特許 6367048 レーザー加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6367048

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20180723BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20180723BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 M

   B23K26/082

   H01L21/78 B

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-173838(P2014-173838)

(22)【出願日】2014年8月28日

(65)【公開番号】特開2016-47547(P2016-47547A)

(43)【公開日】2016年4月7日

【審査請求日】2017年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100186897

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 さやか

(74)【代理人】

【識別番号】100194629

【弁理士】

【氏名又は名称】小嶋 俊之

(72)【発明者】

【氏名】能丸 圭司

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２２６５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２８８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−４６０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０５６０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、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手段と、該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して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と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線をスキャンして該集光器に導くスキャニングミラーとから構成されており、
該被加工物保持手段に保持された被加工物の加工深さを検出する加工深さ検出手段を具備し、
該加工深さ検出手段は、該スキャニングミラーに向けて所定の波長帯域を有する検査光を発する検査光源と、該検査光源と該スキャニングミラーとの間に配設され検査光の波長に対応して分光し検査光の拡がり角を波長毎に僅かに変更する色収差レンズと、該検査光源と該色収差レンズとの間に配設され該検査光源から発せられ該スキャニングミラーおよび該集光器を介して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射された検査光の反射光を反射光検出経路に分岐するビームスプリッターと、該反射光検出経路に配設され反射光の波長帯域の中で被加工物と焦点が一致した波長の検査光の反射光を通過させる波長選別手段と、該波長選別手段を通過した検査光の反射光の波長を検出する波長検出手段と、該波長検出手段によって検出された波長に基づいて該被加工物保持手段に保持された被加工物の加工深さを求める制御手段と、から構成されている、
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、チャックテーブルに保持された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半導体デバイスを製造している。

【0003】

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面に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）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

【0004】

このような半導体ウエーハのストリートに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ば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、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て形成されている。

【0005】

しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによって切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。

【0006】

また、分割予定ライン上の機能層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）と称するテスト用の金属膜が配設されている半導体ウエーハにおいては、切削ブレードによって切削するとバリが生じてデバイスの品質を低下させるとともに、切削ブレードのドレッシングを頻繁に実施する必要があり生産性が低下するという問題がある。

【0007】

上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することによりＬｏｗ−ｋ膜からなる積層体にレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、この機能層を分断したレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。

【0008】

しかるに、分割予定ライン上の機能層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）と称するテスト用の金属膜が配設されている半導体ウエーハにおいては、分割予定ラインに沿って均一の深さのレーザー加工溝を形成することができないという問題がある。この問題を解消するために、テスト用の金属膜が配設されている領域を検出して座標を作成して記憶し、記憶された座標に基づいてレーザー光線の出力を調整しながら分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射する技術が下記特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００５−６４２３１号公報

【特許文献2】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】

【0010】

而して、上記特許文献２に開示された技術のようにテスト用の金属膜が配設されている領域を検出して座標を作成するには相当の時間を要し生産性が悪いという問題があるとともに、座標に基づいてレーザー光線の出力をタイミングよく制御することが必ずしも容易ではない。

【0011】

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、レーザー光線の出力を制御することなく均一な深さのレーザー加工溝を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である。

【課題を解決するための手段】

【0012】

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、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、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手段と、該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して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と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線をスキャンして該集光器に導くスキャニングミラーとから構成されており、
該被加工物保持手段に保持された被加工物の加工深さを検出する加工深さ検出手段を具備し、
該加工深さ検出手段は、該スキャニングミラーに向けて所定の波長帯域を有する検査光を発する検査光源と、該検査光源と該スキャニングミラーとの間に配設され検査光の波長に対応して分光し検査光の拡がり角を波長毎に僅かに変更する色収差レンズと、該検査光源と該色収差レンズとの間に配設され該検査光源から発せられ該スキャニングミラーおよび該集光器を介して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射された検査光の反射光を反射光検出経路に分岐するビームスプリッターと、該反射光検出経路に配設され反射光の波長帯域の中で被加工物と焦点が一致した波長の検査光の反射光を通過させる波長選別手段と、該波長選別手段を通過した検査光の反射光の波長を検出する波長検出手段と、該波長検出手段によって検出された波長に基づいて該被加工物保持手段に保持された被加工物の加工深さを求める制御手段と、から構成されている、
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】

