(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を回動する回動手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハに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（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向（Ｙ軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該チャックテーブルのＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルのＹ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、表面に格子状に形成されたストリートを備えたウエーハの仕様を記憶するメモリを備えた制御手段と、を具備するレーザー加工装置のアライメント方法であって、
ウエーハの中心位置を基準として設定されたストリートおよびアライメントマークの設計上の座標を該制御手段の該メモリに記憶せしめるウエーハ仕様記憶工程と、
該チャックテーブルに保持されたウエーハに形成されたアライメントマークを該撮像手段によって撮像し、撮像した画像信号に基いて該制御手段が該回動手段を作動し該チャックテーブルを回動してウエーハに形成されたストリートを加工送り方向（Ｘ軸方向）と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
該ウエーハ位置付け工程を実施した後に、該制御手段が該加工送り手段および該割り出し送り手段を作動して該チャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁を該撮像手段によって撮像する位置に移動し、該Ｘ軸方向位置検出手段および該Ｙ軸方向位置検出手段からの検出信号に基いて、ウエーハの外周縁を該撮像手段によって撮像された３点の座標値を求め、該３点の座標値からウエーハの中心の座標値を求める中心座標検出工程と、
該制御手段が該中心座標検出工程によって求められた該チャックテーブルに保持されたウエーハの中心の座標値と該メモリに記憶されているウエーハの中心位置を基準として設定された設計上の座標に基いて該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工開始位置の座標値を求める加工開始位置検出工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工装置のアライメント方法。
【請求項２】
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を回動する回動手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハに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（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向（Ｙ軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該チャックテーブルのＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルのＹ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、表面に格子状に形成されたストリートを備えたウエーハの仕様を記憶するメモリを備えた制御手段と、を具備するレーザー加工装置のアライメント方法であって、
ウエーハの結晶方位を表すオリエンテーションフラットを基準として設定されたストリートおよびアライメントマークの設計上の座標を該制御手段の該メモリに記憶せしめるウエーハ仕様記憶工程と、
該チャックテーブルに保持されたウエーハに形成されたアライメントマークを該撮像手段によって撮像し、撮像した画像信号に基いて該回動手段を作動し該チャックテーブルを回動してウエーハに形成されたストリートを加工送り方向（Ｘ軸方向）と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
該ウエーハ位置付け工程を実施した後に、該制御手段が該加工送り手段および該割り出し送り手段を作動して該チャックテーブルに保持されたウエーハのオリエンテーションフラットを該撮像手段によって撮像する位置に移動し、該Ｘ軸方向位置検出手段および該Ｙ軸方向位置検出手段からの検出信号に基いて、該チャックテーブルに保持されたウエーハのオリエンテーションフラットの座標値を求めるオリエンテーションフラット座標検出工程と、
該制御手段が該オリエンテーションフラット座標検出工程によって求められた該チャックテーブルに保持されたウエーハの座標値と該メモリに記憶されているオリエンテーションフラットを基準として設定された設計上の座標に基いて該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工開始位置の座標値を求める加工開始位置検出工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工装置のアライメント方法。
【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ウエーハをレーザー加工するレーザー加工装置のアライメント方法に関する。
【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】
上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の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を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に加工送り方向に移動せしめる加工送り送り手段と、切削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直方向に移動せしめる切り込み送り手段を具備している。このような切削装置においては、切削ブレードを２００００〜４００００rpmの回転速度で回転しつつ、切削ブレードを所定量切り込み送りした後、切削ブレードとチャックテーブルに保持された被加工物を相対的に切削送りする。
【０００４】
また、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。このようにレーザー加工溝を形成するレーザー加工装置は、ウエーハ等の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レーザー光線を照射する集光器を備えた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とを相対的に加工送り方向に移動せしめる加工送り送り手段を具備している。
【０００５】
