(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割予定ラインによって区画された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、
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を加工送りする加工送り手段と、
レーザー発振器と、該レーザー発振器から発振されたレーザービームを集光する集光レンズを有する加工ヘッドと、を含むレーザービーム照射手段と、
該レーザービーム照射手段から該チャックテーブルに保持された被加工物に照射されたレーザービームの反射光量を検出する反射光量検出手段と、
該反射光量検出手段で検出した反射光量から算出される反射率、及びレーザービームの適切なエネルギーと該反射率との相関関係に基づいて、該レーザー発振器から発振するレーザービームの出力を調整する出力調整手段と、
該レーザービーム照射手段で被加工物の厚み方向に渡って複数段のレーザー加工を施す段数を、該反射光量検出手段で検出した反射光量に基づいて算出する段数算出手段と、
を具備し、
該加工送り手段で該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の任意の分割予定ライン、複数の分割予定ライン、又は全ての分割予定ラインに該レーザービーム照射手段からレーザービームを照射して、被加工物上面で反射された反射光の反射光量を該反射光量検出手段で検出した後に、
該レーザービーム照射手段で照射するレーザービームの出力を設定し、該加工送り手段で該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の該任意の分割予定ライン、該複数の分割予定ライン、又は該全ての分割予定ラインに該レーザービーム照射手段からレーザービームを照射して、被加工物にレーザー加工を施すことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
複数の分割予定ラインによって区画された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
被加工物をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の任意の分割予定ライン、複数の分割予定ライン、又は全ての分割予定ラインにレーザービーム照射手段から第１の条件でレーザービームを照射する反射光量検出用レーザービーム照射ステップと、
該反射光量検出用レーザービーム照射ステップで被加工物に照射されたレーザービームが被加工物上面で反射された反射光の反射光量を検出する反射光量検出ステップと、
該反射光量検出ステップで検出した反射光量に基づいて、被加工物の厚み方向に渡って複数段のレーザー加工を施す段数を算出する段数算出ステップと、
該反射光量検出用レーザービーム照射ステップ及び該反射光量検出ステップを実施した後、該反射光量検出ステップで検出された反射光量から算出される反射率、及びレーザービームの適切なエネルギーと該反射率との相関関係に基づいて、該レーザービーム照射手段で照射するレーザービームの出力を設定し、該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の該任意の分割予定ライン、該複数の分割予定ライン、又は該全ての分割予定ラインに該レーザービーム照射手段から第２の条件でレーザービームを照射して、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工ステップと、
を備え、
該レーザー加工ステップでは、該段数算出ステップで算出した段数に基づいて被加工物の厚み方向に渡って複数段のレーザー加工を施すことを特徴とするレーザー加工方法。
【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にレーザー加工を施すレーザー加工装置及びレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ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シリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。
【０００３】
ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスチップへと分割する。
【０００４】
一方、近年では、レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法が開発され、実用化されている。レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法として、以下に説明する第１及び第２の加工方法が知られている。
【０００５】
第１の加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後分割装置によりウエーハに外力を付与してウエーハを改質層を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である（例えば、特許第３４０８８０５号参照）。
【０００６】
第２の加工方法は、ウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応する領域に照射してアブレーション加工により加工溝を形成し、その後外力を付与してウエーハを加工溝を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である（例えば、特開平１０−３０５４２０号参照）。
