JP2005251882A

JP2005251882A - レーザー加工装置

Info

Publication number: JP2005251882A
Application number: JP2004058380A
Authority: JP
Inventors: Katsuharu Negishi; 克治根岸
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】被加工物にレーザー光線を照射する際に、被加工物をオーバーランして被加工物を貼着したダイシングテープにレーザー光線が照射されることを防止できるレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブル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、チャックテーブルとレーザー光線照射手段を相対的に加工送りする加工送り手段と、チャックテーブルに保持された被加工物に形成された分割予定ラインを検出する加工領域検出手段と、加工領域検出手段によって検出された分割予定ラインの始点座標値と終点座標値を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された始点座標値と終点座標値に基づいてレーザー光線照射手段および加工送り手段を制御する制御手段とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物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レーザー加工装置に関する。

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等の回路を形成する。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分割予定ライン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。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと称さ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、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の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切削送り手段とを具備している。切削手段は、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および回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。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基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。

しかるに、サファイヤ基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。更に、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画する分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、例えば大きさが３００μｍ×３００μｍ程度のデバイスの場合には、ストリートの占める面積比率が１４％にもなり、生産性が悪いという問題がある。

一方、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赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ライン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分割予定ライン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。）
特許第３４０８８０５号公報

また、近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路の処理能力を向上するために、シリコンウエーハの如き半導体基板の表面に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）を積層せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。しかるに、Ｌｏｗ−ｋ膜は、雲母のように多層（５〜１５層）に積層されているととも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半導体チップに致命的な損傷を与えるという問題がある。

上述した問題を解消するために、半導体ウエーハの分割予定ラインに形成されているＬｏｗ−ｋ膜にレーザー光線を照射してＬｏｗ−ｋ膜を除去し、Ｌｏｗ−ｋ膜が除去された分割予定ラインを切削ブレードにより切削する加工装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００３−３２０４６６号公報

而して、半導体ウエーハ等の被加工物を分割するには、被加工物を環状のダイシング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で加工する。しかるに、ダイシングテープの表面に貼着された被加工物にレーザー光線を照射する際に、オーバーランしてレーザー光線がダイシングテープに照射されると、ダイシングテープが塩化ビニール等の合成樹脂によって形成されているため、ダイオキシン等の有害ガスが発生し、レーザー加工装置が配置されているクリーンルームを汚染してオペレータの健康を害するという問題がある。また、レーザー光線がダイシングテープに照射されると、レーザー光線がダイシングテープを貫通して被加工物を保持しているチャックテーブルを損傷させるという問題もある。

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、被加工物にレーザー光線を照射する際に、被加工物をオーバーランして被加工物が貼着されたダイシングテープにレーザー光線が照射されることを防止できるレーザー加工装置を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、
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光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物に形成された分割予定ラインを検出する加工領域検出手段と、該加工領域検出手段によって検出された分割予定ラインの始点座標値と終点座標値を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された該始点座標値と該終点座標値に基づいて該レーザー光線照射手段および該加工送り手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、加工領域検出手段によって検出された該始点座標値と該終点座標値を該記憶手段に記憶させ、該記憶手段に記憶された該始点座標値から該終点座標値までの間レーザー光線を照射するように該レーザー光線照射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

本発明によれば、加工領域検出手段によって検出された分割予定ラインの始点座標値と終点座標値を記憶手段に記憶させ、記憶手段に記憶された始点座標値から終点座標値までの間レーザー光線を照射するようにレーザー光線照射手段を制御するので、レーザー光線が被加工物をオーバーランして被加工物が貼着されているダイシングテープに照射されることはない。このため、ダイシングテープにレーザー光線が照射されることによって生ずるダイオキシン等の有害ガスの発生を防止することができるとともに、レーザー光線がダイシングテープを貫通してチャックテーブルを損傷させることもない。また、本発明によれば、上述したように被加工物に形成された分割予定ラインの始点座標値と終点座標値を検出し、この始点座標値から終点座標値までの間レーザー光線を照射するようにしたので、複雑な形状の被加工物に対しても確実に対応することができる。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

