特許 7521997 レーザー加工方法

(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】2024-07-16

(45)【発行日】2024-07-24

(54)【発明の名称】レーザー加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/18 20060101AFI20240717BHJP

   B23K 26/142 20140101ALI20240717BHJP

   B23K 26/146 20140101ALI20240717BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20240717BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

B23K26/18

B23K26/142

B23K26/146

B23K26/364

H01L21/78 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020174049

(22)【出願日】2020-10-15

(65)【公開番号】P2022065451

(43)【公開日】2022-04-27

【審査請求日】2023-09-07

(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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(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】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】波多野 雄二

(72)【発明者】

【氏名】能丸 圭司

【審査官】山内 隆平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３０５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１２１４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／１８

Ｂ２３Ｋ ２６／１４２

Ｂ２３Ｋ ２６／１４６

Ｂ２３Ｋ ２６／３６４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハの上面側に水の層を形成する水層形成手段と、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを加工するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み構成されたレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法であって、
ウエーハの上面側にレーザー光線の散乱光を遮蔽する散乱光遮蔽膜を積層させる散乱光遮蔽膜積層工程と、
ウエーハの下面側を保持手段に保持する保持工程と、
水層形成手段によりウエーハの上面側に水の層を形成すると共に、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動しながら、該散乱光遮蔽膜が積層されたウエーハの加工すべき領域にレーザー光線を照射するレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が終了したウエーハから散乱光遮蔽膜を除去する散乱光遮蔽膜除去工程と、
を含み構成され、
該散乱光遮蔽膜積層工程において、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＡｌの少なくともいずれかを蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜を積層させるレーザー加工方法。

【請求項2】

該散乱光遮蔽膜除去工程において、研磨によってウエーハから散乱光遮蔽膜を除去する請求項１に記載のレーザー加工方法。

【請求項3】

該散乱光遮蔽膜積層工程において、蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜を積層させる前にウエーハの上面側に樹脂膜を被覆する請求項２に記載のレーザー加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工装置を用いたレーザー加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン、照明機器等の電気機器に利用される。

【0003】

従来、保持手段に保持されたウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して加工を実施する前に、ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して、レーザー光線を照射する際に発生する溶融物（デブリ）のデバイスへの付着を防止することが知られている（例えば特許文献１を参照）。

【0004】

また、ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハの上面に水の層を形成する水層形成手段と、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを加工するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み構成されたタイプのレーザー加工装置が本出願人によって提案されている（例えば特許文献２を参照）。

【0005】

上記した特許文献２に記載の技術によれば、ウエーハを水没させることによって、レーザー加工の際に生じるデブリがウエーハの上面に付着することが防止され、さらに、レーザー光線の照射によって水中で発生する微細な泡（キャビテーション）が発生することで、レーザー加工の促進を妨げるデブリを加工溝から掻き出す効果があることに加え、個々に分割されるデバイスチップの抗折強度を向上させる効果があることが判明している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００４－１８８４７５号公報

【文献】特開２０１９－０６９４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記したように、ウエーハの上面に水の層を形成し、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを加工した場合、該キャビテーションがレーザー光線の一部を散乱させることから、所望の加工位置（例えば分割予定ライン）以外の箇所にレーザー光線の一部が照射されて、デバイスの品質を低下させるという問題がある。

【0008】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、水中に微細な泡が発生し、照射されるレーザー光線が散乱しても、ウエーハの表面に形成されたデバイスに損傷を与えることがなく、個々に分割されるデバイスの品質を低下させることがないレーザー加工方法を提供することにある。

【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保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハの上面側に水の層を形成する水層形成手段と、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを加工するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み構成されたレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法であって、ウエーハの上面側にレーザー光線の散乱光を遮蔽する散乱光遮蔽膜を積層させる散乱光遮蔽膜積層工程と、ウエーハの下面側を保持手段に保持する保持工程と、水層形成手段によりウエーハの上面側に水の層を形成すると共に、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動しながら、該散乱光遮蔽膜が積層されたウエーハの加工すべき領域にレーザー光線を照射するレーザー加工工程と、該レーザー加工工程が終了したウエーハから散乱光遮蔽膜を除去する散乱光遮蔽膜除去工程と、を含み構成され、該散乱光遮蔽膜積層工程において、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＡｌの少なくともいずれかを蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜を積層させるレーザー加工方法が提供される。

