JP2019012795A - レーザー加工装置及びレーザー加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザービームによりチャックテーブルが破損することを抑制することができること。【解決手段】レーザー加工装置１は、インゴット６００を保持面１１で保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたインゴット６００にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、チャックテーブル１０に保持されたインゴット６００を撮影するカメラユニット３０と、を備える。チャックテーブル１０は、保持面１１を構成する多孔質ガラスプレート１２と、多孔質ガラスプレート１２が嵌合する凹部１４と、嵌合した多孔質ガラスプレート１２に負圧を伝達する負圧伝達路１５と、を有し非多孔質ガラスで形成されたガラス枠部１３と、を備える。【選択図】図８

Description

本発明は、レーザー加工装置及びレーザー加工方法に関する。
シリコンウェーハ等にデバイスが形成されたウェーハを分割予定ライン（ストリート）に沿ってレーザービームを照射して、デバイスを形成する機能層（Ｌｏｗ−ｋ層）を除去したり、ウェーハ内部に破断起点となる改質層を形成して個々のデバイスチップに分割するなどの加工方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
他にも、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなるインゴットからＳｉＣからなるウェーハを切り出す際に、ＳｉＣに対して透過性のある波長のレーザービームを照射し、剥離起点となる改質層を形成してインゴットからウェーハを剥離する加工方法も開発されている（例えば、特許文献４参照）。
特許第３４０８８０５号公報 特開２００６−１９０７７９号公報 特開２００６−２８１４３４号公報 特開２０１７−０４１４８２号公報
特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載された加工方法は、ウェーハの外周縁までレーザー加工する事が重要になる場合がある。特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載された加工方法は、ウェーハの外周縁までレーザー加工する場合、ウェーハの外周縁をオーバーランしたレーザービームや、ウェーハを透過したレーザービームの透過光により、チャックテーブルが破損する恐れがある。
また、特許文献４に示す加工方法は、特許文献１等と同様にチャックテーブルが破損する恐れが生じることにくわえ、インゴットの結晶方位を示すオリエンテーションフラットを基準にして角度を規定しレーザービームを照射する。特許文献４に示す加工方法は、オリエンテーションフラットをカメラユニットで検出する際に、チャックテーブルの金属（例えば、ステンレス鋼）からなる枠部の表面上にオリエンテーションフラットが重なると、枠部の表面で照明光が反射され、オリエンテーションフラットのエッジと枠部とのコントラストが不鮮明になり、オリエンテーションフラットが検出できないという課題もある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザービームによりチャックテーブルが破損することを抑制することができるレーザー加工装置及びレーザー加工方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持面で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ビームを照射するレーザービーム照射ユニットと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を撮影するカメラユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、該チャックテーブルは、該保持面を構成する多孔質材と、該多孔質材が嵌合する凹部と、嵌合した該多孔質材に負圧を伝達する負圧伝達路と、を有し非多孔質ガラスで形成されたガラス枠部と、を備えることを特徴とする。
前記レーザー加工装置において、該多孔質材は、多孔質ガラスプレートでも良い。
前記レーザー加工装置において、該チャックテーブルは、該レーザービーム照射ユニットに対して移動自在に設けられたテーブルベースに該ガラス枠部が載置されて装着されても良い。
前記レーザー加工装置において、該レーザービーム照射ユニットは、発振器から発振した該レーザービームを集光する集光レンズを該チャックテーブルの該保持面と対面して備えても良い。
前記レーザー加工装置において、該チャックテーブルに保持される被加工物は、該多孔質ガラスプレートを覆って外周縁が該ガラス枠部に支持され、該ガラス枠部は該カメラユニットが備える照明光を透過しても良い。
前記レーザー加工装置において、該レーザービームの波長は、該被加工物に対して透過性を有する波長でも良い。
前記レーザー加工装置において、該レーザービームの波長は、該被加工物に対して吸収性を有する波長でも良い。
