特許 7173802 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】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20221109BHJP

   B23K 26/382 20140101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 P

B23K26/00 M

B23K26/382

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018171804

(22)【出願日】2018-09-13

(65)【公開番号】P2020040113

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2021-07-07

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田畑 晋

(72)【発明者】

【氏名】高橋 邦充

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－０４７７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０９０２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４０１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２７６９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２５７５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／３８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物にレーザービームを照射してレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、
該被加工物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被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射手段と、
該チャックテーブルと該レーザービーム照射手段を相対的に移動させる移動手段と、
該被加工物と離接自在に構成され、該レーザービームを照射した際に被加工物から発生する弾性波を検出するＡＥセンサを含む弾性波検出手段と、
該ＡＥセンサを該被加工物に当接させた状態で該チャックテーブルと該レーザービーム照射手段を相対的に移動させながら、該弾性波検出手段のＡＥセンサからの弾性波信号に基づいて被加工物の材質を判定し、該レーザービーム照射手段を制御する制御手段と、を備え、
該被加工物はデバイス領域と該デバイス領域を囲む外周余剰領域を有し、
該弾性波検出手段のＡＥセンサは、該被加工物の外周余剰領域に当接するように構成され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、レーザー加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体チップの小型化、高機能化を図るため、複数のデバイスを積層し、積層されたデバイスに設けられたボンディングパッドを接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造は、半導体ウエーハにおけるボンディングパッドが設けられた箇所に貫通孔（ビアホール）を形成し、この貫通孔（ビアホール）にボンディングパッドと接続するアルミニウム等の導電性材料を埋め込む構成である（例えば、特許文献１参照）。このようなウエーハに対して、基板の裏面側からパルスレーザー光線を照射してボンディングパッドに達するビアホールを効率よく形成するウエーハの穿孔方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0003】

ところが、ビアホールを形成する際に、基板に形成されたビアホールがボンディングパッドに達した時点でパルスレーザー光線の照射を停止することが困難であり、ボンディングパッドが溶融して穴が開くという問題がある。この問題を解消するために、レーザー光線の照射によって物質がプラズマ化し、そのプラズマが発する物質固有のスペクトルを検出することによりレーザー光線が金属からなるボンディングパッドに達したと判定するレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。ところが、ボンディングパッドはレーザー光線の照射によって形成された細孔の底に位置するため、レーザー光線が照射されてプラズマが発生しても、プラズマが発する物質固有のスペクトルを確実に判定することが難しいという問題がある。この問題に対して、被加工物で発するプラズマ光を反射する反射手段を設け、この反射手段で反射された光の波長の検出することにより、金属からなるボンディングパッドを確実に検出することができるレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－１６３３２３号公報

【文献】特開２００７－６７０８２号公報

【文献】特開２００９－１２５７５６号公報

【文献】特開２０１２－２４０１１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献４に記載された技術は、被加工物から発せられる物質固有のプラズマの波長に限定された装置であるため、被加工物（ウエーハ）の材質（素材）が異なる場合にはそのまま適用できないという欠点があった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる材質を貼り合わせた被加工物に対して穿孔加工した際に、ビアホールが異なる材質に達したか否かを被加工物の材質によらず検出可能なレーザー加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物にレーザービームを照射してレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、該被加工物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被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射手段と、該チャックテーブルと該レーザービーム照射手段を相対的に移動させる移動手段と、該被加工物と離接自在に構成され、該レーザービームを照射した際に被加工物から発生する弾性波を検出するＡＥセンサを含む弾性波検出手段と、該ＡＥセンサを該被加工物に当接させた状態で該チャックテーブルと該レーザービーム照射手段を相対的に移動させながら、該弾性波検出手段のＡＥセンサからの弾性波信号に基づいて被加工物の材質を判定し、該レーザービーム照射手段を制御する制御手段と、を備え、該被加工物はデバイス領域と該デバイス領域を囲む外周余剰領域を有し、該弾性波検出手段のＡＥセンサは、該被加工物の外周余剰領域に当接することを特徴とするものである。

