JP2017163079A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の内部に適正な改質層を形成するレーザー加工装置を提供する。【解決手段】保持手段と、被加工物に改質層を形成するレーザー光線照射手段４４とを相対的に移動させる移動手段と、反射光検出手段４５と、制御手段２０から構成されるレーザー加工装置において、反射光検出手段は、レーザー光線照射手段からのレーザー光線を模擬するための所定の波長域を有する検査光を照射する光源４５ａと、検査光を所定波長域で光軸上の所定幅に亘って焦点を形成する色収差集光レンズ４５ｄ２と、光源と色収差集光レンズ間の光路から分岐して配設され、被加工物の上面で反射した反射光の光量を検出する検出器４５ｇと、を含む。制御手段は、検出された光量から被加工物の所定位置における反射率を算出し、反射率に基づいて、被加工物の所定位置に照射されるレーザー光線出力が被加工物の加工に必要な出力となるように、出力調整手段４４ｂを制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、保持手段に保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して被加工物の内部に改質層を形成するレーザー光線照射手段を備えたレーザー加工装置に関する。

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分割予定ラインが切断され個々のデバイスに分割されて、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

該ウエーハを個々のデバイスに分割する方法としては、種々の構成が知られており、例えば、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面から分割予定ラインに対応する内部に位置付けて照射し、分割予定ラインに沿って内部に改質層を連続的に形成し、その後外力を付与してウエーハを個々のデバイスに分割する加工方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００６−１０８４５９号公報

上記した特許文献１に開示された技術において、ウエーハの表面に形成された分割予定ラインにはデバイスの形成の過程でＳｉＯ_２、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）が積層された機能層が形成されていることがあり、その場合は、レーザー光線の透過が困難であることから機能層が形成されない裏面側からレーザー光線が照射される。

ここで、ウエーハの裏面側は、本来何らの加工も施されていないとしても、時間の経過と共に自然酸化等で意図しない膜が形成される場合があり、裏面から照射したレーザー光線の一部が反射してしまうことにより、加工に必要なパワーが減少し適正な改質層が形成されないという問題がある。また、裏面に形成される酸化膜等により減少するパワーを見込んで加工時に照射するレーザー光線の出力を一律に高く設定しようとしても、自然酸化により形成される酸化膜の形成状況は一様ではなく、レーザー光線が照射される部位によって反射率が変化して、改質層を均一に形成することが困難である。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、主たる技術課題は、保持手段に保持された被加工物の裏面に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して被加工物の内部に改質層を形成するレーザー光線照射手段を備えたレーザー加工装置において、適正な改質層を形成するレーザー加工装置を提供することにある。

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保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して被加工物の内部に改質層を形成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Ｘ方向に移動させるＸ方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に該Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ方向移動手段と、制御手段と、反射光検出手段と、から少なくとも構成され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、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該発振器と該集光器との間に配設される出力調整手段と、を含み構成され、該反射光検出手段は、該発振器が発振するレーザー光線を模擬するための所定の波長域を有する検査光を照射する光源と、該光源から照射される検査光を該波長域で光軸上の所定幅に亘って焦点を形成する色収差集光レンズと、該光源と該色収差集光レンズとの間で形成される光路から分岐して配設され、該保持手段に保持された被加工物の上面で反射した反射光の光量を検出する検出器と、を含み構成され、該制御手段は、該検出器によって検出された光量から被加工物の所定位置における反射率を算出し、該反射率に基づいて、被加工物の該所定位置に対して照射されるレーザー光線の出力が該保持手段に保持された被加工物の加工に必要な出力となるように、該出力調整手段を制御するレーザー加工装置が提供される。

該検出器は、該反射光を該波長域で分光する分光器と、該分光器で分光された各々の光を電気信号に変換する複数の画素からなる受光素子と、から構成され、該制御手段は、該受光素子を構成する各画素が検出した電気信号の最大値と、予め記録された被加工物が光源からの光を１００％反射した場合の電気信号とを比較して反射率ｙを算出し、被加工物の加工に必要なパワーをＰ、該出力調整手段により調整された後の出力をＰ´とした場合、
Ｐ´＝Ｐ×［１００÷（１００−ｙ）］
となるように該出力調整手段を制御することができる。

