JP2016196018A

JP2016196018A - レーザー加工装置

Info

Publication number: JP2016196018A
Application number: JP2015076513A
Authority: JP
Inventors: 拓岩本; Taku Iwamoto; 雄輝小川; Yuki Ogawa; 敏行吉川; Toshiyuki Yoshikawa
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2035-04-03
Also published as: JP6441731B2

Abstract

【課題】アブレーション加工によって被加工物が完全切断されたか否かを加工中にリアルタイムで確認することができるレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】複数のレーザー光線ＬＢ１、ＬＢ２の照射によって被加工物Ｗが発するプラズマを検出するプラズマ検出手段５０と、該プラズマ検出手段からの検出信号ＰＲ１、ＰＲ２に基づいて被加工物の加工状態を判定する制御手段とを具備し、制御手段は、プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて、複数のレーザー光線における先行して照射される先行レーザー光線の照射によってプラズマが検出され、先行レーザー光線に追随して照射される後続レーザー光線の照射によってはプラズマが検出されない場合には被加工物が完全切断されたと判定し、後続レーザー光線の照射によってプラズマが検出された場合には被加工物が完全切断されていないと判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射してアブレーション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等のデバイスを形成する。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デバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。

半導体ウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりアブレーション加工を施してウエーハにレーザー加工溝を形成し、この破断起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する技術が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ウエーハを分割予定ラインに沿ってアブレーション加工することにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って完全切断して個々のデバイスに分割する技術も提案されている。

特開平１０−３０５４２０号公報

上述したウエーハを分割予定ラインに沿ってアブレーション加工することにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って完全切断する技術を実施するに際しては、ウエーハの厚みや種類によって加工条件が異なることから、ウエーハが完全切断されたか否かの確認は加工が終了した後に行われている。
しかるに、加工条件を決定するために加工条件を変えながら何度もウエーハに加工を施さなければならず、生産性が悪いという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、アブレーション加工によって被加工物が完全切断されたか否かを加工中にリアルタイムで確認する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手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に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、該被加工物保持手段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、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、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発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、該レーザー光線発振手段から発振され該出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を加工送り方向に複数のレーザー光線に分岐する分岐手段とを具備しており、
該複数のレーザー光線の照射によって被加工物が発するプラズマを検出するプラズマ検出手段と、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて被加工物の加工状態を判定する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて、該複数のレーザー光線における先行して照射される先行レーザー光線の照射によってプラズマが検出され、先行レーザー光線に追随して照射される後続レーザー光線の照射によってはプラズマが検出されない場合には被加工物が完全切断されたと判定し、後続レーザー光線の照射によってプラズマが検出された場合には被加工物が完全切断されていないと判定する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記制御手段は、完全切断されていないと判定した場合には、出力調整手段を制御してレーザー光線の出力を所定量上昇せしめる。

本発明によるレーザー加工装置においては、レーザー光線照射手段は、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発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、レーザー光線発振手段から発振され出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光して被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、パルスレーザー光線発振手段と集光器との間に配設されレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を加工送り方向に複数のレーザー光線に分岐する分岐手段とを具備しており、複数のレーザー光線の照射によって被加工物が発するプラズマを検出するプラズマ検出手段と、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて被加工物の加工状態を判定する制御手段とを具備し、制御手段は、プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて、複数のレーザー光線における先行して照射される先行レーザー光線の照射によってプラズマが検出され、先行レーザー光線に追随して照射される後続レーザー光線の照射によってはプラズマが検出されない場合には被加工物が完全切断されたと判定し、後続レーザー光線の照射によってプラズマが検出された場合には被加工物が完全切断されていないと判定するので、アブレーション加工によって被加工部材が完全切断されたか否かを加工中にリアルタイムで確認することができる。従って、レーザー光線の平均出力等の加工条件を迅速かつ容易に調整することができる。

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ー光線照射手段およびプラズマ検出手段のブロック構成図。図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。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を環状の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を示す斜視図。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加工工程の説明図。図１に示すレーザー加工装置が実施するレーザー加工工程における加工条件としての平均出力を決定する手順を示すフローチャート。

