(57)【要約】      （修正有）【課題】加工用レーザー光線によるフォトルミネッセンス測定機能を具備するレーザー加工装置の提供。【解決手段】チャックテーブル３６に保持された被加工物Ｗを加工するレーザー光線発振手段５１とレーザー光線出力調整手段５２およびレーザー光線を集光照射する集光器５３とを有するレーザー光線照射手段５と、チャックテーブルとレーザー光線照射手段を加工送り方向に相対移動する加工送り手段と、加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対移動する割り出し送り手段と、加工送り手段によるチャックテーブル移動位置のX軸方向位置検出手段と、割り出し送り手段によるチャックテーブル移動位置のY軸方向位置検出手段と、制御手段８とを具備するレーザー加工装置であって、集光器５３からのレーザー光線により被加工物から発生したスペクトルを検出する光検出器７１と、スペクトル分光器７２と、波長スペクトル分布表示手段７３とを具備している。【選択図】図２
2015074022.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をレーザー加工するためのレーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段および該出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた集光器とを有するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）と直交する割り出し送り方法（Y軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該加工送り手段による該チャックテーブル移動位置を検出するX軸方向位置検出手段と、該割り出し送り手段による該チャックテーブル移動位置を検出するY軸方向位置検出手段と、制御手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
該集光器に隣接して配設され該集光器から照射されたレーザー光線の励起エネルギーによって被加工物から発生するスペクトルを捉える光検出器と、該光検出器によって捉えられたスペクトルを分光する分光器と、該分光器によって分光された波長のスペクトル分布を表示する表示手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
被加工物の成分を検出する際には、該出力調整手段によって該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線の出力を励起エネルギーを生成する出力に調整する、請求項１記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
該レーザー光線発振手段によって発振するレーザー光線は、波長が２５７nmに設定されている、請求項１又は２記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャックテーブルに保持された半導体ウエーハ等の被加工物の成分または不純物を分析するフォトルミネッセンス測定機能を備えたレーザー加工装置に関する。
【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デバイスを製造している。
【０００３】
上述した半導体ウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってウエーハ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実用化されている。
このようなレーザー加工を行うレーザー加工装置は、被加工物を保持する被加工物保持面を備えた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レーザー加工するためのレーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた集光器とを有するレーザー光線照射手段と、チャックテーブルとレーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該加工送り手段によるチャックテーブル移動位置を検出するX軸方向位置検出手段とを具備している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、被加工物の成分または不純物を分析するフォトルミネッセンス測定器によってレーザー加工する前のウエーハの成分とレーザー加工後のウエーハの成分とを比較してレーザー光線の影響を分析したり、レーザー加工条件を調整する等の検証を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、レーザー加工装置に加えて高価なフォトルミネッセンス測定器を設備として設置することは、費用並びに設置場所の面で負担が大きく設備費の高騰を招くという問題がある。
また、フォトルミネッセンス測定器は、出力が比較的弱く成分の検出が十分でないとともに、検出した複数のポイントを再検出することが困難であり、更に被加工物をレーザー加工装置とフォトルミネッセンス測定器に着脱しなければならず面倒であるという問題がある。
【０００７】
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、フォトルミネッセンス測定器が被加工物にレーザー光線を照射することによって発生するスペクトルを捉えることに着目し、加工用のレーザー光線を利用してフォトルミネッセンス測定器の機能を具備することができるレーザー加工装置を提供することである。
【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、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レーザー加工するためのレーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段および該出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた集光器とを有するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）と直交する割り出し送り方法（Y軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該加工送り手段による該チャックテーブル移動位置を検出するX軸方向位置検出手段と、該割り出し送り手段による該チャックテーブル移動位置を検出するY軸方向位置検出手段と、制御手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
該集光器に隣接して配設され該集光器から照射されたレーザー光線の励起エネルギーによって被加工物から発生するスペクトルを捉える光検出器と、該光検出器によって捉えられたスペクトルを分光する分光器と、該分光器によって分光された波長のスペクトル分布を表示する表示手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【０００９】
被加工物の成分を検出する際には、上記出力調整手段によってレーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線の出力を励起エネルギーを生成する出力に調整する。
