激光加工装置的制作方法

1.本公开涉及激光加工装置。


背景技术：

2.作为向对象物照射激光来在对象物中形成改性区域的激光加工装置，已知一种装置，其对激光进行调制以将激光分束为多束加工光并使多束加工光会聚到彼此不同的部位(例如参照日本特开2015-223620号公报和日本特开2015-226012号公报)。这样的激光加工装置因为能够利用多束加工光形成多排改性区域，所以在缩短加工时间方面非常有效。


技术实现要素：

3.例如，在包括基片和矩阵状配置在基片上的多个功能元件的对象物中，功能元件的精细化正在推进之中。随着功能元件的精细化的发展，用于将对象物按每个功能元件进行切割的线(切割线)的数量增加，因此，如何高效地沿着多条线中的每一条线在对象物中形成改性区域，在缩短加工时间方面变得很重要。
4.本公开的目的在于提供一种激光加工装置，在沿着多条线中的每一条线在对象物中形成改性区域的情况下，能够缩短加工时间。
5.本公开的一个方面提供一种激光加工装置，通过向对象物照射激光来沿着第一线和第二线分别在对象物中形成改性区域，其中，对象物具有与z方向交叉的表面，第一线和第二线在与z方向垂直的x方向上延伸并且在与z方向和x方向这两个方向均垂直的y方向上相邻，激光加工装置包括：用于支承对象物的支承部；用于出射激光的光源；对从光源出射的激光进行调制的空间光调制器；使经过空间光调制器调制后的激光会聚的聚光部；测距部，其向表面照射测距用的光，并检测由表面反射来的测距用的光；使聚光部和测距部相对于支承部相对移动的移动部；使聚光部在z方向上移动的驱动部；和控制部，其控制空间光调制器，以使激光分束为第一加工光和第二加工光，且第一加工光的第一会聚点位于第一线上、第二加工光的第二会聚点位于第二线上，并且，控制移动部，以使表面上的测距用的光的照射区域、第一会聚点和第二会聚点沿着第一线和第二线相对移动，并且，基于测距部对测距用的光的检测结果来控制驱动部，以使第一会聚点和第二会聚点分别相对于表面位于规定位置，测距部构成为，能够在y方向上将照射区域的位置调整至少第一线与第二线的间隔的量。
附图说明
6.图1是一实施方式的激光加工装置的立体图。
7.图2是图1所示的激光加工装置的一部分的主视图。
8.图3是图1所示的激光加工装置的激光加工头的主视图。
9.图4是图3所示的激光加工头的侧视图。
10.图5是图3所示的激光加工头的光学系统的结构图。
11.图6是图5所示的空间光调制器的一部分的剖视图。
12.图7是要由图1所示的激光加工装置加工的对象物的俯视图。
13.图8是图7所示的对象物的一部分的剖视图。
14.图9是表示图1所示的激光加工装置中的激光加工的状态的示意图。
15.图10是表示图1所示的激光加工装置中的激光加工的状态的示意图。
16.图11是图1所示的激光加工装置的显示部的结构图。
17.图12是由图1所示的激光加工装置实施的激光加工方法的流程图。
18.图13是表示图1所示的激光加工装置中的基准线、第一线和第二线的位置关系的示意图。
19.图14是表示图1所示的激光加工装置中的基准线、第一线和第二线的位置关系的示意图。
20.图15是表示变形例的激光加工装置的结构的示意图。
21.图16是表示图15所示的激光加工装置中的基准线、第一线和第二线的位置关系的示意图。
22.图17是表示图15所示的激光加工装置中的基准线、第一线和第二线的位置关系的示意图。
23.图18是表示图1所示的激光加工装置中的基准线、第一线和第二线的位置关系的示意图。
24.图19是表示图15所示的激光加工装置中的基准线、第一线和第二线的位置关系的示意图。
25.图20是图18和图19所示的情况下的显示部的结构图。
具体实施方式
26.下面参照附图详细说明本公开的实施方式。各图中对相同或相当的部分标注同一标记，省略重复说明。
27.[激光加工装置的结构]
[0028]
如图1所示，激光加工装置1包括多个移动机构5、6、支承部7、一对激光加工头10a、10b、光源单元8和控制部9。下面，将第一方向称为z方向，将与第一方向垂直的第二方向称为x方向，将与第一方向和第二方向这两个方向都垂直的第三方向称为y方向。在本实施方式中，z方向为铅垂方向，x方向和y方向为水平方向。
[0029]
移动机构5具有固定部51、移动部53和安装部55。固定部51安装在装置框架1a上。移动部53安装在设置于固定部51的轨道上，能够沿着y方向移动。安装部55安装在设置于移动部53的轨道上，能够沿着x方向移动。
[0030]
移动机构6具有固定部61、一对移动部63、64、一对安装部65、66。固定部61安装在装置框架1a上。一对移动部63、64分别安装在设置于固定部61的轨道上，各自能够独立地沿着y方向移动。安装部65安装在设置于移动部63的轨道上，能够沿着z方向移动。安装部66安装在设置于移动部64的轨道上，能够沿着z方向移动。
[0031]
支承部7安装在旋转轴上，旋转轴设置于移动机构5的安装部55，支承部7能够以平行于z方向的轴线作为中心线进行旋转。支承部7用于支承对象物100。对象物100是晶圆。
[0032]
如图1和图2所示，激光加工头10a安装于移动机构6的安装部65。激光加工头10a在z方向上与支承部7对置，在此状态下对支承在支承部7上的对象物100照射激光l。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在z方向上与支承部7对置，在此状态下对支承在支承部7上的对象物100照射激光l。
[0033]
光源单元8具有一对光源81、82。一对光源81、82安装在装置框架1a上。一对光源81、82各自出射激光l。从光源81的出射部81a出射的激光l由光纤2引导至激光加工头10a。从光源82的出射部82a出射的激光l由另一光纤2引导至激光加工头10b。
[0034]
控制部9控制激光加工装置1的各部分(多个移动机构5、6、一对激光加工头10a、10b和光源单元8等)。控制部9构成为包括处理器、内存、存储器和通信器件等的计算机装置。在控制部9中，由处理器执行读取到内存等中的软件(程序)，并由处理器控制内存和存储器上的数据的读取和写入以及通信器件的通信。由此，控制部9能够实现各种功能。
[0035]
对如上构成的激光加工装置1实施的加工之一例进行说明。该加工之一例是这样的例子，即，为了将晶圆即对象物100切割成多个芯片，沿着设定成格子状的多条线中的每一条线，在对象物100的内部形成改性区域。