【０００７】
レーザービームを用いる加工方法は、ダイサーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやＳｉＣ等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。
【０００８】
また、改質層又は加工溝を例えば１０μｍ以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に対してウエーハ１枚当たりのデバイス取り量を増やすことができるという利点を有している。
【０００９】
ところで、研削装置による裏面研削を実施する前の半導体ウエーハの裏面には酸化膜や窒化膜が残存している。また、表面にＬｏｗ−ｋ膜が形成された半導体ウエーハや裏面に金属膜が形成されたウエーハもある。
【００１０】
これらの膜付きの被加工物にレーザービームを照射してレーザー加工を施すと、膜によって照射されたレーザービームの一部が反射される。反射率は膜の種類や厚み等によって異なり、被加工物毎に反射率が異なるものや、一つの被加工物内でも反射率にばらつきがあるものもある。
【００１１】
被加工物に対して透過性を有する波長を利用して被加工物内部に改質層を形成する第１の加工方法及び被加工物に対して吸収性を有する波長を利用して被加工物にアブレーション加工を施す第２の加工方法の場合にも、被加工物の反射率が大きいと透過又は吸収されるレーザービームの光量が減少するため、所望のレーザー加工を施すためには照射するレーザービームの出力を上げる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献３】特開２００９−０２１４７６号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
被加工物毎に反射率が異なる場合、単一の加工条件で複数の被加工物にレーザー加工を施すと、被加工物間でレーザービームの照射によって形成されるレーザー加工溝の深さにばらつきが生じたり、レーザービームの照射によって形成される改質層にばらつきが生じるという問題がある。
【００１４】
また、一つの被加工物内で反射率にばらつきがあるものでは、単一の加工条件でレーザー加工を施すと、領域によってレーザービームの照射によって形成されるレーザー加工溝の深さにばらつきが生じたり、レーザービームの照射によって形成される改質層にばらつきが生じるという問題がある。
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物のレーザー照射面状態によらず均一なレーザー加工を施すことが可能なレーザー加工装置及びレーザー加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明によると、複数の分割予定ラインによって区画された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、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を加工送りする加工送り手段と、レーザー発振器と、該レーザー発振器から発振されたレーザービームを集光する集光レンズを有する加工ヘッドと、を含むレーザービーム照射手段と、該レーザービーム照射手段から該チャックテーブルに保持された被加工物に照射されたレーザービームの反射光量を検出する反射光量検出手段と、該反射光量検出手段で検出した反射光量から算出される反射率、及びレーザービームの適切なエネルギーと該反射率との相関関係に基づいて、該レーザー発振器から発振するレーザービームの出力を調整する出力調整手段と、該レーザービーム照射手段で被加工物の厚み方向に渡って複数段のレーザー加工を施す段数を、該反射光量検出手段で検出した反射光量に基づいて算出する段数算出手段と、を具備し、該加工送り手段で該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の任意の分割予定ライン、複数の分割予定ライン、又は全ての分割予定ラインに該レーザービーム照射手段からレーザービームを照射して、被加工物上面で反射された反射光の反射光量を該反射光量検出手段で検出した後に、該レーザービーム照射手段で照射するレーザービームの出力を設定し、該加工送り手段で該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の該任意の分割予定ライン、該複数の分割予定ライン、又は該全ての分割予定ラインに該レーザービーム照射手段からレーザービームを照射して、被加工物にレーザー加工を施すことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１８】