上記レーザー光線発振手段によって発振するレーザー光線は、波長が２５７nmに設定されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるレーザー加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物をレーザー加工するためのレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段を構成する集光器に隣接して配設され集光器から照射されたレーザー光線の励起エネルギーによって被加工物から発生するスペクトルを捉える光検出器と、光検出器によって捉えられたスペクトルを分光する分光器と、分光器によって分光された波長のスペクトル分布を表示する表示手段とを具備し、被加工物の成分を検出する際には出力調整手段によってレーザー光線発振手段によって発振されたレーザー光線の出力を励起エネルギーを生成する出力に調整するので、安価にフォトルミネッセンス測定機能を得ることができるとともに、フォトルミネッセンス測定器の設置場所が不要となる。また、レーザー光線発振手段は被加工物を加工できる出力を有するので、出力調整手段によって励起エネルギーを適宜調整することにより十分な成分検出が可能となる。更に、図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては加工前の成分検出工程における検出位置を記憶しておくことにより、加工後の成分検出工程においては同じ検出位置での再検出が可能であるとともに、被加工物の成分検出工程とレーザー加工工程を同一のチャックテーブル上で実施できるので、半導体ウエーハをフォトルミネッセンス測定器とレーザー加工装置に着脱する作業が省け面倒が解消する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従って構成された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レーザー光線照射手段およびフォトルミネッセンス測定手段のブロック構成図。
【図３】図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図４】分光器からの出力される波長と物質成分との関係を示すテーブル。
【図５】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。
【図６】図５に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図７】加工前の成分検出工程において検出されたスペクトル分布を示す図。
【図８】図１に示すレーザー加工装置によって実施するレーザー加工溝形成工程の説明図。
【図９】加工後の成分検出工程において検出されたスペクトル分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成されたレーザー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詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って構成された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、基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを具備している。
【００１４】
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１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に加工送り方向（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支持テーブル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の上面である保持面上に被加工物である例えば円形形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、半導体ウエーハ等の被加工物を保護テープを介して支持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。
【００１５】
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Y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軸方向に移動させ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１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。
【００１６】
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軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備えている。X軸方向位置検出手段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軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示の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軸方向位置を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が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軸方向位置を検出することもできる。
【００１７】
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軸方向に移動させるための割り出し送り手段３８を具備している。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。
【００１８】
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軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段３８４を備えている。Y軸方向位置検出手段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軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示の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軸方向位置を検出する。なお、上記割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出することもできる。また、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が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軸方向位置を検出することもできる。
【００１９】
上記レーザー光線照射ユニット４は、上記基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を具備している。なお、撮像手段６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後述する制御手段に送る。また、ケーシング４２の前端部には、レーザー光線照射手段５を構成する後述する集光器５３および後述するフォトルミネッセンス測定手段を構成する光検出器７１が互いに隣接して配設されている。
【００２０】
上記レーザー光線照射手段５について、図２を参照して説明する。
レーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、該出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器５３を具備している。パルスレーザー光線発振手段５１は、パルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振手段５１のパルスレーザー光線発振器５１１は、図示の実施形態においては波長が２５７nmのパルスレーザー光線を発振する。上記集光器５３は、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を図２において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー５３１と、該方向変換ミラー５３１によって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ５３２とからなっている。このように構成されたレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２は、後述する制御手段によって制御される。
