(57)【要約】      （修正有）【課題】デバイス領域とそれを囲む外周余剰領域の表面高さが異なっていても、アブレーションを起こすことなく内部にストリートに沿って変質層を形成することができるウエーハのレーザー加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハ表面に格子状に配列されたストリートによって区画されたデバイス領域とそれを囲む外周余剰領域とを有し、デバイス領域の表面が外周余剰領域の表面より高く形成されているウエーハ内部に、ストリートに沿って変質層を積層形成するレーザー加工方法であって、ウエーハ表面側から外周余剰領域とデバイス領域の内部に集光してレーザー光線を照射する第１の変質層形成工程と、外周余剰領域の表面付近に集光点が位置付けられる場合には外周余剰領域にはレーザー光線を照射せず、デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けてデバイス領域にレーザー光線を照射しストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程とを含む。【選択図】図１３
2009283566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の表面が該外周余剰領域の表面より高く形成されているウエーハに、該ウエーハの表面側から内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に該ストリートに沿って変質層を積層して形成するウエーハのレーザー加工方法であって、
ウエーハの表面側から該外周余剰領域および該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該外周余剰領域および該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該外周余剰領域および該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該外周余剰領域の表面付近にレーザー光線の集光点が位置付けられる場合には、該外周余剰領域にはレーザー光線を照射しないで該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と、を含む、
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】
ウエーハ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ウエーハにレーザー光線を照射するための集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該レーザー光線照射手段の該集光器によって集光されるレーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、該チャックテーブルを加工送り方向（X軸方向）に移動するための加工送り手段と、該チャックテーブルを加工送り方向と直交する割り出し送り方向（Y軸方向）に移動するための割り出し送り手段と、該チャックテーブルの加工送り位置を検出するX軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルの割り出し送り位置を検出するY軸方向位置検出手段と、該集光点位置調整手段による該集光器の集光点位置調整（Z軸方向）位置を検出するためのZ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の上面高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段と該X軸方向位置検出手段と該Y軸方向位置検出手段および該Z軸方向位置検出手段からの検出信号を入力し該レーザー光線照射手段と集光点位置調整手段と加工送り手段と割り出し送り手段に制御信号を出力する制御手段とを具備するレーザー加工装置において、
表面に格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の表面が該外周余剰領域の表面より高く形成されているウエーハに、該ウエーハの表面側から内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に該ストリートに沿って変質層を積層して形成する際に、該制御手段は、
該高さ位置検出手段と該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づいてウエーハの該外周余剰領域と該デバイス領域の高さ位置および該外周余剰領域と該デバイス領域の境界位置を検出し、該境界位置の座標値を記憶手段に格納する境界位置検出工程と、
該境界位置検出工程によって検出されたウエーハの該外周余剰領域と該デバイス領域の高さ位置および境界位置に基づいて、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の集光点がウエーハの該外周余剰領域および該デバイス領域の内部に位置付けられる場合には、該外周余剰領域および該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該外周余剰領域および該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該外周余剰領域および該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の集光点がウエーハの該外周余剰領域の表面付近に位置付けられる場合には、該外周余剰領域にはレーザー光線を照射しないで該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と、を実行する、
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、表面に格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の表面が該外周余剰領域の表面より高く形成されているウエーハに、該ウエーハの表面側から内部にレーザー光線の集光点を位置付けてストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って複数層の変質層を形成す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回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体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発光ダイオード、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】
