(57)【要約】      （修正有）【課題】透明な被加工物であっても輪郭を確実に認識することができる加工装置を提供する。【解決手段】チャックテーブル３６を加工送り方向(X軸方向)に加工送りする加工送り手段と、チャックテーブルのX軸方向の座標値を検出するX座標検出手段とを具備する加工装置であって、チャックテーブルのX軸方向移動経路上に配設され、X軸方向と直交するY軸方向に沿って、かつ被加工物の上面に所定の入射角をもったライン光を照射するライン光照射器７１１を備えたライン光照射手段７１と、ライン光照射手段によって照射されたライン光が被加工物の上面で反射した反射光を受光して撮像するラインスキャンカメラ７２１を備えた撮像手段７２と、撮像手段からの画像信号とX座標検出手段からの検出信号に基づいてチャックテーブルに保持された被加工物のX軸座標値におけるY軸方向両端のY軸座標値を求める制御手段とを具備する輪郭検出機構７を備えている。【選択図】図２
2011082354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に加工を施す加工手段と、該チャックテーブルを加工送り方向(X軸方向)に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルをX軸方向と直交する割り出し送り方向(Y軸方向)に該加工手段に対して相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルのX軸方向の座標値を検出するX座標検出手段と、を具備する加工装置において、
該チャックテーブルのX軸方向移動経路に配設されY軸方向に沿って該チャックテーブルに保持された被加工物の上面に対して所定の入射角をもってライン光を照射するライン光照射器を備えたライン光照射手段と、該ライン光照射手段によって照射されたライン光が被加工物の上面で反射した反射光を受光して撮像するラインスキャンカメラを備えた撮像手段と、該撮像手段からの画像信号と該X座標検出手段からの検出信号に基づいて該チャックテーブルに保持された被加工物のX軸座標値におけるY軸方向両端のY軸座標値を求める制御手段とを具備する輪郭検出機構を備えている、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
該ライン光照射手段は該ライン光照射器から照射された光のうち該チャックテーブルに保持された被加工物の上面に対してS偏光の光を透過させるための偏光フィルタを備えており、該撮像手段はS偏光の光を透過して該ラインスキャンカメラに送る偏光フィルタを備えている、請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
該ライン光照射器から照射されるライン光の入射角は４５度〜６５度に設定されている、請求項２記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物の輪郭を確実に認識することができる機能を備えた加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる加工送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを備えた切削工具および回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えた切削ユニットを含んでいる。このような切削装置においては、切削工具を２００００〜４００００rpmの回転速度で回転しつつ、切削工具とチャックテーブルに保持された被加工物を相対的に切削送りする。
【０００４】
また、上述したウエーハの分割方法として、ウエーハ内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線をストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割する方法も提案されている。
【０００５】
また、上述したウエーハの分割方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。
【０００６】
上述した切削装置やレーザー加工を行うレーザー加工装置は、被加工物を保持したチャックテーブルの加工送り量（加工ストローク）を最小限にすることが生産性を向上させる要因となる。このため、チャックテーブルに保持されたウエーハの輪郭を検出し、加工ストロークを最短にする技術が下記特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されたウエーハの輪郭を検出する方法は、チャックテーブルに保持されたウエーハを真上からＣＣDカメラによって撮像し、ＣＣDカメラの画素によって構成されたX―Yマトリックスにおいてウエーハの形状、位置、大きさを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１７３０５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、上記特許文献１に開示されたウエーハの輪郭を検出する方法は、チャックテーブルに保持されたウエーハを真上からＣＣDカメラによって撮像するため、ウエーハがサファイアのように透明体である場合には、ウエーハが貼着されたダイシングテープとのコントラストが不明確となり、ウエーハの輪郭を正確に検出することができないという問題がある。また、ウエーハが透明体でない場合においても加工面が研磨され鏡面状態に形成されているものにおいては、同様の問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、半導体ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物の輪郭を確実に認識することができる機能を備えた加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に加工を施す加工手段と、該チャックテーブルを加工送り方向(X軸方向)に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルをX軸方向と直交する割り出し送り方向(Y軸方向)に該加工手段に対して相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルのX軸方向の座標値を検出するX座標検出手段と、を具備する加工装置において、