[0036]
首先，移动机构5使支承部7沿着x方向和y方向分别移动，以使支承着对象物100的支承部7在z方向上与一对激光加工头10a、10b对置。接着，移动机构5使支承部7以平行于z方向的轴线为中心线旋转，以使对象物100上的在一个方向上延伸的多条线沿着x方向。
[0037]
接着，移动机构6沿着y方向移动激光加工头10a，以使从激光加工头10a出射的激光l(下称“激光加工头10a的激光l”)的会聚点位于在一个方向上延伸的一条线上。另一方面，移动机构6沿着y方向移动激光加工头10b，以使从激光加工头10b出射的激光l(下称“激光加工头10b的激光l”)的会聚点位于在一个方向上延伸的另一条线上。接着，移动机构6沿着z方向移动激光加工头10a，以使激光加工头10a的激光l的会聚点位于对象物100的内部。另一方面，移动机构6沿着z方向移动激光加工头10b，以使激光加工头10b的激光l的会聚点位于对象物100的内部。
[0038]
接着，光源81出射激光l，由激光加工头10a向对象物100照射激光l，并且光源82出射激光l，由激光加工头10b向对象物100照射激光l。与此同时，移动机构5沿着x方向移动支承部7，以使激光加工头10a的激光l的会聚点沿着在一个方向上延伸的一条线相对移动，且激光加工头10b的激光l的会聚点沿着在一个方向上延伸的另一条线相对移动。这样，激光加工装置1能够沿着对象物100上的在一个方向上延伸的多条线中的每一条线，在对象物100的内部形成改性区域。
[0039]
接着，移动机构5使支承部7以平行于z方向的轴线为中心线旋转，使对象物100上的在与一个方向正交的另一个方向上延伸的多条线沿着x方向。
[0040]
接着，移动机构6沿着y方向移动激光加工头10a，以使激光加工头10a的激光l的会聚点位于在另一个方向上延伸的一条线上。另一方面，移动机构6沿着y方向移动激光加工头10b，以使激光加工头10b的激光l的会聚点位于在另一个方向上延伸的另一条线上。接着，移动机构6沿着z方向移动激光加工头10a，以使激光加工头10a的激光l的会聚点位于对象物100的内部。另一方面，移动机构6沿着z方向移动激光加工头10b，以使激光加工头10b的激光l的会聚点位于对象物100的内部。
[0041]
接着，光源81出射激光l，由激光加工头10a向对象物100照射激光l，并且光源82出
射激光l，由激光加工头10b向对象物100照射激光l。与此同时，移动机构5沿着x方向移动支承部7，以使激光加工头10a的激光l的会聚点沿着在另一个方向上延伸的一条线相对移动，且激光加工头10b的激光l的会聚点沿着在另一个方向上延伸的另一条线相对移动。这样，激光加工装置1能够沿着对象物100上的在与一个方向正交的另一个方向上延伸的多条线中的每一条线，在对象物100的内部形成改性区域。
[0042]
在上述加工之一例中，一对光源81、82分别通过例如脉冲振荡方式向对象物100出射具有透射性的激光l。当这样的激光l会聚在对象物100的内部时，在与激光l的会聚点对应的部分，激光l被尤其多地吸收，在对象物100的内部形成了改性区域。改性区域是密度、折射率、机械强度、其他物理性质与周围的非改性区域不同的区域。作为改性区域，例如有熔融处理区域、裂纹区域、绝缘击穿区域、折射率变化区域等。
[0043]
当通过脉冲振荡方式出射的激光l照射到对象物100，且激光l的会聚点沿着设定于对象物100上的线相对移动时，以沿着线排成一排的方式形成多个改性点。一个改性点是由激光l的一个脉冲的照射形成的。一排改性区域是排成一排的多个改性点的集合。取决于激光l的会聚点相对于对象物100的相对移动速度和激光l的脉冲重复频率，相邻的改性点有的情况下彼此相连，有的情况下彼此分离。
[0044]
[激光加工头的结构]
[0045]
如图3和图4所示，激光加工头10a包括壳体11、入射部12、激光调整部13和聚光部14。
[0046]
壳体11包括第一壁部21和第二壁部22、第三壁部23和第四壁部24以及第五壁部25和第六壁部26。第一壁部21和第二壁部22在x方向上相互对置。第三壁部23和第四壁部24在y方向上相互对置。第五壁部25和第六壁部26在z方向上相互相对。
[0047]
第三壁部23与第四壁部24的距离小于第一壁部21与第二壁部22的距离。第一壁部21与第二壁部22的距离小于第五壁部25与第六壁部26的距离。此外，第一壁部21与第二壁部22的距离可以等于第五壁部25与第六壁部26的距离，或者也可以大于第五壁部25与第六壁部26的距离。
[0048]
在激光加工头10a中，第一壁部21位于与移动机构6的固定部61相反的一侧，第二壁部22位于固定部61一侧。第三壁部23位于移动机构6的安装部65一侧，第四壁部24位于与安装部65相反的一侧即位于激光加工头10b一侧(参照图2)。第五壁部25位于与支承部7相反的一侧，第六壁部26位于支承部7一侧。
[0049]
壳体11构成为，在第三壁部23配置于移动机构6的安装部65一侧的状态下将壳体11安装于安装部65。具体如下。安装部65包括底板65a和安装板65b。底板65a安装在设置于移动部63的轨道上(参照图2)。安装板65b在底板65a上的激光加工头10b一侧的端部立起设置(参照图2)。在第三壁部23与安装板65b接触的状态下，将螺栓28隔着基座27螺纹连接到安装板65b上，从而将壳体11安装到安装部65。基座27分别设置于第一壁部21和第二壁部22。壳体11相对于安装部65可拆装。
[0050]
入射部12配置于第五壁部25。入射部12使激光l向壳体11内入射。入射部12在x方向上偏向第一壁部21一侧，在y方向上偏向第四壁部24一侧。即，x方向上的入射部12与第一壁部件21的距离小于x方向上的入射部12与第二壁部件22的距离，且y方向上的入射部12与第四壁部件24的距离小于x方向上的入射部12与第三壁部件23的距离。
[0051]
入射部12与光纤2的出射端部2a连接。具体而言，入射部12是包括形成于第五壁部25的孔25a的部分。第五壁部25设置有安装部25b。出射端部2a的主体部分2b通过螺栓等安装于安装部25b。在该状态下，出射端部2a的前端部分2c被插入到孔25a中。由此，光纤2的出射端部2a相对于入射部12可拆装。第五壁部25与主体部分2b之间配置有罩25c。罩25c将形成在孔25a与前端部分2c之间的间隙覆盖。作为一例，在出射端部2a中，主体部分2b内配置有用于抑制返回光的隔离器，前端部分2c内配置有对激光l进行准直的准直透镜。此外，入射部12也可以是连接器等，构成为光纤2的出射端部2a能够连接于其上。
