JP2008012566A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板状の被加工物の厚さにバラツキがあっても被加工物における所望位置に正確に加工を施すことができるレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】チャックテーブルに保持された被加工物の上面側からレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段が加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器とを具備しているレーザー加工装置であって、加工用パルスレーザー光線の集光点を調整する集光点位置調整手段と、集光点位置調整手段を介して検査用レーザー光線を被加工物に照射し、その反射光に基いて被加工物の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、高さ位置検出手段の検出値に基いて集光点位置調整手段を制御する制御データを格納するメモリを備えた制御手段とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された板状の被加工物に所定の加工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。

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波長（例えば１０６４ｎｍ）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

しかるに、半導体ウエーハ等の板状の被加工物にはウネリがあり、その厚さにバラツキがあると、レーザー光線を照射する際に屈折率の関係で所定の深さに均一に変質層を形成することができない。従って、半導体ウエーハ等の内部の所定深さに均一に変質層を形成するためには、予めレーザー光線を照射する領域の凹凸を検出し、その凹凸にレーザー光線照射手段を追随させて加工する必要がある。

上述した問題を解消するために、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し集光点を生成する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該集光器が生成する集光点を被加工物保持面に垂直な方向に移動する集光点位置調整手段と、チャックテーブルに保持された被加工物におけるレーザー光線が照射される直前の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段によって検出された高さ位置信号に基づいて集光点位置調整手段を制御する制御手段とを具備したレーザー加工装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開平２００５−２９７０１２号公報

而して、上記特許文献２に開示されたレーザー加工装置においては、高さ位置検出手段によってレーザー光線が照射される直前の高さ位置を検出しても、僅かに時間的ズレが生じるとともに、高さ位置検出手段の光学系とレーザー光線照射手段の光学系が異なるために、高さ位置検出手段によって検出された高さ位置に追随して正確にレーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の集光点の位置を調整することが困難である。

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、板状の被加工物の厚さにバラツキがあっても被加工物における所望位置に正確に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被加工物保持面を備えた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の上面側から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と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を具備し、該レーザー光線照射手段が加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器とを具備しているレーザー加工装置において、
該加工用レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該集光器によって集光される加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段からの検出信号に基いて該集光点位置調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該高さ位置検出手段は、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線の波長と異なる波長を有する検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と該集光点位置調整手段との間に配設され該加工用レーザー光線発振手段から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し該検査用レーザー光線発振手段から発振される波長の検査用レーザー光線を該集光点位置調整手段に向けて偏向せしめるダイクロックハーフミラーと、該ダイクロックハーフミラーと該検査用レーザー光線発振手段との間に配設され該検査用レーザー光線発振手段から発振された検査用レーザー光線を通過し該ダイクロックハーフミラーによって偏向された反射光を偏向せしめる第1のスプリッターと、該第1のスプリッターによって偏向された反射光のうち検査用レーザー光線の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターと、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第1の経路と第2の経路に分光する第２のスプリッターと、該第２のスプリッターによって該第1の経路に分光された反射光を受光する第1の受光素子と、該第２のスプリッターによって該第２の経路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第２の経路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを具備しており、
該制御手段は、該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を求め、該光量の比が所定値になるように該集光点位置調整手段を制御する制御データを演算し、該制御データを格納するメモリを備え、該メモリに格納された制御データに基づいて該集光点位置調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記第1の経路には第1の経路に分光された反射光を１００％集光して上記第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、上記受光領域規制手段は上記第２の経路に分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズと該シリンドリカルレンズによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスクとからなっている。
上記第1の経路には第1の経路に分光された反射光を１００％集光して上記第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、上記受光領域規制手段は上記第２の経路に分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスクからなっている。
また、上記光路長変移手段は、反射面を対向して互いに平行に配設された第１のミラーおよび第２のミラーと該第１のミラーと該第２のミラーの設置角度を調整する角度調整アクチュエータとからなる第１のガルバノスキャナーおよび第２のガルバノスキャナーによって構成されていることが望ましい。
更に、上記検査用レーザー光線の集光点位置は、上記チャックテーブルに保持された被加工物の内部に位置付けられることが望ましい。