該チャックテーブルのX軸方向移動経路に配設されY軸方向に沿って該チャックテーブルに保持された被加工物の上面に対して所定の入射角をもってライン光を照射するライン光照射器を備えたライン光照射手段と、該ライン光照射手段によって照射されたライン光が被加工物の上面で反射した反射光を受光して撮像するラインスキャンカメラを備えた撮像手段と、該撮像手段からの画像信号と該X座標検出手段からの検出信号に基づいて該チャックテーブルに保持された被加工物のX軸座標値におけるY軸方向両端のY軸座標値を求める制御手段とを具備する輪郭検出機構を備えている、
ことを特徴とする加工装置が提供される。
【００１１】
上記ライン光照射手段はライン光照射器から照射された光のうち該チャックテーブルに保持された被加工物の上面に対してS偏光の光を透過させるための偏光フィルタを備えており、上記撮像手段はS偏光の光を透過して該ラインスキャンカメラに送る偏光フィルタを備えている。
また、ライン光照射器から照射されるライン光の入射角は４５度〜６５度に設定されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による加工装置に装備される輪郭検出機構は、チャックテーブルのX軸方向移動経路に配設されY軸方向に沿ってチャックテーブルに保持された被加工物の上面に対して所定の入射角をもってライン光を照射するライン光照射器を備えたライン光照射手段と、該ライン光照射手段によって照射されたライン光が被加工物の上面で反射した反射光を受光して撮像するラインスキャンカメラを備えた撮像手段を具備しているので、被加工物がサファイア基板のように透明体であっても反射して、その反射光がラインスキャンカメラに導かれる。従って、ラインスキャンカメラによって受光される被加工物で反射した反射光とダイシングテープで反射された光とではコントラストが明瞭となるため、制御手段はラインスキャンカメラ７から送られた画像信号に基づいて被加工物のX軸座標値におけるY軸方向両端のY軸座標値を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー加工装置としてのレーザー加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置に装備される輪郭検出機構の正面図。
【図３】図２に示す輪郭検出機構の要部平面図。
【図４】被加工物としてのウエーハの斜視図。
【図５】図４に示すウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図６】図３に示す輪郭検出機構による輪郭座標検出工程の説明図。
【図７】図６に示す輪郭座標検出工程によって検出されたウエーハの輪郭の座標値を示す説明図。
【図８】図１に示すレーザー加工装置によって図４に示すウエーハに変質層を形成する変質層形成工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に従って構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１には、本発明に従って構成された加工装置としてのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記X軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線ユニット支持機構４にX軸方向およびX軸方向に直交する矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。
【００１６】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にX軸方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。
【００１７】
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にX軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に加工送りするための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。
【００１８】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記チャックテーブル３６のX軸方向の座標値を検出するためのX座標検出手段３７４を備えている。X座標検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。このX座標検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸座標値を検出する。
【００１９】
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に割り出し送りするための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
【００２０】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記第２の滑動ブロック３３のY軸方向の座標値を検出するためのY座標検出手段３８４を備えている。Y座標検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。このY座標検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸座標値を検出する。
【００２１】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上にY軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上にY軸方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面にZ軸方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってY軸方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、Z軸方向に移動可能に支持される。
【００２３】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。
【００２４】