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であるＸ軸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上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４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Ｘ軸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Ｘ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向であるY軸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形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、半導体ウエーハ等の被加工物を保護テープを介して支持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Y軸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Ｘ軸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Ｘ軸方向に移動させるためのX軸方向移動手段３７を具備している。X軸方向移動手段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１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸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は、上記チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備えている。X軸方向位置検出手段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X軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示の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X軸方向位置を検出する。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X軸方向位置を検出することもできる。また、上記X軸方向移動手段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X軸方向位置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、Y軸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Y軸方向に移動させるためのY軸方向移動手段３８を具備している。Y軸方向移動手段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Y軸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は、上記第２の滑動ブロック３３のY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段３８４を備えている。Y軸方向位置検出手段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Y軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示の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Y軸方向位置を検出する。なお、上記Y軸方向移動手段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Y軸方向位置を検出することもできる。また、上記Y軸方向移動手段３８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Y軸方向位置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４は、上記静止基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント手段６を具備している。なお、アライメント手段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。

上記レーザー光線照射手段５について、図２を参照して説明する。
レーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、レーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光器５３と、出力調整手段５２と集光器５３との間に配設され出力調整手段５２が調整されたパルスレーザー光線を集光器５３に導くダイクロイックミラー５４と、出力調整手段５２によって調整されたパルスレーザー光線を加工送り方向(X軸方向)に複数のレーザー光線に分岐する分岐手段５５を具備している。パルスレーザー光線発振手段５１は、パルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振手段５１のパルスレーザー光線発振器５１１は、図示の実施形態においては波長が３５５nmのパルスレーザー光線LBを発振する。上記出力調整手段５２は、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線LBの出力を後述する制御手段によって設定された出力に調整して出力する。上記集光器５３は、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって所定の出力に調整されたパルスレーザー光線LBを集光するfθレンズからなる集光レンズ５３１を具備している。

上記パルスレーザー光線発振手段５１と集光器５３との間に配設されたダイクロイックミラー５４は、パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって所定の出力に調整されたパルスレーザー光線LBを反射して集光器５３に導くとともにパルスレーザー光線LBの波長(図示の実施形態においては３５５nm)以外の波長の光を透過する機能を有している。上記分岐手段５５は、ウォラストンプリズム、DOE、キューブプリズム等からなっており、図示の実施形態においてはダイクロイックミラー５４によって導かれた波長が３５５nmのパルスレーザー光線LBを加工送り方向(X軸方向)に第１のパルスレーザー光線LB1と第２のパルスレーザー光線LB2に分岐する。この第１のパルスレーザー光線LB1と第２のパルスレーザー光線LB2の加工送り方向(X軸方向)の間隔Lは、０．１〜１．０mmに設定される。なお、分岐手段としては、ダイクロイックミラー５４によって導かれたパルスレーザー光線LBを加工送り方向(X軸方向)に３本または４本のパルスレーザー光線、或いは必要に応じて更に多数のパルスレーザー光線に分岐するようにしてもよい。

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、上記第１のパルスレーザー光線LB1と第２のパルスレーザー光線LB2の照射によって被加工物が発するプラズマを検出するプラズマ検出手段５０を具備している。このプラズマ検出手段５０は、図示の実施形態においては、バンドパスフィルター５０１と、該バンドパスフィルター５０１を通過した光を検知する第１の光検知器５０２aおよび第２の光検知器５０２bとからなっている。バンドパスフィルター５０１は、被加工物Wに第１のパルスレーザー光線LB1と第２のパルスレーザー光線LB2が照射されることによって発せられ集光レンズ５３１、分岐手段５５、ダイクロイックミラー５４を介して導かれたプラズマを通過させるようになっており、図示の実施形態においてはシリコンが発するプラズマ（波長が２５１nm)が通過するように、波長が２００〜３００nmの光を通過させるように設定されている。上記第１の光検知器５０２aは被加工物Wに第１のパルスレーザー光線LB1が照射されることによって発せられたプラズマを検出し、第２の光検知器５０２bは被加工物Wに第２のパルスレーザー光線LB2が照射されることによって発せられたプラズマを検出するように構成されている。なお、第１の光検知器５０２aおよび第２の光検知器５０２bは、CCDまたはホトデテクターを用いることができる。このように構成された第１の光検知器５０２aおよび第２の光検知器５０２bは、プラズマを検出した場合にはそれぞれプラズマ信号PR1およびPR2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加工装置は、図３に示す制御手段７を具備している。制御手段７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）７１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）７２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）７３と、入力インターフェース７４および出力インターフェース７５とを備えている。制御手段７の入力インターフェース７４には、上記X軸方向位置検出手段３７４、Y軸方向位置検出手段３８４、第１の光検知器５０２a、第２の光検知器５０２b、アライメント手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段７の出力インターフェース７５からは、上記X軸方向移動手段３７、Y軸方向移動手段３８、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１、出力調整手段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。
図４には、上述したレーザー加工装置によって加工される被加工物としての半導体ウエーハ１０の斜視図が示されている。図４に示す半導体ウエーハ１０は、厚みが１００μmのシリコンウエーハからなっており、表面１０ａに複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。