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で示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り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、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す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。

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。また、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。

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に移動せしめられる。

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に移動せしめられる。

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に移動せしめられる。

図示の実施形態の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で示す方向に移動可能に支持される。

図示のレーザー光線照射手段５２は、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内には図２に示すようにパルスレーザー光線発振手段５２２と伝送光学系５２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段５２２は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器５２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２ｂとから構成されている。伝送光学系５２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング５２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器５２４が装着されている。

上記パルスレーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系５２３を介して集光器５２４に至り、集光器５２４から上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図３に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器５２４の対物レンズ５２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物レンズ５２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物レンズ５２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。

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の前端部には、上記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加工領域検出手段６が配設されている。この加工領域検出手段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。

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で示す方向に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段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およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す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ビーム照射手段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ビーム照射手段５２を下方に移動するようになっている。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、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、上記加工領域検出手段６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、レーザー光線照射手段５２等に制御信号を出力する。

次に、上述したレーザー加工装置を用いて被加工物を所定の分割予定ラインに沿ってレーザー加工する手順について説明する。
図４にはレーザー加工される被加工物としての半導体ウエーハの斜視図が示されており、図５には図４に示す半導体ウエーハの分割予定ライン２１１における拡大断面図が示されている。図４および図５に示す半導体ウエーハ２０は、シリコンウエーハからなる半導体基板２１の表面２１ａに格子状に配列された複数の分割予定ライン２１１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等の回路２１２が形成されている。なお、この半導体ウエーハ２０は、半導体基板２１の表面に低誘電率絶縁体被膜２１３が積層して形成されている。

上記のように構成された半導体ウエーハ２０は、図６に示すように環状のダイシングフレーム２５に装着された塩化ビニール等の合成樹脂シートからなるダイシングテープ２６に表面２１ａを上側にして貼着する。
このようにしてダイシングフレーム２５にダイシングテープ２６を介して支持された半導体ウエーハ２０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に表面２１ａを上側にして搬送され、該吸着チャック３６１に吸引保持される。このとき、ダイシングフレーム２５はチャックテーブル機構３を構成するクランプ手段３６２によって固定される。このようにして半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、移動手段３７の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられレーザー光線照射ユニット５に配設された加工領域検出手段６の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３６が加工領域検出手段６の直下に位置付けられると、加工領域検出手段６および制御手段１０によって半導体ウエーハ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、加工領域検出手段６および制御手段１０は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１と、分割予定ライン２１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射ユニット５の集光器５２４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２０に形成されている上記所定方向に対して直角な方向に延びる分割予定ライン２１１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。

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上の半導体ウエーハ２０は、図７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７の（ｂ）はチャックテーブル３６即ち半導体ウエーハ２０を図７の（ａ）に示す状態から９０度回転した状態を示している。

上述したようにチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ２０に形成されている分割予定ライン２１１を検出し、レーザビーム照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル３６を移動して所定方向（図７の（ａ）において左右方向）に延びる図７の（ａ）において最上位の分割予定ライン２１１を加工領域検出手段６の直下に位置付ける。そして、更に図８の（ａ）で示すように上記分割予定ライン２１１の一端（図において左端）を加工領域検出手段６の直下に位置付ける。この状態で加工領域検出手段６が分割予定ライン２１１の一端（図の（ａ）において左端）を検出したならばその座標値（図７の（ａ）においてＡＩ）を始点座標値として制御手段１００に送る。次に、チャックテーブル３６を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に移動し、図８の（ｂ）で示すように分割予定ライン２１１の他端（図において右端）まで移動する。そして、分割予定ライン２１１の他端を検出したならばその座標値（図７の（ａ）においてＢＩ）を終点座標値として制御手段１０に送る。制御手段１０は、入力した分割予定ライン２１１の始点座標値（ＡＩ）と終点座標値（ＢＩ）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に一時格納する（分割予定ライン検出工程）。従って、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は加工領域検出手段によって検出された分割予定ラインの始点の座標値と終点の座標値を記憶する記憶手段として機能する。