【0013】

本発明によるレーザー加工装置は上述したように構成され、レーザー光線照射手段を作動して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しつつ加工深さ検出手段によって加工されるレーザー加工溝の深さを検出し、レーザー加工溝が所定の厚みに達したら被加工物へのレーザー光線の照射を停止するので、被加工物に異種の材料が存在していても、レーザー光線の出力を制御することなく均一な深さのレーザー加工溝を形成することができる。従って、異種の材料が存在する領域を検出して座標を作成する必要がないので生産性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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加工深さ検出手段のブロック構成図。

【図3】図２に示す加工深さ検出手段の検査光の各波長の集光点を示す説明図。

【図4】図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。

【図5】検査光の波長(nm)と加工深さ(μm)との関係を表す制御マップ。

【図6】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図。

【図7】図６に示す半導体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溝形成工程および送り工程の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

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、基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを具備している。

【0017】

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上に加工送り方向（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た吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形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、半導体ウエーハ等の被加工物を保護テープを介して支持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。

【0018】

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。

【0019】

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割り出し送り手段３８を具備している。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。

【0020】

上記レーザー光線照射ユニット４は、上記基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を具備している。なお、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に送る。

【0021】

上記レーザー光線照射手段５について、図２を参照して説明する。
レーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１から発振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に照射する集光器５２と、パルスレーザー光線発振手段５１と集光器５２との間に配設されパルスレーザー光線発振手段５１から発振されたレーザー光線をスキャンして集光器５２に導くスキャニングミラー５３とから構成されている。パルスレーザー光線発振手段５１は、パルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振手段５１のパルスレーザー光線発振器５１１は、図示の実施形態においては波長が３５５nmのパルスレーザー光線LBを発振する。上記集光器５２は、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線LBを集光するfθレンズ５２１を具備している。なお、集光器５２は、図示しない集光点位置調整手段によってチャックテーブル３６の保持面に対して垂直な集光点位置調整方向(図１において矢印Zで示すZ軸方向)に移動せしめられるようになっている。

【0022】

上記スキャニングミラー５３は、図示の実施形態においてはポリゴンミラーからなっており、スキャンモータ５３０によって図２において矢印５３aで示す方向に回転することにより、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線LBをLB１からLBnの範囲でX軸方向に沿ってfθレンズ５２１に導く。なお、スキャニングミラー５３としてはガルバノミラーを用いてもよい。また、上記fθレンズ５２１によって集光されるパルスレーザー光線LB１からLBnの範囲は、図示の実施形態においては誇張して描いているが例えば２mmに設定されている。

【0023】

図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線発振手段５１とスキャニングミラー５３との間に配設され、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線LBの光軸を偏向する光軸変更手段５４を備えている。この光軸変更手段５４は、図示の実施形態においては音響光学素子(AOD)からなり、所定周波数のRF（radio frequency）が印加された場合に、図２において破線で示すようにパルスレーザー光線LBの光軸をレーザー光線吸収手段５５に向けて変更する。
以上のように構成されたレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１とスキャニングミラー５３のスキャンモータ５３０および光軸変更手段５４は、後述する制御手段によって制御される。

【0024】

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、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの加工深さを検出する加工深さ検出手段７を具備している。加工深さ検出手段７は、上記レーザー光線照射手段５のスキャニングミラー５３に向けて所定の波長帯域を有する検査光を発する検査光源７１と、検査光源７１とスキャニングミラー５３との間に配設され検査光の波長に対応して分光し検査光の拡がり角を波長毎に僅かに変更する色収差レンズ７２と、検査光源７１と色収差レンズ７２との間に配設され検査光源７１から発せられスキャニングミラー５３および集光器５２のfθレンズ５２１を介してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射された検査光の反射光を反射光検出経路７３に分岐するビームスプリッター７４と、反射光検出経路７３に配設され反射光の波長帯域の中で被加工物と焦点が一致した波長の検査光の反射光を通過させる波長選別手段７５と、該波長選別手段７５を通過した検査光の反射光の波長を検出する波長検出手段７６を具備している。