近年、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、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波長（例えば１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部にストリート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ストリートに沿って外力を加えることにより、被加工物を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、微小電気機械システム(MEMS)等のデバイスが形成されたウエーハは、デバイスが形成されたデバイス領域の表面が該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域の表面より数十μm〜数百μm高く形成されている。このため、ウエーハの内部に変質層を積層して形成する際に、デバイス領域の内部にはレーザー光線の集光点が位置付けられても、集光点の深さによって外周余剰領域においては表面付近に集光点が位置付けられる場合がある。しかるに、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射しても表面付近に集光点が位置付けられると、アブレーションを引き起こしてデブリが発生し、このデブリが飛散してデバイスに付着することにより、デバイス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、ウエーハを形成するデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域の表面高さが異なっていても、アブレーションを起こすことなく内部にストリートに沿って変質層を積層して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、表面に格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の表面が該外周余剰領域の表面より高く形成されているウエーハに、該ウエーハの表面側から内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に該ストリートに沿って変質層を積層して形成するウエーハのレーザー加工方法であって、
ウエーハの表面側から該外周余剰領域および該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該外周余剰領域および該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該外周余剰領域および該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該外周余剰領域の表面付近にレーザー光線の集光点が位置付けられる場合には、該外周余剰領域にはレーザー光線を照射しないで該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と、を含む、
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】
また、本発明によれば、ウエーハ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ウエーハにレーザー光線を照射するための集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該レーザー光線照射手段の該集光器によって集光されるレーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、該チャックテーブルを加工送り方向（X軸方向）に移動するための加工送り手段と、該チャックテーブルを加工送り方向と直交する割り出し送り方向（Y軸方向）に移動するための割り出し送り手段と、該チャックテーブルの加工送り位置を検出するX軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルの割り出し送り位置を検出するY軸方向位置検出手段と、該集光点位置調整手段による該集光器の集光点位置調整（Z軸方向）位置を検出するためのZ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の上面高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段と該X軸方向位置検出手段と該Y軸方向位置検出手段および該Z軸方向位置検出手段からの検出信号を入力し該レーザー光線照射手段と集光点位置調整手段と加工送り手段と割り出し送り手段に制御信号を出力する制御手段とを具備するレーザー加工装置において、
表面に格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の表面が該外周余剰領域の表面より高く形成されているウエーハに、該ウエーハの表面側から内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に該ストリートに沿って変質層を積層して形成する際に、該制御手段は、
該高さ位置検出手段と該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づいてウエーハの該外周余剰領域と該デバイス領域の高さ位置および該外周余剰領域と該デバイス領域の境界位置を検出し、該境界位置の座標値を記憶手段に格納する境界位置検出工程と、
該境界位置検出工程によって検出されたウエーハの該外周余剰領域と該デバイス領域の高さ位置および境界位置に基づいて、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の集光点がウエーハの該外周余剰領域および該デバイス領域の内部に位置付けられる場合には、該外周余剰領域および該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該外周余剰領域および該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該外周余剰領域および該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の集光点がウエーハの該外周余剰領域の表面付近に位置付けられる場合には、該外周余剰領域にはレーザー光線を照射しないで該デバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けて該ストリートに沿って該デバイス領域にレーザー光線を照射し、該デバイス領域の内部に該ストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と、を実行する、
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】
【０００８】
本発明においては、ウエーハの表面側から外周余剰領域およびデバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けてストリートに沿って外周余剰領域およびデバイス領域にレーザー光線を照射し、外周余剰領域およびデバイス領域の内部にストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、外周余剰領域の表面付近にレーザー光線の集光点が位置付けられる場合には外周余剰領域にはレーザー光線を照射しないでデバイス領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けてストリートに沿ってデバイス領域にレーザー光線を照射しデバイス領域の内部にストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と含でいるので、レーザー光線の集光点が外周余剰領域の表面付近に位置付けられる場合には、外周余剰領域にレーザー光線が照射されないため、アブレーションを起こしデブリを発生させることはない。従って、外周余剰領域の表面付近にレーザー光線が照射されることにより、アブレーションを起こして発生したデブリがデバイスに付着することを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された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、更に詳細に説明する。
