(57)【要約】【課題】本発明の課題は、パルスレーザービームを間引いて断続的に照射する場合であっても、増幅器によって適正なパワーに増幅することができるレーザー照射機構を提供することにある。【解決手段】本発明によれば、直線偏光のレーザービームをパルスで発振する発振器４１Ａを備えたパルスレーザービーム照射機構４０Ａであって、発振器４０Ａが発振した第一の偏光面を有するパルスレーザービームに対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成する偏光面合成手段４２Ａと、偏光面合成手段４２Ａにより合成されたパルスレーザービームのパワーを増幅する増幅手段４３と、増幅手段４３により増幅されたパルスレーザービームに含まれる第一の偏光面を有するパルスレーザービーム及び該第二の偏光面を有するパルスレーザービームのうち利用する偏光面を有するパルスレーザービームを抽出するパルスレーザービーム抽出手段４４と、から少なくとも構成される、レーザー照射機構４０Ａが提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光のレーザービームをパルスで発振する発振器を備えたパルスレーザービーム照射機構であって、
該発振器が発振した第一の偏光面を有するパルスレーザービームに対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成する偏光面合成手段と、
該偏光面合成手段により合成されたパルスレーザービームのパワーを増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅されたパルスレーザービームに含まれる第一の偏光面を有するパルスレーザービーム及び該第二の偏光面を有するパルスレーザービームのうち利用する偏光面を有するパルスレーザービームを抽出するパルスレーザービーム抽出手段と、から少なくとも構成される、レーザー照射機構。
【請求項２】
該偏光面合成手段は、ＥＯＭで構成され、
該ＥＯＭによって、該発振器が発振したパルスレーザービームを選択的に第二の偏光面を有するパルスレーザービームに変換して第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとを合成し、
該抽出手段は、ビームスプリッターで構成され、
該ビームスプリッターは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとをＰ偏光とＳ偏光とで抽出する、請求項１に記載のレーザー照射機構。
【請求項３】
該偏光面合成手段は、パルスレーザービームの光路を選択的に分岐するＡＯＤと、該ＡＯＤで分岐された光路に配設され、第一の偏光面を有するパルスレーザービームを第二の偏光面を有するパルスレーザービームに変換する偏光路回転器と、で構成され、
該抽出手段は、ビームスプリッターで構成され、
該ビームスプリッターは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとをＰ偏光とＳ偏光とで抽出する、請求項１に記載のレーザー照射機構。
【請求項４】
該偏光面回転器は、該ＡＯＤにより分岐された光路に配設され第一の偏光面を有するパルスレーザービームの偏光面を第二の偏光面に回転する１／２波長板と、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面とを有するパルスレーザービームとを合成する合成用ビームスプリッターと、で構成される、請求項３に記載のレーザー照射機構。
【請求項５】
該ＡＯＤは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームのパワーと第二の偏光面を有するパルスレーザービームのパワー比率を調整する請求項３、又は４に記載のレーザー照射機構。
【請求項６】
該発振器は、
第一の偏光面を有するパルスレーザービームをパルスで発振する第一の発振器と、該第一の偏光面に対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームをパルスで発振する第二の発振器と、を備え、
該偏光面合成手段は、該第一の発振器と該第二の発振器を制御して第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとを選択的に合成し、
該抽出手段は、ビームスプリッターで構成され、
該ビームスプリッターは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとをＰ偏光とＳ偏光とで抽出する、請求項１に記載のレーザー照射機構。
【請求項７】
該偏光面合成手段は、制御部と、合成用ビームスプリッターとで構成され、