図示のレーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内にはパルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段が配設されている。また、円筒形状のケーシング５２１の先端には、上記パルスレーザー光線発振手段によって発振されたパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に照射せしめる集光器５２２を具備している。
【００２５】
上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部には、上記レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント手段６が配設されている。このアライメント手段６は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００２６】
実施形態におけるレーザー加工装置は、チャックテーブル３６に保持された被加工物の輪郭を検出する輪郭検出機構７を具備している。この輪郭検出機構７について、図１と図２および図３を参照して説明する。
輪郭検出機構７は、図１に示すようにチャックテーブル３６のX軸方向移動経路に配設されライン光照射手段７１と、該ライン光照射手段７１によって照射されたライン光がチャックテーブル３６に保持された被加工物の上面で反射した反射光を受光して撮像する撮像手段７２を具備している。
【００２７】
上記ライン光照射手段７１は、図２および図３に示すようにY軸方向に沿ってチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面に対して所定の入射角αをもってライン光を照射するライン光照射器７１１と、該ライン光照射器７１１から照射された光のうちチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面に対してS偏光の光（S波）を透過させるための偏光フィルタ７１２を備えている。ライン光照射器７１１は、チャックテーブル３６に保持された被加工物WのY軸方向の長さより長い範囲でライン光を照射する。また、ライン光照射器７１１からチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面に向けて照射されるライン光の入射角αは、図示の実施形態においては４５度〜６５度に設定されている。上記偏光フィルタ７１２はライン光照射器７１１から照射された光のうちチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面に対してP偏光の光（P波）を遮断し、被加工物Wの上面に対してS偏光の光（S波）を透過して被加工物Wの上面に導く。このようにライン光照射器７１１と偏光フィルタ７１２を備えたライン光照射手段７１は、図１に示すように支持手段７１０によってチャックテーブル３６のX軸方向移動経路上に支持されている。
【００２８】
上記撮像手段７２は、図２および図３に示すようにライン光照射手段７１によって照射されたライン光がチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面で反射した反射光を受光して撮像するラインスキャンカメラ７２１と、被加工物Wの上面で反射した反射光のうちS偏光の光を透過させるための偏光フィルタ７２２を備えている。この偏光フィルタ７２２は、被加工物Wの上面で反射した反射光のうちP偏光の光（P波）を遮断し、S偏光の光（S波）を透過してラインスキャンカメラ７２１に導く。上記ラインスキャンカメラ７２１は、CCD等の撮像素子がY軸方向に沿って複数配設されており、受光した光量に対応した信号を後述する制御手段に送る。このようにラインスキャンカメラ７２１と偏光フィルタ７２２を備えた撮像手段７２は、図１に示すように支持手段７２０によってチャックテーブル３６のX軸方向移動経路上に支持されている。
【００２９】
図示の実施形態における輪郭検出機構７は、図２に示すように上記撮像手段７２のラインスキャンカメラ７２１からの画像信号と上記X座標検出手段３７４からの検出信号に基づいてチャックテーブル３６に保持された被加工物WのX軸座標値におけるY軸方向両端のY軸座標値を求める制御手段８を具備している。この制御手段８は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３と、入力インターフェース８４および出力インターフェース８５とを備えている。このように構成された制御手段８の入力インターフェース８４には、上記X座標検出手段３７４の読み取りヘッド３７４b、Y座標検出手段３８４の読み取りヘッド３８４b、アライメント手段６、輪郭検出機構７の撮像手段７２を構成するラインスキャンカメラ７２１等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース８５からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、レーザー光線照射手段５２、輪郭検出機構７のライン光照射手段７１を構成するライン光照射器７１１等に制御信号を出力する。
【００３０】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図４には、レーザー加工される被加工物としてのウエーハ１０の斜視図が示されている。図４に示すウエーハ２は、サファイア基板の表面１０ａに格子状に配列された複数のストリート１０１によって複数の領域が区画され、この区画された複数の領域に光デバイス１０２が形成されている。
【００３１】
上述したウエーハ１０のストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハ１０の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成するには、ウエーハ１０を図５に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着する。このとき、ウエーハ１０は、裏面１０ｂを上にして表面１０ａ側をダイシングテープTに貼着する。
【００３２】
