
接着,针对第12实施方式的激光加工装置进行说明。在第12实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
在第12实施方式的激光加工装置1200以第1聚光点P1的位置在Y方向上从旋转轴C向一方侧远离的方式,使第1激光加工头10A对于旋转轴C向Y方向的一方侧错开配置。这种配置例如可进一步具备使第1激光加工头10A向Y方向移动的Y轴轨道从而实现。或者,这种配置例如可改变使第1激光加工头10A向X方向移动的X轴轨道108(参照图9)在Y方向的固定位置从而实现。
在第12实施方式的激光加工装置1200以第2聚光点P2的位置在Y方向上从旋转轴C向另一方侧远离的方式,使第2激光加工头10B对于旋转轴C向Y方向的另一方侧错开配置。这种配置例如可进一步具备使第2激光加工头10B向Y方向移动的Y轴轨道从而实现。或者,这种配置例如可改变使第2激光加工头10B向X方向移动的X轴轨道108(参照图9)在Y方向的固定位置从而实现。
第12实施方式中,在控制部9所实行的第1剥离处理,如图40所示那样,一边使平台107旋转,一边使第1聚光点P1沿着从Z方向观察时对于与对象物100同心的虚拟圆M4的切线而在X方向往返移动,从而形成第1改质区域。并且,在第1剥离处理是一边使平台107旋转,一边使第2聚光点P2沿着对于虚拟圆M4的切线而在X方向往返移动,从而形成第2改质区域。
针对第12实施方式的激光加工装置1200中所实施的第1剥离处理的一例进行具体说明。
首先,在X方向中,以第1及第2聚光点P1、P2位于剥离开始规定位置的方式,使第1及第2激光加工头10A、10B沿着X轴轨道108移动。剥离开始规定位置,例如是对象物100的外周部的规定位置。接着,开始平台107的旋转。在平台107的旋转速度成为恒定的时间点,开始第1及第2激光加工头10A、10B进行的第1及第2激光L1、L2的照射。以第1聚光点P1沿着对于虚拟圆M4的切线而在X方向往返移动的方式,使第1激光加工头10A沿着X轴轨道108往返移动。以第2聚光点P2沿着对于虚拟圆M4的切线而在X方向往返移动的方式,使第2激光加工头10B沿着X轴轨道108往返移动。由以上所述,从Z方向观察时,在对象物100的内部沿着虚拟面M1(参照图10)形成:在对象物100的比虚拟圆M4更外周侧且与虚拟圆M4相接的延伸成曲线状的第1及第2改质区域(未图示)。
以上,即使是第12实施方式的激光加工装置1200,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置1200,也可以高精度地进行修整加工。
在激光加工装置1200,可通过第1剥离处理,在比虚拟圆M4更外周侧形成与虚拟圆M4相接的曲线状的第1及第2改质区域。从而,可用该等的改质区域为边界剥离对象物100的一部分。能够具体地实现有效率的剥离加工。
[第13实施方式]
接着,针对第13实施方式的激光加工装置进行说明。在第13实施方式的说明是说明与第8实施方式不同的点,并省略与第8实施方式重复的说明。
如图41所示那样,第13实施方式的激光加工装置1300是取代X轴轨道108,而具备第1及第2X轴轨道108A、108B。第1X轴轨道108A是沿着X方向延伸的轨道。第1X轴轨道108A安装于第1Z轴轨道106A。第1X轴轨道108A以第1激光L1的第1聚光点P1沿着X方向移动的方式,使第1激光加工头10A沿着X方向移动。第1X轴轨道108A以第1聚光点P1(聚光部14)通过旋转轴C或其附近的方式,使第1激光加工头10A沿着X方向移动。第1X轴轨道108A构成第1水平移动机构(水平移动机构)。
