(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部材が混在している被加工物に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レーザー加工方法であって、
被加工物を構成する複数の部材を形成する物質にそれぞれ対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を設定しておき、該レーザー加工溝を形成するストリートに沿って配設された被加工物を構成する複数の部材に対しレーザー光線が照射されることによってそれぞれ発生するプラズマの波長を検出し、該ストリートに沿ってレーザー光線を照射している最中に検出されたプラズマの波長に対応した部材に対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を選定し、選定した繰り返し周波数及び出力を含む加工条件でレーザー光線を照射する、
ことを特徴とするレーザー加工方法。
【請求項２】
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段が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と、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し該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器を具備しているレーザー加工装置において、
該レーザー光線発振手段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器と該パルスレーザー光線発振器が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定手段とからなり、
該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線が照射されることによって発生するプラズマの波長を検出するプラズマ検出手段と、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて該レーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備し、
該プラズマ検出手段は、プラズマ光を複数の経路に分岐する分岐手段と、複数の経路にそれぞれ配設されそれぞれ設定された複数の物質のプラズマの特定波長のみを通過させる複数のバンドパスフィルターと、該複数のバンドパスフィルターをそれぞれ通過した光を受光して光強度信号を該制御手段に出力する複数のホトデテクターとを具備しており、
該制御手段は、レーザー加工溝を形成するストリートに沿って配設された被加工物を構成する複数の部材を形成する物質にそれぞれ対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を設定した加工条件マップを格納するメモリを備えており、該ストリートに沿ってレーザー光線を照射している最中に検出された該複数のホトデテクターからの検出信号に基づいて加工条件マップに設定された、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を選定し、該選定した繰り返し周波数及び出力を含む加工条件でレーザー光線を照射するよう該繰り返し周波数設定手段及び該出力調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部材が混在している被加工物に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】
当業者には周知の如く、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よばれる切断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等のデバイスが形成されている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って個々の半導体デバイスを製造している。半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハ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半導体ウエーハ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移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる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含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００３】
また、近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスの処理能力を向上するために、シリコンウエーハの如き半導体基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。
【０００４】
また、ストリート上のＬｏｗ−ｋ膜にデバイスの機能をテストするためのテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と呼ばれるテスト用の金属パターンが部分的に配設されている半導体ウエーハが実用化されている。
【０００５】
上述したＬｏｗ−ｋ膜を積層した形態の半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように多層に積層されているとともに非常に脆いことから、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離がデバイスにまで達し半導体デバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。また、ストリート上にデバイスの機能をテストするためのテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と呼ばれるテスト用の金属パターンが部分的に配設されている半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、金属パターンが銅等の粘りのある金属によって形成されているためにバリが発生するとともにデバイスの側面に欠けが生じてデバイスの品質を低下させるという問題がある。
【０００６】
