特許 6599098 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】6599098

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30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 20140101AFI20191021BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20191021BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 B

   B23K26/082

   B23K26/00 N

   H01L21/78 B

【請求項の数】1

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-251985(P2014-251985)

(22)【出願日】2014年12月12日

(65)【公開番号】特開2016-112579(P2016-112579A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2017年10月26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】森數 洋司

(72)【発明者】

【氏名】村澤 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】武田 昇

【審査官】 竹下 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２８９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９３０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８９４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８６０７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持するＸ軸Ｙ軸で規定される保持面を有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、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的にＸ軸方向に移動するＸ軸方向移動手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的にＹ軸方向に移動するＹ軸方向移動手段と、該レーザー光線照射手段と該Ｘ軸方向移動手段と該Ｙ軸方向移動手段を制御する制御手段と、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、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光して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、該レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設されレーザー光線発振手段が発振したレーザー光線をＸ軸方向およびＹ軸方向に揺動する揺動手段と、を具備し、
該レーザー光線照射手段は、該レーザー光線発振手段が発振した被加工物に対して透過性を有するレーザー光線の波長を変換せずにそのまま通過させるか、又は変換する波長変換機構を備え、
該制御手段は、該被加工物保持手段に保持された被加工物に加工を施すための加工制御プログラムと被加工物にマーキングを施すためのマーキング制御プログラムとを格納したメモリとを備えており、該加工制御プログラムと該マーキング制御プログラムのいずれかが入力手段からのプログラム選択信号によって選択され、該加工制御プログラムが選択された場合に、該加工制御プログラムに応じて該レーザー光線発振手段が発振する被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線が被加工物に照射されるように、該波長変換機構がセットされ、該マーキング制御プログラムが選択された場合に、該マーキング制御プログラムに応じて該レーザー光線発振手段が発振した波長のレーザー光線を被加工物に対して吸収性を有する波長に変換して照射されるように、該波長変換機構がセットされ、
該マーキング制御プログラムが選択された場合に、マーキングする文字、又は図形に対応して該揺動手段を制御してレーザー光線をＸ軸方向、及びＹ軸方向に揺動する、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、半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー加工を施すための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、半導体ウエーハを分割予定ライン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チップを製造している。また、サファイア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分割予定ライン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】

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射してアブレーション加工することによりレーザー加工溝を形成し、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、上述し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分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長の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位置付けてパルスレーザー光線を照射することにより、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改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、ウエーハを分割する技術が実用化されている（例えば、特許文献２参照）。

【0005】

一方、デバイスのIDまたは偽造防止用のマーキングをデバイスにレーザー加工によって施す技術が実用化されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０−３０５４２０号公報

【特許文献2】特許第３４８８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

而して、デバイスにマーキングを施すためには、マーキング専用のレーザー加工装置が必要となり、設備コストが掛か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、被加工物に所定の加工ラインに沿ってレーザー加工を施すことができるとともに、マーキングを施す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】