【0010】

該散乱光遮蔽膜積層工程において、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＡｌの少なくともいずれかを蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜を積層させた場合は、該散乱光遮蔽膜除去工程において、研磨によってウエーハから該散乱光遮蔽膜を除去することが好ましい。

【0012】

該散乱光遮蔽膜積層工程において、蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜を積層させる前にウエーハの上面側に樹脂膜を被覆するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハの上面側に水の層を形成する水層形成手段と、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを加工するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み構成されたレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法であって、ウエーハの上面側にレーザー光線の散乱光を遮蔽する散乱光遮蔽膜を積層させる散乱光遮蔽膜積層工程と、ウエーハの下面側を保持手段に保持する保持工程と、水層形成手段によりウエーハの上面側に水の層を形成すると共に、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動しながら、該散乱光遮蔽膜が積層されたウエーハの加工すべき領域にレーザー光線を照射するレーザー加工工程と、該レーザー加工工程が終了したウエーハから散乱光遮蔽膜を除去する散乱光遮蔽膜除去工程と、を含み構成され、該散乱光遮蔽膜積層工程において、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＡｌの少なくともいずれかを蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜を積層させるので、ウエーハの上面に水の層を形成し、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを加工する場合において、水の層に生じる微細な泡（キャビテーション）が、レーザー光線の一部を散乱させても、ウエーハの表面に形成された散乱光遮蔽膜によってデバイスに損傷が生じることが防止され、デバイスの品質が低下するという問題が解消する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】レーザー加工装置の全体斜視図である。

【図2】図１に示すレーザー加工装置の一部を分解して示す分解斜視図である。

【図3】図１に示すレーザー加工装置に装着される（ａ）液体層形成器の斜視図、及び（ｂ）液体層形成器を分解して示す分解斜視図である。

【図4】散乱光遮蔽膜積層工程の実施態様を示す概念図である。

【図5】保持工程の実施態様を示す斜視図である。

【図6】（ａ）レーザー加工工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の一部拡大断面図である。

【図7】図６（ｂ）に示すレーザー加工工程の実施態様をさらに拡大して示す一部拡大断面図である。

【図8】散乱光遮蔽膜除去工程の実施態様を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に基づいて構成されるレーザー加工方法における実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【0016】

図１には、本実施形態のレーザー加工方法を実施するのに好適なレーザー加工装置２の斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、基台２１上に配置され、板状の被加工物（ウエーハ）上に液体を供給する液体供給機構４と、該被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段８と、該被加工物を保持する保持手段２２と、レーザー光線照射手段８と保持手段２２とを相対的に移動させる移動手段２３と、基台２１上の移動手段２３の側方に矢印Ｚで示すＺ方向に立設される垂直壁部２６１、及び垂直壁部２６１の上端部から水平方向に延びる水平壁部２６２からなる枠体２６と、を備えている。

【0017】

枠体２６の水平壁部２６２の内部には、レーザー光線照射手段８を構成するレーザー発振器等を含む光学系（図示は省略する）が収容されている。水平壁部２６２の先端部下面側には、レーザー光線照射手段８の一部を構成する集光器８６が配設されると共に、集光器８６に対して図中矢印Ｘで示す方向で隣接する位置にアライメント手段９０が配設される。

【0018】

アライメント手段９０は、保持手段２２を構成するチャックテーブル３４に保持される被加工物を撮像してレーザー加工を施すべき領域を検出し、集光器８６と、被加工物の加工位置との位置合わせを行うために利用される。アライメント手段９０には、被加工物の上面を撮像する適宜の撮像素子（ＣＣＤ）が備えられるが、例えば、赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕える光学系と、該光学系が捕えた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含む。なお、上記したレーザー加工装置２は、説明の都合上省略されたハウジング等により全体が覆われて密封されており、内部に粉塵や埃等が入らないように構成される。

【0019】

図１に加え図２を参照しながら、本実施形態に係るレーザー加工装置２について、さらに詳細に説明する。図２は、図１に記載されたレーザー加工装置２において、液体供給機構４の一部を構成する液体回収プール６０をレーザー加工装置２から取り外し、かつ一部を分解した状態を示す斜視図である。