[0052]
激光调整部13配置于壳体11内。激光调整部13调整从入射部12入射的激光l。激光调整部13在壳体11内相对于间隔壁部29配置于第四壁部24一侧。激光调整部13安装在间隔壁部29上。间隔壁部29设置于壳体11内，将壳体11内的区域分隔为第三壁部23一侧的区域和第四壁部24一侧的区域。间隔壁部29构成为壳体11的一部分。激光调整部13所具有的各结构在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。间隔壁部29作为光学底座发挥功能，用于支承激光调整部13所具有的各结构。
[0053]
聚光部14配置于第六壁部26。具体而言，聚光部14在被插通到形成于第六壁部26的孔26a内(参照图5)的状态下配置于第六壁部26。聚光部14使经过激光调整部13调整后的激光l会聚同时向壳体11外出射。聚光部14在x方向上偏向第二壁部22一侧，在y方向上偏向第四壁部24一侧。即，x方向上的聚光部14与第二壁部22的距离小于x方向上的聚光部14与第一壁部21的距离，y方向上的聚光部14与第四壁部24的距离小于x方向上的聚光部14与第三壁部23的距离。
[0054]
如图5所示，激光调整部13包括反射部31、衰减器32和反射部33。反射部31、衰减器32和反射部33配置在沿着x方向延伸的第一直线a1上。反射部31在z方向上与入射部12对置。即，反射部31在z方向上与光纤2的出射端部2a对置。反射部31将从入射部12入射的激光l反射到第二壁部22一侧。衰减器32调整由反射部31反射来的激光l的输出。反射部33将经过衰减器32调整了输出的激光l反射到第六壁部26一侧。各反射部31、33例如是反射镜或棱镜。
[0055]
激光调整部13还包括扩束器34和反射部35。反射部33、扩束器34和反射部35配置在沿着z方向延伸的第二直线a2上。扩束器34扩大由反射部件33反射来的激光l的直径。反射部35将经过扩束器34扩大了直径的激光l反射到第一壁部21一侧并且是第五壁部25一侧。反射部35例如是反射镜或棱镜。
[0056]
激光调整部13还包括空间光调制器36和成像光学系统37。空间光调制器36、成像光学系统37和聚光部14配置在沿着z方向延伸的第三直线a3上。空间光调制器36对由反射部35反射来的激光l进行调制，同时将其反射到第六壁部26一侧。空间光调制器36是反射型空间光调制器(slm：spatial light modulator)。成像光学系统37构成为双侧远心光学系统，其中，空间光调制器36的反射面36a与聚光部14的入瞳面14a处于成像关系。成像光学系统37由三个以上的透镜构成。这样，空间光调制器36调制从光源81(参照图1)出射的激光l，聚光部14使经过空间光调制器36调制的激光l会聚。
[0057]
第一直线a1、第二直线a2和第三直线a3位于与y方向垂直的平面上。第二直线a2相对于第三直线a3位于第二壁部22一侧。在激光加工头10a中，沿着z方向从入射部12入射到壳体11内的激光l被反射部31反射从而在第一直线a1上行进。在第一直线a1上行进的激光l
被反射部件33反射从而在第二直线a2上行进。在第二直线a2上行进的激光l被反射部35和空间光调制器36依次反射，从而在第三直线a3上行进。在第三直线a3上行进的激光l沿着z方向从聚光部14出射到壳体11外。
[0058]
激光加工头10a还包括二向色镜15、测距部16、观察部17、驱动部18和电路部19。
[0059]
二向色镜15在第三直线a3上配置于成像光学系统37与聚光部14之间。即，二向色镜15在壳体11内配置于激光调整部13与聚光部14之间。二向色镜15在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。二向色镜15使激光l透射。从抑制像散的观点出发，例如，二向色镜15优选为例如立方体型或由配置成具有扭转关系的两片板构成的类型。
[0060]
测距部16在壳体11内相对于第一直线a3配置于第一壁部21一侧。即，测距部16在x方向上相对于聚光部14配置于第一壁部21一侧。测距部16在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。测距部16向对象物100的表面照射用于测量对象物100的表面(例如激光l入射的一侧的表面)与聚光部14之间的距离的测距用的光l10(例如测距用的激光)，并检测在对象物100的表面反射的光l10。
[0061]
在本实施例中，测距部16构成为，使要向对象物100的表面照射的光l10和由对象物100的表面反射来的光l10通过聚光部14。即，从测距部16出射的光l10通过聚光部14照射到对象物100的表面，由对象物100的表面反射来的光l10通过聚光部14入射到测距部16。测距部16是作为受光传感器包括4象限光电二极管的像散方式的传感器。
[0062]
更具体而言，测距部16包括主体部161和调整部162。主体部161向对象物100的表面照射光l10，并检测由对象物100的表面反射来的光l10。调整部162是用于调整向对象物100的表面照射的光l10的光轴的部分。调整部162包括第一转向镜162a和第二转向镜162b。第一转向镜162a和第二转向镜162b以各自的镜面的角度可调整的方式，在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。
[0063]
从主体部161出射的光l10被第一转向镜162a、第二转向镜162b、分束器20和二向色镜15依次反射，通过聚光部14出射到壳体11外并照射对象物100的表面。由对象物100的表面反射来的光l10通过聚光部14入射到壳体11内，在二向色镜15、分束器20、第二转向镜162b和第一转向镜162a上依次反射，入射到主体部161。此外，分束器20在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。
[0064]