該合成用ビームスプリッターは、該制御部によって選択された第一の偏光面を有するパルスレーザービーム及び第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成する請求項６に記載のレーザー照射機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザービームを適正なパワーに増幅して照射することが可能なレーザー照射機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割されて、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
レーザー加工装置は、例えば、以下の３つのタイプのものが知られている。
（１）被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザービームの集光点を、被加工物の表面に位置付けて照射し、所謂アブレーション加工によって分割溝を形成するタイプ（例えば、特許文献１を参照。）。
（２）被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を、被加工物の内部に位置付けて照射し、被加工物の内部に分割の起点となる改質層を形成するタイプ（例えば、特許文献２を参照。）。
（３）被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を、被加工物の所要位置に位置付けて照射し、被加工物の表面から裏面に至る細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなるシールドトンネルを形成するタイプ（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００４】
また、所望のレーザービームを被加工物に対して照射すべく、発振器からパルスで発振されるレーザービームを選択的に間引き、被加工物に対するパルスレーザービームの照射の開始、及び停止を適宜調整することができるパルスレーザービームの照射技術も提案されている（例えば、特許文献４を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２１４８３号公報
【特許文献４】特開平１１−１８８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献４に記載されたパルスレーザービームの照射技術によれば、パルスレーザービームを選択的に間引くことができ、任意のタイミングでパルスレーザービームの照射の開始、及び停止を繰り返して被加工物にパルスレーザービームを照射することができる。しかし、所定の間隔で間引かれた後のパルスレーザービームのパワーが増幅器によって増幅されると、断続的に照射されるパルスレーザービームの間引かれた後の最初のパルスレーザービームが、パルスレーザービームの照射が停止されていた間に増幅器に溜まったエネルギーを呼び込み、一時的にパワーが異常に増幅されてしまう場合がある。そうすると、被加工物の加工条件に適さない出力のパルスレーザービームが被加工物に照射されてしまい、所望の加工ができないという問題が生じる。これは、上記した特許文献１乃至３に記載されたレーザー加工装置に特許文献４に記載されたパルスレーザービームの照射技術を適用する場合に限らず、パルスレーザービームを照射して被加工物の検査や測定を行ったりする場合にも、所望の検査条件、又は測定条件に適さない出力のパルスレーザービームとなる場合があり、同様に問題となる。
【０００７】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、パルスレーザービームを間引いて断続的に照射する場合であっても、増幅器によって適正なパワーに増幅することができるレーザー照射機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、直線偏光のレーザービームをパルスで発振する発振器を備えたパルスレーザービーム照射機構であって、該発振器が発振した第一の偏光面を有するパルスレーザービームに対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成する偏光面合成手段と、該偏光面合成手段により合成されたパルスレーザービームのパワーを増幅する増幅手段と、該増幅手段により増幅されたパルスレーザービームに含まれる第一の偏光面を有するパルスレーザービーム及び該第二の偏光面を有するパルスレーザービームのうち利用する偏光面を有するパルスレーザービームを抽出するパルスレーザービーム抽出手段と、から少なくとも構成される、レーザー照射機構が提供される。