該制御手段は、該保持手段に保持された被加工物が該Ｘ方向移動手段によってＸ方向に移動する際に、該反射光検出手段によって検出された該反射光の光量を該反射光が検出された被加工物のＸ方向の座標位置に対応させて記録する記録部を含み、該集光器から照射されるレーザー光線の照射位置に対応した被加工物のＸ方向の座標位置が、該記録部に記録されたＸ方向の座標位置と一致したときに、該記録部に記録された反射率に基づいて該出力調整手段を逐次調整して被加工物の加工に必要な出力のレーザー光線を照射することができる。また、該反射光検出手段を構成する該色収差集光レンズは、該集光器を挟んでＸ方向に一対配置され、該保持手段に保持された該被加工物のＸ方向の往路、復路で該反射率ｙを算出することが好ましい。

本発明によるレーザー加工装置によれば、ウエーハの裏面側においてレーザー光線が反射して、照射されたレーザー光線が被加工物に作用する出力が減少する場合であっても、反射率に基づいて出力を適切に調整することが可能になり、被加工物の内部に適正な改質層を形成することができる。また、レーザー光線を照射する直前に反射率を算出してレーザー光線の出力を逐次調整するので、裏面に意図せず形成された酸化膜等の厚みのばらつきにより被加工物の裏面におけるレーザー光線の反射率が場所によって変化したとしても、被加工物の内部に適正な改質層を均一に形成することができる。

本発明による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シリコンウエーハを説明するための説明図。 本発明にしたがい構成されるレーザー加工装置の全体斜視図。 図２に示すレーザー加工装置のレーザー光線照射手段と、反射光検出手段を説明するためのブロック図。 図２に示すレーザー加工装置を制御するための制御手段を説明するための説明図。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の一実施形態について、添付図面を参照しつつ、詳細に説明する。

図１には、被加工物としてのシリコンウエーハ１０が示されており、その表面１０ａ側に格子状に配列された複数の分割予定ライン１４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１２が形成されている。

上記したように、本実施形態において被加工物となるシリコンウエーハ１０の表面１０ａ側には、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層が形成されている。よって、表面１０ａ側からシリコンウエーハ１０の内部に改質層を形成するためのレーザー光線を照射することが困難であることから、図に示すように、シリコンウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向けて環状のフレームＦの該開口部に位置付けられ、粘着テープＴにその表面１０ａ側が貼着されると共に粘着テープＴの外周部は環状のフレームＦに装着されることにより一体化される。

図２には、本発明に従いレーザー加工を実施するためのレーザー加工装置４０の全体斜視図が示されている。図に示すレーザー加工装置４０は、基台４１と、ウエーハを保持する保持機構４２と、保持機構４２を移動させる移動手段４３と、保持機構４２に保持されるシリコンウエーハ１０にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４４と、保持機構４２に保持された被加工物の上面で反射した反射光の光量を検出するための反射光検出手段４５（詳細は後述する）と、撮像手段５０と、表示手段５２と、コンピュータにより構成される制御手段２０を備え、制御手段２０により各手段が制御されるように構成されている。

保持機構４２は、Ｘ方向において移動自在に基台４１に搭載された矩形状のＸ方向可動板５６と、Ｙ方向において移動自在にＸ方向可動板５６に搭載された矩形状のＹ方向可動板５８と、Ｙ方向可動板５８の上面に固定された円筒状の支柱６０と、支柱６０の上端に固定された矩形状のカバー板６２とを含む。カバー板６２にはＹ方向に延びる長穴６２ａが形成されている。長穴６２ａを通って上方に延びる円形状の被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル６４の上面には、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６６が配置されている。吸着チャック６６は、支柱６０を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。チャックテーブル６４の周縁には、周方向に間隔をおいて複数個のクランプ６８が配置されている。なお、Ｘ方向は図２に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図２に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平である。