上述した問題を解消するために、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成することによりＬｏｗ−ｋ膜やＴｅｇを除去し、その除去した領域に切削ブレードを位置付けて切削するウエーハの分割方法が提案されている。しかるに、ストリートにＬｏｗ−ｋ膜とＴｅｇが配設されている場合は、Ｌｏｗ−ｋ膜の加工条件とＴｅｇの加工条件が異なるため、予めＴｅｇの位置を検出して座標データを作成し、この座標データに基づいてＴｅｇにレーザー光線を照射してＴｅｇを除去するＴｅｇ除去工程と、上記Ｌｏｗ−ｋ膜の領域にレーザー光線を照射してＬｏｗ−ｋ膜を除去するＬｏｗ−ｋ膜除去工程を実施する。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１８８３２号公報
【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に開示された技術は、予めＴｅｇの位置を検出して座標データを作成しなければならず生産性が悪いという問題がある。また、ウエーハを保持する保持手段を加工送りする際に、保持手段の位置と座標データを照合させて加工条件を制御するので、保持手段の位置と座標データとの間にズレが生ずるとＴｅｇおよびＬｏｗ−ｋ膜を適正な加工条件で加工できないという問題がある。
【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、レーザー加工すべき領域に２種類以上の部材が混在している場合でも、各部材の座標データを作成することなく各部材に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、複数の部材が混在している被加工物に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レーザー加工方法であって、
被加工物を構成する複数の部材を形成する物質にそれぞれ対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を設定しておき、該レーザー加工溝を形成するストリートに沿って配設された被加工物を構成する複数の部材に対しレーザー光線が照射されることによってそれぞれ発生するプラズマの波長を検出し、該ストリートに沿ってレーザー光線を照射している最中に検出されたプラズマの波長に対応した部材に対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を選定し、選定した繰り返し周波数及び出力を含む加工条件でレーザー光線を照射する、
ことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段が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と、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し該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器を具備しているレーザー加工装置において、
該レーザー光線発振手段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器と該パルスレーザー光線発振器が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定手段とからなり、
該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線が照射されることによって発生するプラズマの波長を検出するプラズマ検出手段と、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて該レーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備し、
該プラズマ検出手段は、プラズマ光を複数の経路に分岐する分岐手段と、複数の経路にそれぞれ配設されそれぞれ設定された複数の物質のプラズマの特定波長のみを通過させる複数のバンドパスフィルターと、該複数のバンドパスフィルターをそれぞれ通過した光を受光して光強度信号を該制御手段に出力する複数のホトデテクターとを具備しており、
該制御手段は、レーザー加工溝を形成するストリートに沿って配設された被加工物を構成する複数の部材を形成する物質にそれぞれ対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を設定した加工条件マップを格納するメモリを備えており、該ストリートに沿ってレーザー光線を照射している最中に検出された該複数のホトデテクターからの検出信号に基づいて加工条件マップに設定された、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を選定し、該選定した繰り返し周波数及び出力を含む加工条件でレーザー光線を照射するよう該繰り返し周波数設定手段及び該出力調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による複数の部材が混在している被加工物に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レーザー加工方法は、被加工物を構成する複数の部材を形成する物質にそれぞれ対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を設定しておき、該レーザー加工溝を形成するストリートに沿って配設された被加工物を構成する複数の部材に対しレーザー光線が照射されることによってそれぞれ発生するプラズマの波長を検出し、該ストリートに沿ってレーザー光線を照射している最中に検出されたプラズマの波長に対応した部材に対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を選定し、選定した繰り返し周波数及び出力を含む加工条件でレーザー光線を照射する、照射手段を制御するので、レーザー加工すべき領域に２種類以上の部材が混在している場合でも、各部材にパルスレーザー光線が照射されそれぞれの波長のプラズマが発生される都度、制御手段は各部材に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる。
【００１４】
また、本発明によるレーザー加工装置は、被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線が照射されることによって発生するプラズマの波長を検出するプラズマ検出手段と、プラズマ検出手段からの検出信号に基づいてレーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備し、プラズマ検出手段は、プラズマ光を複数の経路に分岐する分岐手段と、複数の経路にそれぞれ配設されそれぞれ設定された複数の物質のプラズマの特定波長のみを通過させる複数のバンドパスフィルターと、複数のバンドパスフィルターをそれぞれ通過した光を受光して光強度信号を該制御手段に出力する複数のホトデテクターとを具備しており、制御手段は、レーザー加工溝を形成するストリートに沿って配設された被加工物を構成する複数の部材を形成する物質にそれぞれ対応した、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を設定した加工条件マップを格納するメモリを備えており、ストリートに沿ってレーザー光線を照射している最中に検出された複数のホトデテクターからの検出信号に基づいて加工条件マップに設定された、レーザー光線の繰り返し周波数及び出力を含む加工条件を選定し、選定した繰り返し周波数及び出力を含む加工条件でレーザー光線を照射するよう該繰り返し周波数設定手段及び該出力調整手段を制御するので、レーザー加工すべき領域に２種類以上の部材が混在している場合でも、各部材にパルスレーザー光線が照射されそれぞれの波長のプラズマが発生される都度、制御手段は各部材に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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プラズマ検出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構成ブロック図。