請求項２記載の発明によると、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、被加工物をチャックテーブルで保持する保持ステップと、該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の任意の分割予定ライン、複数の分割予定ライン、又は全ての分割予定ラインにレーザービーム照射手段から第１の条件でレーザービームを照射する反射光量検出用レーザービーム照射ステップと、該反射光量検出用レーザービーム照射ステップで被加工物に照射されたレーザービームが被加工物上面で反射された反射光の反射光量を検出する反射光量検出ステップと、該反射光量検出ステップで検出した反射光量に基づいて、被加工物の厚み方向に渡って複数段のレーザー加工を施す段数を算出する段数算出ステップと、該反射光量検出用レーザービーム照射ステップ及び該反射光量検出ステップを実施した後、該反射光量検出ステップで検出された反射光量から算出される反射率、及びレーザービームの適切なエネルギーと該反射率との相関関係に基づいて、該レーザービーム照射手段で照射するレーザービームの出力を設定し、該チャックテーブルを加工送りしながら、該チャックテーブルに保持された被加工物の該任意の分割予定ライン、該複数の分割予定ライン、又は該全ての分割予定ラインに該レーザービーム照射手段から第２の条件でレーザービームを照射して、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工ステップと、を備え、該レーザー加工ステップでは、該段数算出ステップで算出した段数に基づいて被加工物の厚み方向に渡って複数段のレーザー加工を施すことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のレーザー加工装置は、被加工物上面で反射された反射光の光量を検出する反射光量検出手段と、検出した反射光量に基づいてレーザービームの出力を最適に調整する出力調整手段とを有するため、被加工物のレーザー照射面状態によらず均一なレーザー加工を施すことが可能となる。
【００２１】
本発明のレーザー加工方法では、反射光量検出用レーザービーム照射ステップと、反射光量を検出する反射光量検出ステップと、反射光量検出ステップで検出された反射光量に基づいてレーザービームの出力を設定し、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工ステップとを備えているので、被加工物のレーザー照射面状態によらず均一なレーザー加工を被加工物に施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】レーザー加工装置の斜視図である。
【図２】レーザービーム照射ユニットの光学系のブロック図である。
【図３】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図４】半導体ウエーハの表面側を外周部が環状フレームに装着された粘着テープに貼着する様子を示す分解斜視図である。
【図５】保持ステップを示す一部断面側面図である。
【図６】反射光量検出用レーザービーム照射ステップを示す一部断面側面図である。
【図７】被加工物の反射率と適切なパルスエネルギーとの相関関係を示す図である。
【図８】ウエーハ内部に改質層を形成するレーザー加工ステップを示す一部断面側面図である。
【図９】ウエーハの表面側に実施する反射光量検出用レーザービーム照射ステップを示す一部断面側面図である。
【図１０】反射光量を検出しつつレーザー加工を施す実施形態を示す一部断面側面図である。
【図１１】裏面研削ステップを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係るレーザー加工装置の外観斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。
【００２４】
第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。
【００２５】
第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。
【００２６】
第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持された半導体ウエーハをクランプするクランプ３０が設けられている。
【００２７】
静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にレーザービーム照射ユニット３４が取り付けられている。レーザービーム照射ユニット３４は、ケーシング３５中に収容された図２に示すレーザー発振ユニット６２と、ケーシング３５の先端に取り付けられた加工ヘッド３６とを含んでいる。
【００２８】
レーザー発振ユニット６２は、図２に示すように、ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーを発振するレーザー発振器６４と、繰り返し周波数設定ユニット６６とを含んでいる。特に図示しないが、レーザー発振器６４はブリュースター窓を有しており、レーザー発振器６４から出射するレーザービームは直線偏光のレーザービームである。
【００２９】
ケーシング３５の先端部には、加工ヘッド３６とＸ軸方向に整列してレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像ユニット３８が配設されている。撮像ユニット３８は、可視光によって半導体ウエーハの加工領域を撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子を含んでいる。
【００３０】
撮像ユニット３８は更に、半導体ウエーハに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って照射された赤外線を捕らえる光学系と、この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赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ（制御手段）４０に送信される。
【００３１】