【０００９】
該偏光面合成手段は、ＥＯＭで構成され、該ＥＯＭによって、該発振器が発振したパルスレーザービームを選択的に第二の偏光面を有するパルスレーザービームに変換して第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとを合成し、該抽出手段は、ビームスプリッターで構成され、該ビームスプリッターは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとをＰ偏光とＳ偏光とで抽出するようにすることができる。
【００１０】
該偏光面合成手段は、パルスレーザービームの光路を選択的に分岐するＡＯＤと、該ＡＯＤで分岐された光路に配設され、第一の偏光面を有するパルスレーザービームを第二の偏光面を有するパルスレーザービームに変換する偏光路回転器と、で構成され、該抽出手段は、ビームスプリッターで構成され、該ビームスプリッターは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとをＰ偏光とＳ偏光とで抽出することができる。該偏光面回転器は、該ＡＯＤにより分岐された光路に配設され第一の偏光面を有するパルスレーザービームの偏光面を第二の偏光面に回転する１／２波長板と、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面とを有するパルスレーザービームとを合成する合成用ビームスプリッターと、で構成されることが好ましい。また、該ＡＯＤは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームのパワーと第二の偏光面を有するパルスレーザービームのパワー比率を調整するようにしてもよい。
【００１１】
該発振器は、第一の偏光面を有するパルスレーザービームをパルスで発振する第一の発振器と、該第一の偏光面に対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームをパルスで発振する第二の発振器と、を備え、該偏光面合成手段は、該第一の発振器と該第二の発振器を制御して第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとを選択的に合成し、該抽出手段は、ビームスプリッターで構成され、該ビームスプリッターは、第一の偏光面を有するパルスレーザービームと第二の偏光面を有するパルスレーザービームとをＰ偏光とＳ偏光とで抽出するようにしてもよい。また、該偏光面合成手段は、制御部と、合成用ビームスプリッターとで構成され、該合成用ビームスプリッターは、該制御部によって選択された第一の偏光面を有するパルスレーザービーム及び第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、直線偏光のレーザービームをパルスで発振する発振器を備えたパルスレーザービーム照射機構であって、発振器が発振した第一の偏光面を有するパルスレーザービームに対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成する偏光面合成手段と、偏光面合成手段により合成されたパルスレーザービームのパワーを増幅する増幅手段と、増幅手段により増幅されたパルスレーザービームに含まれる第一の偏光面を有するパルスレーザービーム及び第二の偏光面を有するパルスレーザービームのうち利用する偏光面を有するパルスレーザービームを抽出するパルスレーザービーム抽出手段と、から少なくとも構成されている。したがって、増幅手段に入射されるパルスレーザービームが断続的に停止されることがないため、増幅手段にエネルギーが溜められことがなく、増幅手段によって増幅されるパルスレーザービームのパワーが異常に増幅されてしまうことがない。これにより、被加工物の加工に適さない異常に増幅されたパルスレーザービームが被加工物に照射されることが防止される
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るレーザー加工装置の斜視図である。
【図２】図１に示されたレーザー加工装置に備えられるレーザー照射機構の第一実施例を示すブロック図である。
【図３】図１に示されたレーザー加工装置に備えられるレーザー照射機構の第二実施例を示すブロック図である。
【図４】図１に示されたレーザー加工装置に備えられるレーザー照射機構の第三実施例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に基づき構成された実施形態について、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