【００２１】
図１及び図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、集光器５３に隣接して配設され集光器５３からチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射されたレーザー光線の励起エネルギーによって被加工物Wから発生するスペクトルを捉える光検出器７１と、該光検出器７１によって捉えられたスペクトルを分光する分光器７２と、該分光器７２によって分光された波長のスペクトル分布を表示する表示手段７３とからなるフォトルミネッセンス測定手段７を具備している。光検出器７１は、被加工物Wから発生するスペクトルを捉え集光する集光レンズ７１１と、該集光レンズ７１１によって集光された被加工物Wから発生するスペクトルを分光器７２に伝送する光ファイバー７１２とからなっている。分光器７２は、光検出器７１の光ファイバー７１２によって伝送された被加工物Wから発生するスペクトルを分光して表示手段７３に出力するとともに、後述する制御手段に出力する。表示手段７３は、分光器７２からの出力データに基づいて分光された波長のスペクトル分布を表示する。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図３に示す制御手段８を具備している。制御手段８はコンピュータによって構成されており、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。制御手段８の入力インターフェース８４には、上記X軸方向位置検出手段３７４、Y軸方向位置検出手段３８４、撮像手段６、フォトルミネッセンス測定手段７の分光器７２等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８５からは、上記加工送り手段３７、割り出し送り手段３８、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２等に制御信号を出力するとともに、上記表示手段７３に表示信号を出力する。なお、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３には、図４に示す分光器７２からの出力される波長と物質成分との関係を示すテーブルが格納されている。このテーブルには、物質、物質の分子記号、物質のバンドギャップ(eV)、バンドギャップ(eV)に対応する波長(nｍ)が設定されている。
【００２３】
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５には、被加工物としての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図５に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚みが２００μmのシリコンウエーハからなっており、表面１０ａには格子状に形成された複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、図６に示すように環状のフレームFに装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる例えば厚みが１００μmの保護テープTに表面１０ａ側を貼着する（保護テープ貼着工程）。従って、半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。
【００２４】
上述したレーザー加工装置を用い、上記半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウエーハ１０の裏面側に分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工の実施形態について説明する。なお、半導体ウエーハ１０にレーザー加工溝を形成するに際し、半導体ウエーハを構成するシリコンウエーハの成分にはバラツキがあるので、半導体ウエーハを構成するシリコンウエーハの成分を検出する加工前の成分検出工程を実施する。
【００２５】
上記加工前の成分検出工程を実施するには、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上に半導体ウエーハ１０の保護テープT 側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープTを介して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６上に保護テープTを介して保持された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。
【００２６】
上述したように半導体ウエーハ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によって撮像手段６の直下に位置付けられる。このようにしてチャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段８によって半導体ウエーハ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６および制御手段８は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１と、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５を構成する集光器５３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、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１０１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａは下側に位置しているが、撮像手段６が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および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）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面１０ｂから透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。
【００２７】
上述したアライメント工程を実施したならば、制御手段８は加工送り手段３７および割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０の上記加工領域における所定の検出位置を集光器５３の直下に位置付ける。このようにして集光器５３の直下に位置付けられた検出位置のXY座標値は、X軸方向位置検出手段３７４およびY軸方向位置検出手段３８４からの検出信号に基づいて検出され、この検出位置のXY座標値がランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納される。
【００２８】