コントローラ４０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）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４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）４６と、カウンタ４８と、入力インターフェイス５０と、出力インターフェイス５２とを備えている。
【００３２】
５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力エンターフェイス５０に入力される。
【００３３】
６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。
【００３４】
撮像ユニット３８で撮像した画像信号もコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。一方、コントローラ４０の出力インターフェイス５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザービーム照射ユニット３４等に制御信号が出力される。
【００３５】
図２を参照すると、本発明実施形態に係るレーザービーム照射ユニット３４の光学系が示されている。加工ヘッド３６のケーシング７０内には反射ミラー７６と集光レンズ７４が収容されている。更に、反射ミラー７２と集光レンズ７４との間にはハーフミラー（ビームスプリッタ）７６が配設されている。
【００３６】
レーザービーム発振ユニット６２から発振され更に出力調整ユニット６８で所定パワーに調整されたレーザービーム６９は、加工ヘッド３６の反射ミラー７２で反射され、その一部はハーフミラー７６を透過して集光レンズ７４により被加工物であるウエーハ１１に照射される。
【００３７】
ウエーハ１１上面で反射された反射光７１は集光レンズ７４で集光され、その一部はハーフミラー７６で反射されてフォトダイオード等の受光素子からなる反射光量検出器７８で反射光量が検出される。この反射光量に基づいて、コントローラ４０は後で詳細に説明するようにレーザービーム発振ユニット６２及び出力調整ユニット６８を制御する。
【００３８】
ハーフミラー７６は集光レンズ７４と被加工物（ウエーハ）１１との間に配設してもよいが、集光レンズ７４より上流側にハーフミラー７６を配設したほうが、ウエーハ１１の上面で反射した反射光のみを集光レンズ７４で集光してハーフミラー７６に入射できるため、反射光量の検出にはこのような配置が好ましい。
【００３９】
図３を参照すると、本発明のレーザー加工方法の被加工物の一つである半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂには、図４に示すように、ＳｉＯ２からなる酸化膜１７が形成されている。
【００４０】
本発明のレーザー加工方法では、被加工物は図３に示した半導体ウエーハ１１に限定されるものではなく、表面或いは裏面に酸化膜、窒化膜、金属膜、Ｌｏｗ−ｋ膜等の膜を有する被加工物を含むものである。
【００４１】
本発明のレーザー加工方法を実施するのにあたり、半導体ウエーハ１１の表面１１ａ側が図４に示すように、外周部が環状フレームＦに装着された粘着テープＴに貼着され、その裏面１１ｂが上側となる。
【００４２】
そして、図５に示すように、レーザー加工装置２のチャックテーブル２８で半導体ウエーハ１１が粘着テープＴを介して吸引保持され、環状フレームＦがクランプ３０によりクランプされて固定される。
【００４３】
次いで、図６に示すように、チャックテーブル２８に保持されたウエーハ１１にレーザービーム照射ユニット３４の加工ヘッド３６から第１の条件でレーザービーム６９を照射する反射光量検出用レーザービーム照射ステップを実施する。
【００４４】
この反射光量検出用レーザービーム照射ステップを実施する前に、レーザー加工すべき分割予定ライン１３を検出するアライメントを実施する。即ち、撮像ユニット３８の赤外線カメラでウエーハ１１を裏面１１ｂ側から撮像し、よく知られたパターンマッチング等の画像処理を用いて第１の方向に伸長する分割予定ライン１３及び第１の方向と直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１３を検出する。
【００４５】
他の実施形態として、チャックテーブル２８の保持面を透明部材から形成し、チャックテーブル２８の下に配置したカメラでウエーハ１１を撮像し、アライメントを実施するようにしてもよい。
【００４６】
更に、本発明では、ウエーハ１１の反射光量を検出する前に、予め既知の反射率を有する一つ或いは複数の基準ワークを用意し、基準ワークで反射光量を検出し、そのときの反射光量を基準データとしてコントローラ４０のＲＡＭ４６に記憶しておく。
【００４７】
この反射光量検出用レーザービーム照射ステップでは、図６に示すように、チャックテーブル２８を矢印Ｘ１方向に加工送りしながら、加工ヘッド３６から酸化膜１７の形成されたウエーハ１１の裏面１１ｂにレーザービーム６９を照射し、この反射光７１を反射光量検出器７８で検出する。
【００４８】
例えば、ウエーハ１１の任意の分割予定ライン１３、複数の分割予定ライン１３、又は全ての分割予定ライン１３に反射光量検出用レーザービームを照射して反射光量を検出する。
【００４９】
レーザービーム６９の照射により、ウエーハ１１の内部に改質層を形成する場合の反射光量検出用レーザービームの照射条件は、例えば以下に示す通りである。
【００５０】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
平均出力                ：０．１Ｗ
加工送り速度            ：４００ｍｍ／ｓ
【００５１】