观察部17在壳体11内相对于第三直线a3配置于第一壁部21一侧。即，观察部17在x方向上相对于聚光部14配置于第一壁部21一侧。观察部17在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。观察部17向对象物100的表面照射用于观察对象物100的表面(例如激光l入射的一侧的表面)的观察用的光l20(例如可见光)，并检测由对象物100的表面反射来的光l20。
[0065]
在本实施方式中，从观察部17出射的光l20透过分束器20被二向色镜15反射，通过聚光部14出射到壳体11外，向对象物100的表面照射。由对象物100的表面反射来的光l20通过聚光部14入射到壳体11内，被二向色镜15反射并透过分束器20入射到观察部17。此外，激光l、光l10和光l20各自的波长彼此不同(至少各自的中心波长彼此错开)。
[0066]
驱动部18在第四壁部24一侧安装在间隔壁部29上。驱动部18例如通过压电元件的驱动力，使配置于第六壁部26的聚光部14在z方向上移动。
[0067]
电路部19在壳体11内相对于间隔壁部29配置于第三壁部23一侧。即，电路部19在壳体11内相对于激光调整部13、测距部16和观察部17配置于第三壁部23一侧。电路部19与
间隔壁部29隔开间隔。电路部19例如是多个电路板。电路部19对从测距部16输出的信号和要向空间光调制器36输入的信号进行处理。电路部19基于从测距部16输出的信号来控制驱动部18。作为一例，电路部19基于从测距部16输出的信号控制驱动部18，以使对象物100的表面与聚光部14之间的距离维持为恒定(即，将对象物100的表面与激光l的会聚点之间的距离维持为恒定)。
[0068]
此外，在间隔壁部29上形成有切口、孔等(省略图示)，它们供用于将测距部16、观察部17、驱动部18和空间光调制器36分别与电路部19电连接的配线穿过。另外，在壳体11上设置有连接器(省略图示)，其上连接用于将电路部19和控制部9(参照图1)电连接的配线等。
[0069]
激光加工头10b与激光加工头10a同样地，包括壳体11、入射部12、激光调整部13、聚光部14、二向色镜15、测距部16、观察部17、驱动部18和电路部19。但是，如图2所示，激光加工头10b的各结构被配置为，关于通过一对安装部65、66之间的中点且与y方向垂直的虚拟平面，与激光加工头10a的各结构具有面对称的关系。
[0070]
例如，激光加工头10a的壳体11，以第四壁部24相对于第三壁部23位于激光加工头10b一侧、且第六壁部26相对于第五壁部25位于支承部7一侧的方式，被安装在安装部65上。与此相对，激光加工头10b的壳体11，以第四壁部24相对于第三壁部23位于激光加工头10a一侧、且第六壁部26相对于第五壁部25位于支承部7一侧的方式，被安装在安装部66上。
[0071]
激光加工头10b的壳体11构成为，在第三壁部23配置于安装部66一侧的状态下将壳体11安装于安装部66。具体如下。安装部66包括底板66a和安装板66b。底板66a安装在设置于移动部63的轨道上。安装板66b在底板66a上的激光加工头10a一侧的端部立起设置。激光加工头10b的壳体11在第三壁部23与安装板66b接触的状态下安装于安装部66。激光加工头10b的壳体11相对于安装部66可拆装。
[0072]
[空间光调制器的结构]
[0073]
如图6所示，空间光调制器36通过在半导体基片41上按顺序层叠驱动电路层42、像素电极层43、反射膜44、取向膜45、液晶层46、取向膜47、透明导电膜48和透明基片49而构成。空间光调制器36是反射型液晶(lcos：liquid crystal on silicon)空间光调制器。
[0074]
半导体基片41例如是硅基片。驱动电路层42在半导体基片41上构成有源矩阵电路。像素电极层43包括沿着半导体基片41的表面呈矩阵状排列的多个像素电极43a。各像素电极43a由例如铝等金属材料形成。通过驱动电路层42向各像素电极43a施加电压。
[0075]
反射膜44例如是电介质多层膜。取向膜45设置在液晶层46的反射膜44一侧的表面，取向膜47设置在液晶层46的与反射膜44相反的一侧的表面。各取向膜45、47例如由聚酰亚胺等高分子材料形成，在各取向膜45、47的与液晶层46接触的面上实施例如摩擦处理。取向膜45、47使液晶层46中包含的液晶分子46a排列在一定方向上。
[0076]
透明导电膜48设置于透明基片49上的取向膜47一侧的表面，隔着液晶层46等与像素电极层43面对面。透明基片49例如是玻璃基片。透明导电膜48例如由ito等透光性的导电材料形成。透明基片49和透明导电膜48使激光l透射。
[0077]
在如上构成的空间光调制器36中，当从控制部10对驱动电路层42输入了表示调制图案的信号时，各像素电极43a被施加与该信号对应的电压，在各像素电极43a与透明导电膜48之间形成电场。当形成了该电场时，在液晶层46中，液晶分子216a的排列方向按每个与
各像素电极43a对应的区域而变化，折射率按每个与各像素电极43a对应的区域而变化。该状态就是在液晶层46上显示了调制图案的状态。
[0078]
在液晶层46上显示有调制图案的状态下，当激光l经由透明基片49和透明导电膜48从外部入射到液晶层46，在反射膜44上发生反射，再经由透明导电膜48和透明基片49从液晶层46出射到外部时，激光l按照显示在液晶层46上的调制图案而被调制。这样，采用空间光调制器36，可以通过适当设定显示在液晶层46上的调制图案，来进行激光l的调制(例如，激光l的强度、振幅、相位、偏振等的调制)。
[0079]
[对象物的结构]
[0080]
如图7和图8所示，对象物100包括基片101和多个功能元件102。多个功能元件102以矩阵状配置在基片101上。
[0081]
基片101具有正面101a和背面101b。基片101例如是硅基片等半导体基片。在基片101上设置有表示结晶方向的凹槽(notch)101c。此外，也可以在基片101上设置定向平面(orientation flat)来代替凹槽101c。
[0082]
多个功能元件102设置于基片101的正面101a。各功能元件102例如是光电二极管等受光元件、激光二极管等发光元件、存储器等电路元件等。各功能元件102有时为多层堆叠而得的三维结构。
[0083]