図１には、本実施形態に係るレーザー照射機構が採用されたレーザー加工装置２の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置２は、被加工物を保持する保持手段２２と、基台２１上に配設され保持手段２２を移動させる移動手段２３と、基台２１上の移動手段２３の側方に矢印Ｚで示すＺ方向に立設される垂直壁部２６１、及び垂直壁部２６１の上端部から水平方向に延びる水平壁部２６２からなる枠体２６とを備えている。
【００１６】
枠体２６の水平壁部２６２の内部には、保持手段２２に保持される被加工物（ウエーハ１０）にパルスレーザービームを照射するレーザー照射機構４０を構成する光学系が配設される。水平壁部２６２の先端部下面側には、レーザー照射機構４０の一部を構成する集光器４７が配設されると共に、集光器４７に対して図中矢印Ｘで示す方向で隣接する位置に撮像手段２５が配設される。
【００１７】
撮像手段２５は、被加工物の表面を撮像する可視光線を使用する撮像素子（ＣＣＤ）を備えるが、被加工物の種類によっては、赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕える光学系と、該光学系が捕えた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含むことが好ましい。
【００１８】
保持手段２２は、図１に矢印Ｘで示すＸ方向において移動自在に基台２１に搭載された矩形状のＸ方向可動板３０と、図１に矢印Ｙで示すＹ方向において移動自在にＸ方向可動板３０に搭載された矩形状のＹ方向可動板３１と、Ｙ方向可動板３１の上面に固定された円筒状の支柱３２と、支柱３２の上端に固定された矩形状のカバー板３３とを含む。カバー板３３にはカバー板３３上に形成された長穴を通って上方に延びる円形状の被加工物を保持し、図示しない回転駆動手段により回転可能に構成されたチャックテーブル３４が配設されている。チャックテーブル３４の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック３５が配置されている。吸着チャック３５は、支柱３２を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されており、吸着チャック３５の周囲には、クランプ３６が均等に４つ配置されている。クランプ３６は、被加工物であるウエーハ１０をチャックテーブル３４に固定する際に、保護テープＴを介してウエーハ１０を保持するフレームＦを把持する。Ｘ方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平である。
【００１９】
移動手段２３は、Ｘ方向移動手段５０と、Ｙ方向移動手段５２と、を含む。Ｘ方向移動手段５０は、モータ５０ａの回転運動を、ボールねじ５０ｂを介して直線運動に変換してＸ方向可動板３０に伝達し、基台２１上の案内レール２７、２７に沿ってＸ方向可動板３０をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段５２は、モータ５２ａの回転運動を、ボールねじ５２ｂを介して直線運動に変換し、Ｙ方向可動板３１に伝達し、Ｘ方向可動板３０上の案内レール３７、３７に沿ってＹ方向可動板３１をＹ方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ方向移動手段５０、Ｙ方向移動手段５２には、それぞれ位置検出手段が配設されており、チャックテーブル３４のＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、Ｘ方向移動手段５０、Ｙ方向移動手段５２、及び図示しない回転駆動手段が駆動され、任意の位置および角度にチャックテーブル３４を正確に位置付けることが可能になっている。なお、上記したレーザー加工装置２全体、及び移動手段２３等は、実際の加工状態では、説明の都合上省略された蛇腹カバー、ハウジング等により覆われており、内部に粉塵や埃等が入らないように構成される。
【００２０】
図２を参照しながら、本実施形態に係るレーザー照射機構４０の第一実施例となるレーザー照射機構４０Ａの光学系について説明する。
【００２１】
レーザー照射機構４０Ａは、レーザービームをパルスで発振する発振器４１Ａと、偏光面合成手段として機能する電気光学変調器（ＥＯＭ）４２Ａと、入射されたパルスレーザービームのパワーを増幅する増幅手段４３と、増幅手段４３により増幅されたパルスレーザービームから利用する偏光面のパルスレーザービームを抽出するパルスレーザービーム抽出手段として機能するビームスプリッター４４と、を備えている。さらに、必要に応じて、ビームスプリッター４４から分岐され、利用しない偏光面を有するパルスレーザービームが照射されるビームダンパー４５と、利用する偏光面を有するパルスレーザービームを反射する反射ミラー４６、及びチャックテーブル３４上に吸引保持された被加工物（ウエーハ１０）にパルスレーザービームを集光する集光器４７等を備えている。なお、本実施形態では、第一の偏光面を有するパルスレーザービームがＰ偏光のパルスレーザービームであり、第二の偏光面を有するパルスレーザービームがＳ偏光のパルスレーザービームである。