【0020】

保持手段２２は、図２に示すように、矢印Ｘで示すＸ方向において移動自在に基台２１に搭載された矩形状のＸ方向可動板３０と、矢印Ｙで示すＸ方向と直交するＹ方向において移動自在にＸ方向可動板３０に搭載された矩形状のＹ方向可動板３１と、Ｙ方向可動板３１の上面に固定された円筒状の支柱３２と、支柱３２の上端に固定された矩形状のカバー板３３とを含む。カバー板３３にはカバー板３３上に形成された長穴を通って上方に延びるチャックテーブル３４が配設されている。チャックテーブル３４は、板状の被加工物を保持し、図示しない回転駆動手段により回転可能に構成される。チャックテーブル３４には、通気性を有する多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック３５が配設されている。吸着チャック３５は、支柱３２を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されており、吸着チャック３５の周囲には、間隔をおいてクランプ３６が４つ配置されている。吸着チャック３５の上面を規定するＸ方向、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平面を構成する。

【0021】

移動手段２３は、Ｘ方向移動手段２３１と、Ｙ方向移動手段２３２と、を含む。Ｘ方向移動手段２３１は、モータ２３１ａの回転運動を、ボールねじ２３１ｂを介して直線運動に変換してＸ方向可動板３０に伝達し、基台２１上の案内レール２７、２７に沿ってＸ方向可動板３０をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段２３２は、モータ２３２ａの回転運動を、ボールねじ２３２ｂを介して直線運動に変換してＹ方向可動板３１に伝達し、Ｘ方向可動板３０上の案内レール３７、３７に沿ってＹ方向可動板３１をＹ方向において進退させる。なお、図示は省略するが、チャックテーブル３４、Ｘ方向移動手段２３１、及びＹ方向移動手段２３２には、それぞれ位置検出手段が配設されており、チャックテーブル３４のＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、Ｘ方向移動手段２３１、Ｙ方向移動手段２３２、及び図示しないチャックテーブル３４の回転駆動手段が駆動されることで、チャックテーブル３４を任意の位置および角度に正確に位置付けることが可能になっている。上記したＸ方向移動手段２３１が、保持手段２２を加工送り方向に移動させる加工送り手段であり、Ｙ方向移動手段２３２が、保持手段２２を割り出し送り方向に移動させる割り出し送り手段となる。

【0022】

図１、図２に加え、図３も参照しながら、液体供給機構４について説明する。液体供給機構４は、図１に示すように、被加工物の上面側に水の層を形成する水層形成手段として配設される液体層形成器４０と、液体供給ポンプ４４と、濾過フィルター４５と、液体回収プール６０と、液体層形成器４０及び液体供給ポンプ４４を接続するパイプ４６ａと、液体回収プール６０及び濾過フィルター４５を接続するパイプ４６ｂと、を備えている。なお、パイプ４６ａ、パイプ４６ｂは、部分的に、あるいは、全体をフレキシブルホースで形成されていることが好ましい。

【0023】

図３（ａ）に示すように、液体層形成器４０は、集光器８６の下端部に配設される。液体層形成器４０の分解斜視図を示す図３（ｂ）から理解されるように、液体層形成器４０は、筐体４２と、筐体４２に液体を供給する液体供給部４３とから構成される。筐体４２は、平面視で略矩形状をなし、筐体上部部材４２１と、筐体下部部材４２２とにより構成される。

【0024】

筐体上部部材４２１は、図中矢印Ｙで示すＹ方向において、二つの領域４２１ａ、４２１ｂに分けられ、図中奥側の領域４２１ａには、集光器８６を挿入するための円形の開口部４２１ｃが形成され、手前側の領域４２１ｂには、板状部４２１ｄが形成される。筐体下部部材４２２において、筐体上部部材４２１の開口部４２１ｃと対向する領域には、平面視で開口部４２１ｃと配設位置、形状が一致する円筒状の開口部４２２ａが形成される。開口部４２２ａの底部には、円板形状の透明部４２３が備えられており、開口部４２２ａの底部を閉塞している。透明部４２３は、後述するレーザー光線ＬＢの通過を許容する性質を備えるものであり、例えば、ガラス板から形成される。筐体下部部材４２２において、筐体上部部材４２１の板状部４２１ｄと対向する領域には、筐体４２の底壁４２２ｄから液体を噴出するための液体流路部４２２ｂが形成される。液体流路部４２２ｂは、筐体上部部材４２１の板状部４２１ｄと、側壁４２２ｃと、底壁４２２ｄとにより形成される空間である。流体流路部４２２ｂの底壁４２２ｄには、図中矢印Ｘで示す加工送り方向に延びるスリット状の噴出口４２２ｅが形成され、液体供給部４３が連結される側の側壁には、液体流路部４２２ｂに液体を供給するための液体供給口４２２ｆが形成される。上記した透明部４２３の下面は、加工送り方向に延びるスリット状の噴出口４２２ｅと面一で形成されており、透明部４２３が筐体下部部材４２２の底壁４２２ｄの一部を形成する。