【００１０】
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（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、該レーザー光線照射ユニット支持機構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。
【００１１】
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（X軸方向）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、被加工物保持面としての吸着チャック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。
【００１２】
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。
【００１３】
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X軸方向位置を検出する。
【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。
【００１５】
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Y軸方向位置を検出する。
【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（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。
【００１７】
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（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で示す焦点位置調整方向（Z軸方向）に移動させるための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に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（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】
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、レーザー光線照射手段５２のZ軸方向位置を検出するためのZ軸方向位置検出手段５５を具備している。Z軸方向位置検出手段５５は、上記案内レール４２３、４２３と平行に配設されたリニアスケール５５１と、上記ユニットホルダ５１に取り付けられユニットホルダ５１とともにリニアスケール５５１に沿って移動する読み取りヘッド５５２とからなっている。このZ軸方向位置検出手段５５の読み取りヘッド５５２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。
【００２０】
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を含んでいる。このケーシング５２１内には図２に示すように加工用パルスレーザー光線発振手段６が配設されており、ケーシング５２１の先端には加工用パルスレーザー光線発振手段６が発振する加工用パルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に照射せしめる集光器７が配設されている。加工用パルスレーザー光線発振手段６は、被加工物であるウエーハに対して透過性を有する波長の加工用パルスレーザー光線LB1を発振する。この加工用パルスレーザー光線発振手段6は、後述する被加工物に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）の加工用パルスレーザー光線LB１を発振するＹＶＯ４パルスレーザー発振器或いはＹＡＧパルスレーザー発振器を用いることができる。
【００２１】
上記集光器７は、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB1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７１と、該方向変換ミラー７１によって方向変換された加工用パルスレーザー光線LB1を集光する集光レンズ７２とを具備しており、集光レンズ７２は方向変換ミラー７７によって方向変換された加工用パルスレーザー光線LB1を集光点Pに集光する。
【００２２】
なお、図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５２は、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線の光軸を偏向する光軸変更手段６０を備えている。この光軸変更手段６０は、図示の実施形態においては加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線の光路に配設された音響光学素子６１と、該音響光学素子６１に印加するRF（radio  frequency）を生成するRF発振器６２と、該RF発振器６２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６１に印加するRFアンプ６３と、RF発振器６２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６４を具備している。上記音響光学素子６１は、印加されるRFの周波数に対応してレーザー光線の光軸を偏向する角度を調整する。なお、上記偏向角度調整手段６４は、後述する制御手段によって制御される。
【００２３】
また、図示の実施形態における光軸変更手段６０は、上記音響光学素子６１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６１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６５を具備している。
【００２４】
図示の実施形態における光軸変更手段６０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。
光軸変更手段６０を構成する偏向角度調整手段６４に例えば０Vの電圧が印加され、音響光学素子６１に０Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB１は、その光軸が集光器７の方向変換ミラー７１に向けられる。一方、偏向角度調整手段６４に例えば１０Vの電圧が印加され、音響光学素子６１に１０Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB１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６５に導かれる。
【００２５】