对象物100要沿着多条线90中的每一条线按功能元件102进行切割。多条线90以从对象物100的厚度方向(与正面101a和背面101b交叉的方向)观察时穿过多个功能元件102彼此之间的方式格子状地延伸。在对象物100中，迹道(street)区域103以穿过多个功能元件102彼此之间的方式呈格子状延伸，且各条线90穿过迹道区域103的中央。多条线90是利用激光加工装置1在对象物100上设定的虚拟的线。另外，多条线90也可以是在对象物100上实际上画出的线。
[0084]
[控制部的功能]
[0085]
作为前提，如图9和图10所示，激光加工装置1通过向具有与z方向交叉的表面(在本实施例中为基片101的正面101a或背面101b)的对象物100照射激光l，来沿着第一线91和第二线92分别在对象物100上形成改性区域m。第一线91和第二线92是多条线90中沿x方向延伸且在y方向上相邻的任意一对线90。
[0086]
另外，在各激光加工头10a、10b中，测距部16(参照图5)构成为，能够在y方向上将测距用的光l10的照射区域r的位置调整至少第一线91与第二线92的间隔的量。光l10的照射区域r是对象物100的表面(在本实施方式中为基片101的正面101a或背面101b)处的光l10的照射区域。在本实施方式中，利用调整部162调整向基片101的正面101a或背面101b照射的光l10的光轴(参照图5)，能够在y方向上将光l10的照射区域r的位置调整至少第一线91与第二线92的间隔的量。
[0087]
在以上的前提下，下面着眼于沿x方向延伸且在y方向上相邻的第一线91和第二线92，对控制部9的功能进行说明。在以下说明中，并不明确说明向对象物100照射激光l的主体是一对激光加工头10a、10b中的哪一个，但该主体可以是一对激光加工头10a、10b中的任意一个，也可以是一对激光加工头10a、10b两者。另外，下文的说明以沿x方向延伸且在y方向上相邻的第一线91和第二线92为最小单位，能够应用于所有的线90。
[0088]
在如图9所示，以使得激光l从多个功能元件102一侧入射到基片101(即，激光l从
基片101的正面101a中的与迹道区域103对应的区域入射到基片101)的方式，利用支承部7支承对象物100的情况下(下称“正面入射的情况”)，控制部9如下发挥作用。控制部9控制空间光调制器36，以使激光l分束为第一加工光l1和第二加工光l2，且第一加工光l1的第一会聚点c1位于第一线91上，第二加工光l2的第二会聚点c2位于第二线92上。并且，控制部9控制移动机构5(参照图1)，以使正面101a上的测距用的光l10的照射区域r和第一会聚点c1以及第二会聚点c2沿着第一线91和第二线92相对移动。进而，控制部9基于测距部16的光l10的检测结果来控制驱动部18(参照图5)，以使第一会聚点c1和第二会聚点c2分别相对于正面101a位于规定位置(例如，将正面101a与第一会聚点c1和第二会聚点c2各自的距离维持为恒定)。
[0089]
在正面入射的情况下，通过利用调整部162调整向正面101a照射的光l10的光轴(参照图5)，使照射区域r位于第一线91上或第二线92上。调整部162的调整可以由操作员手动实施，也可以由控制部9自动实施。
[0090]
在如图10所示，以使得激光l从与多个功能元件102相反的一侧入射到基片101(即，激光l从基片101的背面101b入射到基片101)的方式，利用支承部7支承对象物100的情况下(下称“背面入射的情况”)，控制部9如下发挥作用。控制部9控制空间光调制器36，以使激光l分束为第一加工光l1和第二加工光l2，且第一加工光l1的第一会聚点c1位于第一线91上，第二加工光l2的第二会聚点c2位于第二线92上。并且，控制部9控制移动机构5(参照图1)，以使背面101b上的测距用的光l10的照射区域r和第一会聚点c1以及第二会聚点c2沿着第一线91和第二线92相对移动。进而，控制部9基于测距部16的光l10的检测结果来控制驱动部18(参照图5)，以使第一会聚点c1和第二会聚点c2分别相对于背面101b位于规定位置(例如，将背面101b与第一会聚点c1和第二会聚点c2各自的距离维持为恒定)。
[0091]
在背面入射的情况下，通过利用调整部162调整向背面101b照射的光l10的光轴(参照图5)，使照射区域r位于第一线91与第二线92之间的中心线(即与第一线91和第二线92分别等距处的线)上。调整部162的调整可以由操作员手动实施，也可以由控制部9自动实施。
[0092]
其中，第一会聚点c1、第二会聚点c2或照射区域r位于规定部位(第一线91、第二线92、第一线91与第二线92之间的中心线、第一线91和第二线92之间等)上是指，在从z方向观察的情况下，第一会聚点c1、第二会聚点c2或照射区域r位于该规定部位上。另外，在上述说明中，移动机构5作为使聚光部14和测距部16相对于支承部7相对移动的移动部起作用，但也可以由移动机构6作为该移动部发挥作用，也可以由多个移动机构5、6作为该移动部发挥作用(参照图1)。另外，各激光加工头10a、10b所具备的电路部19(参照图5)也可以作为控制部9的至少一部分起作用。
[0093]
[激光加工装置的动作]
[0094]
作为前提，如图2所示，激光加工装置1包括摄像部3。摄像部3获取对象物100的图像。摄像部3例如由ingaas照相机构成，获取基于近红外线的对象物100的像。摄像部3例如安装于移动机构6的安装部65。作为一例，在对象物100的基片101是硅基片，且摄像部3获取基于近红外线的对象物100的像的情况下，摄像部3不仅能够从多个功能元件102一侧获取多个功能元件102和迹道区域103(参照图7)的像，也能够从基片101的背面101b一侧获取该像。
[0095]
另外，如图11所示，激光加工装置1具有包含显示部4a的输入接收部4。显示部4a将摄像部3获取的对象物100的图像显示为对象物100的图形(graphic)。显示部4a构成gui(graphical user interface)。此外，输入接收部4还包含鼠标、键盘等输入装置(未图示)。
[0096]
在以上的前提下，下面着眼于沿x方向延伸且在y方向上相邻的第一线91和第二线92，对激光加工装置1的动作进行说明。在以下说明中，并不明确说明向对象物100照射激光l的主体是一对激光加工头10a、10b中的哪一个，但该主体可以是一对激光加工头10a、10b中的任意一个，也可以是一对激光加工头10a、10b两者。另外，下文的说明以沿x方向延伸且在y方向上相邻的第一线91和第二线92为最小单位，能够应用于所有的线90。