本発明によるレーザー加工装置においては、加工用パルスレーザー光線の集光点を調整する集光点位置調整手段を介して検査用レーザー光線を被加工物に照射し、その反射光に基いて被加工物の高さ位置を検出するとともに、この検出値に基いて集光点位置調整手段を制御するので、時間差を生ずることなく被加工物のウネリに対応して加工用パルスレーザー光線の集光点位置を調整することができる。また、本発明によるレーザー加工装置においては、制御手段は第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を求め、光量の比が所定値になるように集光点位置調整手段を制御する制御データを格納するメモリを備え、メモリに格納された制御データに基づいて集光点位置調整手段を制御するので、複数の変質層を同じ条件で高精度に形成することができる。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、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１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の上面である保持面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。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段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。この送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に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の加工送り量を検出する。なお、上記加工送り手段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の加工送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段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の加工送り量を検出することもできる。

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。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記第２の滑動ブロック３３の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段３８４を備えている。割り出し送り量検出手段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。この送り量検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示に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の割り出し送り量を検出する。なお、上記第１の割り出し送り手段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の割り出し送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段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の割り出し送り量を検出することもできる。

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、実質上水平に配置された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に示すように加工用パルスレーザー光線発振手段６と、この加工用パルスレーザー光線発振手段６が発振する加工用パルスレーザー光線を伝送する光学伝送手段７が配設されており、ケーシング５２１の先端には光学伝送手段７によって伝送されたレーザー光線を集光せしめる集光レンズ８１を備えた集光器８が装着されている（図１参照）。加工用パルスレーザー光線発振手段６は、被加工物であるウエーハに対して透過性を有する波長の加工用パルスレーザー光線LB1を発振する。この加工用パルスレーザー光線発振手段6は、ウエーハがシリコン基板、炭化珪素基板、リチウムタンタレート基板、ガラス基板或いは石英基板を含むウエーハである場合、例えば波長が１０６４ｎｍである加工用パルスレーザー光線LB１を発振するＹＶＯ４パルスレーザー発振器或いはＹＡＧパルスレーザー発振器を用いることができる。

光学伝送手段７は、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB1が集光レンズ８１によって集光される集光点位置を変位せしめるための集光点位置調整手段７１と、該集光点位置調整手段７１を介して伝送される加工用パルスレーザー光線LB1を図２において下方に向けて９０度変換する方向変換ミラー７２とを具備している。集光点位置調整手段７１は、間隔を置いて配設された第１の凸レンズ７１１および第２の凸レンズ７１２と、該第１の凸レンズ７１１と第２の凸レンズ７１２との間に配設され第１の凸レンズ７１１を透過したレーザー光線を反射偏向する第1のガルバノスキャナー７１３と、該第1のガルバノスキャナー７１３によって反射偏向されたレーザー光線を反射偏向する第2のガルバノスキャナー７１４とからなっている。

第1のガルバノスキャナー７１３は、図３に示すように所定の間隔をもって互いに平行に反射面を対向して配設された一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂ６３２と、該第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂの設置角度を調整する角度調整アクチュエータ７１３cとによって構成されている。このように構成された第１のガルバノスキャナー７１３は、図２に示すように第1のミラー７１３aは第１のレンズ７１１を透過したレーザー光線を第2のミラー７１３ｂに向けて反射偏向し、第2のミラー７１３ｂは第1のミラー７１３aで反射偏向されたレーザー光線を第2のガルバノスキャナー７１４に向けて反射偏向する。角度調整アクチュエータ７１３cは、その回動軸７１３dが一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂの連結部に伝動連結されている。この角度調整アクチュエータ７１３cは、後述する制御手段によって制御され、一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂの設置角度を変更する。