【0025】

液体供給部４３は、水Ｗが供給される供給口４３ａと、筐体４２に形成される液体供給口４２２ｆと対向する位置に形成される排出口（図示は省略）と、供給口４３ａと該排出口とを連通する連通路（図示は省略）と、を備えている。この液体供給部４３を筐体４２の液体供給口４２２ｆが開口する側壁に対しＹ方向から組み付けることにより、液体層形成器４０が形成される。なお、本実施形態において供給される水Ｗは純水であるが、必ずしも純水であることに限定されず、水を主成分とする液体であれば、他の液体が添加されたものも含まれる。

【0026】

液体層形成器４０は、上記したような構成を備えており、図１に示す液体供給ポンプ４４から吐出された水Ｗが、液体供給部４３の供給口４３ａを経て、筐体４２の液体供給口４２２ｆに供給され、筐体４２の液体流路部４２２ｂを流れ、底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅから外部に放出される。液体層形成器４０は、図１に示すように、液体供給部４３と筐体４２とが、図中Ｙ方向に沿うように集光器８６の下端部に取り付けられる。これにより、筐体４２の底壁４２２ｄに形成される噴出口４２２ｅは、加工送り方向であるＸ方向に沿って延びるように位置付けられる。

【0027】

図１、及び図２に戻り、液体回収プール６０について説明する。図２に示すように、液体回収プール６０は、外枠体６１と、二つの防水カバー６６を備えている。

【0028】

外枠体６１は、図中矢印Ｘで示すＸ方向に延びる外側壁６２ａと、図中矢印Ｙで示すＹ方向に延びる外側壁６２ｂと、外側壁６２ａ、及び６２ｂの内側に所定間隔をおいて平行に配設される内側壁６３ａ、６３ｂと、外側壁６２ａ、６２ｂ、及び内側壁６３ａ、６３ｂの下端を連結する底壁６４とを備える。外側壁６２ａ、６２ｂ、内側壁６３ａ、６３ｂ、及び底壁６４により、長手方向がＸ方向に沿い、短手方向がＹ方向に沿う長方形の液体回収路７０が形成される。液体回収路７０を構成する内側壁６３ａ、６３ｂの内側には、上下に貫通する開口が形成される。液体回収路７０を構成する底壁６４には、Ｘ方向、及びＹ方向において微少な傾斜が設けられており、液体回収路７０の最も低い位置となる角部（図中左方の隅部）には、液体排出孔６５が配設される。液体排出孔６５には、パイプ４６ｂが接続され、パイプ４６ｂを介して濾過フィルター４５に接続される（図１も併せて参照）。なお、外枠体６１は、全体が腐食や錆に強いステンレス製の板材により形成されることが好ましい。

【0029】

二つの防水カバー６６は、門型形状からなる固定金具６６ａと、固定金具６６ａを両端に固着される蛇腹状の樹脂製のカバー部材６６ｂと、を備えている。固定金具６６ａは、Ｙ方向において対向して配設される外枠体６１の二つの内側壁６３ａを跨ぐことができる寸法で形成されている。二つの防水カバー６６の固定金具６６ａの一方は、それぞれ、外枠体６１のＸ方向において対向するように配設される内側壁６３ｂに固定される。このように構成された液体回収プール６０は、レーザー加工装置２の基台２１上に図示しない固定具により固定される。保持手段２２のカバー板３３は、二つの防水カバー６６の固定金具６６ａ同士で挟まれて固定される。なお、カバー部材３３のＸ方向における端面は、固定金具６６ａと同一の門型形状をなしており、固定金具６６ａと同様に、外枠体６１の内側壁６３ａをＹ方向で跨ぐ寸法である。上記した構成によれば、カバー板３３がＸ方向移動手段２３１によってＸ方向に移動されると、カバー板３３は、液体回収プール６０の内側壁６３ａに沿って移動する。