移動手段４３は、Ｘ方向移動手段７０と、Ｙ方向移動手段７２と、図示しない回転手段とを含む。Ｘ方向移動手段７０は、基台４１上においてＸ方向に延びるボールねじ７４と、ボールねじ７４の片端部に連結されたモータ７６とを有する。ボールねじ７４の図示しないナット部は、Ｘ方向可動板５６の下面に固定されている。そしてＸ方向移動手段７０は、ボールねじ７４によりモータ７６の回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板５６に伝達し、基台４１上の案内レール４３ａに沿ってＸ方向可動板５６をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段７２は、Ｘ方向可動板５６上においてＹ方向に延びるボールねじ７８と、ボールねじ７８の片端部に連結されたモータ８０とを有する。ボールねじ７８の図示しないナット部は、Ｙ方向可動板５８の下面に固定されている。そして、Ｙ方向移動手段７２は、ボールねじ７８によりモータ８０の回転運動を直線運動に変換し、Ｙ方向可動板５８に伝達し、Ｘ方向可動板５６上の案内レール５６ａに沿ってＹ方向可動板５８をＹ方向において進退させる。回転手段は、支柱６０に内蔵され支柱６０に対して吸着チャック６６を回転させる。

撮像手段５０は、枠体８２の先端下面に付設されており、案内レール４３ａの上方に位置し、チャックテーブル６４を案内レール４３ａに沿って移動させることによりチャックテーブル６４に載置された被加工物を撮像することが可能になっている。枠体８２の先端上面には、撮像手段５０により撮像された画像が制御手段２０を介して表示可能に出力される表示手段５２が搭載されている。

図２、３を参照し、レーザー光線照射手段４４、反射光検出手段４５について詳述する。レーザー光線照射手段４４は、基台４１の上面から上方に延び、次いで実質上水平に延びる枠体８２に内蔵され、加工対象となるシリコンウエーハ１０に対して透過性を有する例えば１３４０ｎｍの波長で１０Ｗの出力のレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振器４４ａと、パルスレーザー光線発振器４４ａから照射されたレーザー光線の出力を調整するための出力調整手段４４ｂと、出力調整手段４４ｂにより出力が調整されたレーザー光線を、枠体８２の先端下面に撮像手段５０とＸ方向に並設された集光器４４ｄに向けて光路を変換する反射ミラー４４ｃと、を備えている。出力調整手段４４ｂは、パルスレーザー光線発振器４４ａにより発振されたレーザー光線の偏光面を調整するための１／２波長板４４ｂ１と、１／２波長板４４ｂ１を回転させるためのパルスモータ４４ｂ２と、１／２波長板４４ｂ１が回転させられることにより偏光面の向きが調整されたレーザー光線を所定の割合で分割するビームスプリッター４４ｂ３と、該ビームスプリッター４４ｂ３により分割され加工に使用されないレーザー光線を吸収するダンパー４４ｂ４とにより構成されており、本実施形態では、レーザー光線発振器４４ａから発振されたレーザー光線が、初期状態において３．０Ｗの出力となるように設定されている。

反射光検出手段４５は、枠体８２に収容され、被加工物としてのシリコンウエーハ１０に対して透過性を有し、所定の波長領域で構成される検査光を発する光源４５ａと、該光源４５ａからの検査光を光ファイバーにより形成された経路を介して吸着チャック６６上のシリコンウエーハ１０に導くとともに、該検査光がシリコンウエーハ１０の裏面１０ｂにて反射して該経路を逆行する反射光を分光器４５ｆに導くファイバーカプラ等から構成される光分岐手段４５ｂと、光源４５ａから照射され、光分岐手段４５ｂを経た検査光を二つの経路のいずれか一方側に切り替えるための光スイッチ４５ｃと、光スイッチ４５ｃを経由した検査光をシリコンウエーハ１０に照射する第１の検査光集光器４５ｄ、第２の検査光集光器４５ｅと、を具備している。なお、光源４５ａにより発光される光の波長は、レーザー加工装置４０において加工に使用される加工用のレーザー光線が被加工物に照射された場合にどの程度の割合で反射するのかを模擬するための光であり、加工用のレーザー光線の波長に近似した波長が選択され、本実施形態では、波長が１３１０〜１３４０ｎｍ領域の光を発光するＬＥＤ、ＳＬＤ、ＬＤ、ハロゲンランプ等を用いることができる。

