JP2006289388A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の加工ラインに沿って均一なレーザー加工を施すことができるレーザー加工装置を提供。
【解決手段】 被加工物を保持するチャックテーブルと、パルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、これらを相対的に移動せしめる加工送り手段と、これらの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、レーザー光線照射手段はパルスレーザー光線のスポットの形状を楕円形に整形し、楕円の短軸と長軸との長さの比を１：５〜１：２０の範囲に設定しており、そのスポットの長軸を加工送り方向に位置付ける手段を具備し、制御手段は楕円形のスポットの長軸をL(μm)とし、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をH(Hz)とし、加工送り速度をV (μm/秒)とした場合、楕円形のスポットの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％＝７５〜９５％の範囲になるようにレーザー光線照射手段および加工送り手段を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の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レーザー加工方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記半導体チップがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って切断することによって個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板等の表面に格子状に形成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が形成された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿って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。

このような半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハ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、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切削送り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。

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、被加工物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することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２１号公報

また、先ダイシングによって個々の半導体チップに分割された半導体ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体チップをダイシングテープに貼着した後、各半導体チップ間の間隙に露出された該接着フィルムの部分に、半導体チップの表面側から上記間隙を通してパルスレーザー光線を照射し、接着フィルムの上記間隙に露出された部分を溶断するようにした半導体チップの製造方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００２−１１８０８１号公報

レーザー加工は切削加工に比して加工速度を速くすることができるとともに、サファイヤのように硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。しかるに、各加工ラインに沿って均一なレーザー加工溝を所望の深さに形成することは非常に難しい。即ち、ウエーハに形成するレーザー加工溝の深さを深くするためにパルスレーザー光線の出力を高めても、パルスレーザー光線のエネルギーが充分吸収されず、所望の深さのレーザー加工溝を形成することができない。
また、上述した接着フィルムを溶断する場合も、接着フィルムの厚さが５０μm、１００μmと厚くなると、接着フィルムを確実に溶断することが困難となる。

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、被加工物に所定の加工ラインに沿って均一なレーザー加工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。

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パルスレーザー光線を集光レンズによって集光して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加工送り方向に相対的に移動せしめる加工送り手段と、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、を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、該集光レンズによって集光されるパルスレーザー光線のスポットの形状を楕円形に整形し、楕円形に整形したスポットの長軸を該加工送り方向に位置付けるスポット整形手段を具備し、該スポット整形手段は楕円形に整形したスポットの短軸と長軸との長さの比を１：５〜１：２０の範囲に設定しており、
該制御手段は、楕円形のスポットの長軸をL(μm)とし、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をH(Hz)とし、加工送り速度をV (μm/秒)とした場合、楕円形のスポットの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％＝７５〜９５％の範囲になるように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、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記スポット整形手段は、シリンドリカルレンズからなっていることが望ましい。

本発明によりレーザー加工装置においては、レーザー光線のスポットは短軸と長軸との長さの比を１：５〜１：２０の範囲に設定された楕円形に整形され、この楕円形のスポットの長軸をL(μm)とし、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をH(Hz)とし、加工送り速度をV (μm/秒)とした場合、楕円形のスポットの重なり率｛1−V／（H×L）｝×１００％＝７５〜９５％の範囲になるように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ので、レーザー光線のスポットが適正な重なり状態で加工するため、各ラインに沿って均一な加工を効率よく行うことができる。

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。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、後述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。

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を具備している。また、レーザー光線照射手段５２は、図２に示すようにケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段５２２および伝送光学系５２３と、ケーシング５２１の先端に配設されパルスレーザー光線発振手段５２２によって発振されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する加工ヘッド５３を具備している。上記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。

上記加工ヘッド５３は、図３に示すように方向変換ミラー５３１と、集光器５３２とからなっている。方向変換ミラー５３１は、上記パルスレーザー光線発振手段５２２によって発振され伝送光学系５２３を介して照射されたパルスレーザー光線を集光器５３２に向けて方向変換する。集光器５３２は、図示の実施形態においてはシリンドリカルレンズ５３２aと集光レンズ５３２bを具備している。シリンドリカルレンズ５３２aは、上記パルスレーザー光線発振手段５２２から発振され伝送光学系５２３および方向変換ミラー５３１を介して照射された断面が円形のパルスレーザー光線LBを断面が楕円形に整形する。集光レンズ５３２bは、断面が楕円形に整形されたレーザー光線を所定の倍率で集光する。この集光レンズ５３２bの集光点PにおけるスポットSの形状は、図３において拡大して示すように楕円形である。従って、上記シリンドリカルレンズ５３２aは、集光レンズ５３２bによって集光されるパルスレーザー光線のスポットSの形状を楕円形に整形するスポット整形手段として機能する。このスポット整形手段としては楕円形のマスク手段を用いることもできるが、マスク手段を用いた場合には断面が円形のレーザー光線LBの一部をカットすることになるので、レーザー光線の全てのエネルギーを利用することができない。しかるに、図示の実施形態のようにスポット整形手段としてシリンドリカルレンズ５３２aを用いることにより、レーザー光線の全てのエネルギーを利用することができる。なお、上記楕円形のスポットSは、長軸Lが図１においてXで示す加工送り方向（図３において紙面に垂直な方向）に位置付けることが重要である。また、上記楕円形のスポットSは、短軸Dと長軸Lとの長さの比を１：５〜１：２０の範囲に設定されていることが重要である。なお、上記楕円形のスポットSの短軸Dと長軸Lとの長さの比は、シリンドリカルレンズ５３２aと集光レンズ５３２bの間隔を変更することによって調整することができる。