上述した切削装置やレーザー加工装置等の加工装置によってチャックテーブルに保持されたウエーハをストリートに沿って加工するためには、チャックテーブルに保持されたウエーハに形成されているストリートは加工送り送り方向と平行になるように位置付けるアライメント作業が実施される。このアライメント作業は、撮像手段によってウエーハを撮像し、各デバイスに形成されストリートと設計上所定の位置関係を有するキーパターンとのパターマッチングによって加工送り方向の２つのキーパターンを検出し、ストリートが加工送り方向と平行になっているが否かを確認し、ストリートが加工送り方向と平行になるようにチャックテーブルを回動調整する。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特公平３−２７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、ウエーハの中心を常にチャックテーブルの中心に位置付けることが不可能であるため、撮像手段が全てのウエーハに対して常に同じ位置のストリートに関する画像を検出するわけではない。即ち、ウエーハは環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着された状態でチャックテーブルに保持されるが、ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着する際に、ウエーハを環状のフレームの中心に位置付けることは困難であるため許容の誤差範囲で貼着される。しかるに、上述したアライメント作業は、ウエーハの中心部を通るストリートに対して実施するが、ウエーハに形成されるデバイスの一辺が1mm以下と小さい場合には、上記のようにウエーハの中心がチャックテーブルの中心とズレてしまうと、検出すべきストリートと検出されたストリートが異なる。なお、ウエーハの中心とチャックテーブルの中心とのズレは、ウエーハを搬送手段によってチャックテーブル上に搬送する際にも発生する。
【０００７】
一方、加工を開始するストリート（最外側のストリート）は検出すべきストリートから所定距離の位置と定められているが、上記のように検出されたストリートが検出すべきストリートと異なると、検出されたストリートと加工を開始するストリートとの関係が不明となる。このため、上記誤差範囲の誤差を考慮して、最外側のストリートより外側に切削ブレードまたは集光器を位置付けて加工を開始している。従って、数ストリート分を無駄な加工をすることになり、生産性が低下するという問題がある。また、レーザー加工装置によりストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する場合、ダイシングテープにおけるウエーハが貼着されていない領域にレーザー光線が照射されるため、ダイシングテープを損傷させたりチャックテーブルを損傷させるという問題がある。
【０００８】
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、チャックテーブルに保持されたウエーハに形成されているストリートの加工開始位置を確認することができるレーザー加工装置のアライメント方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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を回動する回動手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハに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（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向（Ｙ軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該チャックテーブルのＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルのＹ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、表面に格子状に形成されたストリートを備えたウエーハの仕様を記憶するメモリを備えた制御手段と、を具備するレーザー加工装置のアライメント方法であって、
ウエーハの中心位置を基準として設定されたストリートおよびアライメントマークの設計上の座標を該制御手段の該メモリに記憶せしめるウエーハ仕様記憶工程と、
該チャックテーブルに保持されたウエーハに形成されたアライメントマークを該撮像手段によって撮像し、撮像した画像信号に基いて該制御手段が該回動手段を作動し該チャックテーブルを回動してウエーハに形成されたストリートを加工送り方向（Ｘ軸方向）と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
該ウエーハ位置付け工程を実施した後に、該制御手段が該加工送り手段および該割り出し送り手段を作動して該チャックテーブルに保持されたウエーハの外周縁を該撮像手段によって撮像する位置に移動し、該Ｘ軸方向位置検出手段および該Ｙ軸方向位置検出手段からの検出信号に基いて、ウエーハの外周縁を該撮像手段によって撮像された３点の座標値を求め、該３点の座標値からウエーハの中心の座標値を求める中心座標検出工程と、
該制御手段が該中心座標検出工程によって求められた該チャックテーブルに保持されたウエーハの中心の座標値と該メモリに記憶されているウエーハの中心位置を基準として設定された設計上の座標に基いて該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工開始位置の座標値を求める加工開始位置検出工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工装置のアライメント方法が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、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を回動する回動手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハに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（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向（Ｙ軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該チャックテーブルのＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルのＹ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、表面に格子状に形成されたストリートを備えたウエーハの仕様を記憶するメモリを備えた制御手段と、を具備するレーザー加工装置のアライメント方法であって、
ウエーハの結晶方位を表すオリエンテーションフラットを基準として設定されたストリートおよびアライメントマークの設計上の座標を該制御手段の該メモリに記憶せしめるウエーハ仕様記憶工程と、
該チャックテーブルに保持されたウエーハに形成されたアライメントマークを該撮像手段によって撮像し、撮像した画像信号に基いて該回動手段を作動し該チャックテーブルを回動してウエーハに形成されたストリートを加工送り方向（Ｘ軸方向）と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
該ウエーハ位置付け工程を実施した後に、該制御手段が該加工送り手段および該割り出し送り手段を作動して該チャックテーブルに保持されたウエーハのオリエンテーションフラットを該撮像手段によって撮像する位置に移動し、該Ｘ軸方向位置検出手段および該Ｙ軸方向位置検出手段からの検出信号に基いて、該チャックテーブルに保持されたウエーハのオリエンテーションフラットの座標値を求めるオリエンテーションフラット座標検出工程と、