【0030】

図１に戻り説明を続けると、液体供給機構４は、上記した構成を備えていることにより、液体供給ポンプ４４の吐出口４４ａから吐出された水Ｗが、パイプ４６ａを経由して、液体層形成器４０に供給される。液体層形成器４０に供給された水Ｗは、液体層形成器４０の筐体４２の底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅから下方に向け噴出される。液体層形成器４０から噴出された水Ｗは、カバー板３３、もしくは、防水カバー６６上を流れ、液体回収プール６０に流下する。液体回収プール６０に流下した水Ｗは、液体回収路７０を流れ、液体回収路７０の最も低い位置に設けられた液体排出孔６５に集められる。液体排出孔６５に集められた水Ｗは、パイプ４６ｂを経由して濾過フィルター４５に導かれ、濾過フィルター４５にて、レーザー加工によって発生する溶融物（デブリ）や塵、埃等が取り除かれて、液体供給ポンプ４４に戻される。このようにして、液体供給ポンプ４４によって吐出された水Ｗが液体供給機構４内を循環する。

【0031】

上記したレーザー加工装置２は、概ね上記したとおりの構成を備えており、レーザー加工装置２を使用して実施される本実施形態のレーザー加工方法について、以下に説明する。

【0032】

本実施形態のレーザー加工方法において加工される被加工物は、例えば、図４の左方側に示すように、複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され表面１０ａに形成されたシリコンのウエーハ１０である。ウエーハ１０を用意したならば、ウエーハ１０の上面（表面１０ａ）に、後述するレーザー加工工程において照射されるレーザー光線ＬＢの散乱光を遮蔽する散乱光遮蔽膜１１４を積層させる散乱光遮蔽膜積層工程を実施すべく、図中中央に示す蒸着装置１００に搬送する。蒸着装置１００は、真空ポンプ１０２によって内部が真空にされる真空チャンバー１０１を備えている。真空チャンバー１０１内には、ウエーハ１０を下面に支持すると共に加熱手段（図示は省略）を備えた支持プレート１０３と、支持プレート１０３の下方に載置され、電子ビーム発生装置１０５から照射される電子ビームＢにより成膜材料１１０が加熱されるるつぼ１０４と、を備えている。本実施形態における成膜材料１１０は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。

【0033】

蒸着装置１００に搬送されたウエーハ１０は、表面１０ａ側を下方に向けられて、裏面１０ｂ側を支持プレート１０３の下面に貼着され保持される。真空ポンプ１０２を作動して、真空チャンバー１０１内の空気を排出し、真空チャンバー１０１内を真空になるまで減圧したならば、電子ビーム発生装置１０５を作動して、電子ビームＢを成膜材料１１０に照射して加熱し蒸発によりＳｉ分子１１２を放出させて、ウエーハ１０の表面１０ａに積層させ、散乱光遮蔽膜１１４を形成する。なお、電子ビーム発生装置１０５から放たれる電子ビームＢは図示を省略する走査用コイルによりその軌道が制御されて成膜材料１１０へと放射される。ウエーハ１０の表面１０ａに形成する散乱光遮蔽膜１１４の厚さは、例えば、０．１～０．５μｍである。この散乱光遮蔽膜１１４の厚さは、後述するレーザー光線ＬＢが水泡によって散乱して散乱光として入射しても、ウエーハ１０のデバイス１２がダメージを受けず、且つ、レーザー光線ＬＢが直進してウエーハ１０に照射された場合に、アブレーション加工がなされて所望の加工溝が形成される厚さである。

【0034】

ウエーハ１０の表面１０ａに、上記散乱光遮蔽膜１１４を形成したならば、蒸着装置１００からウエーハ１０を搬出し（図中右方側を参照）、散乱光遮蔽膜積層工程が完了する。なお、蒸着装置１００によって形成する散乱光遮蔽膜１１４は、上記したＳｉに限定されず、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）であってもよい。また、ウエーハ１０の表面１０ａに散乱光遮蔽膜１１４を形成する具体的手段は、上記した蒸着に限定されず、周知のスパッタによって形成することもできる。

【0035】

次いで、散乱光遮蔽膜積層工程が施され蒸着装置１００から搬出されたウエーハ１０を、上記したレーザー加工装置２に搬送し、図５に示すように、図２に基づき説明したレーザー加工装置２の保持手段２２を構成するチャックテーブル３４に、ウエーハ１０の下面（裏面１０ｂ）側を載置して、図示を省略する吸引手段を作動して保持する（保持工程）。なお、本実施形態では、保持工程を実施するに際し、ウエーハ１０を収容可能な開口Ｆａを有する環状のフレームＦを用意し、保護テープＴを介してフレームＦと一体とし、チャックテーブル３４に載置する際には、クランプ３６によってフレームＦを固定して吸引保持している。