本発明のレーザー加工方法は、保持面を構成する多孔質材と、該多孔質材が嵌合する凹部と嵌合した該多孔質材に負圧を伝達する負圧伝達路とを有し非多孔質ガラスで形成されたガラス枠部と、を備えるチャックテーブルの該保持面に保持された被加工物の外縁部及び該ガラス枠部に照明光を照射しながらカメラユニットで撮像してアライメントを実施するアライメントステップと、該アライメントステップ後に、該被加工物に対して透過性又は吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、該被加工物をレーザー加工するレーザー加工ステップと、を備えることを特徴とする。
本願発明のレーザー加工装置及びレーザー加工方法は、レーザービームによりチャックテーブルが破損することを抑制することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のインゴットを示す斜視図である。 図３は、図２に示されたインゴットの側面図である。 図４は、図１に示されたレーザー加工装置のチャックテーブルの断面図である。 図５は、図４に示されたインゴットとチャックテーブルとを示す平面図である。 図６は、実施形態１に係るレーザー加工方法を示すフローチャートである。 図７は、図６に示されたレーザー加工方法の保持ステップを示す平面図である。 図８は、図６に示されたレーザー加工方法のアライメントステップにおいて、カメラユニットがインゴットの外縁部を撮像する状態を一部断面で示す側面図である。 図９は、図８に示されたカメラユニットが撮像して得た画像の一例を示す図である。 図１０は、図６に示されたレーザー加工方法のアライメントステップ後のインゴットとチャックテーブルとを示す平面図である。 図１１は、図６に示されたレーザー加工方法のレーザー加工ステップを一部断面で示す側面図である。 図１２は、図６に示されたレーザー加工方法のレーザー加工ステップにおいてインゴットの内部に形成される改質層及びクラックを示す平面図である。 図１３は、実施形態２に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。 図１４は、実施形態２に係るレーザー加工方法のレーザー加工ステップを一部断面で示す側面図である。 図１５は、実施形態２の変形例に係るレーザー加工装置がレーザー加工ステップを実施する状態を一部断面で示す側面図である。 図１６は、実施形態１に係るレーザー加工装置のインゴットを保持したチャックテーブルを撮像して得た画像である。 図１７は、インゴットを保持した従来のチャックテーブルを撮像して得た画像である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るレーザー加工装置及びレーザー加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のインゴットを示す斜視図である。図３は、図２に示されたインゴットの側面図である。図４は、図１に示されたレーザー加工装置のチャックテーブルの断面図である。図５は、図２に示されたインゴットとチャックテーブルとを示す平面図である。
実施形態１に係るレーザー加工装置１は、被加工物であるインゴット６００をレーザー加工する装置である。レーザー加工装置１は、インゴット６００をスライスして、インゴット６００からウェーハを切り出す装置である。
実施形態１に係るレーザー加工装置１の加工対象であるインゴット６００は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなり、図２及び図３に示すように、第一の面（上面）６０１と第一の面６０１と反対側の第二の面（裏面）６０２を有している。インゴット６００の上面６０１は、レーザービーム３００（図１１に示す）の照射面となるため鏡面に研磨されている。また、インゴット６００は、第一のオリエンテーションフラット６０３と、第一のオリエンテーションフラット６０３に直交する第二のオリエンテーションフラット６０４を有している。第一のオリエンテーションフラット６０３の長さは第二のオリエンテーションフラット６０４の長さより長く形成されている。
インゴット６００は、上面６０１の垂線６０５に対して第二のオリエンテーションフラット６０４方向にオフ角α傾斜したｃ軸６０６とｃ軸６０６に直交するｃ面６０７を有している。ｃ面６０７は、インゴット６００の上面６０１に対してオフ角α傾斜している。一般的に、六方晶単結晶インゴット６００では、短い第二のオリエンテーションフラット６０４の伸長方向に直交する方向がｃ軸６０６の傾斜方向である。ｃ面６０７は、インゴット６００中にインゴット６００の分子レベルで無数に設定される。実施形態１では、オフ角αは４°に設定されている。しかし、オフ角αは４°に限定されるものではなく、本発明では、オフ角αを例えば１°〜６°の範囲で自由に設定してインゴット６００を製造することができる。
レーザー加工装置１は、図１に示すように、インゴット６００を保持面１１で保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたインゴット６００にレーザービーム３００を照射するレーザービーム照射ユニット２０と、チャックテーブル１０に保持されたインゴット６００を撮影するカメラユニット３０とを備える。また、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０とレーザービーム照射ユニット２０とをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動ユニット４０と、チャックテーブル１０とレーザービーム照射ユニット２０とをＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動ユニット５０と、チャックテーブル１０をＺ軸方向と平行な中心軸線回りに回転させる回転ユニット６０と、各構成要素を制御する制御ユニット１００と、を備える。