[0097]
首先，将对象物100置于支承部7上。接着，如图11所示，当操作员操作输入接收部4而在显示部4a上选择了“双线分束加工”时，显示部4a显示对象物100、第一线91、第二线92和基准线93各自的图形。对象物100的图形是由摄像部3获取的对象物100的图像。基准线93是对应于聚光部14的光轴相对于对象物100相对移动的轨迹的线。
[0098]
接着，当操作员操作输入接收部4而在显示部4a上对“分束间隔”栏输入了数值时，显示部4a在图形中以基准线93为中心线使第一线91和第二线92在y方向上移动，以使图形中的第一线91与第二线92的距离成为上述数值。另外，当操作员操作输入接收部4而在图形中以基准线93为中心线使第一线91和第二线92沿y方向发生了移动时，显示部4a在“分束间隔”栏中显示图形中的第一线91与第二线92的距离。分束间隔的数值是第一加工光l1的第一会聚点c1与第二加工光l2的第二会聚点c2之间的距离(y方向上的距离)。这样，输入接收部4能够接收“关于第一会聚点c1和第二会聚点c2各自在y方向上的位置的信息”(第一信息)的输入。此外，为了改变作为激光加工对象的第一线91和第二线92，控制部9基于所输入的分束间隔的数值来控制移动机构5，以使聚光部14和测距部16在y方向上移动分束间隔的数值的2倍距离。
[0099]
进而，操作员操作输入接收部4在显示部4a上选择“基准线”、“调整到第一线一侧”和“调整到第二线一侧”作为“测距位置”。测距位置是测距用的光l10的照射区域r的位置(y方向上的位置)。如图9所示的正面入射的情况那样，在应当使照射区域r位于第一线91上或第二线92上的情况下，操作员只要选择“调整到第一线一侧”或“调整到第二线一侧”即可。如图10所示的背面入射的情况那样，在应当使照射区域r位于第一线91与第二线92之间的中心线上的情况下，操作员只要选择“基准线”即可。这样，输入接收部4能够接收“关于照射区域r在y方向上的位置的信息”(第二信息)的输入。
[0100]
接着，如图12所示，控制部9依次实施这些处理：根据包含输入到“分束间隔”栏的数值在内的激光l的照射条件，决定要对空间光调制器36输入的调制图案的处理(步骤s01)；根据作为“测距位置”选择的“基准线”、“调整到第一线一侧”和“调整到第二线一侧”中的任一个，调整照射区域r的位置的处理(步骤s02)；和实施激光加工的处理(步骤s03)。这样，控制部9基于“关于第一会聚点c1和第二会聚点c2各自在y方向上的位置的信息”来控制空间光调制器36，以使第一会聚点c1位于第一线91上且第二会聚点c2位于第二线92上。并且，控制部9基于“关于照射区域r在y方向上的位置的信息”来控制测距部16，以使照射区域r位于第一线91上或第二线92上，或者位于第一线91与第二线92之间的中心线上。
[0101]
图13是表示由图1所示的激光加工装置1采用正面入射(参照图9)来实施激光加工时的基准线93、第一线91和第二线92的位置关系的示意图。如图13中(a)和(b)所示，第一线
91和第二线92以基准线93为中心线，位于y方向上的基准线93的两侧。如图13中(a)所示，聚光部14位于基准线93上。如图13中(b)所示，第一会聚点c1和照射区域r位于第一线91上，第二会聚点c2位于第二线92上。
[0102]
图14是表示由图1所示的激光加工装置1采用背面入射(参照图10)来实施激光加工时的基准线93、第一线91和第二线92的位置关系的示意图。如图14中(a)和(b)所示，第一线91和第二线92以基准线93为中心线，位于y方向上的基准线93的两侧。如图14中(a)所示，聚光部14位于基准线93上。如图14中(b)所示，第一会聚点c1位于第一线91上，第二会聚点c2位于第二线92上，照射区域r位于基准线93(第一线91与第二线92之间的中心线)上。
[0103]
此外，输入接收部4也可以接收“关于激光l向对象物100入射的入射侧的信息”(第三信息)的输入。并且，在图9所示的正面入射的情况下，控制部9基于“关于照射区域r在y方向上的位置的信息”来控制测距部16，以使照射区域r位于第一线91上或第二线92上。另一方面，在图10所示的背面入射的情况下，控制部9基于“关于照射区域r在y方向上的位置的信息”来控制测距部16，以使照射区域r位于第一线91与第二线92之间的中心线上。
[0104]
也可以由操作员手动地实施调整部162的调整，来使照射区域r位于第一线91上或第二线92上，或者位于第一线91与第二线92之间的中心线上。在该情况下，省略由控制部9调整照射区域r的位置的处理(步骤s02)。
[0105]
[作用和效果]
[0106]
在激光加工装置1中，控制部9控制空间光调制器36，以使激光l分束为第一加工光l1和第二加工光l2，且第一加工光l1的第一会聚点c1位于第一线91上，第二加工光l2的第二会聚点c2位于第二线92上，并且，控制部9控制移动机构5，以使测距用的光l10的照射区域r和第一会聚点c1以及第二会聚点c2沿着第一线91和第二线92相对移动。此时，控制部9基于测距部16对测距用的光l10的检测结果来控制驱动部18，以使第一会聚点c1和第二会聚点c2分别相对于对象物100的正面101a或背面101b位于规定位置。由此，能够在改性区域m相对于对象物100的正面101a或背面101b位于规定位置的状态下，分别沿着第一线91和第二线92在对象物100中形成改性区域m。在此，在激光加工装置1中，测距部16被构成为，能够在y方向上将测距用的光l10的照射区域r的位置调整至少第一线91与第二线92的间隔的量。因此，能够根据激光l的照射条件等，在y方向上调整测距用的光l10的照射区域r的位置，能够相对于对象物100的正面101a或背面101b在规定位置高精度地形成改性区域m。因此，采用激光加工装置1，在沿着多条线中的每一条线在对象物100中形成改性区域m的情况下，能够缩短加工时间。
[0107]
在激光加工装置1中，输入接收部4接收“关于第一会聚点c1和第二会聚点c2各自在y方向上的位置的信息”的输入，控制部9基于该信息控制空间光调制器36，以使第一会聚点c1位于第一线91上且第二会聚点c2位于第二线92上。由此，能够容易且高精度地分别沿着第一线91和第二线92形成改性区域m。
[0108]