第2X轴轨道108B是沿着X方向延伸的轨道。第2X轴轨道108B安装于第2Z轴轨道106B。第2X轴轨道108B以第2激光L2的第2聚光点P2沿着X方向移动的方式,使第2激光加工头10B沿着X方向移动。第2X轴轨道108B以第2聚光点P2(聚光部14)通过旋转轴C或其附近的方式,使第2激光加工头10B沿着X方向移动。第2X轴轨道108B构成第2水平移动机构(水平移动机构)。
第13实施方式的激光加工装置1300是取代Y轴轨道109,而具备第1及第2Y轴轨道109A、109B。第1Y轴轨道109A是沿着Y方向延伸的轨道。第1Y轴轨道109A安装于第3Z轴轨道106C。第1Y轴轨道109以第3激光L3的第3聚光点P3沿着Y方向移动的方式,使第3激光加工头10C沿着Y方向移动。第1Y轴轨道109A以第3聚光点P3(聚光部14)通过旋转轴C或其附近的方式,使第3激光加工头10C沿着Y方向移动。第1Y轴轨道109A对应于移动机构400的轨道。第1Y轴轨道109A构成第3水平移动机构(水平移动机构)。
第2Y轴轨道109B是沿着Y方向延伸的轨道。第2Y轴轨道109B安装于第4Z轴轨道106D。第2Y轴轨道109以第4激光L4的第4聚光点P4沿着Y方向移动的方式,使第4激光加工头10D沿着Y方向移动。第2Y轴轨道109B以第4聚光点P2(聚光部14)通过旋转轴C或其附近的方式,使第4激光加工头10D沿着Y方向移动。第2Y轴轨道109B对应于移动机构400的轨道。第2Y轴轨道109B构成第4水平移动机构(水平移动机构)。
第1X轴轨道108A从平台107的X方向的一方侧,向另一方侧延伸至跨越旋转轴C的位置的位置。第2X轴轨道108B从平台107的X方向的另一方侧,向一个方向侧延伸至不跨越旋转轴C的位置的位置。第1Y轴轨道109A从平台107的Y方向的一方侧,向另一方侧延伸至跨越旋转轴C的位置的位置。第2Y轴轨道109B从平台107的Y方向的另一方侧,向一个方向侧延伸至不跨越旋转轴C的位置的位置。
第1X轴轨道108A与第2X轴轨道108B在Y方向互相错开地配置。第1Y轴轨道109A与第2Y轴轨道109B在X方向互相错开地配置。在图示的例子中,第1激光加工头10A与第2激光加工头10B,内部构造虽然未透过旋转轴C而彼此对称,但也可以为对称。第3激光加工头10C与第4激光加工头10D,内部构造虽然未透过旋转轴C而彼此对称,但也可以为对称。
以上,即使是第13实施方式的激光加工装置1300,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置1300,也可以高精度地进行修整加工。
[第14实施方式]
接着,针对第14实施方式的激光加工装置进行说明。在第14实施方式的说明是说明与第1实施方式不同的点,并省略与第1实施方式重复的说明。
如图42所示那样,第14实施方式的激光加工装置1400是取代X轴轨道108,而具备第1及第2旋转臂141A、141B。第1旋转臂141A的前端侧安装于第1Z轴轨道106A。第1旋转臂141A的基端侧,固定于设在平台107外且沿着Z方向的轴142A。第1旋转臂141A过马达等的公知的驱动装置的驱动力,以轴142A为中心旋转。第1旋转臂141A以第1聚光点P1以轴142A为中心向旋转方向沿着圆弧状的轨迹K1移动的方式,使第1激光加工头10A沿着轨迹K1移动。轨迹K1通过旋转轴C或其附近。第1旋转臂141A构成第1水平移动机构(水平移动机构)。
第2旋转臂141B的前端侧安装于第2Z轴轨道106B。第2旋转臂141B的基端侧固定于设在平台107外且沿着Z方向的轴142B。第2旋转臂141B通过马达等的公知的驱动装置的驱动力,以轴142B为中心旋转。第2旋转臂141B以第2聚光点P2以轴142B为中心向旋转方向沿着圆弧状的轨迹K2移动的方式,使第2激光加工头10B沿着轨迹K2移动。轨迹K2不通过旋转轴C或其附近。第2旋转臂141B构成第2水平移动机构(水平移动机构)。