第2のガルバノスキャナー７１４は、上記第１のガルバノスキャナー７１３と対向して配設されており、所定の間隔をもって互いに平行に反射面が対向して配設された一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bと、該第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bの設置角度を調整する角度調整アクチュエータ７１４cによって構成されている。このように構成された第２のガルバノスキャナー７１４は、図２に示すように第２のミラー７１４bは上記第１のガルバノスキャナー７１３の第２のミラー７１３bで反射偏向されたレーザー光線を第２のミラー７１４bに向けて反射偏向し、第２のミラー７１４bは第１のミラー７１４aによって反射偏向されたレーザー光線を上記方向変換ミラー７２に向けて反射偏向する。角度調整アクチュエータ７１４cは、その回動軸７１４dが一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bの連結部に伝動連結されている。この角度調整アクチュエータ７１４cは、後述する制御手段によって制御され、第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bの設置角度を変更する。

上述した集光点位置調整手段７１は、図２に示す状態においては第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)と第２の凸レンズ７１２の焦点(f2)が、第１のミラー対７１３の第２のミラー７１３bと第２のミラー対７１４の第１のミラー７１４aの間の集束点Dで一致するように構成されている。この状態においては、第２の凸レンズ７１２から方向変換ミラー７２に向けて照射されるパルスレーザー光線１０は平行となる。そして、第１のガルバノスキャナー７１３の一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂおよび第2のガルバノスキャナー７１４一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bは、それぞれ点対称の位置となる点Q1、Q2を中心として回動せしめられるようになっている。

このように構成された集光点位置調整手段７１においては、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB1を、第１の凸レンズ７１１、第１のガルバノスキャナー７１３の第１のミラー７１３aおよび第２のミラー７１３b、第2のガルバノスキャナー７１４の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４b、第２の凸レンズ７１２を介して方向変換ミラー７２に導く。そして、第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cと第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cによって一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂと一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bをそれぞれ点Q1、Q2を中心として回動し、各ミラーの設置角度を変更することにより第１の凸レンズ７４１の焦点(f1)および第２の凸レンズ７４２の焦点(f2)をそれぞれ図において左右方向に変位することができる。

このように構成された集光点位置調整手段７１は、図２に示す状態においては上述したように第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)と第２の凸レンズ７２２の焦点(f2)が集束点Dで一致し、第２の凸レンズ７２２から方向変換ミラー７２に向けて伝送される加工用パルスレーザー光線LB1を平行にする。この場合、集光レンズ８１によって集光される集光点Pは図２で示す位置となる。一方、第１のガルバノスキャナー７１３の一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂおよび第2のガルバノスキャナー７１４の一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bを点Q1、Q2を中心として一方に回動し、第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)を上記集束点Dより図２において左方に変位し、第２の凸レンズ７１２の焦点(f2)を上記集束点Dより図２において右方に変位すると、第２の凸レンズ７１２から方向変換ミラー７２に向けて照射される加工用パルスレーザー光線LB1は末広がりとなる。この結果、方向変換ミラー７２を介して上記集光レンズ８１に入射する加工用パルスレーザー光線LB1も末広がりとなるため、集光レンズ８１によって集光される集光点Pは図２で示す状態より下方に変位する。他方、第１のガルバノスキャナー７１３の第１のガルバノスキャナー７１３および第2のガルバノスキャナー７１４の一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂを点Q1、Q2を中心として他方に回動し、第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)を上記集束点Dより図２において右方に変位し、第２の凸レンズ７１２の焦点(f2)を上記集束点Dより図２において左方に変位すると、第２の凸レンズ７１２から方向変換ミラー７２に向けて照射される加工用パルスレーザー光線LB１は末細りとなる。この結果、方向変換ミラー７２を介して上記集光レンズ８１に入射する加工用パルスレーザー光線LB１も末細りとなるため、集光レンズ８１によって集光される集光点Pは図２で示す状態より上方に変位する。