上述したレーザー加工装置を用い、上記ウエーハ１０のストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハ１０の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成するレーザー加工の実施形態について説明する。先ず上述した図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上にウエーハ１０が貼着されたダイシングテープT側を載置し、該チャックテーブル３６上にダイシングテープTを介してウエーハ１０を吸引保持する。従って、チャックテーブル３６上にダイシングテープTを介して吸引保持されたウエーハ１０は、裏面１０ｂが上側となる。なお、ウエーハ１０が貼着されたダイシングテープTが装着された環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。このようにしてウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によってアライメント手段６の直下に位置付けられる。
【００３３】
チャックテーブル３６がアライメント手段６の直下に位置付けられると、アライメント手段６および制御手段８によってウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１がX軸方向と平行に位置付けられているか否かを検出するアライメント作業を実行する。即ち、アライメント手段６はウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１を撮像し、撮像した画像信号を制御手段８に送る。制御手段８はアライメント手段６から送られた画像信号に基づいて撮像したストリート１０１がX軸方向と平行か否かを判定し、ストリート１０１がX軸方向と平行でない場合にはチャックテーブル３６を回動してストリート１０１がX軸方向と平行となるように調整する。このとき、ウエーハ１０のストリート１０１が形成されている表面１０ａは下側に位置しているが、ウエーハ１０を構成するサファイア基板は透明体であるため、サファイア基板の裏面側からストリート１０１を撮像することができる。なお、ウエーハがシリコン基板のように透明体でない材料によって構成されている場合には、アライメント手段６は赤外線照明手段から赤外線を照射して、シリコン基板の裏面から透かしてストリートを撮像する。
【００３４】
上述したようにアライメントが行われると、チャックテーブル３６上のウエーハ１０は、図６に示すように輪郭検出手段７のライン光照射手段７１を構成するライン光照射器７１１からのライン光照射位置より右側に位置付けられる。次に、制御手段８は、ライン光照射器７１１を作動してライン光を照射するとともに、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を図６においてX1で示す方向に移動せしめる。そして、制御手段８は、輪郭検出手段７の撮像手段７２を構成するラインスキャンカメラ７２１を作動して、チャックテーブル３６が例えば２００μm移動する毎にライン光照射器７１１から照射されライン光（照射ライン）の反射光を受光して撮像する。なお、制御手段８は、チャックテーブル３６が例えば２００μm毎の移動量をX座標検出手段３７４からの検出信号によって求める。このようにしてライン光（照射ライン）の反射光を受光して撮像したラインスキャンカメラ７２１は、撮像した画像信号を制御手段８に送る。そして、ラインスキャンカメラ７２１から送られた画像信号を入力した制御手段８は、２００μm毎に撮像した画像信号のコントラスト（明暗）によってウエーハ１０のX軸座標値におけるY軸方向両端のY座標値を求める。そして、制御手段８は、２００μm毎に撮像した画像信号の明暗によってウエーハ１０のX座標値におけるY軸方向両端のY座標値をライン光の照射ラインを対称軸としてX座標変換する。このX座標変換された２００μm毎に撮像した照射ライン７００の画像信号の明暗によってウエーハ１０のX座標値におけるY軸方向両端のY座標値、即ち２００μm毎のウエーハ１０のY軸方向両端のx,y座標値が図７に示されている（輪郭座標検出工程）。このようにして制御手段８は２００μm毎のウエーハ１０のY軸方向両端のx,y座標値を求めたならば、このx,y座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納する。このようにして、求めた２００μm毎のウエーハ１０のY軸方向両端のx,y座標値を結ぶことにより、ウエーハ１０の輪郭を認識することができる。
【００３５】
上述した輪郭検出機構７によって実施する輪郭座標検出工程においては、２００μm毎に撮像された照射ライン７００は上記のようにライン光照射器７１１からチャックテーブル３６に保持されたウエーハ１０の上面に入射角α（４５度〜６５度）を持って照射されるので、ウエーハ１０がサファイア基板のように透明体であっても反射して、その反射光がラインスキャンカメラ７２１に導かれる。従って、ラインスキャンカメラ７２１によって受光されるウエーハ１０で反射した反射光とダイシングテープTで反射された光とでは明暗が明瞭となるため、制御手段８はラインスキャンカメラ７２１から送られた画像信号によってウエーハ１０のX座標値におけるY軸方向両端のY座標値を正確に判定することができる。また、図示の実施形態における輪郭検出機構７は、ライン光照射器７１１から照射されたライン光は偏光フィルタ７１２によってS偏光の光（S波）だけがウエーハ１０の上面に導かれるとともに、反射光を受光して撮像するラインスキャンカメラ７２１は偏光フィルタ７２２を透過するS偏光の光（S波）だけを受光して撮像するので、ダイシングテープTで反射した反射光との明暗がより明瞭となる。即ち、ダイシングテープTの表面は粗面であるため、ダイシングテープTに照射されたS偏光の光（S波）は粗面に対してP偏光の光（P波）となる光が屈折してS偏光の光（S波）の反射率を低下させるので、ラインスキャンカメラ７２１によって受光されるウエーハ１０の上面で反射したS偏光の光（S波）との明暗がより明瞭となる。更に、図示の実施形態における輪郭検出機構７は、ライン光照射器７１１からチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面に向けて照射されるライン光の入射角αは４５度〜６５度に設定されているので、ラインスキャンカメラ７２１によって受光されるウエーハ１０の上面で反射したS偏光の光（S波）とダイシングテープTで反射した反射光との明暗がより明瞭となる。即ち、S偏光の光（S波）とP偏光の光（P波）反射率は入射角αが４５度〜６５度の範囲でS偏光の光（S波）がP偏光の光（P波）より高いので、ラインスキャンカメラ７２１によって受光されるウエーハ１０の上面で反射したS偏光の光（S波）とダイシングテープTで反射した反射光との明暗がより明瞭となる。