【0008】

この構成によれば、被加工物と離接自在に構成され、該レーザービームを照射した際に被加工物から発生する弾性波を検出するＡＥセンサを含む弾性波検出手段と、該ＡＥセンサを該被加工物に当接させた状態で該チャックテーブルと該レーザービーム照射手段を相対的に移動させながら、該弾性波検出手段のＡＥセンサからの弾性波信号に基づいて被加工物の材質を判定し、該レーザービーム照射手段を制御する制御手段とを備えるため、例えば、表面にボンディングパッドが形成されたウエーハのように、異なる２つの材質を積層した被加工物に対して、レーザービームを照射した際に生じる被加工物の溶融や蒸発に基づく弾性波を、ＡＥセンサを用いて検知し、その強度等の変化によって、加工している被加工物の材質の変化を検出することができる。このため、被加工物の材質によらず、例えば、レーザービームの照射によって被加工物に形成されるビアホールが異なる材質に達したか否かを高感度に検出することが可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、レーザービームを照射した際に生じる被加工物の溶融や蒸発に基づく弾性波を、ＡＥセンサを用いて検知し、その強度等の変化によって、加工している被加工物の材質の変化を検出することができるため、被加工物の材質によらず、例えば、レーザービームの照射によって被加工物に形成されるビアホールが異なる材質に達したか否かを高感度に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、レーザー加工装置の加工対象であるウエーハの一例を示す平面図である。

【図3】図３は、図２に示すウエーハを裏面側から見た部分拡大図である。

【図4】図４は、図２に示すウエーハの部分拡大断面図である。

【図5】図５は、レーザービーム照射手段の構成例を示すブロック図である。

【図6】図６は、ビアホールを形成する動作を説明する図である。

【図7】図７は、ウエーハに形成されたビアホールを示す部分拡大断面図である。

【図8】図８は、ウエーハにビアホールを形成する場合の音波強度の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0013】

図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、レーザー加工装置の加工対象であるウエーハの一例を示す平面図である。図３は、図２に示すウエーハを裏面側から見た部分拡大図である。図４は、図２に示すウエーハの部分拡大断面図である。図５は、レーザービーム照射手段の構成例を示すブロック図である。

【0014】

本実施形態に係るレーザー加工装置１は、被加工物としてのウエーハ１００に対して、レーザービームを照射することにより、ウエーハ１００を穿孔する装置である。本実施形態では、ウエーハ１００を穿孔する構成について説明するが、ウエーハ１００に対してレーザー溝加工をすることも可能である。

【0015】

レーザー加工装置１により穿孔されるウエーハ１００は、例えばシリコン、サファイア、ＬＴ（タンタル酸リチウム）、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハ１００の表面１０１には、図２に示すように、複数の分割予定ライン１０３によって格子状に区画された領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１０４が形成されている。これら各デバイス１０４は、すべて同一の構成をしている。また、ウエーハ１００は、これらデバイス１０４が形成されたデバイス領域１０５と、このデバイス領域１０５を囲繞し、かつデバイス１０４が形成されていない外周余剰領域１０６とを備えている。

【0016】

デバイス１０４には、それぞれ図３に示すようにウエーハ１００の裏面１０２から表面１０１側に向けて延びる複数のビアホール（穿孔）１０７が形成される。図３に示す例では、デバイス１０４には、それぞれＸ軸方向に沿って５つのビアホール１０７がほぼ等間隔に形成され、Ｙ軸方向に沿って２つのビアホール１０７が形成されている。

【0017】

また、デバイス１０４の表面には、図４に示すように、複数のボンディングパッド１０８が設けられ、各ビアホール１０７（破線で示す）は、ボンディングパッド１０８に対応する位置に該ボンディングパッド１０８に達するように形成される。このボンディングパッド１０８は、ウエーハ１００の母材とは異なる材料（例えば、銅、アルミニウム、白金、窒化ガリウム）で形成され、例えばデバイス１０４の電極として機能する。このように、ウエーハ１００は、異なる２つ（複数）の材料が積層（貼り合せて）形成されており、一方の材料（母材）から他方の材料に達するビアホール（穿孔）１０７が形成される。本実施形態のレーザー加工装置１は、ビアホール１０７がウエーハ１００の他方の材料（ボンディングパッド１０８）に達したことを、簡易な構成で正確に検出する。

【0018】

次に、レーザー加工装置１の構成について説明する。レーザー加工装置１は、図１に示すように、基台部２と、この基台部２に立設する壁部３と、ウエーハ１００を保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００にレーザービームを照射するレーザービーム照射手段２０と、Ｘ軸移動手段（移動手段）３０と、Ｙ軸移動手段（移動手段）４０と、弾性波検出手段５０と、制御手段６０とを備える。