上記集光レンズ８１を備えた集光器８は、上記ケーシング５２１の先端部に装着されている。この集光器８は、集光レンズ８１を含む組レンズから構成されており、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振され集光点位置調整手段７１および方向変換ミラー７２を介して伝送された加工用パルスレーザー光線LB1を集光点Pに集光する。

図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段９を具備している。高さ位置検出手段９は、検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段９０と、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６と集光点位置調整手段７１と間に配設され検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線を集光点位置調整手段７１に向けて反射偏光せしめるダイクロックハーフミラー９１と、該ダイクロックハーフミラー９１と検査用レーザー光線発振手段９０との間に配設された第1のキュービックスプリッター９２を具備している。検査用レーザー光線発振手段９０は、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される加工用パルスレーザー光線の周波数と異なる周波数のレーザー光線を発振する。この検査用レーザー光線発振手段９０は、例えば波長が６３２ｎｍの検査用レーザー光線LB2を発振するHe-Neパルスレーザー発振器を用いることができる。ダイクロックハーフミラー９１は、加工用パルスレーザー光線LB1は通過するが検査用レーザー光線LB2を集光点位置調整手段７１に向けて反射偏向せしめる。第1のキュービックスプリッター９２は、検査用パルスレーザー光線LB2を通過しダイクロックハーフミラー９１によって反射偏向された反射光を反射偏向せしめる。

図示の実施形態における高さ位置検出手段９は、第1のキュービックスプリッター９２によって反射された反射光のうち検査用レーザー光線LB2の周波数に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルター９３と、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第1の経路９４aと第2の経路に９４bの分光する第２のキュービックスプリッター９４と、該第２のキュービックスプリッター９４によって第1の経路９４aに分光された反射光を１００％集光する集光レンズ９５と、該集光レンズ９５によって集光された反射光を受光する第1の受光素子９６を具備している。第1の受光素子９６は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における高さ位置検出手段９は、第２のキュービックスプリッター９４によって第２の経路９４bに分光された反射光を受光する第２の受光素子９７と、該第２の受光素子９７が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段９８を具備している。受光領域規制手段９８は、図示の実施形態においては第２のキュービックスプリッター９４によって第２の経路９４bに分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズ９８１と、該シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光られた反射光を単位長さに規制する一次元マスク９８２とからなっている。該一次元マスク９８２を通過した反射光を受光する第２の受光素子９７は、受光した光量に対応した電圧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高さ位置検出手段９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。
検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線LB2は、第1のキュービックスプリッター９２を通過してダイクロックハーフミラー９１に達し、該ダイクロックハーフミラー９１によって集光点位置調整手段７１に向けて反射偏向される。集光点位置調整手段７１に向けて反射偏向された検査用レーザー光線LB2は、上記加工用パルスレーザー光線LB1と同様に集光点位置調整手段７１、方向変換ミラー７２を介して集光レンズ８１によって集光される。なお、検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線LB2は、集光レンズ８１によって集光される集光点が上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pより図２において下方になるように広がり角の大きいレーザー光線を用いることが望ましい。このようにして集光される検査用レーザー光線LB2は、チャックテーブル３６に保持された被加工物の上面で反射し、その反射光が図２において破線で示すように集光レンズ８１、方向変換ミラー７２、集光点位置調整手段７１、ダイクロックハーフミラー９１、第1のキュービックスプリッター９２を介してバンドパスフィルター９３に達する。なお、上記加工用パルスレーザー光線LB1の反射光も検査用レーザー光線LB2と同様に経路を介してバンドパスフィルター９３に達する。バンドパスフィルター９３は上述したように検査用レーザー光線LB2の周波数に対応する反射光のみを通過せしめるように構成されているので、加工用パルスレーザー光線LB1の反射光はバンドパスフィルター９３によって遮断される。従って、検査用レーザー光線LB2の反射光だけがバンドパスフィルター９３を通過し、第２のキュービックスプリッター９４に達する。