該第１の検査光集光器４５ｄ、第２の検査光集光器４５ｅは、図２、３に示すように、枠体８２の先端下面において、レーザー光線発振手段４４の集光器４４ｄをＸ方向において挟むように近接して配設されている。シリコンウエーハ１０上で反射した反射光は、上記した検査光の経路を逆行し、該分光器４５ｆに送られ、分光器４５ｆにより該反射光を光源４５ａから照射される波長域で分光され、分光器４５ｆで分光された各々の光を電気信号に変換する複数の画素からなる受光素子としてのラインイメージセンサ４５ｇに照射される。ラインイメージセンサ４５ｇは、反射光の波長毎の光強度を検査信号として電圧値で出力し、該電圧値を制御手段２０に送る。

図３に要部を拡大して示すように、第１の検査光集光器４５ｄ、第２の検査光集光器４５ｅは、該検査光を平行光に近づけるコリメーションレンズ４５ｄ１と、該検査光をシリコンウエーハ１０の裏面１０ｂ近傍において、該検査光の該波長域で光軸上の所定幅（例えば２０μｍ）に亘って集光点を形成する色収差レンズ４５ｄ２と、により構成されている。なお、光源４５ａにより発せされる光が平行光、もしくは平行光に近い場合は、コリメーションレンズ４５ｄ１は必須の構成ではなく、適宜省略することができる。

該制御手段２０は、図４に示すように、コンピュータにより構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）２０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０２と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３と、入力インターフェース２０４、及び出力インターフェース２０５とを備えている。制御手段２０の入力インターフェース２０４には、上記したように、少なくともラインイメージセンサ４５ｇからの検出信号が入力されるように構成され、撮像手段５０からの画像信号の他、保持機構４２の図示しないＸ方向、Ｙ方向の位置検出手段からの信号等が入力される。また、出力インターフェース２０５からは、レーザー光線発振器４４ａ、光源４５ａ、光スイッチ４５ｃ、出力調整手段４４ｂのパルスモータ４４ｂ２、Ｘ方向移動手段７０、Ｙ方向移動手段７２等に向けて作動信号が送信される。

本発明に基づき構成されるレーザー加工装置４０は、概略以上のように構成されており、その作用について以下に説明する。

本発明に基づき構成されたレーザー加工装置４０により、粘着テープＴを介してフレームＦに装着されたシリコンウエーハ１０に対してレーザー加工を施すに際し、先ず図２に示すレーザー加工装置４０のチャックテーブル６４にシリコンウエーハ１０の粘着テープＴ側を載置し、環状のフレームＦが、チャックテーブル６４に配設されたクランプ６８により固定される。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、シリコンウエーハ１０を吸着チャック６６上に吸引固定する。

シリコンウエーハ１０を吸着チャック６６に吸引固定したならば、Ｘ方向移動手段７０を作動し、シリコンウエーハ１０を吸引保持した吸着チャック６６が撮像手段５０の直下に位置付け、撮像手段５０および制御手段２０によってシリコンウエーハ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工程を実行する。すなわち、撮像手段５０および制御手２０は、シリコンウエーハ１０の表面１０ａ側の所定方向に形成されている分割予定ライン１４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４４の集光器４４ｄ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、シリコンウエーハ１０の該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１４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。なお、該撮像手段５０は少なくとも赤外線ＣＣＤと、図示しない赤外線照射手段を備えており、シリコンウエーハ１０の裏面１０ｂ側から表面１０ａ側の分割予定ライン１４を撮像することが可能に構成されている。

