(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物の分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することにより、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って形成される変質層の幅および／または厚さを大きく形成することができるレーザー加工装置を提供する。【解決手段】  被加工物を保持する保持面３６１を備えたチャックテーブル３６と、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５２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せしめる加工送り手段３７とを具備するレーザー加工装置であって、レーザー光線照射手段５２またはチャックテーブル３６には、保持面に対して水平な方向であるとともに加工送り方向に対して垂直な方向および／または保持面に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段５５が配設されている。【選択図】図１
2005342760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する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手段を加工送り方向に相対移動せしめる加工送り手段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または該チャックテーブルには、該保持面に対して水平な方向であるとともに該加工送り方向に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
被加工物を保持する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手段を加工送り方向に相対移動せしめる加工送り手段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または該チャックテーブルには、該保持面に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項３】
被加工物を保持する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手段を加工送り方向に相対移動せしめる加工送り手段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または該チャックテーブルには、該保持面に対して水平な方向であるとともに該加工送り方向に対して垂直な方向に振動を与える第１の振動発生手段と、該保持面に対して垂直な方向に振動を与える第２の振動発生手段が配設されている、
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、表面に分割予定ラインが形成された被加工物に、該被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を照射して、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する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等の回路（機能素子）を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って分割することにより回路が形成された個々の半導体チップを製造している。
【０００３】
上述した半導体ウエーハ等の被加工物を分割予定ラインに沿って分割する方法として、近年その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ライン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分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を破断して分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３４０８８０５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、被加工物にレーザー光線が照射されることによって形成される変質層は、その幅が１μm前後で分割に必要な幅が得られず、分割予定ラインに沿って外力を付与して個々のチップに分割する際にチップが破損するという問題がある。
また、被加工物にレーザー光線が照射されることによって形成される変質層は、その厚さが５０μm前後であり、厚さが２００〜６００μmと比較的厚い被加工物の場合には、分割に必要な厚さが得られず、分割予定ラインに沿って外力を付与して個々のチップに分割する際にチップが破損す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、被加工物の分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することにより、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って形成される変質層の幅および／または厚さを大きく形成することができる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】
【０００６】
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手段を加工送り方向に相対移動せしめる加工送り手段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または該チャックテーブルには、該保持面に対して水平な方向であるとともに該加工送り方向に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、被加工物を保持する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手段を加工送り方向に相対移動せしめる加工送り手段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または該チャックテーブルには、該保持面に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【０００８】
更に、本発明によれば、被加工物を保持する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手段を加工送り方向に相対移動せしめる加工送り手段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または該チャックテーブルには、該保持面に対して水平な方向であるとともに該加工送り方向に対して垂直な方向に振動を与える第１の振動発生手段と、該保持面に対して垂直な方向に振動を与える第２の振動発生手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光線照射手段またはチャックテーブルに保持面に対して水平な方向であるとともに加工送り方向に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段が配設されているので、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って幅の広い変質層を形成することができる。従って、被加工物の分割予定ラインに沿って外力を付与することにより、分割予定ラインに沿って容易に破断することができる。
また、本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光線照射手段またはチャックテーブルに保持面に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段が配設されているので、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って厚さの厚い変質層を形成することができる。従って、被加工物の厚さが比較的厚い場合でも分割予定ラインに沿って外力を付与することにより、分割予定ラインに沿って容易に破断することができる。
更に、本発明によるレーザー加工装置は、レーザー光線照射手段またはチャックテーブルに保持面に対して水平な方向であるとともに加工送り方向に対して垂直な方向に振動を与える第１の振動発生手段と、保持面に対して垂直な方向に振動を与える第２の振動発生手段が配設されているので、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って幅が広く厚さが厚い変質層を形成することができる。従って、被加工物の厚さが比較的厚い場合でも分割予定ラインに沿って外力を付与することにより、分割予定ラインに沿って容易に破断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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板状の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に矢印Ｚで示す焦点位置調整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。