第２のキュービックスプリッター９４に達した検査用レーザー光線LB2の反射光は、第1の経路９４aと第2の経路９４bに分光される。第1の経路９４aに分光された反射光は、集光レンズ９５によって１００％集光され第1の受光素子９６に受光される。そして、第1の受光素子９６は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。一方、第2の経路に９４bに分光された検査用レーザー光線LB2の反射光は、受光領域規制手段９８のシリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光され、一次元マスク９８２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７に受光される。そして、第２の受光素子９７は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。

ここで、第1の受光素子９６と第２の受光素子９７によって受光される検査用レーザー光線LB2の反射光の受光量について説明する。
第1の受光素子９６に受光される検査用レーザー光線LB2の反射光は、集光レンズ９５によって１００％集光されるので受光量は一定であり、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）は一定（例えば１０V）となる。一方、第２の受光素子９７によって受光される検査用レーザー光線LB2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光された後、一次元マスク９８２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７に受光されるので、検査用レーザー光線LB2が集光器８の集光レンズ８１によって集光された集光点Paの被加工物に対する位置によって第２の受光素子９７の受光量は変化する。従って、第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）は、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの被加工物Wに対する位置によって変化する。

例えば、図４の(a)に示すように検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの表面から浅い位置である場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの表面に照射される面積S1で反射する。この反射光は上述したように第２のキュービックスプリッター９４によって第1の経路９４aと第2の経路９４bに分光されるが、第1の経路９４aに分光された面積S1の反射光は集光レンズ９５によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子９６に受光される。一方、第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された面積S1の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光されるので断面が楕円形となる。このようにして断面が楕円形に絞られた反射光は、一次元マスク９８によって所定の単位長さに規制されるので、第2の経路９４bに分光された反射光の一部が第２の受光素子９７によって受光されることになる。従って、第２の受光素子９７に受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子９６に受光される光量より少なくなる。

次に、図４の(b)に示すように検査用レーザー光線LB2の集光点Pが上記図４の(a)に示す位置より深い場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの表面に照射される面積S2で反射する。この面積S2は上記面積S１より大きい。この面積S2の反射光は上述したように第２のキュービックスプリッター９４によって第1の経路９４aと第2の経路９４bに分光されるが、第1の経路９４aに分光された面積S2の反射光は集光レンズ９５によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子９６に受光される。一方、第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された面積S2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光されるので断面が楕円形となる。この楕円形の長軸の長さは、反射光の面積S2が上記面積S1より大きいので上記図４の(a)に示す場合より長くなる。このようにして断面が楕円形に集光された反射光は、一次元マスク９８２によって所定の長さに区切られ一部が第２の受光素子９９によって受光される。従って、第２の受光素子９７によって受光される光量は、上記図４の(a)に示す場合より少なくなる。このように第２の受光素子９７に受光される反射光の光量は、検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの表面に近いほど多く、検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの表面から遠いほど少なくなる。
なお、検査用レーザー光線LB2の集光点Paは、常に被加工物Wの内部に位置付けるように設定することが望ましい。即ち、検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの内部に位置付けられても被加工物Wの表面より上側に位置付けられても、被加工物Wの表面から集光点Paまでの距離が同一であると第２の受光素子９７によって受光される光量は同一となる。従って、検査用レーザー光線LB2の集光点Paを常に被加工物Wの内部に位置付けるように設定することにより、被加工物Wの表面の高さ位置を確実に検出することができる。