【0009】

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Ｘ軸Ｙ軸で規定される保持面を有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、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的にＸ軸方向に移動するＸ軸方向移動手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的にＹ軸方向に移動するＹ軸方向移動手段と、該レーザー光線照射手段と該Ｘ軸方向移動手段と該Ｙ軸方向移動手段を制御する制御手段と、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、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光して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、該レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設されレーザー光線発振手段が発振したレーザー光線をＸ軸方向およびＹ軸方向に揺動する揺動手段と、を具備し、
該レーザー光線照射手段は、該レーザー光線発振手段が発振した被加工物に対して透過性を有するレーザー光線の波長を変換せずにそのまま通過させるか、又はレーザー光線の波長を変換する波長変換機構を備え、
該制御手段は、該被加工物保持手段に保持された被加工物に加工を施すための加工制御プログラムと被加工物にマーキングを施すためのマーキング制御プログラムとを格納したメモリとを備えており、該加工制御プログラムと該マーキング制御プログラムのいずれかが入力手段からのプログラム選択信号によって選択され、該加工制御プログラムが選択された場合に、該加工制御プログラムに応じて該レーザー光線発振手段が発振する被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線が被加工物に照射されるように、該波長変換機構がセットされ、該マーキング制御プログラムが選択された場合に、該マーキング制御プログラムに応じて該レーザー光線発振手段が発振した波長のレーザー光線を被加工物に対して吸収性を有する波長に変換して照射されるように、該波長変換機構がセットされ、
該マーキング制御プログラムが選択された場合に、マーキングする文字、又は図形に対応して該揺動手段を制御してレーザー光線をＸ軸方向、及びＹ軸方向に揺動する、レーザー加工装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によるレーザー加工装置おいては、該レーザー光線照射手段は、該レーザー光線発振手段が発振した被加工物に対して透過性を有するレーザー光線の波長を変換せずにそのまま通過させるか、又は変換する波長変換機構を備え、該制御手段は、該被加工物保持手段に保持された被加工物に加工を施すための加工制御プログラムと被加工物にマーキングを施すためのマーキング制御プログラムとを格納したメモリとを備えており、該加工制御プログラムと該マーキング制御プログラムのいずれかが入力手段からのプログラム選択信号によって選択され、該加工制御プログラムが選択された場合に、該加工制御プログラムに応じて該レーザー光線発振手段が発振する被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線が被加工物に照射されるように、該波長変換機構がセットされ、該マーキング制御プログラムが選択された場合に、該マーキング制御プログラムに応じて該レーザー光線発振手段が発振した波長のレーザー光線を被加工物に対して吸収性を有する波長に変換して照射されるように、該波長変換機構がセットされ、該マーキング制御プログラムが選択された場合に、マーキングする文字、又は図形に対応して該揺動手段を制御してレーザー光線をＸ軸方向、及びＹ軸方向に揺動するので、加工制御プログラムを選択することにより被加工物の加工ラインに沿って加工を施すことができるとともに、マーキング制御プログラムを選択して揺動手段を制御することによりＩＤまたは偽造防止用のマークを形成することができ、設備コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【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のブロック構成図。

【図3】図３に示すレーザー光線照射手段に装備される波長変換機構を構成する波長変換手段の斜視図。

【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】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。

【図6】図５に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着された粘着テープに貼着された状態を示す斜視図。

【図7】図１に示すレーザー加工装置によって実施する改質層形成工程の説明図。

【図8】図１に示すレーザー加工装置によって実施するマーキング工程の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

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である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。

【0015】

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Ｘ軸方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向である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X軸Y軸で規定される保持面上に被加工物である例えば円板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。

【0016】

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X軸方向移動手段３７を具備している。X軸方向移動手段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。

【0017】

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、図示の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。なお、上記X軸方向移動手段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X軸方向位置を検出することもできる。また、上記X軸方向移動手段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X軸方向位置を検出することもできる。

【0018】

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Y軸方向移動手段３８を具備している。Y軸方向移動手段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。

【0019】

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、図示の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。なお、上記Y軸方向移動手段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Y軸方向位置を検出することもできる。また、上記Y軸方向移動手段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Y軸方向位置を検出することもできる。

【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、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。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５は、上記ケーシング４２内に配設された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によって発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、パルスレーザー光線発振手段５１が発振し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５３と、パルスレーザー光線発振手段５１と集光器５３との間に配設されパルスレーザー光線発振手段５１が発振したパルスレーザー光線をX軸方向およびY軸方向に揺動する揺動手段５４と、パルスレーザー光線発振手段５１が発振したパルスレーザー光線の波長を変換する波長変換機構５５とを具備している。

【0022】

上記パルスレーザー光線発振手段５１は、図示の実施形態においては波長が１０６４nmの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器５１１と、パルスレーザー光線発振器５１１が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。上記出力調整手段５２は、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の出力を所定の出力に調整する。上記集光器５３は、パルスレーザー光線発振手段５１が発振し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に照射する集光レンズ５３１を具備しており、図１に示すようにケーシング４２の先端に装着される。