【図４】図３に示す制御手段のメモリに格納される加工条件マップを示す図。
【図５】被加工物としての半導体ウエーハの平面図。
【図６】図５に示す半導体ウエーハの一部を拡大して示す断面図。
【図７】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工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による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、更に詳細に説明する。
【００１７】
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１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、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印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。
【００１８】
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。
【００１９】
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X軸方向移動手段（加工送り手段３７）を具備している。この加工送り手段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。
【００２０】
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第１のY軸方向移動手段（第１の割り出し送り手段３８）を具備している。この第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。
【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Y軸方向移動手段（第２の割り出し送り手段４３）を具備している。この第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、該雄ネジロッド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Z軸方向移動手段（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およびレーザー光線照射手段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、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。このレーザー光線照射手段５２について、図２を参照して説明する。
図示のレーザー光線照射手段５２は、上記ケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段５２２と、該パルスレーザー光線発振手段５２２によって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５２３と、該出力調整手段５２３によって出力が調整されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６の保持面に保持された被加工物Wに照射する集光器５２４を具備している。
【００２５】
上記パルスレーザー光線発振手段５２２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器５２２aと、パルスレーザー光線発振器５２２aが発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定手段５２２bとから構成されている。上記出力調整手段５２３は、パルスレーザー光線発振手段５２２から発振されたパルスレーザー光線の出力を所定の出力に調整する。これらパルスレーザー光線発振手段５２２のパルスレーザー光線発振器５２２a、繰り返し周波数設定手段５２２bおよび出力調整手段５２３は、図示しない後述する制御手段によって制御される。
【００２６】
上記集光器５２４は、パルスレーザー光線発振手段５２２から発振され出力調整手段５２３によって出力が調整されたパルスレーザー光線をチャックテーブル３６の保持面に向けて方向変換する方向変換ミラー５２４aと、該方向変換ミラー５２４a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５２４bを具備している。このように構成された集光器５２４は、図１に示すようにケーシング５２１の先端に装着される。
【００２７】
上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部には、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撮像手段６が配設されている。この撮像手段６は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段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１は、レーザー光線照射ユニット５を構成するレーザー光線照射手段５２のケーシング５２１に取り付けられ、レーザー光線照射手段５２からチャックテーブル３６に保持された被加工物にレーザー光線が照射されることによって発生するプラズマを検出するプラズマ検出手段７を備えている。このプラズマ検出手段７は、レーザー光線照射手段５２の集光器５２４から照射されるレーザー光線がチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射されることによって発生するプラズマを受光するプラズマ受光手段７１と、該プラズマ受光手段７１によって受光されたプラズマ光を第１の光路７２aと第２の光路７２bに分岐する分岐手段としてのビームスプリッター７３aと、該ビームスプリッター７３aによって第１の光路７２aに分岐されたプラズマ光を第３の光路７２cと第４の光路７２dに分岐するビームスプリッター７３bと、ビームスプリッター７３aによって第２の光路７２bに分岐されたプラズマ光を第５の光路７２eと第６の光路７２fに分岐するビームスプリッター７３cとを具備している。上記プラズマ受光手段７１は、集光レンズ７１１と、該集光レンズ７１１を収容するレンズケース７１２とからなり、レンズケース７１２が図１に示すようにレーザー光線照射手段５２のケーシング５２１に取り付けられる。また、図１に示すようにレンズケース７１２には角度調整用ツマミ７１３が配設されており、集光レンズ７１１の設置角度を調整することができるようになっている。このように構成すると、第３の光路７２cと第４の光路７２dと第５の光路７２eと第６の光路７２fにプラズマ光を均等に分岐することができる。