ここで、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比と、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの被加工物Wに対する位置との関係について、図５に示す制御マップを参照して説明する。なお、図５において横軸は検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置で、被加工物Wの表面から内部への距離を示している。また、図５において縦軸は第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/ V2）である。
図５に示す例においては、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置が被加工物Wの表面から１０μｍの場合上記電圧値の比（V1/
V2）は“２”で、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置が被加工物Wの表面から４０μｍの場合上記電圧値の比（V1/
V2）は“６”となっている。なお、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置が加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pの位置より図２において例えば１０μm下方になるように設定している場合には、図5に示す制御マップの上記電圧値の比（V1/ V2）は集光点Pと集光点Paとの間隔に対応して差異を補正した値としておく。即ち、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの１０μm上方に加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pが位置付けられるので、図５において実線で示すように加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pに関する制御マップを作成する。従って、例えば、上記電圧値の比（V1/ V2）を“６”に設定し、電圧値の比（V1/
V2）が“６”を維持するように上記集光点位置調整手段７１を制御することにより、被加工物Wの厚さにバラツキがあっても表面から３０μｍの位置にレーザー加工することができる。なお、図5に示す制御マップは、後述する制御手段のメモリに格納される。

上述した図２に示す高さ位置検出手段９においては、受光領域規制手段９８をシリンドリカルレンズ９８１と一次元マスク９８２とによって構成した例を示したが、受光領域規制手段としては、図６に示すように上記第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスク９９を用いてもよい。なお、ニ次元マスク９９を用いると、図５に示す制御マップのグラフは放物線となる。

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の先端部には、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１１が配設されている。この撮像手段１１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。

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（吸着チャック３６１の上面である保持面に対して垂直な方向）に移動させるための集光点位置付け手段５３を具備している。集光点位置付け手段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および集光器８を備えたレーザー光線照射手段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ー光線照射手段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ー光線照射手段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１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、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４および撮像手段１１等からの検出信号が入力される。制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４、第1の受光素子９６、第２の受光素子９７および撮像手段１１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１０６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、加工用パルスレーザー光線発振手段６、検査用レーザー光線発振手段９０、第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４c等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、上述した図５に示す制御マップを格納する第１の記憶領域１０３a、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）に基づいて上記第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御するための制御データを格納する第２の記憶領域１０３b、および他の記憶領域を備えている。

図示のレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置１を用いて実施するウエーハのレーザー加工方法について説明する。
図７には、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハ２０の斜視図が示されている。図７に示す半導体ウエーハ２０は、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面２０ａに格子状に形成された複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ２０は、図８に示すように環状のフレーム３０に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ４０に表面２０ａ側を貼着する。従って、半導体ウエーハ２０は、裏面２０bが上側となる。

図８に示すように、環状のフレーム３０に保護テープ４０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３６上に保護テープ４０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２０は、保護テープ４０を介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレーム３０は、クランプ３６２によって固定される。

上述したように半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段１１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１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１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、撮像手段１１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ストリート２１と、ストリート２１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８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に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート２１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２０のストリート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１１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２１を撮像することができる。

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に吸引保持された半導体ウエーハ２０は、図９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９の（ｂ）はチャックテーブル３６即ち半導体ウエーハ２０を図９の（ａ）に示す状態から９０度回転した状態を示している。なお、半導体ウエーハ２０に形成された各ストリート(２１A1〜２１An,２１B1〜２１Bn)の座標は、その設計値が上記制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている。

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に形成されているストリート２１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、チャックテーブル３６を移動して図１０の(a)に示すように所定のストリート２１の一端（図１０の(a)において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器８の直下に位置付ける。次に、制御手段１０は、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/ V2）を例えば図５の制御マップにおいて“９”に設定するとともに、検査用レーザー光線発振手段９０を制御して検査用レーザー光線LB2を発振せしめる。そして、制御手段１０は、検査用レーザー光線LB2の反射光を上述したように受光した第1の受光素子９６からの出力電圧値（V1）と第２の受光素子９７からの出力電圧値（V2）との比（V1/ V2）が“９”になるように上記集光点位置調整手段７１を制御する。この結果、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pは、半導体ウエーハ２０の裏面２０b(上面)から６０μmの位置に合わされる。