【００３６】
上述したように輪郭座標検出工程を実施したならば、ウエーハ１０にストリートに沿ってレーザー加工を施す。以下、ウエーハ１０の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する例について説明する。
変質層形成工程は、先ず図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１０の所定のストリート１０１の一端（図８の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に位置付ける。そして、集光器５２２からウエーハ１０に対して透過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３６を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の照射位置にストリート１０１の他端（図８の（b）において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ１０の厚み方向の中間部に合わせる。この結果、ウエーハ１０の内部には、図８の(b)で示すようにウエーハ１０の内部にストリート１０１に沿って変質層１１０が形成される（変質層形成工程）。この変質層形成工程においては、上記輪郭座標検出工程においてウエーハ１０の輪郭が検出されているので、チャックテーブル３６の加工ストロークを最短にすることができ、生産性が向上する。
【００３７】
なお、上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                  ：Ybレーザー：イッテリビウムドープトファイバーレーザー
波長                  ：１０４５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数        ：１００ｋＨｚ
平均出力              ：０．３W
集光スポット径        ：φ１〜２μｍ
エネルギー密度        ：１００〜４００J／cm2
加工送り速度          ：４００ｍｍ／秒
【００３８】
以上のようにして、所定のストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル３６をY軸方向にストリート１０１の間隔分だけ割り出し送りする。このとき制御手段８は、チャックテーブル３６のY軸方向移動量をY座標検出手段３８４からの検出信号によって求める。このようにして割り出し送りしたならば、レーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に位置付けられたストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行する。そして、ウエーハ１０の所定方向に延在する全てのストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行する。このとき、変質層形成工程は上記輪郭座標検出工程において検出したx,y座標値のxとyを座標変換して実施する。このようにして、ウエーハ１０に形成された全てのストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３６は、最初にウエーハ１０を吸引保持した位置に戻され、ここでウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、ウエーハ１０は、図示しない搬送手段によって分割工程に搬送される。
【００３９】
以上、本発明をレーザー加工装置に適用しウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する例を示したが、ウエーハの表面にストリートに沿ってウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、ウエーハにストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する加工に適用しても同様の作用効果を奏する。また、本発明をウエーハ１０をストリート１０１に沿って切断する切削装置に適用しても同様の作用効果を得ることができる。
なお、上述した実施形態においては、輪郭検出機構７を構成するライン光照射器７１１および撮像手段７２を構成するラインスキャンカメラ７２１はウエーハ１０の直径を超える長さを有していて１回の動作でウエーハ１０輪郭を検出した例を示したが、ライン光照射器７１１およびラインスキャンカメラ７２１が、ウエーハ１０の直径より短い場合には検出工程を複数回に分け実施してもよい。また、上述した実施形態においては、ウエーハ１０を加工するチャックテーブル３６に保持した状態でウエーハ１０の輪郭を検出するので、輪郭の座標を直接レーザー加工において使用できるため精度が高い。更に、上述した実施形態においては、輪郭検出機構７がチャックテーブル３６の移動経路に配設され、チャックテーブル３６の移動中にチャックテーブル３６に保持されたウエーハ１０の輪郭を検出できるので生産性が向上する。
【符号の説明】
【００４０】
１：レーザー加工機
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：X軸方向移動手段
３７４：X軸座標検出手段
３８：第１のY軸方向移動手段
３８４：Y座標検出手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４２：可動支持基台
４３：第２のY軸方向移動手段
５：レーザー光線照射ユニット
５２：レーザー光線照射手段
５２２：集光器
５３：集光点位置調整手段
５５：Z軸方向位置検出手段
６：アライメント手段
７：輪郭検出機構
７１：ライン光照射手段
７１１：ライン光照射器
７１２：偏光フィルタ
７２：撮像手段
７２１：ラインスキャンカメラ
７２２：偏光フィルタ
８：制御手段
１０：ウエーハ（被加工物）
F：環状のフレーム
T；ダイシングテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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