【0019】

チャックテーブル１０は、ウエーハ１００を保持する保持面１１ａを有するテーブル本体１１と、このテーブル本体１１を支持するテーブルベース１２とを備える。テーブル本体１１は、保持面１１ａを構成する部分がポーラスセラミックス等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１１ａに保護テープ（不図示）を介して載置されたウエーハ１００を吸引することで該ウエーハ１００を保持する。本実施形態では、テーブル本体１１は、ウエーハ１００よりも小径に形成されており、ウエーハ１００は、外周余剰領域１０６（図２）がテーブル本体１１の外周にはみ出した状態でテーブル本体１１に保持される。テーブルベース１２は、回転駆動源（不図示）を備え、テーブル本体１１を中心軸線（鉛直軸と平行である）回りに回転自在に支持する。

【0020】

レーザービーム照射手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００に向けて、該ウエーハ１００に吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザービームを照射し、ウエーハ１００の裏面１０２側からビアホール１０７を形成する。すなわち、レーザービーム照射手段２０は、ウエーハ１００の裏面１０２側に吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、ウエーハ１００にアブレーション加工を施すものである。なお、レーザービームの波長は、上記した３５５ｎｍの他に、５３２ｎｍや２６７ｎｍを使用することが可能である。

【0021】

レーザービーム照射手段２０は、壁部３から水平方向（Ｙ軸方向）に延在するケーシング２１と、このケーシング２１の前端部に横並びに設けられる照射ヘッド２２と撮像部２３とを備える。この撮像部２３は、レーザービーム照射手段２０によってレーザー加工すべき加工領域を撮像する。撮像部２３は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）を備えた構成であってもよいし、ウエーハ１００（被加工物）に赤外線を照射する赤外線照明手段と、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）等を備えた構成であってもよい。また、これら通常のＣＣＤと赤外線ＣＣＤとの両方を備えた構成であってもよい。撮像部２３が撮像した画像信号は制御手段６０に送られる。

【0022】

また、レーザービーム照射手段２０は、図５に示すように、ケーシング２１内に配置されたパルスレーザー発振手段２５と、パルスレーザー発振手段２５が発振したパルスレーザービームの光軸を加工送り方向（Ｘ軸方向）に偏向する光偏向手段としての音響光学偏向手段２６と、照射ヘッド２２内に配置されて該音響光学偏向手段２６を通過したパルスレーザービームをチャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００（図２）に照射する集光器２７とを備える。

【0023】

パルスレーザー発振手段２５は、ＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー発振器２５１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段２５２とから構成されている。パルスレーザー発振器２５１は、繰り返し周波数設定手段２５２によって設定された所定周波数のパルスレーザービーム（以下、レーザービームＬＢという）を発振する。繰り返し周波数設定手段２５２は、パルスレーザー発振器２５１が発振するレーザービームＬＢの繰り返し周波数を設定する。

【0024】

音響光学偏向手段２６は、パルスレーザー発振手段２５が発振したレーザービームＬＢの光軸を加工送り方向（Ｘ軸方向）に偏向する音響光学素子２６１と、音響光学素子２６１に印加するＲＦ（radio frequency）を生成するＲＦ発振器２６２と、ＲＦ発振器２６２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２６１に印加するＲＦアンプ２６３と、ＲＦ発振器２６２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２６４と、ＲＦ発振器２６２によって生成されるＲＦの振幅を調整する出力調整手段２６５とを備える。音響光学素子２６１は、印加されるＲＦの周波数に対応してレーザービームＬＢの光軸を偏向する角度を調整することができるとともに、印加されるＲＦの振幅に対応してレーザービームＬＢの出力を調整することができる。なお、光偏向手段としては音響光学偏向手段２６に代えて電子光学素子を用いた電子光学偏向手段を使用してもよい。偏向角度調整手段２６４および出力調整手段２６５は制御手段６０によって制御される。

【0025】

また、レーザービーム照射手段２０は、音響光学素子２６１に所定周波数のＲＦが印加された場合に、図５において破線で示すように音響光学素子２６１によって偏向されたレーザービームＬＢを吸収するためのレーザービーム吸収手段２６６を備える。

【0026】

集光器２７は、音響光学偏向手段２６によって偏向されたレーザービームＬＢを下方に向けて方向変換する方向変換ミラー２７１と、方向変換ミラー２７１によって方向変換されたレーザービームＬＢを集光するテレセントリックレンズからなる集光レンズ２７２とを備える。

