(57)【要約】【課題】基板の表面に絶縁膜が被覆されたウエーハであっても絶縁膜を剥離させることなく、ストリートに沿ってレーザー加工溝を形成することができるウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置を提供する。【解決手段】基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、複数の領域にデバイスが形成されているとともにデバイスの表面に絶縁膜が被覆されているウエーハに、ストリートに沿って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するウエーハのレーザー加工方法であって、絶縁膜を予備加熱して軟化せしめる出力に設定された第１のパルスレーザー光線を照射する加熱工程と、絶縁膜および基板を加工する出力に設定された第２のパルスレーザー光線を該加熱工程によって照射された第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射する加工工程とを含み、加熱工程と加工工程とをストリートに沿って交互に実施する。【選択図】図６
2008192806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、該複数の領域にデバイスが形成されているとともに該デバイスの表面に絶縁膜が被覆されているウエーハに、ストリートに沿って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するウエーハのレーザー加工方法であって、
該絶縁膜を予備加熱して軟化せしめる出力に設定された第１のパルスレーザー光線を照射する加熱工程と、
該絶縁膜および該基板を加工する出力に設定された第２のパルスレーザー光線を該加熱工程によって照射された第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射する加工工程と、を含み、
該加熱工程と該加工工程とをストリートに沿って交互に実施する、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法。
【請求項２】
該第１のパルスレーザー光線は波長が３５５nmで１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJに設定され、上記第２のパルスレーザー光線は波長が３５５nmで１パルス当たりのエネルギーが０．２mJに設定されている、請求項１記載のウエーハのレーザー加工方法。
【請求項３】
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パルスレーザー光線を照射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機構とを相対的に所定の加工送り速度で加工送りする加工送り機構と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直行する方向に割り出し送りする割り出し送り機構と、を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、パルス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から発振されたパルスレーザー光線を被加工物を加熱する第１の出力と被加工物を加工する該第１の出力より大きい第２の出力に変更するとともに該第１の出力に設定された第１のパルスレーザー光線と該第２の出力に設定された第２のパルスレーザー光線の光軸を加工送り方向に偏向するパルスレーザー光線変更手段と、該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線を集光する集光器と、該パルスレーザー光線変更手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該レーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線に交互に変更するとともに、該加工送り速度に対応して該第２のパルスレーザー光線を該第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射するように該パルスレーザー光線変更手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項４】
該パルスレーザー光線変更手段は、音響光学変更手段によって構成されている、請求項３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、半導体ウエーハ等のウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー加工を施すウエーハのレーザー加工方法および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基板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デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子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フォトダイオード、レーザーダイオード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】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿って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破断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、デバイスの表面に絶縁膜(例えば、SiO2/Ｃｕ/SiO2)が被覆されているウエーハにおいては、レーザー光線の照射によって絶縁膜が剥離してデバイスを損傷させたり、チップの品質を低下させるという問題がある。
【０００５】
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、基板の表面に絶縁膜が被覆されたウエーハであっても絶縁膜を剥離させることなく、ストリートに沿ってレーザー加工溝を形成することができるウエーハのレーザー加工方法および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】
【０００６】
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、該複数の領域にデバイスが形成されているとともに該デバイスの表面に絶縁膜が被覆されているウエーハに、ストリートに沿って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するウエーハのレーザー加工方法であって、
該絶縁膜を予備加熱して軟化せしめる出力に設定された第１のパルスレーザー光線を照射する加熱工程と、
該絶縁膜および該基板を加工する出力に設定された第２のパルスレーザー光線を該加熱工程によって照射された第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射する加工工程と、を含み、
該加熱工程と該加工工程とをストリートに沿って交互に実施する、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法が提供される。