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は、チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段８を具備している。高さ位置検出手段８は、検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段８１と、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６の光軸変更手段６０と集光器７と間の経路に配設され検査用レーザー光線発振手段８１から発振された検査用レーザー光線を集光器７に向けて分光せしめるダイクロックミラー８２と、検査用レーザー光線発振手段８１とダイクロックミラー８２との間に配設され検査用レーザー光線発振手段８１から発振された検査用レーザー光線をダイクロックミラー８２に向ける第１の経路８３aに導く第1のビームスプリッター８３を具備している。
【００２６】
検査用レーザー光線発振手段８１は、後述する被加工物に対して反射性を有する波長（例えば６３５ｎｍ）の検査用レーザー光線LB2を発振するHe-Neパルスレーザー発振器を用いることができる。なお、検査用レーザー光線発振手段８０から発振される検査用レーザー光線LB2の出力は、図示の実施形態においては１０mWに設定されている。ダイクロックミラー８２は、加工用パルスレーザー光線LB1は通過するが検査用レーザー光線発振手段８１から発振された検査用レーザー光線LB2を集光器７に向けて反射せしめる。上記第1のビームスプリッター８３は、検査用レーザー光線発振手段８１から発振された検査用レーザー光線LB2を上記ダイクロックミラー８２に向けた第１の経路８３aに導くとともに、ダイクロックミラー８２によって分光された後述する反射光を第２の経路８３bに導く。
【００２７】
図示の実施形態における高さ位置検出手段８は、第２の経路８３bに配設され第1のビームスプリッター８３によって反射された反射光を分析し分析結果を後述する制御手段に送る反射光分析手段８５を具備している。反射光分析手段８５は、上記第1のビームスプリッター８３によって反射された反射光を第３の経路８５aと第４の経路８５bに分光する第２のビームスプリッター８５１と、該第２のビームスプリッター８５１によって第３の経路８５aに分光された反射光を１００％集光する集光レンズ８５２と、該集光レンズ８５２によって集光された反射光を受光する第1の受光素子８５３を具備している。第1の受光素子８５３は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における反射光分析手段８５は、第２のビームスプリッター８５１によって第４の経路８５bに分光された反射光を受光する第２の受光素子８５４と、該第２の受光素子８５４が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段８５５を具備している。受光領域規制手段８５５は、図示の実施形態においては第２のビームスプリッター８５１によって第４の経路８５bに分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズ８５５aと、該シリンドリカルレンズ８５５aによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスク８５５bとからなっている。該一次元マスク８５５bを通過した反射光を受光する第２の受光素子８５４は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
【００２８】
図２に示す実施形態における高さ位置検出手段８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。
検査用レーザー光線発振手段８１から発振された検査用レーザー光線LB2は、第1のビームスプリッター８３を通過してダイクロイックミラー８２に達し、該ダイクロイックミラー８２によって集光器７の方向変換ミラー７１に向けて反射される。方向変換ミラー７１に向けて反射された検査用レーザー光線LB2は、上記加工用パルスレーザー光線LB1と同様に集光レンズ７２によって集光される。このようにして集光される検査用レーザー光線LB2は、チャックテーブル３６に保持された被加工物の上面で反射し、その反射光が図２において破線で示すように集光レンズ７２、方向変換ミラー７１、ダイクロイックミラー８２、第1のビームスプリッター８３を介して反射光分析手段８５の第２のビームスプリッター８５１に達する。第２のビームスプリッター８５１に達した検査用レーザー光線LB2の反射光は、第２のビームスプリッター８５１によって第３の経路８５aと第４の経路８５bに分光される。第３の経路８５aに分光された検査用レーザー光線LB2反射光は、集光レンズ８５２によって１００％集光され第1の受光素子８５３に受光される。そして、第1の受光素子８５３は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。一方、第４の経路に８５bに分光された検査用レーザー光線LB2の反射光は、受光領域規制手段８５５のシリンドリカルレンズ８５５aによって一次元に集光され、一次元マスク８５５bによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子８５４に受光される。そして、第２の受光素子８５４は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
【００２９】
ここで、第1の受光素子８５３と第２の受光素子８５４によって受光される検査用レーザー光線LB2の反射光の受光量について説明する。
第1の受光素子８５３に受光される反射光は、集光レンズ８５２によって１００％集光されるので受光量は一定であり、第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）は一定（例えば１０V）となる。一方、第２の受光素子８５４によって受光される反射光は、受光領域規制手段８５５のシリンドリカルレンズ８５５aによって一次元に集光された後、一次元マスク８５５bによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子８５４に受光されるので、図３の(a)および(b)に示すように検査用レーザー光線LB2が被加工物Wの上面に照射される際に、集光器７の集光レンズ７３から被加工物Wの上面までの距離、即ち被加工物Wの高さ位置（厚み）によって第２の受光素子８５４の受光量は変化する。従って、第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）は、検査用レーザー光線LB2が照射される被加工物Wの上面高さ位置によって変化する。
【００３０】
例えば、図３の(a)に示すように被加工物Wの高さ位置が低く（被加工物Wの厚みが薄く）集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)が大きい場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの上面に照射されるスポットS1で反射する。この反射光は上述したように第２のビームスプリッター８５１によって第３の経路８５aと第４の経路８５bに分光されるが、第３の経路８５aに分光されたスポットS1の反射光は集光レンズ８５２によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子８５３に受光される。一方、第２のビームスプリッター８５１によって第４の経路８５bに分光されたスポットS1の反射光は、シリンドリカルレンズ８５５aによって一次元に集光されるので断面が略長方形となる。このようにして断面が略長方形に絞られた反射光は、一次元マスク８５５bによって所定の単位長さに規制されるので、第４の経路８５bに分光された反射光の一部が第２の受光素子８５４によって受光されることになる。従って、第２の受光素子８５４に受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子８５３に受光される光量より少なくなる。