【００２９】
上記第３の光路７２cには方向変換ミラー７４aと設定された物質(例えばシリコン(Si))のプラズマの波長（２５１nm）のみを通過させる第１のバンドパスフィルター７５aおよび該第１のバンドパスフィルター７５aを通過した光を受光して光強度信号を出力する第１のホトデテクター７６aが配設されており、第４の光路７２dには設定された物質(例えば銅(Cu))のプラズマの波長（５１５nm）のみを通過させる第２のバンドパスフィルター７５bおよび該第２のバンドパスフィルター７５bを通過した光を受光して光強度信号を出力する第２のホトデテクター７６bが配設されており、第5の光路７２eには設定された物質(例えば二酸化珪素(SiO2))のプラズマの波長（５００nm）のみを通過させる第３のバンドパスフィルター７５cおよび該第３のバンドパスフィルター７５cを通過した光を受光して光強度信号を出力する第３のホトデテクター７６ｃが配設されており、第6の光路７２ｆには方向変換ミラー７４bと設定された物質(例えばアルミニウム(Al))のプラズマの波長（５４５nm）のみを通過させる第４のバンドパスフィルター７５ｄおよび該第４のバンドパスフィルター７５ｄを通過した光を受光して光強度信号を出力する第４のホトデテクター７６dが配設されている。このように構成されたプラズマ検出手段７の第１のホトデテクター７６a、第２のホトデテクター７６b、第３のホトデテクター７６ｃ、第４のホトデテクター７６dは、それぞれ受光した光の強度に対応する電圧信号を後述する制御手段に出力する。
【００３０】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、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、後述する制御マップや被加工物の設計値のデータや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、上記撮像手段６、第１のホトデテクター７６a、第２のホトデテクター７６b、第３のホトデテクター７６ｃ、第４のホトデテクター７６d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のパルスレーザー光線発振手段５２２を構成するパルスレーザー光線発振器５２２aと繰り返し周波数設定手段５２２bおよび出力調整手段５２３等に制御信号を出力する。なお、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３には、被加工物を構成する複数の部材を形成する物質に対応して設定されたパルスレーザー光線の繰り返し周波数と出力とからなる図４に示す加工条件マップが格納されている。
【００３１】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１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には半導体ウエーハの斜視図が示されており、図６には図５に示す半導体ウエーハのストリートにおける拡大断面図が示されている。図５および図６に示す半導体ウエーハ１０は、シリコンウエーハからなる半導体基板１１の表面１１ａに格子状に配列された複数のストリート１１１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１１２が形成されている。なお、この半導体ウエーハ１０は、半導体基板１１の表面１１ａに二酸化珪素(SiO2)からなる低誘電率絶縁体被膜１１３が積層して形成されており、ストリート１１１にはデバイス１１２の機能をテストするためのテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と呼ばれる銅(Cu)からなるテスト用の金属パターン１１４が部分的に複数配設されている。
【００３２】
以下、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にストリート１１１に沿ってレーザー光線を照射することによってレーザー加工溝を形成し、低誘電率絶縁体被膜１１３および金属パターン１１４を除去する方法について説明する。
上記半導体ウエーハ１０は、図７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に裏面を貼着する。従って、半導体ウエーハ１０は、表面が上側となる。このようにして環状のフレームFに保護テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０は、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半導体ウエーハ１０は、保護テープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。従って、半導体ウエーハ１０は、表面を上側にして保持される。また、環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。
【００３３】
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。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ストリート１１１と、レーザー光線照射手段５２の集光器５２４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、アライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ１０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート１１１に対しても、同様にアライメントが遂行される。
【００３４】
次に、チャックテーブル３６を移動して図８の（ａ）で示すように所定のストリート１１１の一端（図において左端）を集光器５２４の直下に位置付ける。そして、制御手段８はレーザー光線照射手段５２に制御信号を出力し、集光器５２４から低誘電率絶縁体被膜１１３および金属パターン１１４に対して吸収性を有する波長（３５５ｎｍ）で所定のパルス幅（例えば３０ns）を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度（１００ｍｍ／秒）で移動せしめる（レーザー加工工程）。