【０００７】
上記第１のパルスレーザー光線は波長が３５５nmで１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJに設定され、上記第２のパルスレーザー光線は波長が３５５nmで１パルス当たりのエネルギーが０．２mJに設定されている。
【０００８】
また、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パルスレーザー光線を照射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機構とを相対的に所定の加工送り速度で加工送りする加工送り機構と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直行する方向に割り出し送りする割り出し送り機構と、を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、パルス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から発振されたパルスレーザー光線を被加工物を加熱する第１の出力と被加工物を加工する該第１の出力より大きい第２の出力に変更するとともに該第１の出力に設定された第１のパルスレーザー光線と該第２の出力に設定された第２のパルスレーザー光線の光軸を加工送り方向に偏向するパルスレーザー光線変更手段と、該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線を集光する集光器と、該パルスレーザー光線変更手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該レーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線に交互に変更するとともに、該加工送り速度に対応して該第２のパルスレーザー光線を該第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射するように該パルスレーザー光線変更手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【０００９】
上記パルスレーザー光線変更手段は、音響光学変更手段によって構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるレーザー加工装置においては、絶縁膜を予備加熱して軟化せしめる出力に設定された第１のパルスレーザー光線を照射する加熱工程を実施することにより絶縁膜を予備加熱して軟化せしめ、この軟化した第１のパルスレーザー光線のスポット位置に絶縁膜および基板を加工する出力に設定された第２のパルスレーザー光線を照射する加工工程を実施するので、第２のパルスレーザー光線を照射してウエーハにレーザー加工溝を形成する際には照射領域は軟化しているため、基板の表面に絶縁膜等が被覆されていても第２のパルスレーザー光線の照射によって絶縁膜等が剥離されることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるウエーハのレーザー加工方法および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。
【００１２】
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に上記矢印Ｘで示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り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、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す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。
【００１３】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り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上に矢印Ｘで示す加工送り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上に矢印Ｙで示す割り出し送り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、後述するように保護テープを介してウエーハを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。
【００１４】
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、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り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に沿って矢印Ｘで示す加工送り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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動させるための加工送り機構３７を具備している。加工送り機構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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。
【００１５】
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、矢印Ｙで示す割り出し送り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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第１の割り出し送り機構３８を具備している。第１の割り出し送り機構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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００１６】
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上に矢印Ｙで示す割り出し送り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上に矢印Ｙで示す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、一側面に矢印Ｚで示す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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第２の割り出し送り機構４３を具備している。第２の割り出し送り機構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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００１７】
図示の実施形態の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、矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に支持される。