このようにして図７の（ａ）において最上位の分割予定ライン２１１の始点座標値と終点座標値をを検出したならば、チャックテーブル３６を矢印Ｙで示す方向に分割予定ライン２１１の間隔だけ割り出し送りして、図７の（ａ）において最上位から２番目の分割予定ライン２１１を加工領域検出手段６の直下に位置付ける。そして、この最上位から２番目の分割予定ライン２１１に対して上述した分割予定ライン検出工程を実施して、最上位から２番目の分割予定ライン２１１の始点座標値（Ａ２）と終点座標値（Ｂ２）を検出し、これをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に一時格納する。以後、上述した割り出し送りと分割予定ライン検出工程を図７の（ａ）において最下位の切断予定ライン２１１まで繰り返し実行し、分割予定ライン２１１の始点座標値（Ａ３〜Ａｎ）と終点座標値（Ｂ３〜Ｂｎ）を検出して、これをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に一時格納する。

以上のようにして、半導体ウエーハ２０の所定方向に延びる切断予定ライン２１１に対して始点座標値（Ａ１〜Ａｎ）と終点座標値（Ｂ１〜Ｂｎ）を検出する分割予定ライン検出工程を実施したならば、次に、チャックテーブル３６を移動して図７の（ａ）において最上位の分割予定ライン２１１をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。そして、更に図９の（ａ）で示すように分割予定ライン２１１の一端（図９の（ａ）において左端）である始点座標値（Ａ１）（図７の（ａ）参照）を集光器５２４の直下に位置付ける。次に、制御手段１０はレーザー光線照射手段５２に制御信号を出力し、集光器５２４から分割予定ライン２１１に形成された低誘電率絶縁体被膜２１３にレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を矢印Ｘ１で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。この結果、図９の（ｂ）で示すように分割予定ライン２１１の他端（図９の（ｂ）において右端）である終点座標値（Ｂ１）（図７の（ａ）参照）まで移動する間に、分割予定ライン２１１に形成された低誘電率絶縁体被膜２１３が除去される（レーザー光線照射工程）。このレーザー光線照射工程において制御手段１０は、分割予定ライン２１１の始点座標値（Ａ１）から終点座標値（Ｂ１）の間レーザー光線を照射するようにレーザー光線照射手段５２を制御する。従って、集光器５２４から照射されるレーザー光線が半導体ウエーハ２０をオーバーランしてダイシングテープ２６に照射されることはない。このため、ダイシングテープ２６にレーザー光線が照射されることによって生ずるダイオキシン等の有害ガスの発生を防止することができるとともに、レーザー光線がダイシングテープ２６を貫通してチャックテーブル３６を損傷させることもない。

なお、上記レーザー光線照射工程における加工条件は、図示の実施形態においては次のように設定されている。
光源；ＹＡＧレーザーまたはＹＶＯ４レーザー
波長；３５５ｎｍ
出力；０．５Ｗ
繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
パルス幅；１０ｎｓｅｃ
集光スポット径；φ９．２μｍ
加工送り速度；１００ｍｍ／秒