該制御手段が該オリエンテーションフラット座標検出工程によって求められた該チャックテーブルに保持されたウエーハの座標値と該メモリに記憶されているオリエンテーションフラットを基準として設定された設計上の座標に基いて該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工開始位置の座標値を求める加工開始位置検出工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工装置のアライメント方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるレーザー加工装置のアライメント方法においては、上記のようにチャックテーブルに保持されたウエーハの加工開始位置の座標値を求めることができるので、ウエーハの中心がチャックテーブルの中心とズレた位置に位置付けられていても、加工手段による加工位置にチャックテーブルに保持されたウエーハの加工開始位置を確実に位置付けることができる。従って、ウエーハの中心とチャックテーブルの中心とのズレを考慮してレーザー光線の照射を停止して無駄な空加工をする必要がないため、生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明によるレーザー加工装置のアライメント方法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。
【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、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向（X軸方向）と直角な矢印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、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向（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。
【００１４】
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（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（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内に配設されたパルスモータ３６３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。
【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、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（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（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の加工送り量即ち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、図示に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の加工送り量即ち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の加工送り量即ち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の加工送り量即ち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、矢印Ｙで示す割り出し送り方向（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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）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（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の割り出し加工送り量即ち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、図示に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の割り出し送り量即ち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の割り出し送り量即ち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の割り出し送り量即ち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（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、一側面に矢印Ｚで示す方向（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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）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（Y軸方向）に移動せしめられる。
【００２０】
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。
【００２１】
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で示す方向に移動可能に支持される。
【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装置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装置５２を下方に移動するようになっている。
【００２３】
図示の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の先端に装着された集光器５２２からパルスレーザー光線を照射する。また、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、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段１０に送る。
【００２４】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、制御手段１０を具備している。制御手段１０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）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２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）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５、出力インターフェース１０６と、入力手段１０７を備えている。制御手段１０の入力インターフェース１０５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および撮像手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０６からは、上記パルスモータ３６３、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照射手段５２、表示手段１００等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３は、後述するウエーハの設計値のデータを記憶する第１の記憶領域２０３aや他の記憶領域を備えている。
【００２５】