【００２２】
発振器４１Ａは、直線偏光であって、所望の発振周波数のパルス状のレーザービームを発振する。この発振器４１Ａとしては、例えば、繰り返し周波数が１０ＭＨｚ〜１０ＫＨｚ、平均出力が０．１Ｗのパルスレーザービームを発振するものを使用することができる。発振器４１Ａから照射されるパルスレーザービームは、増幅される前のパルスレーザービームである。
【００２３】
ＥＯＭ４２Ａは、制御部１００Ａにより制御されるものであり、ＥＯＭ４２Ａに含まれる非線形結晶に対する印加電界の方向を制御部１００Ａによって制御することにより、入射されたパルスレーザービームの偏光状態を任意に選択的に変調する（偏光変調）ことができる。これにより、図２に示すように、ＥＯＭ４２Ａに入射した第一の偏光面を有するパルスレーザービームを、選択的に所定のパルス毎、例えば、５パルス毎に、第一の偏光面に対して偏光面が９０度回転させられた第二の偏光面を有するパルスレーザービームに変調し、Ｐ偏光とＳ偏光のパルスレーザービームが合成された状態で出射する。このＥＯＭ４２Ａが、発振器４１Ａが発振した第一の偏光面を有するパルスレーザービームに対して９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザービームを選択的に合成する偏光面合成手段として機能する。なお、制御部１００Ａは、レーザー加工装置２に備えられ、レーザー加工装置１に備えられた各手段、例えば撮像手段２５等を制御するコンピュータである。
【００２４】
増幅手段４３は、ＥＯＭ４２Ａから出射されたパルスレーザービームのパワーを増幅するものであり、例えば、発振器４１Ａから出射された０．１Ｗのパルスレーザービームを５．０Ｗのパワーとなるように増幅する。
【００２５】
ビームスプリッター４４は、例えば、キューブ型のビームスプリッターであり、入射光を所定の分割比で２つの光に分割する光学部品として一般的に知られている。これにより、増幅手段４３から導かれたパルスレーザービームを、第一の偏光面（Ｐ偏光）を有するパルスレーザービーム、及び該第二の偏光面（Ｓ偏光）を有するパルスレーザービームに分岐する。利用する偏光面（Ｐ偏光）を有するパルスレーザービームを一方の光路、すなわち、反射ミラー４６、及び集光器４７が配設された光路に抽出する。なお、他方には、利用されないＳ偏光のパルスレーザービームを導き、ビームダンパー４５で吸収する。集光器４７に導かれたＰ偏光のパルスレーザービームは、チャックテーブル３４に保持されたウエーハ１０に照射され、所望の加工が施される。
【００２６】
本実施形態に係るレーザー加工装置２、及びレーザー照射機構４０Ａは、概ね以上のように構成されており、以下にその具体的な作用について説明する。
【００２７】
まず、図１の左方上方に示すように、被加工物である略円形状のウエーハ１０を準備する。ウエーハ１０は、例えば、Ｓｉ（シリコン）からなり、表面上に互いに直交する複数の分割予定ライン１２で区画されるデバイス領域に複数のデバイス１４を形成したものである。ウエーハ１０の裏面をダイシングテープＴに貼着すると共にウエーハ１０を収容する開口を有するフレームＦでウエーハ１０を収容した状態でダイシングテープＴに貼着してウエーハ１０を該フレームＦで支持する。
【００２８】
次いで、ウエーハ１０を、チャックテーブル３４の吸着チャック３５上に載置すると共に４つのクランプ３６を、ウエーハ１０を支持したフレームＦに作用させることにより固定する。さらに、チャックテーブル３４の吸着チャック３５に吸引力を作用させることによりウエーハ１０を吸引保持する。
【００２９】
次いで、チャックテーブル３４上に保持されたウエーハ１０の表面に分割起点となる分割溝を形成するためのアブレーション加工を施す。分割溝の形成については、具体的には以下の手順により実施される。
【００３０】
チャックテーブル３４上にウエーハ１０が保持されたならば、加工送り手段２３を作動してチャックテーブル３４を撮像手段２５の直下に位置付ける。チャックテーブル３４が撮像手段２５の直下に位置付けられると、撮像手段２５および制御部１００Ａによってウエーハ１０のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段２５および制御部１００Ａは、ウエーハ１０の分割予定ライン１２に沿ってレーザービームを照射するレーザー照射機構４０Ａの集光器４７とウエーハ１０の加工領域との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザービーム照射位置のアライメントを遂行する。