次に制御手段８は、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１を作動するとともに出力調整手段５２を作動してパルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線の出力を０．２Wに調整する。そして、制御手段８はフォトルミネッセンス測定手段７を作動する。上述したようにパルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって０．２Wに調整されたパルスレーザー光線がチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０に照射されると、照射されたパルスレーザー光線の励起エネルギーによって半導体ウエーハ１０からスペクトルが発生する。このようにしてパルスレーザー光線の励起エネルギーによって半導体ウエーハ１０から発生するスペクトルは、光検出器７１の集光レンズ７１１によって集光され、伝送する光ファイバー７１２を介して分光器７２に導かれる。光検出器７１の光ファイバー７１２によってスペクトルが伝送された分光器７２は、スペクトルを分光して波長に対応する光強度データを表示手段７３に出力するとともに、制御手段８に出力する。表示手段７３は、分光器７２からの出力データに基づいて図７に示すように分光された波長のスペクトル分布を表示する。一方、制御手段８は分光器７２からの出力データに基づいて図４に示すテーブルを参照し、光強度の高い波長（図示の実施形態においては１１１７nm）がケイ素（Si）であることを求め、これを表示手段７３に表示信号として出力する。この結果、表示手段７３は図７に示すスペクトル分布における１１１７nmの波長位置にSiを表示する。このようにして加工前の成分検出工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０を構成する素材はケイ素（Si）からなっていることが判る。なお、加工前の成分検出工程は、複数の検出位置を設定して実施してもよい。
【００２９】
なお、成分検出工程の検査条件は、次の通り設定されている。
レーザー光線の波長      ：２５７ｎｍ
繰り返し周波数          ：２００ｋＨｚ
平均出力                ：０．２W
集光スポット径          ：φ５０μｍ
検出範囲                ：バンドギャップ４．８eV以下の物質
【００３０】
上述した加工前の成分検出工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０の裏面側から分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。
レーザー加工溝形成工程を実施するには、チャックテーブル３６を移動して図８の（ａ）に示すように所定の分割予定ライン１０１の一端（８の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５の集光器５３の直下に位置付ける。そして、集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の裏面１０b（上面）付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段５の集光器５３から半導体ウエーハ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、分割予定ライン１０１の他端（図８の（ｂ）において右端）が集光器５３の直下位置に達したら、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。この結果、図８の（ｂ）および図８の（c）に示すように半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される（レーザー加工溝形成工程）。
【００３１】
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
波長                ：２５７ｎｍ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
平均出力            ：１W
集光スポット        ：φ５０μｍ
加工送り速度        ：２００ｍｍ／秒
【００３２】
上述したように所定の分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したら、チャックテーブル３６を矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ１０に形成された分割予定ライン１０１の間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記レーザー加工溝形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン１０１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行する。
【００３３】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、レーザー加工後の半導体ウエーハ１０の成分を検出する成分検出工程を実施する。
加工後の成分検出工程を実施するには、制御手段８は加工送り手段３７および割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０の上記加工前の成分検出工程を実施した検出位置を集光器５３の直下に位置付ける。なお、加工前の成分検出工程を実施した検出位置のXY座標値は、上述したようにランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納されているので、確実に集光器５３の直下に位置付けることができる。
【００３４】
上述したように半導体ウエーハ１０の上記加工前の成分検出工程を実施した検出位置を集光器５３の直下に位置付けたならば、上記加工前の成分検出工程と同一の検査条件により上記成分検査工程を実施する。そして、表示手段７３には、例えば図９に示すスペクトル分布が表示される。図９に示すスペクトル分布においては、１１１７nmの波長位置（Si）に高い光強度が表れるとともに、１０３３nmの波長位置（酸化銅（II）(CuO)）および４３３nmの波長位置（炭化ケイ素（SiC））にも比較的高い光強度が表れる。このように、上記加工前の成分検出工程においては検出されなかった酸化銅（II）(CuO)および炭化ケイ素（SiC）がレーザー加工後の成分検出工程においては検出される。即ち、銅(Cu)は半導体ウエーハ１０がレーザー加工される前の状態では単独でスペクトルを発生しないが、レーザー加工され酸化すると酸化銅（II）(CuO)としての１０３３nmの光を発する。従って、半導体ウエーハ１０にはケイ素（Si）の他に不純物として銅(Cu)が含まれていることが判る。
【００３５】
以上のように図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、レーザー光線照射手段５を利用したフォトルミネッセンス測定手段７を具備しているので、安価にフォトルミネッセンス測定機能を得ることができるとともに、フォトルミネッセンス測定器の設置場所が不要となる。また、レーザー光線発振手段５１は被加工物を加工できる出力を有するので、出力調整手段５２によって励起エネルギーを適宜調整することにより十分な成分検出が可能となる。更に、図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては加工前の成分検出工程における検出位置をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納しているので、加工後の成分検出工程においては同じ検出位置での再検出が可能であるとともに、半導体ウエーハの成分検出工程とレーザー加工工程を同一のチャックテーブル３６上で実施できるので、半導体ウエーハをフォトルミネッセンス測定器とレーザー加工装置に着脱する作業が省け面倒が解消する。
【符号の説明】
【００３６】
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：加工送り手段
３７４：X軸方向位置検出手段
３８：割り出し送り手段
３８４：Y軸方向位置検出手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：出力調整手段
５３：集光器
６：撮像手段
７：フォトルミネッセンス測定手段
７１：光検出器
７２：分光器
７３：表示手段
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：保護テープ
【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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【図９】
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