【００１２】
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被加工物保持面３６１を備えており、チャックテーブル３６上に板状の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。また、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。
【００１３】
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の出力軸に図示しない減速装置を介して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。
【００１４】
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で示す方向に移動させるための第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の出力軸に図示しない減速装置を介して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。
【００１５】
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の出力軸に図示しない減速装置を介して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。
【００１６】
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、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。
【００１７】
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。ケーシング５２１内には図２に示すようにパルスレーザー光線発振手段５２２と伝送光学系５２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段５２２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５２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２ｂとから構成されている。伝送光学系５２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング５２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器５２４が装着されている。
【００１８】
上記パルスレーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系５２３を介して集光器５２４に至り、集光器５２４から上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄ（集光点）で照射される。この集光スポット径Ｄは、図３に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器５２４の対物集光レンズ５２４ｂを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物集光レンズ５２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物集光レンズ５２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。
【００１９】
図１に戻って説明を続けると、上記集光器５２４には、振動発生手段としての超音波振動子５５が装着されている。図示の実施形態における超音波振動子５５は、集光器５２４即ちレーザー光線照射手段５２をチャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向(即ち、矢印Ｙで示す割り出し送り方向)に振動を与えるように配設されている。この超音波振動し５５は、図示の実施形態においては周波数が２８kHz、振幅が３μmに設定されている。
【００２０】
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撮像手段６が配設されている。この撮像手段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図示しない制御手段に送る。
【００２１】
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または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を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す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。
【００２２】
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、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４に示す半導体ウエーハ２０は、シリコンウエーハからなる半導体基板２１の表面２１ａに格子状に配列された複数の分割予定ライン２１１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等の回路２１２が形成されている。
【００２３】
上述したように構成された半導体ウエーハ２０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６の被加工物保持面３６１上に裏面２１ｂを上側にして搬送され、該吸着チャック３６１に表面２１ａ側が吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられレーザー光線照射ユニット５に配設された撮像手段６の直下に位置付けられる。
【００２４】
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および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２０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および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１と、分割予定ライン２１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニット５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、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２０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２１１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２０の分割予定ライン２１１が形成されている表面２１ａ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２１ｂから透かして分割予定ライン２１１を撮像することができる。
【００２５】
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ２０に形成されている分割予定ライン２１１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、チャックテーブル３６を移動して図５の(a)に示すように所定の分割予定ライン２１１の一端（図５の(a)において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。そして、集光器５２４から照射されるパルスレーザー光線の集光スポットＳを半導体ウエーハ２０の厚さ方向中央部に合わせる。次に、集光器５２４に装着された超音波振動子５５を作動するとともに集光器５２４から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で移動せしめる（レーザー光線照射工程）。そして、図５の(b)で示すように集光器５２６の照射位置が分割予定ライン２１１の他端（図５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しチャックテーブル３６の移動を停止するとともに、超音波振動子５５の作動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２０の内部には、図５の(b)で示すように分割予定ライン２１１に沿って変質層２１０が形成される。
【００２６】
なお、上記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                    ：LD励起QスイッチNd：YVO4パルスレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