【００３１】
次に、図３の(b)に示すように被加工物Wの高さ位置が高く（被加工物Wの厚みが厚く）集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)が小さい場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの上面に照射されるスポットS2で反射する。この環状のスポットS2は上記スポットS1より大きい。このスポットS2の反射光は上述したように第２のビームスプリッター８５１によって第３の経路８５aと第４の経路８５bに分光されるが、第３の経路８５aに分光されたスポットS2の反射光は集光レンズ８５２によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子８５３に受光される。一方、第２のビームスプリッター８５１によって第４の経路８５bに分光されたスポットS2の反射光は、シリンドリカルレンズ８５５aによって一次元に集光されるので断面が略長方形となる。この略長方形の長辺の長さは、反射光のスポットS2が上記環状のスポットS1より大きいのでスポットS1の場合より長くなる。このようにして断面が略長方形に集光された反射光は、一次元マスク８５５bによって所定の長さに区切られ一部が第２の受光素子８５４によって受光される。従って、第２の受光素子８５４によって受光される光量は、上記図３の(a)に示す場合より少なくなる。このように第２の受光素子８５４に受光される反射光の光量は、集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ち被加工物Wの高さ位置が低い（被加工物Wの厚み(T)が薄い）程多く、集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ち被加工物Wの高さ位置が高い（被加工物Wの厚み(T)が厚い）程少なくなる。
【００３２】
ここで、上記第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比と、集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ちチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの厚み(T)との関係について、図４に示す制御マップを参照して説明する。図４において横軸は第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）で、縦軸は集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)を示している。なお、図４に示す制御マップは、焦点距離が３０mmの集光レンズを使用したもので、集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)が３０mmのとき上記第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）が“１”で、集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)が小さくなる程、即ち被加工物Wの厚み(T)が厚くなる程上記比（V1/V2）が大きくなる。従って、上述したように第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）を求め、この電圧値の比（V1/V2）を図４に示す制御マップに照合することにより、集光器７の集光レンズ７２から被加工物Wの上面までの距離(H)、即ちチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの厚み(T)を求めることができる。なお、図４に示す制御マップは、後述する制御手段のメモリに格納される。
【００３３】
図１に戻って説明を続けると、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９が配設されている。この撮像手段９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。
【００３４】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図５に示す制御手段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、入力インターフェース１０４および出力インターフェース１０５とを備えている。制御手段１０の入力インターフェース１０４には、上記X軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４b、,Y軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４b、Z軸方向位置検出手段５５の読み取りヘッド５５２、第1の受光素子８５３、第２の受光素子８５４および撮像手段９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１０５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、加工用パルスレーザー光線発振手段６、検査用レーザー光線発振手段８1、上記光軸変更手段６０の偏向角度調整手段６４等に制御信号を出力する。なお、記憶手段としての上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、上述した図４に示す制御マップを格納する第１の記憶領域１０３aや後述する被加工物の設計値のデータを記憶する第２の記憶領域１０３b、後述するウエーハ１０の高さ位置を記憶する第３の記憶領域１０３cや他の記憶領域を備えている。
【００３５】
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６の(a)にはレーザー加工される被加工物としてウエーハ２０の斜視図が示されており、図６の(b)にはウエーハ２０の断面図が示されている。
図６の(a)および図６の(b)に示すウエーハ２０は、例えば直径が２００mmのシリコンウエーハからなっており、その表面にはデバイスが形成されるデバイス領域２１と、該デバイス領域２１を囲繞する外周余剰領域２２を備えている。ウエーハ２０を構成するデバイス領域２１の厚みは外周余剰領域２２の厚みより厚く形成されており、図示の実施形態においては外周余剰領域２２の厚み(T1)は５００μmに設定され、デバイス領域２１の厚み(T2)は６００μmに設定されている。従って、外周余剰領域２２の表面とデバイス領域２１の表面とは、１００μmの段差が形成される。ウエーハ２０を構成するデバイス領域２１の表面２１ａには格子状に形成された複数のストリート２１１によって複数の領域が区画されており、この区画された領域にデバイス２３としての微小電気機械システム(MEMS)が形成されている。なお、ウエーハ２を構成する外周余剰領域２２の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示す切り欠き２２１が形成されている。