図示のレーザー加工装置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２には、ウエーハとしての半導体ウエーハ２０の斜視図が示されている。図２に示す半導体ウエー２０は、厚さが例えば１００μmのシリコンによって形成され外周に結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１０を備えた基板２１の表面２１aに格子状に配列された複数のストリート２２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２３がそれぞれ形成されている。この各デバイス２３は、全て同一の構成をしている。デバイス２３の表面には回路の構成によって特徴を有する領域が存在し、その領域がアライメントマークとして機能し、図示の実施形態においてはアライメントマーク２４として存在している。形成されている。このように形成された半導体ウエーハ２０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ダイシングテープTの表面に裏面２１b側を貼着する。従って、半導体ウエーハ２０は、表面２１aが上側となる。このように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着する半導体ウエーハ２０は、その中心が環状のフレームFの中心に位置付けられるように設定されているが、許容の誤差範囲で貼着される。
【００２６】
次に、上記レーザー加工装置を用いて半導体ウエーハ２０をストリート２２に沿ってレーザー加工を施すに際し、チャックテーブル３６に載置された半導体ウエーハ２０の加工開始位置を検出するためのアライメント方法について説明する。
【００２７】
上述したように半導体ウエーハ２０の仕様、即ち基板２１の外周に形成されたノッチ２１０と基板２１の表面２１aに形成された複数のストリート２２、ストリートの間隔、複数のデバイス２３にそれぞれ見られる特徴的な領域であるアライメントマーク２４、基板２１の中心位置P1の座標および加工開始位置S1は、該中心位置P1を基準とした設計値が上記制御手段１０の入力手段１０７から入力され、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域２０３aに格納される（ウエーハ仕様記憶工程）。
【００２８】
図３に示すように、環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持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上にダイシングテープ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２０は、ダイシングテープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。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。
【００２９】
上述したように半導体ウエーハ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によって撮像手段６の直下に位置付けられる。この場合、チャックテーブル３６はその中心が撮像手段６を通過するように位置付けられる。そして、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０を所定の位置に位置付けるウエーハ位置付け工程を実行する。このウエーハ位置付け工程においては、図４に誇張して示すように撮像手段６によってX軸方向の２個のアライメントマーク２４を撮像し、この撮像手段６が撮像した画像信号に基いて制御手段１０は２個のアライメントマーク２４を結ぶ直線Lが加工送り方向（X軸）と平行か否かを判定し、上記直線LがX軸と平行でない場合には、制御手段１０はパルスモータ３６３を作動しチャックテーブル３６を回動して直線Lが加工送り方向（X軸）と平行になるように調整する。なお、撮像手段６によって撮像された画像は、表示手段１００に表示される。
【００３０】
なお、チャックテーブル３６に吸引保持された半導体ウエーハ２０は環状のフレームFの中心に位置付けられ、そして図示しないウエーハ搬送装置によって半導体ウエーハ２０がチャックテーブル３６上に正確に搬送されていれば、図５に示すように半導体ウエーハ２０の中心P1がチャックテーブルの中心P2上に位置付けられる。しかるに、半導体ウエーハ２０は上述したように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に許容の誤差範囲で貼着されており、図示しないウエーハ搬送装置による半導体ウエーハ２０の搬送にも誤差が生ずるので、図６に示すように半導体ウエーハ２０の中心P1がチャックテーブルの中心P2とズレた位置に位置付けられる場合がある。このため、半導体ウエーハ２０に形成されたデバイス２３の一辺が1mm以下と小さい場合には、上記ウエーハ位置付け工程で検出したアライメントマーク２４がどの列のデバイス２３のものか不明となる。従って、半導体ウエーハ２０の中心P1を基準として設定された加工開始位置を集光器５２２の直下に位置付けることが不可能となる。
【００３１】
そこで、本発明においては、上述したウエーハ位置付け工程を実施したならば、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の中心P1の座標値を検出する中心座標検出工程を実施する。
中心座標検出工程においては、制御手段１０は加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段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２０の外周縁を撮像手段６によって撮像する位置に移動し、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いて、図７に示すように半導体ウエーハ２０の外周縁が撮像手段６によって撮像された３点(a1,a2,a3)の座標値を求める。このようにして、半導体ウエーハ２０の外周縁の３点(a1,a2,a3)の座標値を求めたならば、制御手段１０は、直線a1―a2およびa2―a3のそれぞれ中点における垂線b1とb2の交点を求めることにより、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の中心P1の座標値を求めることができる。なお、撮像手段６によって撮像された画像は、表示手段１００に表示される。
【００３２】
上述した中心座標検出工程を実施することによりチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の中心P1の座標値を求めることにより、制御手段１０はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域１０３aに格納されたデータからチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の加工開始位置S1(図７参照)の座標値を求める。
【００３３】
次に、図８に示すように半導体ウエーハ２０の結晶方位を示すマークとしてオリエンテーションフラット２１１が形成された場合におけるアライメント方法の他の実施形態について説明する。このようにオリエンテーションフラット２１１が形成された半導体ウエーハ２０は、オリエンテーションフラット２１１と平行にストリート２２が形成されており、オリエンテーションフラット２１１に隣接するストリート２２との間隔Bが上記ウエーハ仕様記憶工程においてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域１０３aに格納される。
【００３４】