在激光加工装置1中，输入接收部4接收“关于照射区域r在y方向上的位置的信息”的输入，控制部9基于该信息控制测距部16，以使照射区域r位于第一线91上或第二线92上，或者位于第一线91与第二线92之间的中心线上。由此，能够容易且高精度地相对于对象物100的正面101a或背面101b在规定位置形成改性区域m。
[0109]
在激光加工装置1中，输入接收部4接收“关于激光l向对象物100入射的入射侧的
信息”的输入，控制部9在图9所示的正面入射的情况下，基于该信息控制测距部16，以使照射区域r位于第一线91上或第二线92上，在图10所示的背面入射的情况下，基于该信息控制测距部16，以使照射区域r位于第一线91与第二线92之间的中心线上。由此，在正面入射的情况下，能够防止测距用的光l10受到功能元件102的影响，能够相对于对象物100的正面101a或背面101b在规定位置形成改性区域m。并且，在背面入射的情况下，能够分别沿着第一线91和第二线92均衡地形成改性区域m。
[0110]
在激光加工装置1中，输入接收部4包括显示部4a，用于显示对象物100、第一线91和第二线92各自的图形。由此，能够可视化地掌握加工预定状态。
[0111]
在激光加工装置1中，显示部4a显示基准线93，其对应于聚光部14的光轴相对于对象物100相对移动的轨迹。由此，能够可视化地掌握以聚光部14的光轴为基准的加工预定状态。
[0112]
在激光加工装置1中，摄像部3获取对象物100的图像，显示部4a显示对象物100的图像作为对象物100的图形。由此，能够容易地获取对象物100的图形。
[0113]
在激光加工装置1中，测距部16构成为使得测距用的光l10从聚光部14通过，其中，主体部161向正面101a或背面101b照射光l10，并同时检测由正面101a或背面101b反射来的光l10，调整部162调整向正面101a或背面101b照射的光l10的光轴。该结构在应当减小测距用的光l10的照射区域r的情况下(例如，在正面入射的情况下，迹道区域103的宽度较窄时)是有效的。
[0114]
[变形例]
[0115]
本公开不限于上述实施方式。例如，测距部16也可以构成为使得测距用的光l10不从聚光部14通过。具体而言，也可以如图15所示，使测距部16以与聚光部14不同轴的方式安装在装置框架1a上。该情况下，测距部16可以包括主体部163和调整部164。主体部163向正面101a或背面101b照射光l10，并同时检测由正面101a或背面101b反射来的光l10。调整部164是用于调整主体部163在y方向上的位置的部分。调整部164使主体部163沿着y方向移动，以能够在y方向上将测距用的光l10的照射区域r的位置调整至少第一线91与第二线92的间隔的量。该结构在隔着胶带(tape)等部件向对象物100的表面照射测距用的光l10的情况下是有效的。此外，图15所示的测距部16能够使用三角测距方式、激光共焦方式、白光共焦方式、光谱干涉方式、像散方式等的传感器。
[0116]
图16是表示由图15所示的激光加工装置1采用正面入射(参照图9)来实施激光加工时的基准线93、第一线91和第二线92的位置关系的示意图。如图16中(a)和(b)所示，第一线91和第二线92以基准线93为中心线，位于y方向上的基准线93的两侧。如图16中(a)所示，聚光部14位于基准线93上，主体部163位于第一线91上。如图16中(b)所示，第一会聚点c1和照射区域r位于第一线91上，而第二会聚点c2位于第二线92上。
[0117]
图17是表示由图15所示的激光加工装置1采用背面入射(参照图10)来实施激光加工时的基准线93、第一线91和第二线92的位置关系的示意图。如图17中(a)和(b)所示，第一线91和第二线92以基准线93为中心线，位于y方向上的基准线93的两侧。如图17中(a)所示，聚光部14和主体部163位于基准线93上。如图17中(b)所示，第一会聚点c1位于第一线91上，第二会聚点c2位于第二线92上，照射区域r位于基准线93(第一线91与第二线92之间的中心线)上。
[0118]
在图1所示的激光加工装置1和图15所示的激光加工装置中的任一种加工装置中，第一线91均可以位于基准线93上。
[0119]
图18是表示由图1所示的激光加工装置1采用正面入射(参照图9)或背面入射(参照图10)来实施激光加工时的基准线93、第一线91和第二线92的位置关系的示意图。如图18中(a)和(b)所示，第一线91位于基准线93上，第二线92位于基准线93的y方向上的一方侧。如图18中(a)所示，聚光部14位于基准线93上。如图18中(b)所示，第一会聚点c1和照射区域r位于基准线93上(位于第一线91上)，第二会聚点c2位于第二线92上。
[0120]
图19是表示由图15所示的激光加工装置1采用正面入射(参照图9)或背面入射(参照图10)来实施激光加工时的基准线93、第一线91和第二线92的位置关系的示意图。如图19中(a)和(b)所示，第一线91位于基准线93上，第二线92位于基准线93的y方向上的一方侧。如图19中(a)所示，聚光部14和主体部163位于基准线93上。如图19中(b)所示，第一会聚点c1和照射区域r位于基准线93上(第一线91上)，第二会聚点c2位于第二线92上。
[0121]
图20是图18和图19所示的情况下的显示部4a的结构图。在图18和图19所示的情况下，照射区域r始终位于基准线93上(第一线91上)。因此，在图20所示的显示部4a上没有如图11所示的显示部4a那样设置选择“测距位置”的栏。
[0122]
在图1所示的激光加工装置1中，在主体部161也可以使受光传感器(检测由正面101a或背面101b反射来的光l10的受光传感器)的位置和角度可调整。这是为了在通过调整部162调整了光l10的光轴的情况下，使受光传感器能够可靠地检测由正面101a或背面101b反射来的光l10。
[0123]
在图15所示的激光加工装置1中，也可以在聚光部14的x方向上的两侧设置一对测距部16。在使第一会聚点c1和第二会聚点c2于x方向上的一方侧沿着第一线91和第二线92相对移动的情况下，可以使用一方的测距部16，在使第一会聚点c1和第二会聚点c2于x方向上的另一方侧沿着第一线91和第二线92相对移动的情况下，可以使用另一方的测距部16。
[0124]
测距部16也可以向对象物100中的正面101a和背面101b以外的表面照射光l10，并检测由该表面反射来的光l10，只要该表面是与z方向交叉的表面即可。