【００３５】
このレーザー加工工程において、制御手段８はプラズマ検出手段７の第１のホトデテクター７６a、第２のホトデテクター７６b、第３のホトデテクター７６ｃ、第４のホトデテクター７６dから光強度信号を入力している。図８の（ａ）で示すように所定のストリート１１１の一端（図において左端）を集光器５２４の直下に位置付けてレーザー加工工程を開始する際には、最初にレーザー加工する領域は低誘電率絶縁体被膜１１３であることが判っているので、制御手段８はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納された図４に示す加工条件マップに従って低誘電率絶縁体被膜１１３を形成する二酸化珪素(SiO2)に適応するようにパルスレーザー光線の繰り返し周波数が２００kHzで出力が１Wとなるようにレーザー光線照射手段５２の繰り返し周波数設定手段５２２bおよび出力調整手段５２３を制御する。そして、低誘電率絶縁体被膜１１３にパルスレーザー光線が照射されると、波長が５００nmのプラズマが発生する。この波長が５００nmのプラズマは図２に示すプラズマ検出手段７を構成するプラズマ受光手段７１の集光レンズ７１１によって集光され、各ビームスプリッター７３a、７３b、７３cによって分岐されるとともに方向変換ミラー７４aおよび７４bによって方向変換され、第１のバンドパスフィルター７５a、第２のバンドパスフィルター７５b、第３のバンドパスフィルター７５c、第４のバンドパスフィルター７５ｄに達するが、二酸化珪素(SiO2)のプラズマの波長（５００nm）のみを通過させる第３のバンドパスフィルター７５cだけを通過することができる。このようにして第３のバンドパスフィルター７５cを通過したプラズマは第３のホトデテクター７６ｃに達するので、第３のホトデテクター７６ｃは受光した光強度に対応した電圧信号を制御手段８に送る。制御手段８は第３のホトデテクター７６ｃから送られた信号が二酸化珪素(SiO2)のプラズマの基づくものであると判断して、パルスレーザー光線の繰り返し周波数が２００kHzで出力が１Wとなる上記制御を継続する。
【００３６】
次に、金属パターン１１４が集光器５２４の直下に達し、パルスレーザー光線が金属パターン１１４に照射されると、波長が５１５ｎｍのプラズマが発生する。この波長が５１５ｎｍのプラズマは図２に示すプラズマ検出手段７を構成するプラズマ受光手段７１の集光レンズ７１１によって集光され、各ビームスプリッター７３ａ、７３ｂ、７３ｃによって分岐されるとともに方向変換ミラー７４ａおよび７４ｂによって方向変換され、第１のバンドパスフィルター７５ａ、第２のバンドパスフィルター７５ｂ、第３のバンドパスフィルター７５ｃ、第４のバンドパスフィルター７５ｄに達するが、銅（Ｃｕ）のプラズマの波長（５１５ｎｍ）のみを通過させる第２のバンドパスフィルター７５ｂだけを通過することができる。このようにして第２のバンドパスフィルター７５ｂを通過したプラズマは第２のホトデテクター７６ｂに達するので、第２のホトデテクター７６ｂは受光した光強度に対応した電圧信号を制御手段８に送る。制御手段８は第２のホトデテクター７６bから送られた信号が銅（Ｃｕ）のプラズマの基づくものであると判断し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納された図４に示す加工条件マップに従って金属パターン１１４を形成する銅（Ｃｕ）に適応するようにパルスレーザー光線の繰り返し周波数が１００ｋＨｚで出力が２Ｗとなるようにレーザー光線照射手段５２の繰り返し周波数設定手段５２２ｂおよび出力調整手段５２３を制御する。そして、再度低誘電率絶縁体被膜１１３が集光器５２４の直下に達し、パルスレーザー光線が低誘電率絶縁体被膜１１３に照射されると、波長が５００ｎｍのプラズマが発生するので、上述したように制御手段８は低誘電率絶縁体被膜１１３を形成する二酸化珪素（ＳｉＯ２）に適応するようにパルスレーザー光線の繰り返し周波数が２００ｋＨｚで出力が１Ｗとなるようにレーザー光線照射手段５２の繰り返し周波数設定手段５２２ｂおよび出力調整手段５２３を制御する。
【００３７】
このように、低誘電率絶縁体被膜１１３と金属パターン１１４にパルスレーザー光線が照射されそれぞれの波長のプラズマが発生される都度、制御手段８は低誘電率絶縁体被膜１１３を形成する二酸化珪素(SiO2)と金属パターン１１４を形成する銅(Cu)に 適応するようにパルスレーザー光線の繰り返し周波数および出力を制御する。従って、低誘電率絶縁体被膜１１３と金属パターン１１４が混在している場合でも、低誘電率絶縁体被膜１１３と金属パターン１１４の座標データを作成することなく低誘電率絶縁体被膜１１３と金属パターン１１４に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる。そして、図８の(b)で示すように集光器５２４の照射位置がストリート１１１の他端（図８の(b)において右端）に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止する（レーザー加工溝形成工程）。この結果、図８の(b)で示すように半導体ウエーハ１０には所定のストリート１１１に沿って半導体基板１１に達するレーザー加工溝１２０が形成され金属パターン１１４および低誘電率絶縁体被膜１１３が除去される。
【００３８】
上述した実施形態においては、ストリート１１１に二酸化珪素(SiO2)からなる低誘電率絶縁体被膜１１３と銅(Cu)からなる金属パターン１１４が露出して形成されている被加工物のレーザー加工について説明したが、ストリートにシリコン(Si)やアルミニウム(Al)が露出して形成されている場合でも、同様にレーザー光線の出力を制御することができる。
【符号の説明】
【００３９】
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
３８：第１の割り出し送り手段
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の割り出し送り手段
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：パルスレーザー光線発振手段
５２３：出力調整手段
５２４：集光器
６：撮像手段
７：プラズマ検出手段
７１：プラズマ受光手段
７３ａ，７３ｂ，７３ｃ：ビームスプリッター
７５ａ：第１のバンドパスフィルター
７５ｂ：第２のバンドパスフィルター
７５ｃ：第３のバンドパスフィルター
７５ｄ：第４のバンドパスフィルター
７６ａ：第１のホトデテクター
７６ｂ：第２のホトデテクター
７６ｃ：第３のホトデテクター
７６ｄ：第４のホトデテクター
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：半導体基板
１１１：ストリート
１１２：デバイス
１１３：低誘電率絶縁体被膜
１１４：金属パターン
【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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