【0023】

上記揺動手段５４は、図示の実施形態においては角度調整可能なミラー５４１で構成されており、ミラー角度コントローラ５４２によって角度調整される。なお、ミラー角度コントローラ５４２は、角度調整可能なミラー５４１をX軸方向およびY軸方向に偏向することができ、後述する制御手段によって制御される。

【0024】

次に、上記波長変換機構５５について、図３を参照して説明する。
図示の実施形態における波長変換機構５５は、図３に示すように第１の波長変換手段５６と第２の波長変換手段５７とからなっている。第１の波長変換手段５６は、回転円盤５６１を具備している。回転円盤５６１は、図示の実施形態においては３個の貫通穴５６１a、５６１b、５６１cを備えている。このように形成された回転円盤５６１の貫通穴５６１aにはLBO結晶からなる波長変換結晶５６２aが配設され、貫通穴５６１bにはBBO結晶からなる波長変換結晶５６２ｂが配設されており、貫通穴５６１cには波長変換結晶が配設されていない。第２の波長変換手段５７も第１の波長変換手段５６と同様に回転円盤５７１を具備している。回転円盤５７１は、図示の実施形態においては２個の貫通穴５７１a、５７１bを備えている。このように形成された回転円盤５７１の貫通穴５７１aにはCLBO結晶からなる波長変換結晶５７２aが配設されており、貫通穴５７１bには波長変換結晶が配設されていない。このように構成された第１の波長変換手段５６と第２の波長変換手段５７は、軸方向に互いに対向して配設され、それぞれ回動機構５６０，５７０によって軸心を中心として回動せしめられるようになっている。この回転円盤５６１および回転円盤５７１を回転駆動する回動機構５６０および５７０は、後述する制御手段によって制御される。なお、上記LBO結晶からなる波長変換結晶５６２aとBBO結晶からなる波長変換結晶５６２ｂおよびCLBO結晶からなる波長変換結晶５７２aは、それぞれ入力したレーザー光線の波長を１／２の波長に変換する機能を有している。従って、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線は、LBO結晶からなる波長変換結晶５６２aのみを通過することによって波長が５３２nmのパルスレーザー光線に変換される。また、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線は、BBO結晶からなる波長変換結晶５６２ｂおよびCLBO結晶からなる波長変換結晶５７２aを通過することによって波長が２６６nmのパルスレーザー光線に変換される。なお、回転円盤５６１の貫通穴５６１cと回転円盤５７１の貫通穴５７１bを一致させると上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線がそのまま出力される。

【0025】

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７を具備している。制御手段７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）７１と、制御プログラムを格納するプログラムメモリ７２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７３と、入力インターフェース７４および出力インターフェース７５とを備えている。制御手段７の入力インターフェース７４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、撮像手段６、入力手段７０等からの検出信号が入力される。そして、制御手段７の出力インターフェース７５からは、上記X軸方向移動手段３７、Y軸方向移動手段３８、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、出力調整手段５２、揺動手段５４のミラー角度コントローラ５４２、波長変換機構５５の第１の波長変換手段５６を構成する回転円盤５６１を回動する回動機構５６０、波長変換機構５５の第２の波長変換手段５７を構成する回転円盤５７１を回動する回動機構５７０等に制御信号を出力する。なお、プログラムメモリ７２には、被加工物に加工を施すための加工制御プログラムと被加工物にマーキングを施すためのマーキング制御プログラムとが格納されている。このプログラムメモリ７２に格納された加工制御プログラムとマーキング制御プログラムは、上記入力手段７０によって選択するようになっている。また、ランダムアクセスメモリ７３には、マーキングする文字または図形が格納されている。

【0026】

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５には、上述したレーザー加工装置によって加工される被加工物としての半導体ウエーハ１０の斜視図が示されている。図５に示す半導体ウエーハ１０は、シリコンウエーハからなっており、表面１０ａに複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。