[0125]
在由图1和图15所示的各激光加工装置1采用正面入射(参照图9)来实施激光加工的情况下，照射区域r只要例如在从z方向观察的情况下位于迹道区域103内即可，可以稍微偏离第一线91上或第二线92上。
[0126]
在由图1和图15所示的各激光加工装置1采用背面入射(参照图10)来实施激光加工的情况下，照射区域r也可以位于第一线91上或第二线92上，或者位于第一线91与第二线92之间。
[0127]
也可以是，输入接收部4接收关于对象物100的信息(各功能元件102的尺寸、迹道区域103的宽度等)的输入，控制部9基于该信息生成对象物100的图形，由显示部4a显示该图形。
[0128]
本公开的一个方面提供一种激光加工装置，通过向对象物照射激光来沿着第一线和第二线分别在对象物中形成改性区域，其中，对象物具有与z方向交叉的表面，第一线和第二线在与z方向垂直的x方向上延伸并且在与z方向和x方向这两个方向均垂直的y方向上相邻，激光加工装置包括：用于支承对象物的支承部；用于出射激光的光源；对从光源出射的激光进行调制的空间光调制器；使经过空间光调制器调制后的激光会聚的聚光部；测距
部，其向表面照射测距用的光，并检测由表面反射来的测距用的光；使聚光部和测距部相对于支承部相对移动的移动部；使聚光部在z方向上移动的驱动部；和控制部，其控制空间光调制器，以使激光分束为第一加工光和第二加工光，且第一加工光的第一会聚点位于第一线上、第二加工光的第二会聚点位于第二线上，并且，控制移动部，以使表面上的测距用的光的照射区域、第一会聚点和第二会聚点沿着第一线和第二线相对移动，并且，基于测距部对测距用的光的检测结果来控制驱动部，以使第一会聚点和第二会聚点分别相对于表面位于规定位置，测距部构成为，能够在y方向上将照射区域的位置调整至少第一线与第二线的间隔的量。
[0129]
在上述激光加工装置中，控制部控制空间光调制器，以使激光分束为第一加工光和第二加工光，且第一加工光的第一会聚点位于第一线上、第二加工光的第二会聚点位于第二线上，并且，控制部控制移动部，以使对象物的表面上的测距用的光的照射区域、第一会聚点和第二会聚点沿着第一线和第二线相对移动。此时，控制部基于测距部对测距用的光的检测结果来控制驱动部，以使第一会聚点和第二会聚点分别相对于对象物的表面位于规定位置。由此，能够在改性区域相对于对象物的表面位于规定位置的状态下，沿着第一线和第二线分别在对象物中形成改性区域。在此，在上述激光加工装置中，测距部被构成为，能够在y方向上将测距用的光的照射区域的位置调整至少第一线与第二线的间隔的量。因此，能够根据激光的照射条件等，在y方向上调整测距用的光的照射区域的位置，能够相对于对象物的表面在规定位置高精度地形成改性区域。因此，采用上述激光加工装置，在沿着多条线中的每一条线在对象物中形成改性区域的情况下，能够缩短加工时间。
[0130]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，还包括输入接收部，其接收关于第一会聚点和第二会聚点各自在y方向上的位置的第一信息的输入，控制部基于第一信息来控制空间光调制器，以使第一会聚点位于第一线上且第二会聚点位于第二线上。由此，能够容易且高精度地分别沿着第一线和第二线形成改性区域。
[0131]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，输入接收部还接收关于照射区域在y方向上的位置的第二信息的输入，控制部基于第二信息来控制测距部，以使照射区域位于第一线上或第二线上，或者位于第一线与第二线之间。由此，能够容易且高精度地相对于对象物的表面在规定位置形成改性区域。
[0132]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，对象物包括基片和呈矩阵状配置在基片上的多个功能元件，输入接收部还接收关于激光向对象物入射的入射侧的第三信息的输入，控制部基于第三信息控制测距部，使得在激光从多个功能元件一侧入射到基片的情况下，照射区域位于第一线上或第二线上，并且，基于第三信息控制测距部，使得在激光从与多个功能元件相反的一侧入射到基片的情况下，照射区域位于第一线与第二线之间的中心线上。由此，在激光从多个功能元件一侧入射到基片的情况下，能够防止测距用的光受到功能元件的影响，能够相对于对象物的表面在规定位置形成改性区域。并且，在激光从与多个功能元件相反的一侧入射到基片的情况下，能够分别沿着第一线和第二线均衡地形成改性区域。
[0133]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，输入接收部包括显示部，其用于显示对象物、第一线和第二线各自的图形。由此，能够可视化地掌握加工预定状态。
[0134]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，显示部还显示基准线，基准线对应
于聚光部的光轴相对于对象物相对移动的轨迹。由此，能够可视化地掌握以聚光部的光轴为基准的加工预定状态。
[0135]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，还包括用于获取对象物的图像的摄像部，显示部显示对象物的图像作为对象物的图形。由此，能够容易地获取对象物的图形。
[0136]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，测距部构成为，向表面照射的测距用的光和由表面反射来的测距用的光通过聚光部，测距部包括：主体部，其向表面照射测距用的光，并检测由表面反射来的测距用的光；和调整部，其用于调整向表面照射的测距用的光的光轴。该结构在应当减小测距用的光的照射区域的情况下是有效的。
[0137]
本公开的一个方面的激光加工装置也可以是，测距部构成为，向表面照射的测距用的光和由表面反射来的测距用的光不通过聚光部，测距部包括：主体部，其向表面照射测距用的光，并检测由表面反射来的测距用的光；和调整部，其用于调整主体部在y方向上的位置。该结构在隔着胶带(tape)等部件向对象物的表面照射测距用的光的情况下是有效的。
[0138]
采用本公开能够提供一种激光加工装置，在沿着多条线中的每一条线在对象物中形成改性区域的情况下，能够缩短加工时间。