【0027】

レーザービーム照射手段２０は次のように動作する。音響光学偏向手段２６の偏向角度調整手段２６４に制御手段６０から例えば１Ｖの電圧が印加され、音響光学素子２６１に１Ｖに対応する周波数のＲＦが印加された場合には、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームＬＢは、その光軸が図５において１点鎖線で示すように偏向され集光点Ｐａに集光される。また、偏向角度調整手段２６４に制御手段６０から例えば５Ｖの電圧が印加され、音響光学素子２６１に５Ｖに対応する周波数のＲＦが印加された場合には、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームＬＢは、その光軸が図２において実線で示すように偏向され、上記集光点ＰａからＸ軸方向（加工送り方向）に図５において左方に所定量変位した集光点Ｐｂに集光される。一方、偏向角度調整手段２６４に制御手段６０から例えば１０Ｖの電圧が印加され、音響光学素子２６１に１０Ｖに対応する周波数のＲＦが印加された場合には、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームＬＢは、その光軸が図２において実線で示すように偏向され、上記集光点ＰｂからＸ軸方向（加工送り方向）に図５において左方に所定量変位した集光点Ｐｃに集光される。また、音響光学偏向手段２６の偏向角度調整手段２６４に制御手段６０から例えば０Ｖの電圧が印加され、音響光学素子２６１に０Ｖに対応する周波数のＲＦが印加された場合には、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームＬＢは、図２において破線で示すようにレーザービーム吸収手段２６６に導かれる。このように、レーザービームＬＢは、音響光学素子２６１によって、偏向角度調整手段２６４に印加される電圧に対応してＸ軸方向（加工送り方向）に偏向される。なお、レーザービームＬＢをＸ軸方向（加工送り方向）だけでなく、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）に偏向させる音響光学素子を更に備えた構成としてもよい。

【0028】

再び図１に戻って、レーザー加工装置１の説明を続ける。Ｘ軸移動手段３０及びＹ軸移動手段４０は、レーザービーム照射手段２０に対して、ウエーハ１００を保持するチャックテーブル１０をＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）にそれぞれ移動するものである。Ｙ軸移動手段４０は、基台部２の上面に配置されてＹ軸方向に延びる一対のガイドレール４１と、ガイドレール４１に沿って移動するＹ軸移動基台４２と、ガイドレール４１と平行に配設されてＹ軸移動基台４２に設けられたナット（不図示）と螺合するボールねじ４３とを備える。このボールねじ４３の一端には、該ボールねじ４３を回転させるモータ４４が連結され、ボールねじ４３の回転によって、Ｙ軸移動基台４２はガイドレール４１に沿ってＹ軸方向に移動する。

【0029】

また、Ｘ軸移動手段３０は、Ｙ軸移動基台４２上に配置されてＸ軸方向に延びる一対のガイドレール３１と、ガイドレール３１に沿って移動するＸ軸移動基台３２と、ガイドレール３１と平行に配設されてＸ軸移動基台３２に設けられたナット（不図示）と螺合するボールねじ３３とを備える。このボールねじ３３の一端には、該ボールねじ３３を回転させるモータ３４が連結され、ボールねじ３３の回転によって、Ｘ軸移動基台３２はガイドレール３１に沿ってＸ軸方向に移動する。このＸ軸移動基台３２の上にはチャックテーブル１０のテーブルベース１２が固定されている。

【0030】

本実施形態では、レーザービーム照射手段２０に対してチャックテーブル１０をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動する構成としたが、チャックテーブル１０とレーザービーム照射手段２０とを相対的に移動する構成であれば、チャックテーブル１０に対してレーザービーム照射手段２０をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動してもよいし、チャックテーブル１０とレーザービーム照射手段２０との双方をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動する構成としてもよい。また、チャックテーブル１０とレーザービーム照射手段２０とを鉛直方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向）に相対的に移動する構成を更に備えてもよい。

【0031】

弾性波検出手段５０は、レーザービームＬＢを照射した際にウエーハ１００（被加工物）から発生する弾性波を検出するものであり、ウエーハ１００に接離自在に構成されたＡＥセンサ（アコースティック・エミッションセンサ）５１と、このＡＥセンサ５１が検出した弾性波を解析するＡＥ解析手段５２とを備える。ＡＥセンサ５１は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛などで形成された圧電素子を備え、レーザービームＬＢを照射した際に生じるウエーハ１００及びボンディングパッド１０８の溶融や蒸発に基づく弾性波（音波）信号を検出し、その信号を電圧（振動信号）に変換する。ＡＥ解析手段５２は、ＡＥセンサ５１が検出した弾性波信号を増幅するアンプ等を備え、変換及び増幅された出力電圧が出力信号として制御手段６０に入力される。