【００１８】
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に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段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に沿って矢印Ｚで示す方向（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。
【００１９】
上記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と、図２に示すようにケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６と、パルスレーザー光線発振手段６が発振したパルスレーザー光線を後述する被加工物であるウエーハの絶縁膜を予備加熱して軟化せしめる第１の出力と該絶縁膜およびウエーハの基板を加工する第２の出力に変更するとともに該第１の出力に設定された第１のパルスレーザー光線と該第２の出力に設定された第２のパルスレーザー光線の光軸を加工送り方向（X軸方向）に偏向するパルスレーザー光線変更手段７と、上記パルスレーザー光線発振手段６およびパルスレーザー光線変更手段７を制御するための制御手段８を具備している。また、レーザー光線照射手段５２は、パルスレーザー光線変更手段７を通過したパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器９を具備している。
【００２０】
上記パルスレーザー光線発振手段６は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器６１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６２とから構成されている。パルスレーザー光線発振器６１は、繰り返し周波数設定手段６２によって設定された所定周波数のパルスレーザー光線を発振する。繰り返し周波数設定手段６２は、励起トリガー発信器６２１と発振トリガー発信器６２２とを備えている。このように構成されたパルスレーザー光線発振手段６は、励起トリガー発信器６２１から所定周期毎に出力される励起トリガーに基づいてパルスレーザー光線発振器６１が励起を開始し、発振トリガー発信器６２２から所定周期毎に出力される発振トリガーに基づいてパルスレーザー光線発振器６１がパルスレーザー光線を発振する。
【００２１】
上記パルスレーザー光線変更手段７は音響光学変更手段からなっており、パルスレーザー光線発振手段６が発振したパルスレーザー光線の出力を変更するとともに光軸を加工送り方向（X軸方向）に偏向する音響光学素子７１と、該音響光学素子７１に印加するRF（radio  frequency）を生成するRF発振器７２と、該RF発振器７２によって生成されたRFのパワーを増幅して音響光学素子７１に印加するRFアンプ７３と、RF発振器７２によって生成されるRFの振幅を調整する出力調整手段７４と、RF発振器７２によって生成されるRFの周波数を調整する偏向角度調整手段７５を具備している。上記音響光学素子７１は、印加されるRFの振幅に対応してパルスレーザー光線の出力を調整するとともに、印加されるRFの周波数に対応してパルスレーザー光線の光軸を偏向する角度を調整することができる。なお、上記出力調整手段７４および偏向角度調整手段７５は、制御手８によって制御される。
【００２２】
また、図示の実施形態におけるパルスレーザー光線変更手段７は、上記音響光学素子７１に所定周波数のRFが印加された場合に、図２において破線で示すように音響光学素子７１によって偏向されたレーザー光線を吸収するためのレーザー光線吸収手段７６を具備している。
【００２３】
上記制御手段８は、パルスレーザー光線発振手段６の繰り返し周波数設定手段６２からの繰り返し周波数設定信号である上記励起トリガー発信器６２１から出力される励起トリガーに基づいて、パルスレーザー光線発振器６１から発振されるパルスレーザー光線のパルスに対応した駆動パルス信号を駆動回路８１に出力する。この駆動回路８１は、制御手段８からの駆動パルス信号に対応した電圧を上記パルスレーザー光線変更手段７の出力調整手段７４および偏向角度調整手段７５に印加する。
【００２４】
図１に戻って説明を続けると、上記集光器９はケーシング５２１の先端に装着されており、上記パルスレーザー光線変更手段７によって出力が調整されとともに光軸が偏向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９１と、該方向変換ミラー９１によって方向変換されたレーザー光線を集光する集光レンズ９２を具備している。
【００２５】
図示の実施形態におけるパルスレーザー照射手段５２は以上のように構成されており、以下その作用について図２を参照して説明する。
先ず、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線の出力を、パルスレーザー光線変更手段７によって変更する方法について説明する。
図２に示すレーザー光線照射手段５２においては、パルスレーザー光線発振手段６から発振されるパルスレーザー光線は、波長が３５５nmで、１パルス当たりのエネルギーが０．２mJに設定されている。このようなパルスレーザー光線発振手段６を備えたレーザー光線照射手段５２において、パルスレーザー光線変更手段７の出力調整手段７４に上記駆動回路８１から例えば１０Vの電圧が印加され、音響光学素子７１に１０Vに対応する振幅のRFが印加された場合には、音響光学素子７１を通過したレーザー光線の出力はパルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線の出力と同じ１パルス当たりのエネルギーが０．２mJとなる。また、パルスレーザー光線変更手段７の出力調整手段７４に上記駆動回路８１から例えば３Vの電圧が印加され、音響光学素子７１に３Vに対応する振幅のRFが印加された場合には、音響光学素子７１を通過したレーザー光線の出力は例えば１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJとなる。
【００２６】
次に、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線の光軸を、パルスレーザー光線変更手段７によって変更する方法について説明する。
パルスレーザー光線変更手段７の偏向角度調整手段７５に上記駆動回路８１から例えば１０Vの電圧が印加され、音響光学素子７１に１０Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において実線で示すように偏向され集光点Paに集光される。また、偏向角度調整手段７５に上記駆動回路８１から例えば１５Vの電圧が印加され、音響光学素子７１に１５Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において１点鎖線で示すように偏向され、上記集光点Paから加工送り方向（X軸方向）に図２において左方に所定量変位した集光点Pbに集光される。一方、偏向角度調整手段７５に上記駆動回路８１から例えば５Vの電圧が印加され、音響光学素子７１に５Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において２点鎖線で示すように偏向され、上記集光点Pcから加工送り方向（X軸方向）に図２において右方に所定量変位した集光点Pcに集光される。また、パルスレーザー光線変更手段７の偏向角度調整手段７５に上記駆動回路８１から例えば０Vの電圧が印加され、音響光学素子７１に０Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線は、図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段７６に導かれる。このように、音響光学素子７１によって偏向されたレーザー光線は、偏向角度調整手段７５に印加される電圧に対応して加工送り方向（X軸方向）に偏向せしめられる。