次に、制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２を制御して集光器８から加工用パルスレーザー光線LB1を照射しつつチャックテーブル３６を矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（加工工程）。そして、図１０の(b)で示すように集光器８の照射位置がストリート２１の他端（図１０の(b)において右端）に達したら、加工用パルスレーザー光線LB1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。この加工工程においては、高さ位置検出手段９によって半導体ウエーハ２０の裏面２０b(上面)の高さ位置が検出されており、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）が制御手段１０に送られている。制御手段１０は、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）に基いて電圧値の比（V1/ V2）を演算し、電圧値の比（V1/ V2）が“９”でなければ電圧値の比（V1/ V2）が“９”になるように上記集光点位置調整手段７１を構成する第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御する。この結果、半導体ウエーハ２０の内部には、図１０の(b)で示すように裏面２０b(上面)から６０μmの位置に裏面２０b(上面)と平行に変質層２１０が形成される。

上述した加工工程において制御手段１０は、高さ位置検出手段９の第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）に基づいて電圧値の比（V1/ V2）を演算し、この電圧値の比（V1/ V2）に基づいて第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御する制御データを演算し、この制御データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納する。この制御データは、上記角度調整アクチュエータ７１３cおよび７１４cを駆動するための駆動データであり、加工送り量検出手段３７４からの検出信号に基づいてストリート２１のX軸座標（加工送り方向座標）に対応して設定される。

なお、上記加工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。
加工用レーザー ：ＹＶＯ４ パルスレーザー
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

なお、上記加工条件においては変質層２１０を２０μm程度の厚さで形成することができる。半導体ウエーハ２０の厚さが厚い場合には、図１１に示すように集光点Ｐを２０μm上方に位置付けるために上記電圧値（V1/ V2）を“７”“５”と段階的に変え上述した加工工程を複数回実行することにより、複数の変質層２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃを形成することができる。なお、２層目以降の変質層を形成する場合には、高さ位置検出手段９の作動を停止し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納されている上記制御データを用いて第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御する。従って、複数の変質層を同じ条件で高精度に形成することができる。

以上のようにして、半導体ウエーハ２０の所定方向に延在する全ての分割予定ライン２１に沿って上記加工工程を実行したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各分割予定ラインに沿って上記加工工程を実行する。このようにして、半導体ウエーハ２０に形成された全てのストリート２１に沿って上記加工工程を実行したならば、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分割工程に搬送される。

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おいては、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pを調整する集光点位置調整手段７１を介して検査用レーザー光線LB2を被加工物に照射し、その反射光に基いて被加工物の高さ位置を検出するとともに、この検出値に基いて集光点位置調整手段７１を制御するので、時間差を生ずることなく被加工物のウネリに対応して加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pの位置を調整することができる。従って、被加工物には加工面に対して平行な位置にレーザー加工を施すことができる。

また、図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては、高さ位置検出手段９により半導体ウエーハ２０のストリート２１に沿ってX軸座標（加工送り方向座標）の高さ位置の検出し、検出された高さ位置に基づいて集光点位置調整手段７１を制御する制御データを演算し、この制御データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納する制御データ生成工程と、制御データ生成工程によってランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納された制御データに基づいて集光点位置調整手段７１を制御しつつ、加工用パルスレーザー光線発振手段６を作動し加工用パルスレーザー光線LB１を半導体ウエーハ２０のストリート２１に沿って照射せしめる加工工程を完全に分けて実施することができる。このようにレーザー加工を実施することにより、時間差を生ずることなく被加工物のウネリに対応して加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pの位置を正確に調整することができる。なお、上記制御データ生成工程と加工工程は、ストリート１本毎に実施してもよく、最初に全ストリートについて制御データ生成工程を実施し、その後制御データ生成工程によって求められた制御データに基づきて全ストリートについて加工工程を実施してもよい。