集光スポット径          ：φ１μｍ
集光点のピークパワー密度：１．３×１０10W／cm2
繰り返し周波数          ：１００ｋHｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２７】
上記加工条件によって上述したレーザー光線照射工程を実施すると、半導体ウエーハ２０の内部に分割予定ライン２１１に沿って形成される変質層２１０は、厚さが略５０μmとなる。そして、変質層２１０の幅は、略４μmとなる。即ち、上記のように集光スポット径がφ１μｍの場合には、集光器５２４に被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に振動を与えないと、図６の（a）に示すように変質層２１０の幅Ａ１は集光スポットＳの径と略同じ略１μｍとなる。しかるに、上述した第１の実施形態においては、集光器５２４に装着された超音波振動子５５によって被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に振幅が３μｍの超音波振動が与えられているので、図６の（b）に示すようにφ１μｍのが３μｍ振幅するため、変質層２１０の幅Ａ２は略４μmとなる。このように図示の実施形態においては、幅が略４μmの変質層２１０を形成することができるので、半導体ウエーハ２０の分割予定ライン２１１に沿って外力を付与することにより、分割予定ライン２１１に沿って容易に破断することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。
図７に示す実施形態は、チャックテーブル３６に被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段としての超音波振動子５５を配設したものである。そして、上記レーザー光線照射工程において超音波振動子５５を作動し、チャックテーブル３６に被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に例えば周波数が２８kHzで振幅が３μmの超音波振動を与える。この結果、上述した第１の実施形態と同様に半導体ウエーハ２０の内部には分割予定ライン２１１に沿って厚さが略５０μmで幅が略４μmの変質層が形成される。
【００２９】
図８は、本発明の第３の実施形態を示すものである。
図８に示す実施形態は、レーザー光線照射手段５２の集光器５２４に上記チャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段としての超音波振動子５６を配設したものである。この超音波振動子５６は、図示の実施形態においては周波数が２８kHz、振幅が５μmに設定されている。そして、上記レーザー光線照射工程において超音波振動子５６を作動し、集光器５２４にチャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に周波数が２８kHzで振幅が５μmの超音波振動を与える振動を与える。この結果、半導体ウエーハ２０の内部には分割予定ライン２１１に沿って厚さが略５５μmで幅が略１μmの変質層が形成される。即ち、上述したレーザー光線照射工程の加工条件においては、集光器５２４にチャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に振動を与えないと、図９の（a）に示すように集光スポットＳの上側に厚さＢ１が略５０μｍの変質層２１０が形成される。しかるに、図８に示す実施形態においては、集光器５２４に装着された超音波振動子５６によって集光器５２４にチャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に振幅が５μｍの超音波振動が与えられているので、変質層２１０の厚さＢ２は略５５μmとなる。このように図示の実施形態においては、厚さが略５５μmの変質層２１０を形成することができるので、半導体ウエーハ２０の厚さが比較的厚い場合でも分割予定ライン２１１に沿って外力を付与することにより、分割予定ライン２１１に沿って容易に破断することができる。
なお、チャックテーブル３６に被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に振動を与える超音波振動子５６を配設し、上記レーザー光線照射工程において超音波発信器５６を作動して、チャックテーブル３６に被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に例えば周波数が２８kHzで振幅が５μmの超音波振動を与えることにより、上記第３の実施形態と同様に半導体ウエーハ２０の内部に分割予定ライン２１１に沿って厚さが略５５μmの変質層を形成することができる。
【００３０】
図１０は、本発明の第４の実施形態を示すものである。
図１０に示す実施形態は、レーザー光線照射手段５２の集光器５２４に被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段としての第１の超音波振動子５５を配設するとともに、チャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に振動を与える振動発生手段としての第２の超音波振動子５６を配設したものである。そして、上記レーザー光線照射工程において第１の超音波振動子５５を作動してチャックテーブル３６に被加工物保持面３６１に対して水平な方向であるとともに加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に例えば周波数が２８kHzで振幅が３μmの超音波振動を与える振動を与えるとともに、第２の超音波振動子５６を作動してチャックテーブル３６の被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に例えば周波数が２８kHzで振幅が５μmの超音波振動を与える。この結果、半導体ウエーハ２０の内部には分割予定ライン２１１に沿って厚さが略５５μmで幅が略４μmの変質層が形成される。
なお、第１の超音波振動子５５および第２の超音波振動子５６をチャックテーブル３６に配設し、上記レーザー光線照射工程において第１の超音波振動子５５および第２の超音波振動子５６を作動して、チャックテーブル３６に加工送り方向Ｘに対して垂直な方向に例えば周波数が２８kHzで振幅が３μmの超音波振動を与えるとともに、被加工物保持面３６１に対して垂直な方向に例えば周波数が２８kHzで振幅が５μmの超音波振動を与えることにより、上記第４の実施形態と同様に半導体ウエーハ２０の内部に分割予定ライン２１１に沿って厚さが略５５μmで幅が略４μmの変質層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の第１の実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザビーム加工手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図３】図２に示すレーザビーム加工手段から照射されるレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。
【図４】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置により被加工物としての半導体ウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射工程を示す説明図。
【図６】レーザー光線照射工程を実施することによって形成される変質層の幅についての説明図。
【図７】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の第２の実施形態を示す要部斜視図。
【図８】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の第３の実施形態を示す要部正面図。
【図９】図８に示すレーザー加工装置によりレーザー光線照射工程を実施することによって形成される変質層の厚さについての説明図。
【図１０】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の第４の実施形態を示す要部正面図。
【符号の説明】
【００３２】
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
３６１：被加工物保持面
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
４１：案内レール
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
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線照射手段
５２４：集光器
５３：移動手段
５５：超音波振動子
５６：超音波振動子
６：撮像手段
２０：半導体ウエーハ
２１：半導体基板
２１０：変質層
２１１：分割予定ライン
２１２：回路
【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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