反射光量検出用レーザービーム照射ステップでウエーハ１１の裏面１１ｂにレーザービーム６９を照射すると、酸化膜１７が形成された裏面１１ｂで反射された反射光７１が図２に示す集光レンズ７４で集光され、その一部がハーフミラー７６で反射されて受光素子からなる反射光量検出器７８に入射し、ウエーハ１１の裏面１１ｂで反射された反射光量が検出される。検出された反射光量とＲＡＭ４６に格納されている反射率が既知の基準ワークの反射光量からウエーハ１１の裏面１１ｂの反射率を算出する。
【００５２】
コントローラ４０のＲＯＭ４４には、被加工物の種類毎や膜種類毎に反射率と適切なパルスエネルギーとの相関関係７３を示す、図７に示すような相関図を複数個格納しておく。よって、これらの相関図からその反射率に対する適切なパルスエネルギーを得ることができる。
【００５３】
適切なパルスエネルギーを基に、レーザー発振器６４から発振するレーザービームの平均出力と繰り返し周波数を調整する。例えば、反射率が５０％のとき、図７の相関図から適切なパルスエネルギーは２０μＪであると決定される。よって、パルスエネルギー（Ｊ）＝平均出力（Ｗ）／繰り返し周波数（Ｈｚ）より、例えば繰り返し周波数１００ｋＨｚ、平均出力２Ｗと設定する。
【００５４】
反射率によっては、レーザー発振器６４の最大パワーが不十分であるので、一度のレーザービームの照射では十分な改質層をウエーハ１１の内部に形成できない。よって、反射光量検出ステップで検出された反射光量に基づいて、ウエーハ１１の厚み方向に渡って複数段の改質層を形成する。反射光量に基づいて必要とする段数を算出する段数算出手段は、コントローラ４０のＲＯＭ４４内に格納しておく。
【００５５】
反射光量検出ステップを実施した後、反射光量検出ステップで検出された反射光量に基づいてレーザービーム照射ユニット３４で照射するレーザービームの出力を設定し、チャックテーブル２８に保持されたウエーハ１１にレーザービーム照射ユニット３４の加工ヘッド３６から第２の条件でレーザービームを照射して、ウエーハ１１の内部に改質層１９を形成するレーザー加工ステップを実施する。
【００５６】
このレーザー加工ステップでは、図８に示すように、チャックテーブル２８を矢印Ｘ１方向に加工送りしながら、レーザービーム照射ユニット３４の加工ヘッド３６から第２の条件でレーザービーム６９を照射して、ウエーハ１１内部に改質層１９を形成する。
【００５７】
チャックテーブル２８をＹ軸方向に割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１１の内部に同様な改質層１９を次々と形成する。次いで、チャックテーブル２８を９０度回転してから、第２の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿って同様な改質層１９を形成する。
【００５８】
ウエーハ１１の厚みや材質によって分割性が低い場合には、複数段の改質層１９をウエーハ内部に形成する。また、ウエーハ１１の反射率が高くレーザービーム発振器６４の最大パワーが低過ぎて、一度のレーザービームの照射では十分な改質層１９をウエーハ１１の内部に形成することができない場合には、複数段の改質層１９をウエーハ１１の内部に形成する。
【００５９】
この改質層形成ステップでのレーザー加工条件は、例えば以下のように設定される。
【００６０】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
平均出力                ：２．０Ｗ
加工送り速度            ：４００ｍｍ／ｓ
【００６１】
図９を参照すると、ウエーハ１１にアブレーション加工を施す場合の、反射光量検出用レーザービーム照射ステップを説明する一部断面側面図が示されている。例えば、ウエーハ１１の表面１１ａに形成されたＬｏｗ−ｋ膜にアブレーション加工を施す場合には、レーザービーム６９はウエーハ１１の表面１１ａ側に入射する。そして、表面１１ａで反射した反射光７１の光量を反射光量検出器７８で検出する。
【００６２】
アブレーション加工の場合にも上述した改質層形成加工と同様に、ウエーハ１１の任意の分割予定ライン１３、複数の分割予定ライン１３、又は全ての分割予定ライン１３に反射光量検出用レーザービームを照射して反射光量を検出する。
【００６３】
アブレーション加工の場合のレーザービーム照射条件は、例えば以下のように設定される。
【００６４】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長                    ：３５５ｎｍ（ＹＶＯ４パルスレーザーの第３高調波）
繰り返し周波数          ：２００ｋＨｚ
平均出力                ：０．１Ｗ
加工送り速度            ：２００ｍｍ／ｓ
【００６５】
アブレーション加工では、反射光量検出ステップを実施した後、反射光量検出ステップで検出された反射光量に基づいて、レーザービーム照射ユニット３４で照射するレーザービームの出力を設定し、チャックテーブル２８で保持されたウエーハ１１の表面１１ａにレーザービーム照射ユニット３４の加工ヘッド３６から第２の条件でレーザービームを照射して、ウエーハ１１の分割予定ライン１３にアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成するレーザー加工ステップを実施する。
【００６６】
このアブレーション加工でのレーザー加工条件は、例えば以下のように設定される。
【００６７】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長                    ：３５５ｎｍ（ＹＶＯ４パルスレーザーの第３高調波）