以上,即使是第14实施方式的激光加工装置1400,也可以在对于对象物100进行各种加工时,增加可同时甚至并列地形成的改质区域4,而能够实现缩短时程。可对于对象物100有效率地进行各种加工。即使是激光加工装置1400,也可以高精度地进行修整加工。
以上,本发明的一个方式,并不限定于上述的实施方式。
在上述的实施方式,虽然将对象物100的里面100b作为激光射入面,但也可以将对象物100的表面100a作为激光射入面。在上述的实施方式,改质区域4也可以例如为形成于对象物100的内部的结晶区域、再结晶区域、或是吸杂(Gettering)区域。结晶区域是维持着对象物100的加工前的构造的区域。再结晶区域是先蒸发、电浆化或融化之后,在再凝固时作为单结晶或多结晶凝固的区域。吸杂区域是收集重金属等的杂质捕获的发挥出吸杂效果的区域,也可以连续地形成,也可以断续地形成。并且,加工装置也可以例如适用于融磨等的加工。
在上述的实施方式,如所述那样,可允许剥离加工的第1及第2改质点SA、SB的间距变动。以下说明该例子。
例如,控制部9也可以是对于主区域100e,以该间距固定为第1间距的方式实行上述第1剥离处理。控制部9是对于中央区域100d,一边使平台107、607旋转或不旋转,一边将第1及第2激光L1、L2的至少一方照射于对象物100,并控制第1及第2聚光点P1、P2的至少一方的移动,从而实行在对象物100的内部沿着虚拟面M1,以该间距小于第1间距的方式形成第1及第2改质区域4A、4B的至少一方的第3剥离处理。
从而,可在中央区域100d,实施比主区域100e更使该间距更加紧凑的加工控制。能够具体地实现有效率的剥离加工。所谓间距成为恒定是包含着间距在规定的误差范围内变动的情况。
例如在上述第3剥离处理,也可以以所包含的多个改质点的间距不成为恒定的方式,将第1及第2改质区域4A、4B的至少一方形成于中央区域100d。在该情况下,能够具体地实现剥离加工,且不需要在中央区域100d使该间距成为恒定的控制。所谓间距不成为恒定是包含着间距不具有一定值(某设定的值)、以及间距以超过该一定值的误差范围的范围变动的情况。即,在上述第3剥离处理,当然也可以以该间距成为恒定的方式将第1及第2改质区域4A、4B的至少一方形成于中央区域100d。
控制部9也可以例如将平台107、607的旋转速度,从最低旋转速度变更至最大旋转速度。控制部9对于中央区域100d,也可以实行一边以最大旋转速度使平台107、607旋转一边照射第1及第2激光L1、L2的第1剥离处理。控制部9也可以对于主区域100e,实行一边以随着第1及第2聚光点P1、P2接近中央区域100d而阶段性变大的旋转速度使平台107、607旋转一边照射第1及第2激光L1、L2的第1剥离处理。在该情况下,也可以具体地实现有效率的剥离加工。
如上所述,周缘处理是修整加工中的处理。如上所述,修整加工是将从晶圆端缘(外缘)的规定距离内侧的区域除去的加工。如上所述,周缘处理是用于在对象物100中将不要部分除去的处理。如上所述,在周缘处理中,以使聚光点定位于从对象物100中的外缘至内侧的位置的方式将水平移动机构驱动之后,开始来自激光加工头的激光的照射,但是其具体的方式不作限定。例如,一边由水平移动机构将激光加工头沿X方向移动,一边取得定位照相机110的摄像画像。以基于摄像画像所辨认的聚光点定位于对象物100的外缘(边缘)上的时间点为基准,接着由水平移动机构将激光加工头沿X方向移动,在聚光点位于有效区域R的周缘的情况下将该移动停止。并且,开始来自激光加工头的激光的照射。由此,可实现一个方式所涉及的修整加工。