【００２７】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工機は、ケーシング５２１の前端部に配設され上記レーザー光線照射装置５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段１１を備えている。この撮像手段１１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。
【００２８】
図１に基づいて説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工機は、コントローラ２０を具備している。コントローラ２０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）２０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０２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）２０３と、入力インターフェース２０４および出力インターフェース２０５とを備えている。コントローラ２０の入力インターフェース２０４には、撮像手段１１等からの検出信号が入力される。そして、コントローラ２０の出力インターフェース２０６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、パルスレーザー光線発振手段６および制御手段８等に制御信号を出力する。
【００２９】
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。
ここで、上記レーザー加工装置によって加工される被加工物としての半導体ウエーハについて、図３および図４を参照して説明する。図３および図４に示す半導体ウエーハ１０は、厚さが８０μmのシリコン基板１００の表面１０ａに格子状に形成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、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。この半導体ウエーハ１０は、図４に示すように表面１０ａにSiO2/Ｃｕ/SiO2等からなる厚さが５μmの絶縁膜１０３が被覆されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、図３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保護テープTに表面１０ａを上側にして裏面が貼着される。
【００３０】
以下、上述した図１および図２に示すレーザー加工装置を用いて上記半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿って実施するレーザー加工方法について説明する。
上記半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿ってレーザー加工を実施するには、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の表面１０ａを上にして載置し、該チャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。また、保護テープTが装着された環状のフレームFは、チャックテーブル３６に配設されたクランプ３６２によって固定される。
【００３１】
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１１の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１およびコントローラ２０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１１およびコントローラ２０は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１と、上記集光器９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角に延びるストリート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。
【００３２】
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されているストリート１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図５で示すようにチャックテーブル３６を集光器９が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート１０１を集光器９の直下に位置付ける。このとき、半導体ウエーハ１０は、ストリート１０１の一端(図５において左端)が集光器９の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段５２を作動し、集光器９から上記半導体ウエーハ１０の絶縁膜１０３を予備加熱して軟化せしめる出力に設定された第１のパルスレーザー光線と絶縁膜および該基板を加工する出力に設定された第２のパルスレーザー光線を交互に照射しつつチャックテーブル３６を図５において矢印Ｘ１で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（レーザー光線照射工程）。
【００３３】
ここで、図２に示すレーザー光線照射手段５２を用いた場合におけるレーザー光線照射工程の実施形態について説明する。
このレーザー光線照射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                              ：ＹＡＧレーザー
波長                              ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数                    ：３０kHz
平均出力                          ：６W
１パルス当たりのエネルギー（第１）：０．０６mJ
１パルス当たりのエネルギー（第２）：０．２mJ
集光スポット径                    ：φ３５μｍ
加工送り速度                      ：２１０ｍｍ／秒
【００３４】