【００３６】
上述したレーザー加工装置を用い、上記ウエーハ２０のストリート２１１に沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハ２０の内部にストリート２１１に沿って変質層を形成するレーザー加工の実施形態について説明する。
なお、上述したウエーハ２０の内部にストリート２１１に沿って変質層を形成するレーザー加工を実施するには、ウエーハ２０を図７に示すように環状のフレームFに装着された粘着テープTに貼着する。このとき、ウエーハ２０は、表面（デバイス２３が形成されている側の面）を上にして裏面側を粘着テープTに貼着する。
【００３７】
上述したウエーハ２０の表面側からレーザー光線を照射してウエーハ２０の内部に変質層を形成する際に、ウエーハ２０を構成する外周余剰領域２２の厚み(T1)とデバイス領域２１の厚み(T2)には１００μmの段差があるため、デバイス領域２１においては内部にレーザー光線の集光点を位置付けても外周余剰領域２２においてはレーザー光線の集光点が表面付近に位置付けられる場合がある。ウエーハ２０の表面付近にレーザー光線の集光点が位置付けられた状態でレーザー光線を照射すると、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線であってもアブレーションが起きてデブリが発生し、このデブリがデバイス２３に付着してデバイスの品質を低下させる。そこで、本発明においては、レーザー光線の集光点が外周余剰領域２２の表面付近に位置付けられる際に外周余剰領域２２におけるレーザー光線の照射を停止する。このため、レーザー加工を施す前に、上述した高さ位置検出装置８によってチャックテーブル３６に保持されたウエーハ２０の高さ位置を計測するとともに、外周余剰領域２２とデバイス領域２１との境界位置を求める境界位置検出工程を実施する。
【００３８】
境界位置検出工程を実施するには、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上にウエーハ２０を載置し、該チャックテーブル３６上にウエーハ２０を吸引保持する。このとき、ウエーハ２０は、粘着テープT側をチャックテーブル３６上に載置する。従って、ウエーハ２０は、表面を上側にして保持される。そして、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。このようにしてウエーハ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９の直下に位置付けられる。
【００３９】
ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６が撮像手段９の直下に位置付けられると、撮像手段９および制御手段１０によってウエーハ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９および制御手段１０は、ウエーハ２０のデバイス領域２１の表面２１ａに所定方向に形成されている複数のストリート２１１と、集光器７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。また、ウエーハ２０のデバイス領域２１の表面２１ａ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２１１に対しても、同様にアライメントが遂行される。
【００４０】
上述したようにアライメントが行われると、チャックテーブル３６上のウエーハ２０は、図８の（ａ）に示す座標位置に位置付けられた状態となる。なお、図８の（ｂ）はチャックテーブル３６即ちウエーハ２０を図８の（ａ）に示す状態から９０度回転した状態を示している。
【００４１】
なお、図８の（ａ）および図８の（ｂ）に示す座標位置に位置付けられた状態におけるウエーハ２０に形成された各ストリート２１１の送り開始位置座標値(A1,A2,A3・・・An)と送り終了位置座標値(B1,B2,B3・・・Bn)および送り開始位置座標値(C1,C2,C3・・・Cn)と送り終了位置座標値(D1,D2,D3・・・Dn)は、その設計値が上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２に記憶領域１０３ｂに格納されている。
【００４２】
上述したようにチャックテーブル３６上に保持されたウエーハ２０に形成されているストリート２１１を検出し、アライメント作業が行われたならば、チャックテーブル３６を移動して図８の（ａ）において最上位のストリート２１１を集光器７の直下に位置付ける。そして、更に図９の（ａ）で示すようにストリート２１１の一端（図９において左端）である送り開始位置座標値(A1)（図８の（ａ）参照）を集光器７の直下に位置付ける。そして、高さ位置検出手段８を作動するとともに、チャックテーブル３６を図９の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に移動し、送り終了位置座標値(B1)即ちストリート２１１の他端（図９の（ａ）において右端）まで移動することにより、ウエーハ２０の外周余剰領域２２とデバイス領域２１の高さ位置および外周余剰領域２２とデバイス領域２１との境界位置２００を検出する（境界位置検出工程）。即ち、制御手段１０は、上記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からの検出信号と、上記第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）に基づいて、上記図４に示す制御マップからストリート２１１に沿った高さ位置を求め、この値を上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第３の記憶領域１０３cに格納する。
【００４３】
ここで、上記ウエーハ２０の外周余剰領域２２とデバイス領域２１との境界位置２００の検出について、更に詳細に説明する。
ウエーハ２０の外周余剰領域２２が集光器７の直下に位置している状態においては、集光器７から照射される検査用レーザー光線LB2は、図１０の(a)に示すように外周余剰領域２２の表面２２a(上面)にスポットS1で照射され、このスポットS1で反射する。一方、ウエーハ２０のデバイス領域２１が集光器７の直下に位置している状態においては、集光器７から照射される検査用レーザー光線LB2は、図１０の(b)に示すようにデバイス領域２１の表面２１a(上面)にスポットS2で照射され、このスポットS2で反射する。上記図１０の(b)に示すようにデバイス領域２１の厚み(T2)は外周余剰領域２２の厚み(T1)より厚く形成されているので、デバイス領域２１の表面２１a(上面)は外周余剰領域２２の表面２２a(上面)より高い位置となる。従って、デバイス領域２１の表面２１a(上面)に照射されたスポットS2は、外周余剰領域２２の表面２２a(上面)に照射されたスポットS1より面積が大きい。このスポットS1とスポットS2の反射光に基づいてチャックテーブル３６に保持された被加工物の高さ位置を検出する高さ位置検出装置８は、上述したように反射光分析手段８５の第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）を求めている。