以上のようにしてチャックテーブル６４に保持されたシリコンウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１４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６４を、レーザー光線照射手段４４の集光器４４ｄが位置するレーザー光線照射領域に移動する。より正確には、所定の分割予定ライン１４の一端（図３に示されるシリコンウエーハ１０の左端）を、第１の検査光集光器４５ｄの色収差レンズ４５ｄ２の直下に位置付け、光源４５ａを作動して検査光の照射を開始する。この際、第１の検査光集光器４５ｄから照射される検査光は、上述したように所定の波長域をもって構成されており、色収差レンズ４５ｄ２の作用により、シリコンウエーハ１０の裏面における上下方向の僅かなうねり（０〜１０μｍ程度）が、焦点の幅２０μｍ範囲に入るように、裏面１０ｂ近傍において２０μｍの幅をもって焦点が形成されるように設定されている。

該検査光の照射を開始したならば、レーザー光線発振手段４４ａを作動して、集光器４４ｄから照射されるパルスレーザー光線の集光点を、シリコンウエーハ１０の内部の所定高さになるように位置付け、上記したように、レーザー光線照射手段４４の集光器４４ｄからシリコンウエーハ１０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、チャックテーブル６４を構成する吸着チャック６６を図３において矢印Ｘで示す方向に所定の移動速度で移動させる。

吸着チャック６６の移動が開始されると、先ず、第１の検査光集光器４５ｄの色収差レンズ４５ｄ２から照射される検査光が、シリコンウエーハ１０の裏面１０ｂにおける分割予定ライン１４の一端部に照射される。分割予定ライン１４上に照射された検査光は、シリコンウエーハ１０を形成する材料に対して透過性を有する波長域で形成されているため、通常であれば、その表面を透過して反射されることはほとんどない。しかし、シリコンウエーハ１０が製造されてから一定の時間が経過した場合においては、意図しない酸化膜等が形成される場合があり、そのような膜がシリコンウエーハ１０の裏面１０ｂ側に形成された場合には、本来シリコンウエーハ１０に対して透過性を有する波長の光であっても、その酸化膜の状態に応じた割合で反射することになる。

図３には、検査光が照射される位置が、シリコンウエーハ１０の分割ライン１４上のｘ１座標位置にある時のラインイメージセンサ４５ｇからの検出信号が示されており、横軸が分光器４５ｆにより分光される波長、縦軸がラインイメージセンサ４５ｇにより検出される波長毎の光量を示す電気信号値（電圧値（ｍＶ））で示されており、波長が１３２３ｎｍである反射光が最も強く反射し、ピーク値は３．０ｍＶであることが検出された状態を示している。当該反射光検出手段４５においては、シリコンウエーハ１０の表面にて検査光が１００％反射した場合に、ラインイメージセンサ４５ｇからの検出信号のピーク値が１０.０ｍＶになるように設定され、制御手段２０にその値が予め記憶されている。よって、３．０ｍＶの検出値は、波長が１３２３ｎｍである検査光が反射率３０％で反射されたことを示している。このように、裏面１０ｂの反射率は、ラインイメージセンサ４５ｇにより検出される電気信号のピーク値の、予め記録された被加工物が光源からの光を１００％反射した場合の電気信号に対する割合として算出される。

ここで、第１、第２の検査光集光器４５ｄ、ｅを少なくとも色収差集光レンズ４５ｄ２により構成し、光源４５ａから照射される検査光をシリコンウエーハ１０の裏面１０ｂに光軸上の所定幅に亘って焦点を形成するよう構成することで生じる作用効果について説明する。シリコンウエーハの裏面１０ｂ側に酸化膜が形成されたことによる影響、あるいは、吸着チャック６６に吸引保持されたシリコンウエーハ１０の微小なうねり等の影響により、シリコンウエーハ１０の裏面１０ｂ表面の高さが変化する場合がある。仮に、本発明に採用されるような色収差レンズ４５ｄ２を配設せず、一般的な集光レンズにより、狭い範囲に集中して集光点が生じるように設定した場合は、シリコンウエーハ１０の裏面１０ｂの高さが変化したとき、該裏面１０ｂの高さ位置に対する検出光の集光点の相対的な位置が変化し、それに応じて検出される反射光の光量も変化してしまい、該裏面１０ｂの酸化膜形成状態に応じた反射率を正確に算出することができない。しかし、本発明では、光源４５ａから照射される検査光を１３１０〜１３４０ｎｍの波長域で、シリコンウエーハ１０の裏面１０ｂ近傍に光軸上の所定幅に亘って集光点を形成する色収差集光レンズ４５ｄ２を備えているため、裏面１０ｂの高さが多少変化しても、該波長域に含まれるいずれかの波長の集光点が裏面１０ｂの高さ位置と一致することになり、裏面１０ｂの高さ位置の変化に影響されることなく、検出される電気信号のピーク値を検出することで、その反射率を正確に算出することが可能となるのである。