【００３１】
上述したアライメントを実施したならば、図１に示すように、ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン１２に沿って照射し、ウエーハ１０の表面に分割溝１６を形成する分割溝形成加工を実施する。より具体的には、チャックテーブル３４を、レーザービームを照射するレーザー照射機構４０Ａの集光器４７が位置するレーザービーム照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１２の一端を集光器４７の直下に位置付ける。次に、レーザー照射機構４０Ａの集光器４７から照射されるレーザービームの集光点をウエーハ１０の表面に位置付け、集光器４７からウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、チャックテーブル３４を図中矢印Ｘで示す方向に所定の加工送り速度で移動させ、分割予定ライン１２の他端まで移動させる。このような加工を、保持手段２２、移動手段２３を作動させながら、全ての分割予定ライン１２に沿って分割溝１６を形成するレーザー加工を実施する。
【００３２】
ここで、上記したレーザー照射機構４０Ａの作用について具体的に説明する。
図２に基づき説明したように、ビームスプリッター４４によって抽出されたＰ偏光のパルスレーザービームは、Ｓ偏光のパルスレーザービームが間引かれた状態で照射されるものであり、断続的にウエーハ１０に照射される。ここで、レーザー照射機構４０Ａに配設されたＥＯＭ４２Ａは、増幅手段４３に対して、Ｐ偏光及びＳ偏光のパルスレーザービームが合成された状態のパルスレーザービームを照射するものであるから、増幅手段４３には、Ｐ偏光及びＳ偏光のパルスレーザービームが連続して導かれて増幅される。
【００３３】
増幅手段４３によって増幅されたパルスレーザービームは、ビームスプリッター４４に導かれ、レーザー加工に利用されるＰ偏光のパルスレーザービームと、レーザー加工に利用されないＳ偏光のパルスレーザービームとに分岐させられる。このようにして連続したパルスレーザービームのうち、利用するＰ偏光のパルスレーザービームのみが、反射ミラー４６に導かれる。なお、レーザー加工に利用されないＳ偏光のパルスレーザービームは、ビームダンパー４５に導かれて吸収される。そして、反射ミラー４６で光路方向が転換されたＰ偏光のパルスレーザービームは集光器４７に導かれてウエーハ１０に照射される。
【００３４】
以上のようにレーザー照射機構４０Ａを構成することで、増幅手段４３に入射されるパルスレーザービームが断続的に停止されることがないため、増幅手段４３にエネルギーが溜められことがなく、増幅手段４３によって増幅されるパルスレーザービームのパワーが異常に増幅されてしまうことがない。これにより、ウエーハ１０の加工に適さない異常に増幅されたパルスレーザービームがウエーハ１０に照射されることが防止される。
【００３５】
本発明のレーザー照射機構４０は、上記した第一実施例のレーザー照射機構４０Ａの構成に限定されず、種々の変形例を提供することができる。以下に、図３を参照しながら、レーザー照射機構４０の第二実施例としてのレーザー照射機構４０Ｂについて説明する。なお、図２に示す第一実施例と同一の番号が付された構成は、第一実施例に記載の構成と同様の機能、作用を奏するものであり、詳細な説明については適宜省略する。
【００３６】
レーザー照射機構４０Ｂは、レーザービームをパルスで発振する発振器４１Ｂと、偏光面合成手段４２Ｂと、入射されたパルスレーザービームのパワーを増幅する増幅手段４３と、利用する偏光面のパルスレーザービームを抽出するパルスレーザービーム抽出手段として機能するビームスプリッター４４と、を備えている。さらに、第一実施例と同様に、ビームスプリッター４４から分岐され、利用しない偏光面のパルスレーザービームが照射されるビームダンパー４５と、パルスレーザービームを反射する反射ミラー４６、及びチャックテーブル３４上に吸引保持された被加工物（ウエーハ１０）にパルスレーザービームを集光する集光器４７等を備えている。
【００３７】
発振器４１Ｂは、第一実施形態と同様に、直線偏光であって、所望の発振周波数のパルス状のレーザービームを発振するものである。この発振器４１Ｂとしては、例えば、繰り返し周波数が１０ＭＨｚ〜１０ＫＨｚ、平均出力が０．１Ｗのパルスレーザービームを発振するものを使用することができる。発振器４１Ｂから照射されるパルスレーザービームは、増幅される前のパルスレーザービームである。
【００３８】