この実施形態においても、上記ウエーハ仕様記憶工程を実施したならば、上述したウエーハ位置付け工程を実施する。次に、制御手段１０は加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段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２０のオリエンテーションフラット２１１を撮像手段６によって撮像する位置に移動し、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いて、図８に示すように半導体ウエーハ２０のオリエンテーションフラット２１１を撮像手段６によって撮像された位置の座標値を求めるオリエンテーションフラット座標検出工程を実施する。
【００３５】
このようにして、オリエンテーションフラット座標検出工程を実施することによりチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０のオリエンテーションフラット２１１の座標値を求めることにより、制御手段１０はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域１０３aに格納されたデータに基いてオリエンテーションフラット２１１の座標値からY軸方向に間隔Bの位置が加工開始ストリートであることを求める。
【００３６】
上述したアライメント方法によってチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の加工開始位置を求めたならば、制御手段１０は加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を移動し、図９の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２０の加工開始位置S1(図７に示す半導体ウエーハ２０における最下位のストリート２２の左端)をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に位置付ける。このとき、半導体ウエーハ２０の中心P1がチャックテーブルの中心P2とズレた位置に位置付けられていても、上述したアライメント方法を実施することによってチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の加工開始位置の座標値が求められているので、加工開始位置をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に確実に位置付けることができる。
【００３７】
次に、制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２を制御して集光器５２２からシリコン基板に対して吸収性を有する例えば３５５nmの波長のパルスレーザー光線を照射しつつ加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を図９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、図９の（ｂ）で示すようにストリート２２の右端が集光器５２２の直下に達したら、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９の（ｂ）で示すようにストリート２２に沿ってレーザー加工溝２００が形成される（レーザー加工工程）。このレーザー加工工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２０の表面２１a（上面）付近に合わせる。
【００３８】
なお、上記レーザー加工工程における加工条件は、図示の実施形態においては次のように設定されている。
光源                    ：YAGレーザー
波長                    ：３５５ｎｍ
平均出力                ：５W
繰り返し周波数          ：５０ｋＨｚ
集光スポット径          ：φ５μｍ
加工送り速度            ：２００ｍｍ／秒
【００３９】
上述したレーザー加工工程をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域１０３aに格納されているデータに基いて、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０に形成されている全てのストリートに沿って実施する。
【００４０】
以上のように、図示の実施形態においては、上述したアライメント方法を実施することによってチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の加工開始位置の座標値が求められているので、ウエーハの中心がチャックテーブルの中心とズレた位置に位置付けられていても、加工開始位置をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に確実に位置付けることができる。従って、半導体ウエーハ２０の中心とチャックテーブル３６の中心とのズレを考慮して無駄な加工をする必要がないため、生産性を向上することができるとともに、ダイシングテープTにおける半導体ウエーハ２０が貼着されていない領域にレーザー光線が照射してダイシングテープＴを損傷させたりチャックテーブル３６を損傷させるという問題を未然に防止することができる。
【００４１】
以上、本発明をレーザー加工装置のアライメント方法に適用した例を示したが、本発明はウエーハをストリートに沿って切断する切削装置等の加工装置に適用しても同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるアライメント方法を実施するレーザー加工装置の斜視図。
【図２】ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図３】図２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４】本発明によるアライメント方法におけるウエーハ位置付け工程を示す説明図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルに保持された半導体ウエーハの中心がチャックテーブルの中心に位置付けられた常態を示す説明図。
【図６】図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの中心と半導体ウエーハの中心とがズレて保持された常態を示す説明図。
【図７】本発明によるアライメント方法における中心座標検出工程および加工開始位置検出工程を示す説明図。
【図８】本発明によるアライメント方法におけるオリエンテーションフラット座標検出工程および加工開始位置検出工程を示す説明図。
【図９】図１に示すレーザー加工装置を用いてレーザー加工工程の説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１：レーザー加工装置
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
３６３：回動動手段
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
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線照射手段
５２２：集光器
６：撮像手段
１０：制御手段
２０：半導体ウエーハ
２１：半導体ウエーハの基板
２２：ストリート
２３：デバイス
２４：アライメントマーク
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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