上述したように図７の（ａ）において最上位の分割予定ライン２１１に対してレーザー光線照射工程を実施したならば、上記割り出し送りとレーザー光線照射工程を図７の（ａ）において最下位の分割予定ライン２１１まで繰り返し実行する。この結果、半導体ウエーハ２０の所定方向に延びる全ての分割予定ライン２１１に形成された低誘電率絶縁体被膜２１３が除去される。以上のようにして、半導体ウエーハ２０の所定方向に延びる分割予定ライン２１１に対して分割予定ライン検出工程およびレーザー光線照射工程を実施したならば、チャックテーブル３６従って半導体ウエーハ２０を９０度回動して、図７の（ｂ）に示す状態に位置付ける。次に、上述した所定方向に延びる分割予定ライン２１１と直角な方向（図７の（ｂ）において左右方向）に延びる切断予定ライン２１１に対して上述した分割予定ライン検出工程を実施し、各分割予定ライン２１１の始点座標値（Ｃ１〜Ｃｎ）と終点座標値（Ｄ１〜Ｄｎ）を検出して、これをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に一時格納する。そして、図７の（ｂ）に示すように位置付けられた半導体ウエーハ２０の各分割予定ライン２１１に対してレーザー光線照射工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ２０の全ての分割予定ライン２１１に形成された低誘電率絶縁体被膜２１３が除去される。
なお、上述した実施形態においては、半導体ウエーハ２０の所定方向に延びる分割予定ライン２１１に対して分割予定ライン検出工程およびレーザー光線照射工程を実施し、次に所定方向に延びる分割予定ライン２１１と直角な方向に延びる切断予定ライン２１１に対して分割予定ライン検出工程およびレーザー光線照射工程を実施する例を示したが、半導体ウエーハ２０の所定方向に延びる分割予定ライン２１１および該所定方向に延びる分割予定ライン２１１と直角な方向に延びる切断予定ライン２１１に対して分割予定ライン検出工程を実施した後に、レーザー光線照射工程を実施してもよい。

以上のようにして、半導体ウエーハ２０の全ての分割予定ライン２１１に形成されている低誘電率絶縁体被膜２１３を除去したならば、半導体ウエーハ２０を保持しているチャックテーブル３６は、最初に半導体ウエーハ２０を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ２０の吸引保持を解除する。そして、半導体ウエーハ２０は、図示しない搬送手段によってダイシング工程に搬送される。このダイシング工程において半導体ウエーハ２０は、切削ブレードを備えた切削装置により分割予定ライン２１１に沿って切削され、個々の半導体チップに分割される。このとき、分割予定ライン２１１に形成されている低誘電率絶縁体被膜２１３が除去されているので、ブレードによって低誘電率絶縁体被膜を切削する際に発生する剥離を未然に防止することができる。

以上、半導体ウエーハの分割予定ラインに形成された低誘電率絶縁体被膜を除去するためのレーザー加工を実施した例を示したが、本発明によるレーザー加工装置は半導体ウエーハの分割予定ラインに沿って半導体ウエーハに対して透過性を有する例えば波長が１０６４ｎｍのパルスレーザー光線を照射し、半導体ウエーハの内部に連続した変質層を形成するレーザー加工等に適用することができる。

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１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザビーム加工手段の構成を簡略に示すブロック図。図２に示すレーザビーム加工手段から照射されるレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。図４に示す半導体ウエーハの拡大断面図。図４に示す半導体ウエーハを環状のダイシングフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態を示す斜視図。図４に示す半導体ウエーハが図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との関係を示す説明図。図１に示すレーザー加工装置によって実施する分割予定ライン検出工程の説明図。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光線照射工程の説明図。

符号の説明

２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線加工手段
５２２：レーザー光線発振手段
５２３：レーザー光線変調手段
５２４：集光器
６：加工領域検出手段
１０：制御手段
２０：半導体ウエーハ
２１：半導体基板
２１１：分割予定ライン
２１２：回路
２１３：低誘電率絶縁体被膜

Claims

被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置であって、
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光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物に形成された分割予定ラインを検出する加工領域検出手段と、該加工領域検出手段によって検出された分割予定ラインの始点座標値と終点座標値を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された該始点座標値と該終点座標値に基づいて該レーザー光線照射手段および該加工送り手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、加工領域検出手段によって検出された該始点座標値と該終点座標値を該記憶手段に記憶させ、該記憶手段に記憶された該始点座標値から該終点座標値までの間レーザー光線を照射するように該レーザー光線照射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。