【0027】

上述した半導体ウエーハ１０の内部に分割予定ライン１０１に沿って改質層を形成する加工について説明する。改質層を形成する改質層形成工程を実施するためには、上記入力手段７０によってプログラムメモリ７２の制御プログラムを加工制御プログラムに選択する。そして、上記波長変換機構５５の第１の波長変換手段５６を構成する回転円盤５６１の貫通穴５６１cと第２の波長変換手段５７を構成する回転円盤５７１の貫通穴５７１bを一致させて、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線がそのまま出力するようにセットする。また、揺動手段５４としての角度調整可能なミラー５４１は、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チャックテーブル３６の保持面に対して垂直となる方向に方向変換する角度に固定する。

【0028】

そして、上述した半導体ウエーハ１０の内部に分割予定ライン１０１に沿って改質層を形成するには、先ず、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに合成樹脂からなる粘着テープの表面を貼着するとともに粘着テープの外周部を環状のフレームによって支持する被加工物支持工程を実施する。即ち、図６に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープTの表面に半導体ウエーハ１０の表面１０ａを貼着する。なお、粘着テープTは、図示の実施形態においては塩化ビニール(ＰＶＣ)シートによって形成されている。

【0029】

上述した被加工物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の粘着テープ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１０を粘着テープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持する（被加工物保持工程）。従って、チャックテーブル３６に粘着テープTを介して保持された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。なお、半導体ウエーハ１０を粘着テープTを介して支持した環状のフレーム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。

【0030】

上述した被加工物保持工程を実施したならば、X軸方向移動手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を吸引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。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および制御手段７によって半導体ウエーハ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７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１０１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の集光器５３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に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン１０１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１０の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａ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１０ｂから透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。

【0031】

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１０に形成されている分割予定ライン１０１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、図７の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５３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１０１の一端（図７の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５の集光器５３の直下に位置付ける。次に、集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の厚み方向中間部に位置付ける。レーザー光線照射手段５を作動して集光器５３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を図７の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。このとき、上記波長変換機構５５の第１の波長変換手段５６を構成する回転円盤５６１の貫通穴５６１cと第２の波長変換手段５７を構成する回転円盤５７１の貫通穴５７１bを一致させて上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線がそのまま出力するようにセットされているので、集光器５３からはシリコンウエーハに対して透過性を有する波長（１０６４nm）のパルスレーザー光線が照射される。そして、図７の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５の集光器５３の照射位置が分割予定ライン１０１の他端の位置に達したら、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、半導体ウエーハ１０の内部には、分割予定ライン１０１に沿って改質層１００が形成される。

【0032】

なお、上記改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。
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：０．５W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

【0033】

上述したように所定の分割予定ライン１０１に沿って上記改質層形成工程を実施したら、チャックテーブル３６を矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ１０に形成された分割予定ライン１０１の間隔だけ割り出し送りし（割り出し送り工程）、上記改質層形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン１０１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１０１に沿って上記改質層形成工程を実行する。

【0034】

次に、上記改質層形成工程が実施された状態から、半導体ウエーハ１０の裏面におけるデバイスに対応した領域にデバイス情報をマーキングするマーキング工程を実施する。
デバイスに対応した領域に所定のマーキングを施すマーキング工程について説明する。マーキング工程を実施するためには、上記入力手段７０によってプログラムメモリ７２の制御プログラムをマーキング制御プログラムに選択する。そして、上記波長変換機構５５の第１の波長変換手段５６を構成する回転円盤５６１のLBO結晶からなる波長変換結晶５６２aと第２の波長変換手段５７を構成する回転円盤５７１の貫通穴５７１bを一致させて、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線をシリコンウエーハに対して吸収性を有する波長である５３２nmの波長のパルスレーザー光線となるようにセットする。また、揺動手段５４としての角度調整可能なミラー５４１は、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チャックテーブル３６の保持面に対して垂直となる方向に方向変換する角度に位置付ける。