該検査光の光源４５ａを作動して検査光の照射を開始すると共に、レーザー光線発振手段４４を作動して、集光器４４ｄからシリコンウエーハ１０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、吸着チャックを図３において矢印Ｘで示す方向に所定の移動速度で移動させながらシリコンウエーハ１０のＸ座標に対応させてピーク値を検出し、図４に示すように、制御手段２０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に、Ｘ座標位置に対応させて格納する。吸着チャック６６をＸ方向に移動させると、先にピーク値が検出されたＸ座標位置（例えば、ｘ１の位置）の直上に加工用のレーザー光線を照射する集光器４４ｄが順次位置付けられる。本実施形態のレーザー光線照射手段４４は、初期設定として、シリコンウエーハ１０の内部に改質層を形成するために必要な出力として、３．０Ｗが設定されているが、ｘ１座標位置では、３．０ｍＶのピーク値が検出されていることから、３０％の反射率で加工用のレーザー光線が反射されることが分かっている。よって、該反射率ｙ（＝３０％）を考慮して、出力調整手段４４ｂにより、以下のようにその出力が調整されるように制御する。すなわち、レーザー加工に必要な出力をＰ（例えば、３．０Ｗ）として、出力調整手段４４ｂから出力すべきレーザー光線の出力をＰ´とした場合、
Ｐ´＝Ｐ×［１００／（１００−ｙ）］
＝３．０×［１００／（１００−３０）］≒４．２９
となるから、出力調整手段４４ｂのパルスモータ４４ｂ２を回転駆動して、Ｐ´の値に応じた所定の角度だけ１／２波長板４４ｂ１を回転させる。１／２波長板４４ｂ１をこのように回転させることにより、ビームスプリッター４４ｂ３においてダンパー４４ｂ４側に分割される割合が減少し、レーザー光線発振器４４ａで発振されたレーザー光線が４．２９Ｗの出力を有するレーザー光線として照射されるのである。

レーザー光線が照射される分割予定ライン１４上のｘ１座標位置では、上記したように、照射されるレーザー光線の３０％が反射されることが分かっているため、４．２９Ｗの出力を有するレーザー光線を照射することで、改質層が形成されるシリコンウエーハ１０の内部には、３．０Ｗの出力を有するレーザー光線が到達し、改質層を形成するレーザー加工が施される。そして、このようなレーザー加工を、チャックテーブル６４を移動させながら、シリコンウエーハ１０の全ての分割予定ライン１４に対して順次実行する。

本実施形態では、レーザー光線照射手段４４の集光器４４ｄを挟んで、第１の検査光集光器４５ｄと同一の構成を有する、第２の検査光集光器４５ｅを備えている。これにより、図３の矢印Ｘで示す方向（往路方向）にチャックテーブル６４を移動させて一の分割予定ライン１４の一端側から他端側に対するレーザー加工を施した後に、Ｙ方向移動手段７２によりチャックテーブル６４をＹ方向に移動させて、レーザー光線の照射位置を加工対象となる隣の他の分割予定ライン１４に移動させる。そして、図中に示した矢印Ｘとは逆の方向（復路方向）、すなわち、他端側から一端側にチャックテーブル６４を移動させながら、第２の検査光集光器４５ｅによってシリコンウエーハ１０の裏面１０ｂに対して検査光を照射して反射光を検出することが可能となり、往路、復路いずれにおいても、上記と同様のレーザー加工を施すことができることから、生産性をより向上させることができる。