チャックテーブル１０は、円盤形状であり、図４及び図５に示すように、インゴット６００を保持する保持面１１を構成する多孔質材である多孔質ガラスプレート１２と、多孔質ガラスプレート１２を囲繞しかつ非多孔質ガラスで形成されたガラス枠部１３とを備える。多孔質ガラスプレート１２を構成する多孔質ガラスは、前述したレーザービーム３００等の光を透過する。多孔質ガラスプレート１２は、円板状に形成され、かつ多孔質ガラスから形成されることで流体を吸引可能な孔が設けられている。チャックテーブル１０は、多孔質ガラスプレート１２が保持面１１上に保持したインゴット６００により覆われる大きさに形成されている。なお、実施形態１において、保持面１１を構成する多孔質材は、多孔質ガラスにより形成された多孔質ガラスプレート１２であるが、本発明では、ポーラスセラミック等の他の種類の多孔質材により形成されても良い。
ガラス枠部１３は、前述したレーザービーム３００等の光を透過しかつ気密性を有するガラスにより構成され、かつ多孔質ガラスプレート１２が嵌合する凹部１４と、嵌合した多孔質ガラスプレート１２に負圧を伝達する負圧伝達路１５とを有する。負圧伝達路１５は、ガラス枠部１３内に形成された空間１６と、空間１６内に開口しかつ図示しない真空吸引源に連結した伝達孔１７とを備える。空間１６は、ガラス枠部１３及び多孔質ガラスプレート１２により密閉されている。伝達孔１７は、空間１６に開口し、かつガラス枠部１３を貫通した孔である。チャックテーブル１０は、真空吸引源により吸引されることで、保持面１１上にインゴット６００を吸引、保持する。
また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット４０によってレーザービーム照射ユニット２０に対してＸ軸方向に移動自在に設けられたテーブルベース１９上にガラス枠部１３が回転ユニット６０を介して載置されて装着されている。
Ｘ軸移動ユニット４０は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段である。Ｘ軸移動ユニット４０は、テーブルベース１９をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動ユニット５０は、チャックテーブル１０をＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０を割り出し送りする割り出し送り手段である。Ｘ軸移動ユニット４０及びＹ軸移動ユニット５０は、軸心回りに回転自在に設けられたボールねじ４１，５１と、ボールねじ４１，５１を軸心回りに回転させるパルスモータ４２，５２と、チャックテーブル１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に支持するガイドレール４３，５３とを備える。回転ユニット６０は、テーブルベース１９上に設置され、かつチャックテーブル１０を中心軸線回りに回転自在に支持している。
レーザービーム照射ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００にレーザー加工を施す。レーザービーム照射ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持されたインゴット６００に、インゴット６００に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ等）のレーザービーム３００を照射してインゴット６００の内部に改質層３０１（図１１に示す）を形成する。なお、改質層３０１とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。
レーザービーム照射ユニット２０は、レーザービーム３００を発振する発振器２１と、発振器２１から発振したレーザービーム３００をインゴット６００の所望の位置に集光する集光レンズ２２と、発振器２１から発振したレーザービーム３００を集光レンズ２２に向けて反射するミラー２３等を備える。レーザービーム照射ユニット２０は、集光レンズ２２をチャックテーブル１０の保持面１１と対面して備える。レーザービーム照射ユニット２０は、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した壁部３に連なった支持柱４の先端に取り付けられている。
カメラユニット３０は、レーザービーム照射ユニット２０とＸ軸方向に並列する位置に配設されている。実施形態１では、カメラユニット３０は、支持柱４の先端に取り付けられている。カメラユニット３０は、チャックテーブル１０に保持されたインゴット６００にＺ軸方向に照明光４００（図８に示す）を照射しながらインゴット６００を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを備える。
制御ユニット１００は、上述した各構成要素をそれぞれ制御して、インゴット６００に対するレーザー加工動作をレーザー加工装置１に実施させるものである。制御ユニット１００は、コンピュータシステムを含む。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）またはＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。