如上所述,周缘处理具有至少支撑部从激光的照射的开始旋转1圈时,将激光的该照射设为停止状态的处理(例如第1周回处理)。由此,可实现一个方式所涉及的修整加工。激光的照射的停止状态,是激光未照射于对象物100的状态。在此,只要支撑部旋转1圈时为停止状态即可,在支撑部未旋转1圈时及旋转超过1圈时也可以为停止状态,也可以为激光照射的状态。
如上所述,控制部9以能够设定关于对象物100的有效区域R的周缘的位置的信息而构成,其具体的方式不作限定。例如,关于有效区域R的周缘的位置的信息的除去区域E的宽度,可以是经由输入部而通过使用者输入于控制部9来设定。并且例如,在对齐时,关于有效区域R的周缘的位置的信息的除去区域E的宽度也可以是基于定位照相机110的摄像画像自动地设定于控制部9。由此,可实现一个方式所涉及的修整加工。
上述的实施方式及变形例的各构造,不限定于上述的材料及形状,可适用各式各样的材料及形状。并且,上述的实施方式或变形例的各构造,可任意适用于其它实施方式或变形例的各构造。
符号的说明
4……改质区域;4A……第1改质区域(改质区域);4B……第2改质区域(改质区域);4C……第3改质区域(改质区域);4D……第4改质区域(改质区域);4J……改质区域;9……控制部;10A……第1激光加工头;100……对象物;100d……中央区域;100e……主区域;101、410、500、600、700、800、1000、1100、1200、1300、1400……激光加工装置;106A……第1Z轴轨道(第1铅直移动机构、铅直移动机构);106B……第2Z轴轨道(第2铅直移动机构、铅直移动机构);107、607……平台(支撑部);108……X轴轨道(第1水平移动机构、第2水平移动机构、水平移动机构);109……Y轴轨道(水平移动机构);G1……第1区域;G2……第2区域;C……旋转轴(轴);E……除去区域;L1……第1激光(激光);L2……第2激光(激光);M1……虚拟面;P1……第1聚光点(聚光点);P2……第2聚光点(聚光点);R……有效区域;SA……第1改质点(改质点);SB……第2改质点(改质点)。
Claims (14)
1.一种激光加工装置,其中,
具备:
支撑部,其载置有对象物,且能够以沿着铅直方向的轴为中心旋转;
激光加工头,其对载置于所述支撑部的所述对象物照射激光,在该对象物的内部形成改质区域;
铅直移动机构,其以所述激光的聚光点沿着所述铅直方向移动的方式使所述支撑部及所述激光加工头的至少一方移动;
水平移动机构,其以所述聚光点沿着水平方向移动的方式使所述支撑部及所述激光加工头的至少一方移动;以及
控制部,其基于关于所述支撑部的旋转量的旋转信息,控制所述支撑部的旋转、来自所述激光加工头的所述激光的照射、以及所述聚光点的移动,
所述控制部实行:
周缘处理,其作为修整加工的处理,通过在一边将所述支撑部旋转,一边将所述聚光点定位于沿着所述对象物的有效区域的周缘的位置的状态下,基于所述旋转信息,控制所述激光加工头的所述激光的照射的开始及停止,沿着所述对象物的所述有效区域的周缘形成所述改质区域。
2.如权利要求1所述的激光加工装置,其中,
在所述周缘处理中,以使所述聚光点定位于从所述对象物的外缘至内侧的位置的方式将所述水平移动机构驱动之后,开始来自所述激光加工头的所述激光的照射。
3.如权利要求1或2所述的激光加工装置,其中,
所述周缘处理具有至少从所述激光的照射的开始至所述支撑部旋转1圈时,使所述激光的该照射成为停止状态的处理。
4.如权利要求1~3中任一项所述的激光加工装置,其中,
所述控制部以能够设定关于所述对象物的所述有效区域的周缘的位置的信息而构成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的激光加工装置,其中,