以上のようにして、加工用のレーザー光線が照射される分割予定ライン１４におけるＸ座標位置の反射光を検査して制御手段２０に記憶し、当該Ｘ座標位置の反射光の光量に応じた反射率を考慮しながら、出力調整手段４４ｂを制御して、改質層が形成されるシリコンウエーハ１０の内部に対して、常に一定の出力（３．０Ｗ）でレーザー光線による加工が施されるように調整がなされるのである。なお、上記した実施形態では、反射光検出手段４５において検出した反射光の光量を示す電気信号値をそのまま制御手段２０に記憶するようにしたが、これに限らず、光量の電気信号値から反射率を演算した上で、Ｘ座標位置に対応させて記憶してもよいことは当然である。

上記した実施形態では、被加工物としてシリコンウエーハを採用した例について説明したが、本発明は、これに限定されず、窒化ガリウム（ＧａＮ_２）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、リチウムタンタレート（ＬＴ）、リチウムナイオベート（ＬＮ）等を基板とするウエーハの加工にも適用でき、その際には、各ウエーハの種類に応じて透過する波長の検査光を照射する光源が選択される。

１０：シリコンウエーハ
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
２０：制御手段
４０：レーザー加工装置
４２：保持機構
４３：移動手段
４４：レーザー光線照射手段
４４ａ：レーザー光線発振器
４４ｂ：出力調整手段
４４ｄ：集光器
４５：反射光検出手段
４５ａ：光源
４５ｄ：第１の検査光集光器
４５ｅ：第２の検査光集光器
４５ｆ：分光器
４５ｇ：ラインイメージセンサ
６４：チャックテーブル

Claims (4)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して被加工物の内部に改質層を形成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Ｘ方向に移動させるＸ方向移動手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に該Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ方向移動手段と、制御手段と、反射光検出手段と、から少なくとも構成され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、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該発振器と該集光器との間に配設される出力調整手段と、を含み構成され、
   該反射光検出手段は、該発振器が発振するレーザー光線を模擬するための所定の波長域を有する検査光を照射する光源と、該光源から照射される検査光を該波長域で光軸上の所定幅に亘って焦点を形成する色収差集光レンズと、該光源と該色収差集光レンズとの間で形成される光路から分岐して配設され、該保持手段に保持された被加工物の上面で反射した反射光の光量を検出する検出器と、を含み構成され、
   該制御手段は、該検出器によって検出された光量から被加工物の所定位置における反射率を算出し、該反射率に基づいて、被加工物の該所定位置に対して照射されるレーザー光線の出力が該保持手段に保持された被加工物の加工に必要な出力となるように、該出力調整手段を制御するレーザー加工装置。
2. 該検出器は、該反射光を該波長域で分光する分光器と、該分光器で分光された各々の光を電気信号に変換する複数の画素からなる受光素子と、から構成され、
   該制御手段は、該受光素子を構成する各画素が検出した電気信号の最大値と、予め記録された被加工物が光源からの光を１００％反射した場合の電気信号とを比較して反射率ｙを算出し、被加工物の加工に必要なパワーをＰ、該出力調整手段により調整された後の出力をＰ´とした場合、
   Ｐ´＝Ｐ×［１００÷（１００−ｙ）］
   となるように該出力調整手段を制御する請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 該制御手段は、該保持手段に保持された被加工物が該Ｘ方向移動手段によってＸ方向に移動する際に、該反射光検出手段によって検出された該反射光の光量を該反射光が検出された被加工物のＸ方向の座標位置に対応させて記録する記録部を含み、
   該集光器から照射されるレーザー光線の照射位置に対応した被加工物のＸ方向の座標位置が、該記録部に記録されたＸ方向の座標位置と一致したときに、該記録部に記録された反射率に基づいて該出力調整手段を逐次調整して被加工物の加工に必要な出力のレーザー光線を照射する請求項１、または２に記載のレーザー加工装置。
4. 該反射光検出手段を構成する該色収差集光レンズは、該集光器を挟んでＸ方向に一対配置され、
   該保持手段に保持された該被加工物のＸ方向の往路、復路で該反射率ｙを算出する請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザー加工装置。