【0032】

制御手段６０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有し、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行して、レーザー加工装置１を制御するための制御信号を生成し、生成された制御信号は入出力インタフェース装置を介してレーザー加工装置１の各構成要素に出力される。制御手段６０は、弾性波検出手段５０からの出力信号と比較するための閾値を予め記憶する記憶部６１と、この記憶部６１に記憶された閾値と出力信号とを比較してレーザービームＬＢが照射されている材質の変化を判定する判定部６２とを備える。

【0033】

本実施形態のウエーハ１００のように、母材と異なる材料で形成されたボンディングパッド１０８が母材に積層された構造では、レーザー加工される材料によって検出される弾性波（音波）強度が異なることが判明した。このため、判定部６２は、弾性波（音波）強度の大きさを記憶部６１に記憶された所定の閾値と比較することで、例えばビアホール１０７がボンディングパッド１０８に達しているか否かを判定する。記憶部６１には、被加工物の材質に対応する閾値が材質ごとに記憶されており、レーザー加工がなされるウエーハ１００（被加工物）の材質によって適宜設定することが好ましい。このように、制御手段６０は、ＡＥセンサ５１をウエーハ１００に当接させた状態でチャックテーブル１０とレーザービーム照射手段２０とを相対的に移動させながら、ＡＥセンサ５１からの弾性波信号に基づいてウエーハ１００の材質の変化を判定し、レーザービーム照射手段２０を制御する。

【0034】

次に、上述したレーザー加工装置１を用い、ウエーハ１００に形成されたデバイス１０４のボンディングパッド１０８に対応する位置にビアホール１０７を形成する動作について説明する。図６は、ビアホールを形成する動作を説明する図である。図７は、ウエーハに形成されたビアホールを示す部分拡大断面図である。図８は、ウエーハにビアホールを形成する場合の音波強度の変化を示すグラフである。

【0035】

ウエーハ１００は、図６に示すように、裏面１０２を上側としてテーブル本体１１の保持面１１ａに載置される。この場合、ウエーハ１００の表面１０１側には、不図示の保護テープが貼着されて表面１０１のデバイス１０４を保護している。また、吸引手段（不図示）を作動することによりウエーハ１００は、保護テープを介してチャックテーブル１０のテーブル本体１１上に吸引保持される。

【0036】

テーブル本体１１は、ウエーハ１００よりも小径に形成されているため、ウエーハ１００の外周余剰領域１０６がテーブル本体１１の外周にはみ出している。このはみ出した外周余剰領域１０６には、アーム５３で支持されたＡＥセンサ５１がウエーハ１００の表面１０１に当接配置される。このように、ＡＥセンサ５１は、ウエーハ１００の外周余剰領域１０６に配置されるため、ＡＥセンサ５１がデバイス１０４のボンディングパッド１０８に達するビアホール１０７の加工を阻害することが防止される。特に、本実施形態では、テーブル本体１１をウエーハ１００よりも小径に形成することで、ＡＥセンサ５１は、ウエーハ１００を挟んでレーザービーム照射手段２０と反対側に配置できるため、レーザー加工の加工性の向上を図ることができる。

【0037】

次に、撮像部２３を用いて、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００に形成されている格子状の分割予定ライン１０３がＸ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ平行に配設されているか否かのアライメント作業を実施する。本実施形態のように、ウエーハ１００の分割予定ライン１０３が形成されている表面１０１が下側に位置している場合には、撮像部２３として上記した赤外線ＣＣＤを備えた構成を用いることにより、ウエーハ１００の裏面１０２から透かして分割予定ライン１０３を撮像することができる。また、例えば、ボンディングパッド（例えば銅）を２枚のウエーハ（例えばＬＴ）で挟んだ構造の被加工物の場合には、デバイスが形成されたウエーハの表面側からレーザービームを照射することができる。このため、赤外線ＣＣＤを備えた構成でなくとも、通常のＣＣＤを備えた構成によって分割予定ラインを撮像することができ、加工位置を確認することができる。