在所述周缘处理中,在所述支撑部的旋转速度成为恒定的状态下,开始及停止所述激光加工头的所述激光的照射。
6.如权利要求1~5中任一项所述的激光加工装置,其中,
所述周缘处理具有:
第1周回处理,其通过在一边将所述支撑部旋转,一边将所述激光的所述聚光点定位于所述铅直方向上的规定位置的状态下照射所述激光,从所述激光的该照射的开始至所述支撑部旋转1圈时停止所述激光的该照射,沿着所述有效区域的周缘形成环状的所述改质区域。
7.如权利要求6所述的激光加工装置,其中,
所述第1周回处理包含沿着所述有效区域的铅直方向上的与激光入射侧为相反侧的周缘形成环状的所述改质区域的第1处理、以及沿着所述有效区域的铅直方向上的激光入射侧的周缘形成环状的所述改质区域的第2处理中的至少任一个。
8.如权利要求6或7所述的激光加工装置,其中,
所述周缘处理具有:
螺旋处理,其通过一边将所述支撑部旋转,一边将所述聚光点沿所述铅直方向移动,沿着所述有效区域的铅直方向上的一方侧及另一方侧之间的周缘,形成螺旋状的所述改质区域。
9.如权利要求6~8中任一项所述的激光加工装置,其中,
具备多个所述激光加工头,
所述周缘处理具有:
第2周回处理,其通过一边将所述支撑部旋转,一边对所述对象物从多个所述激光加工头的各个照射所述激光,沿着所述有效区域的周缘形成环状的所述改质区域,
在所述第2周回处理中,
将多个所述激光的聚光点定位于所述铅直方向上的相同位置,
以由多个所述激光的照射形成的多个所述改质区域的各个彼此不重叠的方式,控制多个所述激光加工头的各个的所述激光的照射的开始及停止。
10.如权利要求6~8中任一项所述的激光加工装置,其中,
具备多个所述激光加工头,
多个所述激光加工头至少包含对所述对象物照射第1激光的第1激光加工头、以及对所述对象物照射第2激光的第2激光加工头,
所述周缘处理包含:
通过在一边将所述支撑部旋转,一边将所述第1激光的第1聚光点定位于所述铅直方向上的第1位置的状态下照射所述第1激光,从所述第1激光的该照射的开始至所述支撑部旋转1圈时停止所述第1激光的该照射,沿着所述有效区域的周缘形成环状的所述改质区域的处理;以及
通过在一边将所述支撑部旋转,一边将所述第2激光的第2聚光点定位于所述铅直方向上的比所述第1位置更靠激光入射面侧的第2位置的状态下照射所述第2激光,从所述第2激光的该照射的开始至所述支撑部旋转1圈时停止所述第2激光的该照射,沿着所述有效区域的周缘形成环状的所述改质区域的处理,
所述第2激光的第2聚光点相对于所述第1激光的第1聚光点,沿所述支撑部的旋转方向的顺方向离开规定角度,
所述第2激光的照射在从所述第1激光的照射的开始起所述支撑部旋转了规定角度之后开始。
11.如权利要求1~10中任一项所述的激光加工装置,其中,
所述控制部实行:
除去处理,其通过不旋转所述支撑部,而将所述激光照射于所述对象物的比所述有效区域更靠外侧的除去区域,并且移动该激光的聚光点,在所述除去区域形成所述改质区域。
12.如权利要求1~10中任一项所述的激光加工装置,其中,
所述控制部实行:
除去处理,其通过一边将所述支撑部旋转,一边将所述激光照射于所述对象物的比所述有效区域更靠外侧的除去区域,并且移动该激光的聚光点,在所述除去区域形成所述改质区域。
13.如权利要求11或12所述的激光加工装置,其中,
在所述除去处理中,在所述激光的聚光点的移动速度成为恒定的状态下,开始及停止所述激光加工头的所述激光的照射。
14.如权利要求11~13中任一项所述的激光加工装置,其中,
在所述除去处理中,沿远离或接近所述对象物的中心的方向移动所述激光的聚光点。
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