以下、上述した半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って分割するための加工条件を決定する手順について説明する。
先ず、半導体ウエーハ１０の裏面１０bに合成樹脂からなる粘着テープの表面を貼着するとともに粘着テープの外周部を環状のフレームによって支持する被加工物支持工程を実施する。即ち、図５に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープTの表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０bを貼着する。なお、粘着テープTは、図示の実施形態においては塩化ビニール(ＰＶＣ)シートによって形成されている。

上述した被加工物支持工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０の粘着テープT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１０を粘着テープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持する（被加工物保持工程）。なお、半導体ウエーハ１０を粘着テープTを介して支持した環状のフレームFは、チャックテーブル３６に配設されたクランプ３６２によって固定される。

上述した被加工物保持工程を実施したならば、X軸方向移動手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６をアライメント手段６の直下に位置付ける。チャックテーブル３６がアライメント手段６の直下に位置付けられると、アライメント手段６および制御手段７によって半導体ウエーハ１０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、アライメント手段６および制御手段７は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１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５の集光器５３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１０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分割予定ライン１０１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。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ラインを検出し、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６の(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５の集光器５３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１の一端(図６の(a)において左端)を集光器５３の直下に位置付ける。そして、集光器５３から照射される第１のパルスレーザー光線LB1の集光点P1と第２のパルスレーザー光線LB2の集光点Ｐ2を半導体ウエーハ１０の表面（上面）付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段５の集光器５３からシリコンウエーハに対して吸収性を有する波長(図示の実施形態においては３５５nm)の第１のパルスレーザー光線LB1と第２のパルスレーザー光線LB2を照射しつつチャックテーブル３６を図６の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の移動速度で移動せしめる（レーザー加工工程）。

上記レーザー加工工程は、先ず加工条件を次のように設定している。
波長：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：１０ｋＨｚ
平均出力：５W
集光スポット径：φ１０μｍ
加工送り速度：１００ｍｍ／秒
この加工条件は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納されている。

上述した加工条件によってレーザー加工工程を開始したならば、制御手段７はプラズマ検出手段５０の第１の光検知器５０２aおよび第２の光検知器５０２bから検出信号を入力している。以下、第１の光検知器５０２aおよび第２の光検知器５０２bから検出信号に基づいて照射するパルスレーザー光線の平均出力を決定する手順について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
制御手段７は、先ず第１の光検知器５０２aからプラズマ信号PR1を入力したか否かを確認する(ステップS1)。ステップS1においてプラズマ信号PR1が入力されていない場合には、制御手段７は第１のパルスレーザー光線LB1の照射によってシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０のアブレーション加工が行われておらず出力不足であると判断し、ステップＳ２に進んで照射するパルスレーザー光線の出力を例えば１W上昇させるように出力調整手段５２を制御する。そして制御手段７は、ステップS1に戻って再度第１の光検知器５０２aからプラズマ信号PR1を入力したか否かを確認し、プラズマ信号PR1が入力されていない場合にはステップS1およびステップS2を繰り返し実施する。

上記ステップS1において、第１の光検知器５０２aからプラズマ信号PR1を入力した場合には、制御手段７は第１のパルスレーザー光線LB1の照射によってシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０のアブレーション加工が行われシリコンが発するプラズマ(波長が２５１nm)が発生したものと判断し、ステップＳ３に進む。ステップS3において制御手段７は、第２の光検知器５０２bからプラズマ信号PR2を入力したか否かを確認する。ステップＳ３においてプラズマ信号PR2が入力されていない場合には、制御手段７は第２のパルスレーザー光線LB2の照射によってシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０のアブレーション加工が行われておらず、図６の(b)に示すようにシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０が第１のパルスレーザー光線LB1の照射によって分割予定ライン１０１に沿って形成されるレーザー加工溝１１０により完全切断されていると判断し、ステップS4に進む。そして、制御手段７はステップS４において現在照射しているパルスレーザー光線の平均出力を適正出力として決定し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３の格納されている平均出力を決定された出力に書き換える。