偏光面合成手段４２Ｂは、音響光学素子（ＡＯＤ）４２１と、偏光面回転器４２２を備えている。ＡＯＤ４２１は、一般的に知られた素子であり、結晶を圧電素子で振動させ、結晶の中に疎密の定常波を作り、これを回折格子として機能する。この振動周波数は、制御部１００Ｂによって制御されるものであり、振動周波数を変化させることで結晶に形成される格子幅を変化させる。格子幅が変化することで、回析格子で分岐される光線の角度やパワーの比率を調整することが可能である。図３に示すように、ＡＯＤ４２１に入射されたパルスレーザービームは、所定の角度をもって、所定のパルス数毎に実線と点線で示す２つの方向に分岐され、偏光面回転器４２２に導かれる。なお、このときに、ＡＯＤ４２１から照射されるパルスレーザービームは、いずれも、発振器４１Ｂにより発振された第一の偏光面が維持されたパルスレーザービームである。
【００３９】
偏光面回転器４２２は、図３に示すように、１／２波長板４２２ａと、反射ミラー４２２ｂと、合成用のビームスプリッター４２２ｃとを備える。上記したＡＯＤ４２１で分岐させられた一方の点線で示すパルスレーザービームは、１／２波長板４２２ａに導かれる。１／２波長板４２２ａに導かれた第一の偏光面を有するパルスレーザービームは、偏光面が９０度回転させられ、実線で示す第一の偏光面を有するパルスレーザービームに対して偏光面が９０度回転した第二の偏光面を有するパルスレーザー光線となる。このようにすることで、第一の偏光面を有するパルスレーザービームが図３（ａ）に示すように、Ｓ偏光のパルスレーザービームとなり、第二の偏光面を有するパルスレーザービームが図３（ｂ）に示すように、Ｐ偏光のパルスレーザービームとなる。
【００４０】
ＡＯＤ４２１で分岐させられ偏光面が回転させられたＳ偏光のパルスレーザービームは、反射ミラー４２２ｂによって方向が転換され、合成用のビームスプリッター４２２ｃに導かれる。また、偏光面が維持されたＰ偏光のパルスレーザービームも合成用のビームスプリッター４２２ｃに導かれ、二つのパルスレーザービームが合成され、偏光面合成手段４２Ｂから出射される。図３に示すように、偏光面合成手段４２Ｂから出射されるパルスレーザービームは、偏光面合成手段４２Ｂに入射されたパルスレーザービームと同様の繰り返し周波数であるが、所定のパルス毎に偏光面がＰ偏光とＳ偏光との間で変化するように合成されたものである。このように合成されたパルスレーザービームは、第一実施例と同様の増幅手段４３に導かれる。
【００４１】
増幅手段４３には、Ｐ偏光とＳ偏光のパルスレーザービームが合成された状態のパルスレーザービームが連続的なパルスで導かれ、そのパワーが、例えば平均出力５．０Ｗに増幅される。
【００４２】
増幅手段４３によって増幅されたパルスレーザービームは、第一実施例と同様の光路を経由してビームスプリッター４４に導かれ、Ｐ偏光のパルスレーザービームが抽出されて反射ミラー４６に導かれウエーハ１０に照射される。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）から理解されるように、本実施例では、ＡＯＤ４２１の機能によって、パルスレーザービームを分岐させる際のパワーが徐々に変化するように調整されている。
【００４３】
以上のように、レーザー照射機構４０Ｂを構成することで、増幅手段４３に入射されるパルスレーザービームが断続的に停止されることがないため、増幅手段４３にエネルギーが溜められことがなく、増幅手段４３によって増幅されるパルスレーザービームのパワーが異常に増幅されてしまうことが防止される。
【００４４】
さらに、図４を参照しながら、レーザー照射機構４０の第三実施例としてのレーザー照射機構４０Ｃについて説明する。なお、図２に示す第一実施例、及び図３に示す第二実施例と同一の番号が付された構成は、各記載の構成と同様の機能、作用を奏するものであり、詳細な説明については適宜省略する。
【００４５】
レーザー照射機構４０Ｃは、レーザービームをパルスで発振する発振器４１Ｃとして、第一の発振器４１１と、第二の発振器４１２とを備えている。第一の発振器４１１、及び第二の発振器４１２は、例えば、繰り返し周波数が１０ＭＨｚ〜１０ＫＨｚ、平均出力が０．１Ｗのパルスレーザービームを発振する発振器を含む。該第一の発振器４１１、第二の発振器４１２は、制御部１００Ｃによって制御される。また、レーザー照射機構４０Ｃは、偏光面合成手段として機能する合成用のビームスプリッター４２Ｃと、増幅手段４３と、ビームスプリッター４４と、を備えている。さらに、第一、第二実施例と同様に、利用しない偏光面のパルスレーザービームが照射されるビームダンパー４５と、利用するパルスレーザービームを反射する反射ミラー４６、及びチャックテーブル３４上に吸引保持された被加工物（ウエーハ１０）にパルスレーザービームを集光する集光器４７等を備えている。