【0038】

次に、ウエーハ１００の各デバイス１０４に形成されたボンディングパッド１０８（電極）にビアホール１０７を穿孔する穿孔工程を実施する。この場合、ビアホール１０７が形成される位置に対応するボンディングパッド１０８の座標位置は予め設定されている。所定のボンディングパッド１０８に対応する位置の直上に、照射ヘッド２２を位置付け、Ｘ軸方向に所定の移動速度で加工送りするように上記Ｘ軸移動手段３０を制御すると同時に、レーザービーム照射手段２０を作動し照射ヘッド２２からレーザービームＬＢを照射する。なお、照射ヘッド２２（集光器２７）から照射されるレーザービームＬＢの集光点Ｐは、ウエーハ１００の裏面１０２付近に合わせる。このとき、制御手段６０は、音響光学偏向手段２６の偏向角度調整手段２６４および出力調整手段２６５を制御するための制御信号を出力する。

【0039】

一方、ＲＦ発振器２６２は偏向角度調整手段２６４および出力調整手段２６５からの制御信号に対応したＲＦを出力する。ＲＦ発振器２６２から出力されたＲＦのパワーは、ＲＦアンプ２６３によって増幅され音響光学素子２６１に印加される。この結果、音響光学素子２６１は、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームＬＢの光軸を図５において１点鎖線で示す位置から２点鎖線で示す位置までの範囲で偏向するとともに、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームの出力を調整する。これにより、図７に示すように、ウエーハ１００の裏面１０２側からボンディングパッド１０８に対応する位置に、該ボンディングパッド１０８に達するビアホール１０７を形成することができる。

【0040】

上述した穿孔工程を実施している際に、制御手段６０は弾性波検出手段５０を作動して、ＡＥセンサ５１が検出した弾性波（音波）信号を入力している。そして、制御手段６０の判定部６２は、弾性波（音波）強度と閾値とを比較する。例えば、図８に示すように、弾性波（音波）強度が所定の閾値αよりも大きい場合には、ウエーハ１００の母材（例えばシリコン）を加工していると判定し、上記穿孔工程を継続する。弾性波（音波）強度が所定の閾値αよりも小さく変化した場合には、判定部６２は、加工対象の材質が母材から異なる材料に変化し、例えば銅で形成されるボンディングパッド１０８が加工されていると判定する。これにより、制御手段６０は、音響光学偏向手段２６の偏向角度調整手段２６４に０Ｖの電圧を印加し、音響光学素子２６１に０Ｖに対応する周波数のＲＦを印加し、パルスレーザー発振手段２５から発振されたレーザービームＬＢを図５において破線で示すようにレーザービーム吸収手段２６６に導く。従って、レーザービームＬＢがチャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００に照射されない。このように、例えば、ボンディングパッド１０８に１パルス照射されると、ＡＥセンサ５１によってボンディングパッド１０８が加工されたことを検出して、ボンディングパッド１０８へのレーザービームＬＢの照射を止めるので、ボンディングパッド１０８が溶融して穴が開くことがない。この結果、図７に示すようにウエーハ１００の母材にはボンディングパッド１０８に達するビアホール１０７を形成することができる。本実施形態では、材質によって、ＡＥセンサ５１が検出する弾性波（音波）強度が変化することに伴い、レーザー加工されている材質の変化を判定するため、閾値を適正に設定しておけば、被加工物の材質によらず、レーザービームの照射によって被加工物に形成されるビアホールが異なる材質に達したか否かを高感度に検出することができる。

【0041】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態では、テーブル本体１１をウエーハ１００よりも小径に形成して、テーブル本体１１の外周にはみ出しウエーハ１００の表面１０１側の外周余剰領域１０６にＡＥセンサ５１を当接配置しているが、ウエーハ１００の裏面１０２側の外周余剰領域１０６にＡＥセンサ５１を配置することも可能である。

【符号の説明】

【0042】

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル
１１ テーブル本体
２０ レーザービーム照射手段
２２ 照射ヘッド
３０ Ｘ軸移動手段（移動手段）
４０ Ｙ軸移動手段（移動手段）
５０ 弾性波検出手段
５１ ＡＥセンサ
５２ ＡＥ解析手段
６０ 制御手段
６１ 記憶部
６２ 判定部
１００ ウエーハ
１０６ 外周余剰領域
１０７ ビアホール
１０８ ボンディングパッド
ＬＢ レーザービーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】