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加工手段および高さ位置検出手段９の構成を簡略に示すブロック図。 図２に示す高さ位置検出手段を構成する第１のガルバノスキャナーおよび第２のガルバノスキャナーを示す斜視図。 図２に示す高さ位置検出手段から照射される検査用レーザー光線の集光点位置の変化を示す説明図。 図２に示す高さ位置検出手段の第1の受光素子から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子から出力される電圧値（V2）との比と、検査用レーザー光線の集光点の被加工物に対する位置との関係を示す制御マップ。 図２に示す高さ位置検出手段を構成する受光領域規制手段の他の実施形態を示すブロック図。 板状の被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 図７に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。 図７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位置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被加工物を加工する加工工程を示す説明図。 被加工物の厚さが厚い場合の加工工程を示す説明図。

符号の説明

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
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
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
６：パルスレーザー光線発振手段
７：光学伝送手段
７１：集光点位置調整手段
７１１：第１の凸レンズ
７１２：第２の凸レンズ
７１３：第1のガルバノスキャナー
７１４：第2のガルバノスキャナー７１４
７２：方向変換ミラー７２
８：集光器８
８１：集光レンズ
９：高さ位置検出手段
９０：検査用レーザー光線発振手段
９１：ダイクロックハーフミラー
９２：第1のキュービックスプリッター
９３：バンドパスフィルター
９４：第２のキュービックスプリッター
９５：集光レンズ
９６：第1の受光素子
９７：第２の受光素子
９８：受光領域規制手段
９８１：シリンドリカルレンズ
９８２：一次元マスク
１０：制御手段
１１：撮像手段
２０：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
３０：環状のフレーム
４０：保護テープ

Claims (5)

1. 板状の被加工物を保持する被加工物保持面を備えた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の上面側から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と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を具備し、該レーザー光線照射手段が加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器とを具備しているレーザー加工装置において、
   該加工用レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該集光器によって集光される加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、
   該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段からの検出信号に基いて該集光点位置調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
   該高さ位置検出手段は、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線の波長と異なる波長を有する検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と該集光点位置調整手段との間に配設され該加工用レーザー光線発振手段から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し該検査用レーザー光線発振手段から発振される波長の検査用レーザー光線を該集光点位置調整手段に向けて偏向せしめるダイクロックハーフミラーと、該ダイクロックハーフミラーと該検査用レーザー光線発振手段との間に配設され該検査用レーザー光線発振手段から発振された検査用レーザー光線を通過し該ダイクロックハーフミラーによって偏向された反射光を偏向せしめる第1のスプリッターと、該第1のスプリッターによって偏向された反射光のうち検査用レーザー光線の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターと、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第1の経路と第2の経路に分光する第２のスプリッターと、該第２のスプリッターによって該第1の経路に分光された反射光を受光する第1の受光素子と、該第２のスプリッターによって該第２の経路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第２の経路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを具備しており、
   該制御手段は、該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を求め、該光量の比が所定値になるように該集光点位置調整手段を制御する制御データを演算し、該制御データを格納するメモリを備え、該メモリに格納された制御データに基づいて該集光点位置調整手段を制御する、
   ことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該第1の経路には該第1の経路に分光された反射光を１００％集光して該第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、
   該受光領域規制手段は該第２の経路に分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスクとからなっている、請求項１記載のレーザー加工装置。
3. 該第1の経路には該第1の経路に分光された反射光を１００％集光して該第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、
   該受光領域規制手段は該第２の経路に分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスクからなっている、請求項１記載のレーザー加工装置。
4. 該光路長変移手段は、反射面を対向して互いに平行に配設された第１のミラーおよび第２のミラーと該第１のミラーと該第２のミラーの設置角度を調整する角度調整アクチュエータとからなる第１のガルバノスキャナーおよび第２のガルバノスキャナーによって構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の請求項１記載のレーザー加工装置。
5. 該検査用レーザー光線の集光点位置は、該チャックテーブルに保持された被加工物の内部に位置付けられる、請求項１から４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
   

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