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撮像手段６が配設されている。この撮像手段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図示しない制御手段に送る。

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５４を具備している。移動手段５４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５４２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５４２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５４２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５４２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２５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）２５１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２５２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）２５３と、カウンター２５４と、入力インターフェース２５５および出力インターフェース２５６とを備えている。制御手段２５の入力インターフェース２５５には、上記撮像手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段２５の出力インターフェース２５６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５４２、レーザー光線照射手段５２等に制御信号を出力する。

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。
ここで、上記レーザー加工装置によって加工される被加工物であるウエーハとしての光デバイスウエーハについて、図４および図５を参照して説明する。図４には、光デバイスウエーハの斜視図が示されており、図５には図４に示す光デバイスウエーハの要部拡大断面図が示されている。
図４および図５に示す光デバイスウエーハ２０は、サファイヤからなる基板２１の表面に窒化ガリウム（GaN）、窒化アルミニウム・ガリウム(AlGaN)等からなる成膜が積層されたデバイス層２２によって複数のデバイス２３がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス２３は、格子状に形成された分割予定ライン２４によって区画されている。
このように構成された光デバイスウエーハ２０の裏面２０bにレーザー加工を施すには、図６に示すように光デバイスウエーハ２０の表面２０aに保護テープ７を貼着する（保護テープ貼着工程）。

上述した保護テープ貼着工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２０の裏面２０bに分割予定ライン２４に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー光線照射工程を実施する。このレーザー光線照射工程は、先ず上述した図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ２０の保護テープ７側を載置し、該チャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ２０を吸着保持する。従って、光デバイスウエーハ２０は、裏面２０bを上側にして保持される。

上述したように光デバイスウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段６の直下に位置付けられる。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および図示しない制御手段によって光デバイスウエーハ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、撮像手段６および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２０の所定方向に形成されている分割予定ライン２４と、分割予定ライン２４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５２の集光器５３２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、光デバイスウエーハ２０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２４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、光デバイスウエーハ２０の分割予定ライン２１が形成されている表面２０ａ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２０ｂから透かして分割予定ライン２４を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された光デバイスウエーハ２０に形成されている分割予定ライン２４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(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５２の集光器５３２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２４を集光器５３２の直下に位置付ける。このとき、図７の（ａ）で示すように光デバイスウエーハ２０は、分割予定ライン２４の一端(図７の(a)において左端)が集光器５３２の直下に位置するように位置付けられる。次に、集光器５３２からレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６即ち光デバイスウエーハ２０を図７の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図７の（ｂ）で示すように分割予定ライン２４の他端（図７(b)において右端）が集光器５３２の直下位置に達したら、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即ち光デバイスウエーハ２０の移動を停止する。この結果、光デバイスウエーハ２０の裏面１０bには、図８に示すように所定の分割予定ライン２４に沿って均一なレーザー加工溝２０１が形成される。

上記レーザー光線照射工程においては、レーザー光線照射手段５２の集光器５３２から照射されるパルスレーザー光線は、上述したように楕円形のスポットSで光デバイスウエーハ２０に照射される。そして、パルスレーザー光線は、図９に示すように楕円形のスポットSが加工送り方向Xに大部分がオーバーラップするように照射される。このオーバーラップ量、即ち楕円形のスポットSの重なり率は、図示の実施形態においては次のように設定されている。即ち、楕円形のスポットSの長軸をL(μm)とし、パルスレーザー光線の周波数をH(Hz)とし、加工送り速度をV (μm/秒)とした場合、楕円形のスポットSの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％＝７５〜９５％になるように設定されている。この楕円形のスポットSの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％は、上記レーザー光線照射手段５２および加工送り手段３７を制御手段１０によって制御することにより実施される。即ち、制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２の繰り返し周波数設定手段５２２ｂを制御してパルスレーザー光線発振手段５２２によって発振されるパルスレーザー光線の繰り返し周波数と、加工送り手段３７のパルスモータ３７２の回転駆動速度を適宜設定して、楕円形のスポットSの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％を７５〜９５％の範囲になるように制御する。