【0036】

上記保持工程を実施したならば、水層形成手段を構成する液体層生成器４０によりウエーハ１０の上面、すなわち表面１０ａ側に水の層を形成すると共に、ウエーハ１０を保持する保持手段２２とレーザー光線照射手段８とを相対的に移動しながら、ウエーハ１０の加工すべき領域、すなわち分割予定ライン１４に対してレーザー光線ＬＢを照射するレーザー加工工程を実施する。該レーザー加工工程について、図１、図６、図７を参照しながら、より具体的に説明する。

【0037】

ウエーハ１０をチャックテーブル３４の吸着チャック３５に保持したならば、図１に示す移動手段２３によってチャックテーブル３４をＸ方向、及びＹ方向に適宜移動させ、チャックテーブル３４上のウエーハ１０をアライメント手段９０の直下に位置付ける。ウエーハ１０をアライメント手段９０の直下に位置付けたならば、アライメント手段９０によりウエーハ１０の表面１０ａを撮像する。次いで、アライメント手段９０により撮像したウエーハ１０の画像に基づいて、ウエーハ１０の加工すべき分割予定ライン１４の位置を検出する。この検出された位置情報に基づいて、チャックテーブル３４を移動させることにより、図６（ａ）に示すように、ウエーハ１０上の加工を開始すべき位置の上方に集光器８６を位置付ける。次いで、図示しない集光点位置調整手段によって集光器８６を移動させ、図６（ｂ）に示すように、ウエーハ１０のレーザー加工開始位置である分割予定ライン１４におけるウエーハ１０の表面１０ａに集光点を位置付ける。なお、後述するように、液体層生成器４０の下面とウエーハ１０の表面１０ａに形成された散乱光遮蔽膜１１４との間には、液体供給機構４によって供給される水Ｗの層が形成されることから、集光点を位置付ける際には、水Ｗの層の屈折率が考慮される。

【0038】

集光器８６とウエーハ１０との位置合わせを実施したならば、液体供給機構４に対し必要十分な水Ｗを補填し、液体供給ポンプ４４を作動する。図６（ｂ）から理解されるように、ウエーハ１０の表面１０ａの位置に集光点を位置付けた際に、液体層形成器４０を構成する筐体４２の底壁４２２ｄ及び透明部４２３の下面と、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された散乱光遮蔽膜１１４との間には、隙間Ｈが形成される（隙間Ｈの高さは、例えば、０．５ｍｍ～２．０ｍｍ程度）。

【0039】

液体供給機構４の液体供給部４３には、上記した液体供給ポンプ４４から水Ｗが供給され、供給された水Ｗは、液体層形成器４０の筐体４２内部を通り、底壁４２２ｄに形成された噴出口４２２ｅから下方に向けて噴出される。噴出口４２２ｅから噴出された水Ｗは、図６（ｂ）に示すように、筐体４２の底壁４２２ｄとウエーハ１０との間、及び透明部４２３とウエーハ１０との間に形成される隙間Ｈを満たしながら水Ｗの層を形成する。該隙間Ｈを流れた水Ｗは、チャックテーブル３４外に流出し、図１、２に基づき説明した液体回収プール６０の液体回収路７０を流れ、液体回収路７０の最も低い位置に設けられた液体排出孔６５に集められる。液体排出孔６５に集められた水Ｗは、パイプ４６ｂを経由して濾過フィルター４５に導かれ、濾過フィルター４５にて、清浄化されて、液体供給ポンプ４４に戻され、液体供給機構４内を循環する。

【0040】

液体供給機構４が作動を開始して、所定時間（数分程度）経過することにより、筐体４２の底壁４２２ｄ及び透明部４２３とウエーハ１０との間の隙間Ｈが水Ｗで満たされることにより、レーザー加工をしていない状態でキャビテーションを含まない水Ｗの層が形成され、液体供給機構４を水Ｗが安定的に循環する状態となる。

【0041】

図６（ｂ）に示すように、液体供給機構４を水Ｗが安定的に循環している状態で、レーザー光線照射手段８を作動させながら、上記した移動手段２３を構成するＸ方向送り手段２３１を作動させることにより、図６（ａ）に示すように、保持手段２２とレーザー照射手段８とをＸ方向（図が記載された紙面に垂直な方向）において所定の移動速度で移動するように加工送りして、レーザー光線ＬＢを分割予定ライン１４に沿って照射して、レーザー加工溝１６を形成する。