レーザー光線照射工程においては、上記半導体ウエーハ１０の絶縁膜１０３を予備加熱して軟化せしめる出力（１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJ）設定された第１のパルスレーザー光線を照射する加熱工程と、絶縁膜１０３およびシリコン基板１００を加工する出力（１パルス当たりのエネルギーが０．２mJ）に設定された第２のパルスレーザー光線を加熱工程によって照射された第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射する加工工程とを、ストリート１０１に沿って交互に実施する。なお、上記加工条件においては、半導体ウエーハ１０が２１０ｍｍ／秒の加工送り速度で図５において矢印Ｘ１で示す方向に加工送りされるので、第１のパルスレーザー光線と第２のパルスレーザー光線が照射される間に半導体ウエーハ１０は加工送り方向に７μｍ移動する。従って、集光器９から照射される第２のパルスレーザー光線は、集光器９の直下から７μｍ移動した第１のパルスレーザー光線のスポット位置に照射する。以下、第１のパルスレーザー光線と第２のパルスレーザー光線の照射方法について、図２および図６を参照して説明する。
【００３５】
先ず、最初に照射するた第１のパルスレーザー光線の出力を１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJになるようにするために、図２に示すパルスレーザー光線変更手段７の出力調整手段７４に上記駆動回路８１から例えば３Vの電圧を印加し、音響光学素子７１に３Vに対応する振幅のRFを印加する。この結果、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線の出力（１パルス当たりのエネルギーが０．２mJ）は、音響光学素子７１を通過することにより１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJとなる。そして、パルスレーザー光線変更手段７の偏向角度調整手段７５に上記駆動回路８１から例えば１０Vの電圧を印加し、音響光学素子７１に１０Vに対応する周波数のRFを印加する。この結果、音響光学素子７１を通過する１パルス当たりのエネルギーが０．０６mJの第１のパルスレーザー光線は、その光軸が図２および図６の(a)において実線で示すように偏向され集光点Paに集光される。この第１のパルスレーザー光線のスポットを図６の(b)に示す(S1)とする。この結果、ストリート１０１の表面は第１のパルスレーザー光線のエネルギー（１パルス当たり０．０６mJ）によって１０００℃程度に予備加熱され、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された絶縁膜１０３（図４参照）は軟化せしめられる（加熱工程）。
【００３６】
次に、上記第１のパルスレーザー光線のスポット(S1)位置に１パルス当たりのエネルギーが０．２mJの第２のパルスレーザー光線を照射するために、図２に示すパルスレーザー光線変更手段７の出力調整手段７４に上記駆動回路８１から例えば１０Vの電圧を印加し、音響光学素子７１に１０Vに対応する振幅のRFを印加する。この結果、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線の出力（１パルス当たりのエネルギーが０．２mJ）は、音響光学素子７１を通過しても１パルス当たりのエネルギーが０．２mJとなる。そして、第２のパルスレーザー光線を照射するときには半導体ウエーハ１０は図６の(a)において１点鎖線で示すように矢印Ｘ１で示す加工送り方向に７μｍ移動しているので、偏向角度調整手段７５に上記駆動回路８１から例えば１５Vの電圧を印加し、音響光学素子７１に１５Vに対応する周波数のRFを印加する。この結果、音響光学素子７１を通過する１パルス当たりのエネルギーが０．２mJの第１のパルスレーザー光線は、その光軸が図２および図６の(a)において１点鎖線で示すように第１のパルスレーザー光線の集光点Paから加工送り方向（X軸方向）に７μｍ変位した集光点Pbに集光される。従って、図６の(c)に示すように第２のパルスレーザー光線のスポット(S2)は、第１のパルスレーザー光線のスポット(S1)位置に照射される。このとき、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された絶縁膜１０３（図４参照）は上述したように第１のパルスレーザー光線の照射によって軟化しているので、第２のパルスレーザー光線が照射されても剥離することはなく、絶縁膜１０３およびシリコン基板１００が加工される（加工工程）。
【００３７】
上述したように半導体ウエーハ１０を所定の加工送り速度で加工送りしつつ加熱工程と加工工程を交互に実施することにより、図７に示すように半導体ウエーハ１０にはストリート１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される。
【００３８】
上述したレーザー光線照射工程を半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された全てのストリート１０１に沿って実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動して該チャックテーブル３６に保持されている半導体ウエーハ１０を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ１０に上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート１０１に沿って上述した加熱工程と加工工程とからなるレーザー光線照射工程を実施する。
【００３９】
以上のようにして半導体ウエーハ１０に形成された全てのストリート１０１に沿って上述したレーザー光線照射工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０は次工程である分割工程に搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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を示すブロック図。
【図３】被加工物としての半導体ウエーハを保護テープを介してフレームに装着した状態を示す斜視図。
【図４】図３に示す半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置によって半導体ウエーハをレーザー加工するレーザー光線照射工程の説明図。
【図６】図５に示すレーザー光線照射工程における加熱工程および加工工程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハのレーザー加工方法によってレーザー加工された半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【符号の説明】
【００４１】
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
３７：加工送り機構
３８：第１の割り出し送り機構
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り機構
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線照射手段
６：パルスレーザー光線発振手段
６１：パルスレーザー光線発振器
６２：繰り返し周波数設定手段
６２１：励起トリガー発信器
６２２：発振トリガー発信器
７：パルスレーザー光線変更手段
７１：音響光学素子
７２：RF発振器
７３：RFアンプ
７４：出力調整手段
７５：偏向角度調整手段
７６：レーザー光線吸収手段
８：制御手段
８１：駆動回路
９：集光器
９１：方向変換ミラー
９２：集光レンズ
１０：半導体ウエーハ
１１：撮像手段
２０：コントローラ
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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