繰り返し周波数          ：２００ｋＨｚ
平均出力                ：１Ｗ
加工送り速度            ：２００ｍｍ／ｓ
【００６８】
ウエーハ１１の表面１１ａの反射率及びレーザー発振器６４の最大パワーによっては、アブレーション加工の場合も、集光レンズ７４による集光点をウエーハ１１の厚み方向で変えて複数段のレーザー加工溝を形成する。この場合の段数は、反射率検出ステップで検出した反射率に応じてＲＯＭに格納した段数算出手段が算出する。
【００６９】
本発明のレーザー加工方法の第２実施形態では、反射光量検出ステップを実施しながらレーザー加工ステップを実施するようにしてもよい。即ち、図１０に示すように、チャックテーブル２８を矢印Ｘ１方向に加工送りしながらレーザービーム照射ユニット３４の加工ヘッド３６からレーザービーム６９を照射し、ウエーハ１１の裏面１１ｂで反射された反射光７１の反射光量を反射光量検出器７８で検出する。
【００７０】
この反射光量に基づいて、コントローラ４０が出力調整ユニット６８をフィードバック制御し、反射光量に基づいた最適な出力のレーザービーム６９でウエーハ１１の内部に改質層１９を形成する。
【００７１】
アブレーション加工の場合にも、反射光量に応じて出力調整ユニット６８を制御して、最適なパワーのレーザービーム６９を加工ヘッド３６から照射しながらアブレーション加工を施すようにしてもよい。ウエーハ１１に改質層１９やレーザー加工溝を形成した後、ウエーハ１１に外力を付与して個々のチップに分割する分割ステップを実施する。
【００７２】
本実施形態では、全ての分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１１の内部に改質層１９を形成後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する裏面研削ステップを実施する。この裏面研削ステップでは、図１１に示すように、研削装置のチャックテーブル９６で保持されたウエーハ１１の裏面１１ｂを研削砥石９４で研削し、研削中の押圧力でウエーハ１１を個々のチップへと分割する。
【００７３】
図１１において、研削ユニット８２はスピンドル８４と、スピンドル８４の先端に固定されたホイールマウント８６と、ホイールマウント８６に複数のねじ９０で着脱可能に装着された研削ホイール８８とから構成される。研削ホイール８８は、環状基台９２の下端部外周に複数の研削砥石９４を固着して構成される。
【００７４】
この裏面研削ステップでは、チャックテーブル９６を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール８８を矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させながら研削ユニット送り機構を作動して研削砥石９４をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。
【００７５】
そして、研削ホイール８８を所定の研削送り速度で下方に研削送りしながら、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚みを測定しながら、ウエーハ１１を所望の厚み、例えば５０μｍに仕上げる。
【００７６】
この研削の途中で、ウエーハ１１の内部には分割予定ライン１３に沿って改質層１９が形成されているため、研削中の押圧力で改質層１９を分割起点としてウエーハ１１が個々のチップへと分割される。
【００７７】
ここで、分割性が低い被加工物の場合には、裏面研削を実施する前に被加工物に外力を付与して分割する分割ステップを実施する。或いは、裏面研削実施後に、被加工物に外力を付与して分割する分割ステップを実施する。
【００７８】
上述した実施形態では、厚さの厚い（７００μｍ）ウエーハに改質層１９を形成した後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハを薄化するのと同時に研削時の押圧力により改質層１９を分割起点として個々のチップに分割しているが、予め裏面１１ｂを研削して薄化したウエーハ１１に改質層１９やレーザー加工溝を形成するようにしてもよい。また、ウエーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、ウエーハ１１をフルカットするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１１    半導体ウエーハ
１３    分割予定ライン
１５    デバイス
１７    酸化膜
１９    改質層
２８    チャックテーブル
３４    レーザービーム照射ユニット
３６    加工ヘッド
３８    撮像ユニット
６２    レーザー発振ユニット
６４    レーザー発振器
６６    繰り返し周波数設定ユニット
６８    出力調整ユニット
６９    レーザービーム
７１    反射光
７４    集光レンズ
７６    ハーフミラー
７８    反射光量検出器
【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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【図１０】
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【図１１】
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