【0042】

なお、上記したレーザー加工装置２によって実行されるレーザー加工の加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：６Ｗ
繰り返し周波数 ：３０ＭＨｚ
パルス幅 ：２００ｆｓ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／ｓ

【0043】

ここで、ウエーハ１０の表面１０ａ側にレーザー光線ＬＢを照射すると、図７に示すように、レーザー光線ＬＢがウエーハ１０に照射されることにより、隙間Ｈを満たす水Ｗの中でキャビテーションＣが発生する。そして、集光器８６から照射されるレーザー光線ＬＢの一部が、キャビテーションＣに当たって散乱し、分割予定ライン１４から逸れた位置に照射される。しかし、本実施形態では、ウエーハ１０の表面１０ａ上に、散乱光を遮蔽してウエーハ１０に対するダメージを防止する散乱光遮蔽膜１１４が形成されているため、デバイス１２にダメージが生じることが防止される。なお、上記したように、散乱光遮蔽膜１１４は、レーザー光線ＬＢの一部がキャビテーションＣに当たり生じた散乱光が照射されても、デバイス１２に対するダメージは防止するが、レーザー光線ＬＢがキャビテーションＣに当たらずにそのまま直進してウエーハ１０に照射された場合は、アブレーションを生じさせて、分割予定ライン１４に沿って所望のレーザー加工溝１６を生成する厚さに設定されており、レーザー加工工程に支障は生じないようになっている。

【0044】

上記したレーザー光線照射手段８を作動させると共に、Ｘ方向送り手段２３１、Ｙ方向送り手段２３２、及びチャックテーブル３４を回転させる回転駆動手段を作動させることにより、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された全ての分割予定ライン１４に沿って、レーザー加工溝１６を形成し、レーザー加工工程を完了する。

【0045】

次いで、レーザー加工工程が施されたウエーハ１０をレーザー加工装置２から搬出し、図８に示す研磨装置１３０（一部のみを示している）に搬送する。本実施形態の研磨装置１３０は、ウエーハ１０を保持し回転駆動可能に構成された保持手段（図示は省略する）と、該保持手段に保持されたウエーハ１０の上面を研磨する研磨手段１３１とを備え、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を実施することが可能に構成されている。研磨手段１３１は、図示を省略する回転駆動手段により矢印Ｒ１で示す方向に回転させられる回転軸１３３と、回転軸１３３の下端に形成されたマウンター１３４と、マウンター１３４の下面に装着された研磨ホイール１３５とを備え、研磨ホイール１３５の下面には、研磨パッド１３６が配設されている。回転軸１３３の内部には、図示を省略するスラリー供給手段から供給される各種化学成分、微細な砥粒等を含むスラリーＳを供給するための連通路１３７が形成されている。

【0046】

上記した研磨装置１３０にウエーハ１０を搬送し、搬送されたウエーハ１０の散乱光遮蔽膜１１４側を上方に向けて、該保持手段に保持し、ウエーハ１０を研磨手段１３１の直下に位置付ける。そして、研磨ホイール１３５を矢印Ｒ１で示す方向に回転させると共に、該保持手段に保持されたウエーハ１０を、矢印Ｒ２で示す方向に回転させる。次いで、図示を省略する研磨送り手段を作動して、研磨手段１３１を矢印Ｒ３で示す方向に下降させて、研磨パッド１３６を、ウエーハ１０において散乱光遮蔽膜１１４が形成された上面に当接させる。この時、該スラリー供給手段を作動させ、散乱光遮蔽膜１１４を研磨により除去するのに好適な、ＣＭＰ用のスラリーＳを、回転軸１３３の連通路１３７を介して、研磨パッド１３６の下面と、ウエーハ１０の上面に供給し、ＣＭＰを実行する。該スラリーＳは、除去する散乱光遮蔽膜１１４に応じて、例えば、セリア系スラリー、アルミナ系スラリー等から選択される。このＣＭＰを所定時間実施することにより、図８中右方側に示すように、ウエーハ１０の上面から散乱光遮蔽膜１１４が除去され、散乱光遮蔽膜除去工程が完了する。なお、上記した実施形態では、ウエーハ１０の上面をＣＭＰによって研磨する例を示したが、本発明はこれに限定されず、いわゆる化学溶液を含まないスラリーを使用する機械的研磨によって、散乱光遮蔽膜１１４を除去するものであってもよい。