そして、図９の(b)に示すように外周余剰領域２２とデバイス領域２１の境界位置２００に達した瞬間に第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）は変化しないが第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）は急激に減少し、デバイス領域２１から外周余剰領域２２の境界位置２００に達した瞬間に第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）が急激に上昇する。従って、上記第1の受光素子８５３から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子８５４から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）が急激に変化したときにおける上記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づき、制御手段１０は外周余剰領域２２とデバイス領域２１との境界位置２００の座標値として上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第３の記憶領域１０３cに上記高さ位置とともに格納する。このようにして、ウエーハ２０に形成された全てのストリート２１１に沿って境界位置検出工程を実施し、各ストリート２１１における高さ位置および境界位置を上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第３の記憶領域１０３cに格納する。
【００４４】
以上のようにしてウエーハ２０に形成された全てのストリート２１１に沿って境界位置検出工程を実施したならば、ウエーハ２０の内部にストリート２１１に沿って変質層を形成するレーザー加工を実施する。
レーザー加工を実施するには、先ずチャックテーブル３６を移動して図８の（ａ）において最上位のストリート２１１を集光器７の直下に位置付ける。そして、更に図１１の（ａ）で示すようにストリート２１１の一端（図１１の（ａ）において左端）である送り開始位置座標値(A1)（図８の（ａ）参照）を集光器７の直下に位置付ける。制御手段１０は、集光点位置調整手段５３を作動して集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1をウエーハ２０の外周余剰領域２２の表面２２a(上面)から所定の深さ位置に位置付ける。このように、外周余剰領域２２において集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点をＰ1に位置付けると、デバイス領域２１においてはウエーハ２０を構成するシリコンの屈折率の関係で図１１の（ａ）において２点鎖線で示すように集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点は上記Ｐ1より下方のＰ2となる。
【００４５】
上記図８の（ａ）に示すようにウエーハに形成された最上位のストリート２１１を集光器７の直下に位置付けるとともに、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1をウエーハ２０外周余剰領域２２の表面２２a(上面)から所定の深さ位置に位置付けたならば、制御手段１０は、加工用パルスレーザー光線発振手段６を作動するとともに、光軸変更手段６０を構成する偏向角度調整手段６４に例えば０Vの電圧を印加する。この結果、上述したように加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB１は、その光軸が集光器７に向けられて集光器７から照射される。そして、制御手段１０は、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（第１の変質層形成工程）。そして、図１１の(b)で示すように集光器７の照射位置がストリート２１１の他端（図１１の（b）において右端）である送り終了位置座標値(B1)（図８の（ａ）参照）に達したら、制御手段１０は光軸変更手段６０を構成する偏向角度調整手段６４に例えば１０Vの電圧を印加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、上述したように加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB１は、図３において破線で示すようにレーザー光線吸収手段６５に導かれる。このようにして第１の変質層形成工程を実施することにより、ウエーハ２０の内部には図１１の(b)で示すように変質層２０１が形成される。
【００４６】
なお、上記第１の変質層形成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。
レーザー                ：ＹＶＯ４  パルスレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
パルス出力              ：２．５μJ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００４７】
なお、上記加工条件において形成される変質層２０１の厚みは５０μm程度であり、従ってウエーハ２０をストリート２１１に沿って容易に分割するためには、ウエーハ２０の厚み方向に変質層を積層して形成する必要がある。ウエーハ２０の厚み方向に変質層を積層して形成するには、上記集光点位置調整手段５３を作動してレーザー光線照射手段５２を段階的に順次上昇させることにより集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点を段階的に順次上側に変位して上記第１の変質層形成工程を実施する。
【００４８】
しかるに、ウエーハ２０の厚み方向に変質層２０１を積層して形成する際に、図１２で示すように集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1がウエーハ２０の外周余剰領域２２の表面２２a(上面)付近に位置付けられると、加工用パルスレーザー光線LB1がシリコンウエーハに対して透過性を有するは波長であってもアブレーションが起きてデブリが発生し、このデブリがデバイス２３に付着してデバイスの品質を低下させる。従って、制御手段１０は、集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1がウエーハ２０外周余剰領域２２の表面２２a(上面)付近に位置付けられる場合には、外周余剰領域２２へのレーザー光線の照射を停止するように制御する。加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1がウエーハ２０の外周余剰領域２２の表面２２a(上面)付近に位置付けられるか否かの判定は、制御手段１０が上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第３の記憶領域１０３cに格納された外周余剰領域２２の高さ位置とZ軸方向位置検出手段５５からの検出信号に基づいて加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1位置を求めることにより判定する。なお、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1がウエーハ２０外周余剰領域２２の表面２２a(上面)付近に位置付けられることによってアブレーションが発生する範囲は、加工用パルスレーザー光線LB1の出力等の加工条件によって異なるが、上記加工条件においてはウエーハ２０外周余剰領域２２の表面２２a(上面)から±１０μmの範囲を設定すればよい。