ここで、短軸が１０μmで長軸が６０μmの楕円形のスポットSの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％について検討する。この場合、パルスレーザー光線の繰り返し周波数が１０kHzで加工送り速度が１００ｍｍ／秒であると、次にパルスレーザー光線が照射されるまでの間に被加工物が１０μm移動するので、重なり率{1−V／(H×L)}×１００％は８３％である。一方、加工送り速度を３００ｍｍ／秒にすると繰り返し周波数が１０kHzのままであると重なり率{1−V／(H×L)}×１００％は５０％に低下してしまうので、重なり率{1−V／(H×L)}×１００％を７５％以上に維持するためには繰り返し周波数を２０kHz以上にする必要がある。

なお、上記レーザー光線照射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。
光源 ：ＹＡＧ、ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ
平均出力 ：１〜５W
集光スポット ：楕円形 短軸１０μｍ、長軸５０〜２００μｍ
繰り返し周波数 ：１０〜１００kHz
加工送り速度 ：２５〜５００ｍｍ／秒

上述したレーザー光線照射工程を光デバイスウエーハ２０に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２４に沿って実施したならば、チャックテーブル３６従って光デバイスウエーハ２０を９０度回動する。そして、光デバイスウエーハ２０に上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２４に沿って上述したレーザー光線照射工程を実施する。

以上のようにして光デバイスウエーハ２０に形成された全ての分割予定ライン２４に沿って上述したレーザー光線照射工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０は次工程である分割工程に搬送される。そして、分割工程においては、光デバイスウエーハ２０の分割予定ライン２４に沿って形成されたレーザー加工溝２０１が容易に分割できる深さに形成されているので、メカニカルブレーキングによって容易に分割することができる。

以上、本発明を光デバイスウエーハに対して実施した例を示したが、本発明はシリコン基板の表面に複数のデバイスが形成された半導体ウエーハの分割予定ラインに沿ったレーザー加工に適用しても同様の作用効果が得られる。

上記レーザー光線照射工程における加工条件を次のとおり設定し、厚さが５０μmのシリコンウエーハを所定の加工ラインに沿って加工した結果、シリコンウエーハを所定の加工ラインに沿って完全切断することができた。
光源 ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：３．５W
集光スポット ：楕円形 短軸１０μｍ、長軸２００μｍ
繰り返し周波数 ：１０kHz
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
スポットの重なり率：９５％
また、上記加工条件によって、ポリイミド系樹脂からなる厚さが６０μmの接着フィルムを所定の加工ラインに沿って加工した結果、接着フィルムを所定の加工ラインに沿って完全溶断することができた。

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ー光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。 図２に示すレーザー光線照射手段を構成する加工ヘッド説明図。 本発明によってレーザー加工されるウエーハとしての光デバイスウエーハの斜視図。 図４に示す光デバイスウエーハの要部拡大断面図。 図４に示す光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着した状態を示す斜視図。 図１に示すレーザー加工装置によって光デバイスウエーハをレーザー加工するレーザー光線照射工程の説明図。 図７に示すレーザー光線照射工程によってレーザー加工された光デバイスウエーハの要部拡大断面図。 図７に示すレーザー光線照射工程によって照射されるパルスレーザー光線の集光スポットがオーバーラップしている状態を示す説明図。

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
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
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
４３：第２の割り出し送り手段
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
５２１：ケーシング
５２２：パルスレーザー光線発振手段
５２３：伝送光学系
５３：加工ヘッド
５３１：方向変換ミラー
５３２：集光器
５３２a： シリンドリカルレンズ
５３２b：集光レンズ
６：撮像手段
７：保護テープ
１０：制御手段
２０：光デバイスウエーハ

Claims (2)

1. 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パルスレーザー光線を集光レンズによって集光して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加工送り方向に相対的に移動せしめる加工送り手段と、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、を具備するレーザー加工装置において、
   該レーザー光線照射手段は、該集光レンズによって集光されるパルスレーザー光線のスポットの形状を楕円形に整形し、楕円形に整形したスポットの長軸を該加工送り方向に位置付けるスポット整形手段を具備し、該スポット整形手段は楕円形に整形したスポットの短軸と長軸との長さの比を１：５〜１：２０の範囲に設定しており、
   該制御手段は、楕円形のスポットの長軸をL(μm)とし、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をH(Hz)とし、加工送り速度をV (μm/秒)とした場合、楕円形のスポットの重なり率{1−V／(H×L)}×１００％＝７５〜９５％の範囲になるように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、
   ことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該スポット整形手段は、シリンドリカルレンズからなっている、請求項１記載のレーザー加工装置。

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