上記ステップS3において、第２の光検知器５０２bからプラズマ信号PR2を入力した場合には、制御手段７は第２のパルスレーザー光線LB2の照射によってシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０の加工が行われており、図６の(c)に示すようにシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０が第１のパルスレーザー光線LB1の照射によって分割予定ライン１０１に沿って形成されるレーザー加工溝１１０により完全切断されていないと判断し、ステップS5に進んで照射するパルスレーザー光線の出力を例えば１W上昇させるように出力調整手段５２を制御する。そして制御手段７は、ステップＳ3に戻って再度第２の光検知器５０２bからプラズマ信号PR2を入力したか否かを確認し、プラズマ信号PR2が入力された場合にはステップS3およびステップS5を繰り返し実施する。そして制御手段は、ステップS3においてプラズマ信号PR2が入力されないことを確認したならば、第２のパルスレーザー光線LB2の照射によってシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０のアブレーション加工が行われておらず、図６の(b)に示すようにシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０が分割予定ライン１０１に沿って形成されるレーザー加工溝１１０により完全切断されていると判断し、ステップS4に進んで現在照射しているパルスレーザー光線の平均出力を適正出力として決定し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３の格納されている平均出力を決定された出力に書き換える。

以上、レーザー加工工程における加工条件としての平均出力を決定する手順について説明したが、繰り返し周波数や加工送り速度も、平均出力と加工送り速度または繰り返し周波数を所定の値に固定して、上述した手順によって半導体ウエーハ１０が分割予定ライン１０１に沿って完全切断される条件を求めることができる。なお、シリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０の上記レーザー加工工程における加工条件としては、繰り返し周波数が５〜２０ｋＨｚ、平均出力が５〜１０W、加工送り速度が１０〜５００ｍｍ／秒の範囲で設定することが望ましい。

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、アブレーション加工によって半導体ウエーハ１０が分割予定ライン１０１に沿って完全切断されたか否かを加工中にリアルタイムで確認することができる。従って、レーザー光線の平均出力等の加工条件を迅速かつ容易に調整することができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって所定の出力に調整されたパルスレーザー光線LBを分岐手段５５によって第１のパルスレーザー光線LB1と第２のパルスレーザー光線LB2に分岐する例を示したが、分岐手段によって多数のパルスレーザー光線に分岐し、加工時に分岐された最後続のレーザー光線の照射によってはプラズマが検出されない場合に被加工物が完全切断されたと判定するようにしてもよい。

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：X軸方向移動手段
３７４：X軸方向位置検出手段
３８：Y軸方向移動手段
３８４：Y軸方向位置検出手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：出力調整手段
５３：集光器
５４：ダイクロイックミラー
５５：分岐手段
５０：プラズマ検出手段
５０１：バンドパスフィルター
５０２a：第１の光検知器
５０２b：第２の光検知器
６：アライメント手段
７：制御手段
１０：半導体ウエーハ
F：環状のフレーム
T：粘着テープ

Claims

被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に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、該被加工物保持手段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、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、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発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、該レーザー光線発振手段から発振され該出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を加工送り方向に複数のレーザー光線に分岐する分岐手段とを具備しており、
該複数のレーザー光線の照射によって被加工物が発するプラズマを検出するプラズマ検出手段と、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて被加工物の加工状態を判定する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該プラズマ検出手段からの検出信号に基づいて、該複数のレーザー光線における先行して照射される先行レーザー光線の照射によってプラズマが検出され、先行レーザー光線に追随して照射される後続レーザー光線の照射によってはプラズマが検出されない場合には被加工物が完全切断されたと判定し、後続レーザー光線の照射によってプラズマが検出された場合には被加工物が完全切断されていないと判定する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
該制御手段は、完全切断されていないと判定した場合には、該出力調整手段を制御してレーザー光線の出力を所定量上昇せしめる、請求項１記載のレーザー加工装置。