【００４９】
上述したように制御手段１０は、集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1がウエーハ２０の外周余剰領域２２の表面２２a(上面)付近に位置付けられると判定したならば、外周余剰領域２２にはレーザー光線を照射しないでデバイス領域２１の内部にレーザー光線の集光点を位置付けてストリート２１１に沿ってデバイス領域２１にレーザー光線を照射し、デバイス領域２１の内部にストリート２１１に沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程を実行する。即ち制御手段１０は、光軸変更手段６０を構成する偏向角度調整手段６４に例えば１０Vの電圧を印加し、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される加工用パルスレーザー光線LB１を図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段６５に導かれるようにした状態で、加工用パルスレーザー光線発振手段６を作動するとともに、図１３の(a)においてチャックテーブル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。そして、図１３の(b)に示すようにチャックテーブル３６に保持されたウエーハ２０の外周余剰領域２２とデバイス領域２１との境界位置２００の座標値に達したら、制御手段１０は光軸変更手段６０を構成する偏向角度調整手段６４に例えば０Vの電圧を印加する。この結果、上述したように加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB１は光軸が集光器７に向けられて集光器７から集光点Ｐ2に照射される。そして、図１３の(c)に示すようにチャックテーブル３６に保持されたウエーハ２０のデバイス領域２１と外周余剰領域２２との境界位置２００の座標値に達したら、制御手段１０は光軸変更手段６０を構成する偏向角度調整手段６４に例えば１０Vの電圧を印加し、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される加工用パルスレーザー光線LB１を図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段６５に導かれるように制御する。この結果、ウエーハ２０の内部には図１３の(c)で示すようにデバイス領域２１だけに変質層２０１が形成される。なお、第２の変質層形成工程における加工条件は、上記第１の変質層形成工程における加工条件と同一でよい。
【００５０】
このように本発明においては、集光器７から照射される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Ｐ1がウエーハ２０の外周余剰領域２２の表面２２a(上面)付近に位置付けられる場合には、上記第２の変質層形成工程を実施して外周余剰領域２２への加工用パルスレーザー光線LB1の照射を停止し、デバイス領域２１だけに加工用パルスレーザー光線LB1の照射を照射するので、アブレーションを起こしデブリを発生させることなくデバイス領域２１だけに変質層２０１を形成することができる。
【００５１】
以上のようにして、ウエーハ２０の所定方向に延在する全てのストリート２１１に沿って上記第１の変質層形成工程および第２の変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリート２１１に沿って上記変質層形成工程を実行する。このようにして、ウエーハ２０に形成された全てのストリート２１１に沿って上記加工工程を実行したならば、ウエーハ２０を保持しているチャックテーブル３６は、最初にウエーハ２０を吸引保持した位置に戻され、ここでウエーハ２０の吸引保持を解除する。そして、ウエーハ２０は、図示しない搬送手段によって分割工程に搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出手段の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示す高さ位置検出装置によってチャックテーブルに保持された厚みが異なる被加工物に検査用レーザー光線を照射する状態を示す説明図。
【図４】図２に示す高さ位置検出手段を構成する第1の受光素子から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子から出力される電圧値（V2）との比と、集光器から被加工物の上面までの所定距離(H)との関係を示す制御マップ。
【図５】図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段を示すブロック図。
【図６】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るウエーハの斜視図および断面拡大図。
【図７】図６に示すウエーハを環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図８】図６に示すウエーハが図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標位置との関係を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハのレーザー加工方法における境界位置検出工程の説明図。
【図１０】図９に示す境界位置検出工程においてウエーハの外周余剰領域とデバイス領域に照射される検査用レーザー光線のスポットを示す説明図。
【図１１】本発明によるウエーハのレーザー加工方法における第１の変質層形成工程の説明図。
【図１２】本発明によるウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の説明図。
【図１３】本発明によるウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の説明図。
【符号の説明】
【００５３】
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
３７：加工送り手段
３７４：X軸方向位置検出手段
３８：第１の割り出し送り手段
３８４：Y軸方向位置検出手段
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
５３：集光点位置調整手段
５５：Z軸方向位置検出手段
６：加工用パルスレーザー光線発振手段
６０：光軸変更手段
７：集光器
７１：方向変換ミラー
７２：集光レンズ
８：高さ位置検出装置
８１：検査用レーザー光線発振手段
８２：ダイクロックミラー
８３：第1のビームスプリッター
８５：反射光分析手段
９：撮像手段
１０：制御手段
２０：ウエーハ
【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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【図１２】
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【図１３】
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