【0047】

上記した実施形態によれば、ウエーハ１０の上面に水Ｗの層を形成し、ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢを照射してウエーハ１０を加工する場合において、水Ｗの層に生じる微細な泡（キャビテーションＣ）が、レーザー光線ＬＢの一部を散乱させて散乱光を生じさせたとしても、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された散乱光遮蔽膜１１４によってデバイス１２に損傷が生じることが防止され、デバイス１２の品質が低下するという問題が解消する。

【0048】

上記した実施形態では、散乱光遮蔽膜積層工程において、ウエーハ１０の表面１０ａに対し、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＡｌのいずれかを蒸着、スパッタによって積層し、散乱光遮蔽膜１１４を形成する例を示したが、参考例として、例えば、散乱光遮蔽膜１１４として、エポキシ樹脂膜を被覆、又は圧着によって積層するものが挙げられる。該樹脂を散乱光遮蔽膜１１４として積層し、その後、散乱光遮蔽膜除去工程を実施する場合は、該樹脂が溶融する溶剤を使用したり、剥離したりして散乱光遮蔽膜１１４を除去することができる。

【0049】

また、上記した実施形態の散乱光遮蔽膜積層工程では、ウエーハ１０の表面１０ａに散乱光遮蔽膜１１４を直接積層させる例を示したが、本発明はこれに限定されず、散乱光遮蔽膜積層工程において、蒸着、又はスパッタによって散乱光遮蔽膜１１４を積層させる前に、ウエーハ１０の上面（表面１０ａ）に、樹脂膜を形成するようにしてもよい。該樹脂は、上記したエポキシ等の樹脂膜でもよいし、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の水溶性樹脂を採用してもよい。散乱光遮蔽膜１１４として、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＡｌのいずれかを積層する前に、ウエーハ１０の表面１０ａに樹脂膜を形成しておくことで、散乱光遮蔽膜除去工程における研磨によって散乱光遮蔽膜１１４を構成するＳｉ、Ｇｅ、Ａｌ等の膜を除去する際に、デバイス１２上に形成された電極等を保護することができる。その場合は、ＣＭＰを実施して蒸着、スパッタにより積層されたＳｉ、Ｇｅ、Ａｌ等の膜を除去した後に、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された樹脂膜を、該樹脂膜に応じた溶剤を使用して除去する。該樹脂膜を水溶性樹脂で形成した場合は、水を溶剤として使用することができる。

【0050】

散乱光遮蔽膜１１４としては、上記した実施形態の他、カーボン、Ｓｉ、又は金属の粉末を混入した液状樹脂をスピンコートによって被覆させるようにしてもよい。該粉末を混入させた液状樹脂を積層させて散乱光遮蔽膜１１４を形成した場合は、該粉末が存在していることにより、散乱光がウエーハ１０のデバイス１２に照射されることが、より抑制される。

【0051】

散乱光遮蔽膜１１４としては、金箔、銀箔、又は銅箔のいずれかを採用し、ウエーハ１０の表面１０ａに貼り付けるようにしてもよい。また、散乱光遮蔽膜１１４としては、グラフェン（グラファイト、カーボンナノチューブ、又はフラーレン等）のシート状物質を採用することもできる。

【符号の説明】

【0052】

２：レーザー加工装置
４：液体供給機構
８：レーザー光線照射手段
８６：集光器
１０：ウエーハ
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
２１：基台
２２：保持手段
２３：移動手段
２３１：Ｘ方向送り手段（加工送り手段）
２３２：Ｙ方向送り手段
２６：枠体
２６１：垂直壁部
２６２：水平壁部
３０：Ｘ方向可動板
３１：Ｙ方向可動板
３３：カバー板
３４：チャックテーブル
３５：吸着チャック
４０：液体層形成器
４２：筐体
４２１：筐体上部部材
４２２：筐体下部部材
４２２ｅ：スリット
４２３：透明部
４３：液体供給部
４４：液体供給ポンプ
４５：濾過フィルター
５０：Ｘ方向移動手段
５２：Ｙ方向移動手段
６０：液体回収プール
６０Ａ：開口
６５：液体排出孔
７０：液体回収路
９０：アライメント手段
１００：蒸着装置
１０１：真空チャンバー
１０２：真空ポンプ
１０３：支持プレート
１０４：るつぼ
１０５：電子ビーム発生装置
１１０：成膜材料（Ｓｉ）
１１２：Ｓｉ分子
１１４：散乱光遮蔽膜
１３０：研磨装置
１３５：研磨ホイール
１３６：研磨パッド
ＬＢ：レーザー光線
Ｈ：隙間
Ｓ：スラリー
Ｗ：水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】