【0025】

検査光源７１は、スーパールミネッセントダイオード(SLD)やフラッシュランプ等からなり、図示の実施形態においては８００〜９００nmの波長帯域を有している。色収差レンズ７２は、検査光源７１が発した８００〜９００nmの波長帯域を有する検査光を波長に対応して分光して検査光の拡がり角を波長毎に僅かに変更してスキャニングミラー５３に導く。従って、スキャニングミラー５３で反射しfθレンズ５２１に導かれた８００〜９００nmの波長帯域を有する検査光は、図３に示すように８００nmの光はP1に集光し、波長が９００nmの光はP2に集光するようになっている。なお、図示の実施形態においては、波長が８００nmの集光点P1と波長が９００nmの集光点P2との間隔は５０μmに設定されている。従って、図示の実施形態においては図５に示す検査光の波長(nm)と加工深さ(μm)との関係を表す制御マップが作成され、この制御マップが後述する制御手段のメモリに格納される。

【0026】

上記ビームスプリッター７４は、検査光源７１が発した８００〜９００nmの波長帯域を有する検査光を色収差レンズ７２に向けて通過するが、チャックテーブル３６に照射された検査光の反射光は反射光検出経路７３に向けて分岐する。反射光検出経路７３に配設された波長選別手段７５は、集光レンズ７５１と、該集光レンズ７５１の下流側において集光レンズ７５１の焦点位置に配設されピンホール７５２aを備えたピンホールマスク７５２と、該ピンホールマスク７５２の下流側に配設されピンホール７５２aを通過した反射光を平行光に形成するコリメーションレンズ７５３とからなっている。このように構成された波長選別手段７５は、チャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射された検査光が集光点で反射した波長の反射光がピンホールマスク７５２のピンホール７５２aを通過するようになっている。上記波長検出手段７６は、回折格子７６１と集光レンズ７６２およびラインイメージセンサー７６３とからなっている。上記回折格子７６１は、コリメーションレンズ７５３によって平行光に形成された反射光を回折し、各波長に対応する回折信号を集光レンズ７６２を介してラインイメージセンサー７６３に送る。ラインイメージセンサー７６３は、回折格子７６１によって回折した反射光の各波長における光強度を検出し、検出信号を後述する制御手段に送る。

【0027】

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図４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、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、ラインイメージセンサー７６３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、上記加工送り手段３７、割り出し送り手段３８、パルスレーザー光線発振手段５１、スキャニングミラー５３のスキャンモータ５３０、光軸変更手段５４、加工深さ検出手段７の検査光源７１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）８３には、図５に示す検査光の波長(nm)と加工深さ(μm)との関係を表す制御マップが格納されている。

【0028】

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。

【0029】

図６の（a）および(b)には、被加工物としての半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。
図６の（a）および(b)に示す半導体ウエーハ１０は、厚みが１５０μmのシリコン等の基板１１０の表面１１０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層１２０が形成されており、この機能層１２０に格子状に形成された複数の分割予定ライン１２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１２２が形成されている。なお、図示の実施形態においては、機能層１２０を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２ 膜または、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）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。また、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１２１にはデバイス１２２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)やアルミニウム(Al)からなるテスト用の金属膜１２３が部分的に複数配設されている。

【0030】

上述した半導体ウエーハ１０を分割予定ラインに沿って加工するには、半導体ウエーハ１０を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、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ダイシングテープTの表面に半導体ウエーハ１０を構成する基板１１０の裏面１１０bを貼着する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された半導体ウエーハ１０は、機能層１２０の表面１２０aが上側となる。

【0031】

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０のダイシングテープ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、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６上にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ１０は、機能層１２０の表面１２０aが上側となる。

【0032】

上述したようにチャックテーブル３６上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段８は加工送り手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を撮像手段６の直下に位置付ける。このようにしてチャックテーブル３６を撮像手段６の直下に位置付けたならば、制御手段８は撮像手段６を作動して半導体ウエーハ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分割予定ライン１２１と、分割予定ライン１２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５を構成する集光器５２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１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１２１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。