【００４６】
第一の発振器４１１及び第二の発振器４１２の少なくともいずれか一方には、１／２波長板が配設されている。これにより、相互に偏光面が９０度回転させられた状態でパルスレーザービームを照射することができる。また、第一の発振器４１１及び第二の発振器４１２には、音響光学素子（ＡＯＤ）が備えられ（図示は省略する。）、第一の発振器４１１と、第二の発振器４１２から照射されるパルスレーザービームの照射タイミングを制御部１００Ｃによって正確に制御することができる。これにより、例えば、図４（ａ）に示すように、第一の発振器４１１からＰ偏光のパルスレーザービームが５パルス照射された後、図４（ｂ）に示すように、それに連続したタイミングで、第二の発振器４１２からＳ偏光のパルスレーザービームを５パルス照射することができる。
【００４７】
第一の発振器４１１から照射されるビームスプリッター４２Ｃに対してＰ偏光のパルスレーザービームと、第二の発振器４１２から照射されるビームスプリッター４２Ｃに対してＳ偏光のパルスレーザービームとは、合成用のビームスプリッター４２Ｃに導かれ合成される。これにより、図４に示すように、Ｐ偏光のパルスレーザービームと、Ｓ偏光のパルスレーザービームとを含む連続的なパルスレーザービームとなる。この合成されたパルスレーザービームは、第一実施例においてＥＯＭ４２Ａから照射されるパルスレーザービームと同様のパルスレーザービームである。この合成されたパルスレーザービームが増幅手段４３に導かれ、第一実施例と同様の光路を経由してウエーハ１０に照射されてレーザー加工が施される。第三実施例においても、第一実施例と同様に、増幅手段４３に入射されるパルスレーザービームが断続的に停止されることがないため、増幅手段４３にエネルギーが溜められことがなく、増幅手段４３によって増幅されるパルスレーザービームのパワーが異常に増幅されてしまうことがない。これにより、ウエーハ１０の加工に適さない異常に増幅されたパルスレーザービームがウエーハ１０に照射されることが防止される。
【００４８】
上記した実施形態では、レーザー照射機構４０Ａ〜４０Ｃをレーザー加工装置１に採用した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、パルスレーザービームを増幅手段により増幅して照射することにより、被加工物の物性を検査したり、或いは被加工物の表面位置を計測したりする装置に適用したりすることもできる。
【００４９】
上記した実施形態では、利用するパルスレーザービームとして、Ｐ偏光のパルスレーザービームを選択するようにしたが、本発明はこれに限定されず、Ｓ偏光のパルスレーザービームを利用するようにし、Ｐ偏光のパルスレーザービームが導かれる光路にビームダンパーを配置して吸収するようにしてもよい。
【００５０】
なお、本願発明の解決すべき課題を考慮すると、発振器が発振したパルスレーザービームをそのまま増幅手段に導き、増幅手段によって増幅した後に、音響光学素子（ＡＯＤ）等を用いてパルスレーザービームを間引くことが考えられる。しかし、この場合は、加工に供されるようにパワーが高められたパルスレーザービームを間引くことになるため、音響光学素子（ＡＯＤ）等に対するダメージを回避する必要がある。このダメージを回避するための具体的な手段としては、増幅されたパルスレーザー光線を音響光学素子（ＡＯＤ）等に導く際、出力密度を低下させるべく、ビームのサイズを大きくして入射させることが考えられる。しかし、ビームサイズを大きくして入射させると、音響光学素子（ＡＯＤ）等を構成する結晶中の音波の伝播速度遅延のために時間応答が悪くなり、繰り返し周波数が高い領域で制御が良好に追従せず、加工品質が安定しない、という問題がある。本発明は、上記した構成により、このような問題が回避される。
【符号の説明】
【００５１】
２：レーザー加工装置
１０：ウエーハ
２１：基台
２２：保持手段
２３：移動手段
２６：枠体
２５：撮像手段
３０：Ｘ方向可動板
３１：Ｙ方向可動板
３４：チャックテーブル
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ：レーザー照射機構
４１Ａ，４１Ｂ：発振器
４２Ａ：電気光学変調器（ＥＯＭ）
４２Ｂ：偏光面合成手段
４１１：第一の発振器
４１２：第二の発振器
４２１：音響光学素子（ＡＯＤ）
４２２：偏光面回転器
４２２ａ：１／２波長板
４２２ｃ：ビームスプリッター
４３：増幅手段
４４：ビームスプリッター
４７：集光器
５０：Ｘ方向移動手段
５２：Ｙ方向移動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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