【0035】

次に、図８に示すように半導体ウエーハ１０の裏面における分割予定ライン１０１によって区画された領域に形成されたデバイス１０２に対応する領域に、レーザー光線照射手段５の集光器５３を位置付け、集光器５３からパルスレーザー光線（シリコンウエーハに対して吸収性を有する波長である５３２nmの波長のパルスレーザー光線）を照射しつつ、制御手段７はランダムアクセスメモリ７３に格納されたマーキングする文字または図形に基づいてミラー角度コントローラ５４２に制御信号を出力する。この結果、揺動手段５４として角度調整可能なミラー５４１がマーキングする文字または図形に対応してX軸方向およびY軸方向に偏向せしめられ、半導体ウエーハ１０の裏面におけるデバイス１０２に対応する領域にIDまたは偽造防止用のマーク１１０が形成される。

【0036】

なお、上記マーキング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。
波長 ：１０６４ｎｍ→３５５nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：５W
スポット径（デフォーカス）：φ１０μｍ

【0037】

上述した実施形態においては、マーキング工程を波長変換機構５５の第１の波長変換手段５６を構成する回転円盤５６１のLBO結晶からなる波長変換結晶５６２aと第２の波長変換手段５７を構成する回転円盤５７１の貫通穴５７１bを一致させて、パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線を５３２nmの波長のパルスレーザー光線に調整して実施した例を示したが、被加工物の材質によっては第１の波長変換手段５６を構成する回転円盤５６１のBBO結晶からなる波長変換結晶５６２ｂと第２の波長変換手段５７を構成する回転円盤５７１のCLBO結晶からなる波長変換結晶５７２aを一致させることにより、パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線を２６６nmの波長のパルスレーザー光線に調整して実施してもよい。
また、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線を５３２nmまたは２６６nmの波長に調整されたパルスレーザー光線を半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って照射し、半導体ウエーハ１０の表面に分割予定ライン１０１に沿ってアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って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、図示の実施形態におけるレーザー加工装置によれは、プログラムメモリ７２の制御プログラムを加工制御プログラムまたはマーキング制御プログラムに選択し、第１の波長変換手段５６によってパルスレーザー光線発振手段５１から発振された波長が１０６４nmのパルスレーザー光線を所望の波長（１０６４nm、５３２nm、２６６nm）に調整することにより、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って加工を施すことができるとともに、IDまたは偽造防止用のマーク１１０を形成することができ、設備コストを低減することができる。

【0039】

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、図示の実施形態においては、パルスレーザー光線発振手段５１が発振したパルスレーザー光線をX軸方向およびY軸方向に揺動する揺動手段５４として角度調整可能なミラー５４１およびミラー角度コントローラ５４２を用いた例を示したが、揺動手段としてはX軸方向用ガルバノスキャナーおよびY軸方向用ガルバノスキャナーや、X軸方向用音響光学素子およびY軸方向用音響光学素子を用いてもよい。また、図示の実施形態においては、波長変換機構としてLBO結晶からなる波長変換結晶５６２aおよびBBO結晶からなる波長変換結晶５６２ｂを備えた第１の波長変換手段５６と、CLBO結晶からなる波長変換結晶５７２aを備えた第２の波長変換手段５７とによって構成した例を示したが、例えば波長が１０６４nmのパルスレーザー光線を設定された所定の波長に所定の角度を持って出力する波長変板を用いてもよい。更に、図示の実施形態においては、１０６４nm、５３２nm、２６６nmの波長のパルスレーザー光線を一つの集光器５３を通して被加工物に照射する例を示したが、１０６４nmの波長のパルスレーザー光線の光路と５３２nmおよび２６６nmの波長のパルスレーザー光線の光路とを分け、それぞれの光路にパルスレーザー光線を集光して照射する集光器を設けてもよい。

【符号の説明】

【0040】

３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：Ｘ軸方向移動手段
３８：Ｙ軸方向移動手段
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：出力調整手段
５３：集光器
５４：揺動手段
５４１：角度調整可能なミラー
５４２：ミラー角度コントローラ
５５：波長変換機構
５６：第１の波長変換手段
５７：第２の波長変換手段
６：撮像手段
７：制御手段
１０：半導体ウエーハ
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：粘着テープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】