【0033】

上述したアライメント工程を実施したならば、制御手段８は加工送り手段３７を作動して図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段５の集光器５２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１２１を集光器５２の直下に位置付ける。このとき、図８の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１２１の一端(図８の（ａ）において左端)より１mmだけ内側の位置が集光器５２の直下に位置するように位置付ける。そして、制御手段８は、図示しない集光点位置調整手段を作動してパルスレーザー光線における８００nmの波長の集光点が分割予定ライン１２１の表面位置となるように集光器５２を位置付ける。

【0034】

次に、制御手段８は、パルスレーザー光線発振手段５１を作動するとともにスキャンモータ５３０を作動してスキャニングミラー５３を所定の回転速度で回転せしめる。この結果、レーザー光線照射手段５の集光器５２から半導体ウエーハ１０にはパルスレーザー光線がX軸方向に沿ってLB１からLBnの２mmの範囲で照射される（レーザー加工溝形成工程）。一方、制御手段８は加工深さ検出手段７を作動し、上記パルスレーザー光線LB１〜LBnの照射により加工されたレーザー加工溝の深さを検出している。加工深さ検出手段７のラインイメージセンサー７６３は、加工開始時においては８００nmの波長の光強度が最も高い値を示しており、加工が進行するにしたがって光強度が最も高い値の波長が９００nmに近づいていく。そして、加工するレーザー加工溝の深さを３０μmに設定した場合には、図５に示す制御マップから制御基準となる波長は８６０nmに設定される。従って、ラインイメージセンサー７６３からの検出信号に基づいて光強度が最も高い値の波長が８６０nmになったとき、制御手段はレーザー加工溝の深さが３０μmに達したと判断し、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に２mm移動する（送り工程）。

【0035】

上述したレーザー加工溝形成工程と送り工程とを繰り返し実施し、図８の（ｂ）で示すように分割予定ライン１２１の他端（図８の（ｂ）において右端）が集光器５２の直下位置において上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、制御手段８は音響光学素子(AOD)からなる光軸変更手段５４に所定周波数のRF（radio frequency）を印加しパルスレーザー光線LBの光軸をレーザー光線吸収手段５５に向け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１０へのパルスレーザー光線の照射を停止するとともに加工送り手段３７の作動を停止してチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ１０には図８の（c）に示すように機能層１２０の厚さより深い、即ち基板１１０に至る深さが３０μmのレーザー加工溝１３０が形成され、上記金属膜１２３が除去されるとともに機能層１２０が分断される。そして、上述したレーザー加工溝形成工程および送り工程を半導体ウエーハ１０に形成された全ての分割予定ライン１２１に沿って実施する。

【0036】

なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ(YAGレーザー)
平均出力 ：１０Ｗ
繰り返し周波数 ：１０ＭＨｚ

【0037】

以上のように、図示の実施形態におけるレーザー加工溝形成工程は、分割予定ライン１２１に沿ってパルスレーザー光線を照射しつつ加工深さ検出手段７によって加工されるレーザー加工溝の深さを検出し、レーザー加工溝が所定の厚みに達したら光軸変更手段５４を作動してパルスレーザー光線LBの光軸をレーザー光線吸収手段５５に向け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１０へのパルスレーザー光線の照射を停止するので、分割予定ライン１２１上にテスト用の金属膜１２３が部分的に複数配設されている場合でも、パルスレーザー光線の出力を制御することなく均一な深さのレーザー加工溝を形成することができる。

【0038】

以上のように、分割予定ライン１２１に沿って形成されたレーザー加工溝１３０によって機能層１２０が分断された半導体ウエーハ１０は、機能層１２０が分断された分割予定ライン１２１に沿って分割する分割工程に搬送される。

【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：割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：集光器
５２１：fθレンズ
５３：スキャニングミラー
６：撮像手段
７：加工深さ検出手段
７１：検査光源
７２：色収差レンズ
７３：反射光検出経路
７４：ビームスプリッター
７５：波長選別手段
７６：波長検出手段
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】