制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。
次に、実施形態１に係るレーザー加工方法を説明する。図６は、実施形態１に係るレーザー加工方法を示すフローチャートである。
レーザー加工方法は、図６に示されたように、保持ステップＳＴ１と、アライメントステップＳＴ２と、レーザー加工ステップＳＴ３とを備える。レーザー加工方法は、オペレータが入力ユニットを操作して加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータがレーザー加工前のインゴット６００の下面６０２が多孔質ガラスプレート１２を覆う状態で保持面１１に載置し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に実施される。
（保持ステップ）
図７は、図６に示されたレーザー加工方法の保持ステップを示す平面図である。
保持ステップＳＴ１は、インゴット６００をチャックテーブル１０の保持面１１で保持するステップである。保持ステップＳＴ１では、制御ユニット１００は、真空吸引源を駆動させてチャックテーブル１０にインゴット６００を吸引保持する。実施形態１において、保持ステップＳＴ１では、制御ユニット１００がインゴット６００をチャックテーブル１０に吸引、保持すると、図７に示すように、チャックテーブル１０に保持されるインゴット６００は、多孔質ガラスプレート１２を覆って外周縁がガラス枠部１３に支持される。加工方法は、保持ステップＳＴ１後、アライメントステップＳＴ２に進む。
（アライメントステップ）
図８は、図６に示されたレーザー加工方法のアライメントステップにおいて、カメラユニットがインゴットの外縁部を撮像する状態を一部断面で示す側面図である。図９は、図８に示されたカメラユニットが撮像して得た画像の一例を示す図である。図１０は、図６に示されたレーザー加工方法のアライメントステップ後のインゴットとチャックテーブルとを示す平面図である。
アライメントステップＳＴ２は、チャックテーブル１０の保持面１１に保持されたインゴット６００の外縁部及びガラス枠部１３に照明光４００を照射しながらカメラユニット３０で撮像してインゴット６００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を実施するステップである。アライメントステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、図８に示すように、カメラユニット３０にウェーハ２００の外縁部のうち第二のオリエンテーションフラット６０４及びガラス枠部１３に照明光４００を照射しながらカメラユニット３０で撮像してアライメントを実施する。実施形態１において、アライメントステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、例えば、図７に丸で示すように、第二のオリエンテーションフラット６０４の二箇所を撮像する。アライメントステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、カメラユニット３０が撮像して得た図９に一例を示す画像５００から第二のオリエンテーションフラット６０４と平行な方向を検出する。
なお、図９に示す画像５００は、カメラユニット３０がＺ軸方向に沿って照明光４００を照射し、インゴット６００の上面６０１が照明光４００を反射するために、ウェーハ２００が図９中に白地で示すように明るくなり、ガラス枠部１３が照明光４００を透過するために、チャックテーブル１０のガラス枠部１３が図９中に平行斜線で示すように暗くなる。アライメントステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、図１０に示すように、回転ユニット６０により第二のオリエンテーションフラット６０４がＸ軸方向と平行となる位置にインゴット６００を位置付ける。加工方法は、アライメントステップＳＴ２後、レーザー加工ステップＳＴ３に進む。
（レーザー加工ステップ）
図１１は、図６に示されたレーザー加工方法のレーザー加工ステップを一部断面で示す側面図である。図１２は、図６に示されたレーザー加工方法のレーザー加工ステップにおいてインゴットの内部に形成される改質層及びクラックを示す平面図である。
レーザー加工ステップＳＴ３は、アライメントステップＳＴ２後に、インゴット６００に対して透過性を有する波長のレーザービーム３００を照射して、インゴット６００をレーザー加工するステップである。レーザー加工ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、レーザービーム照射ユニット２０からインゴット６００に対して透過性を有する波長のレーザービーム３００の集光点３０２を上面６０１からインゴット６００から切り出すウェーハの厚さに対応する深さに設定する。制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット４０にチャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させながらレーザービーム３００を照射する改質層形成ステップと、レーザービーム３００を照射することなくチャックテーブル１０をＹ軸方向に所定量移動させるインデックスステップとを交互に繰り返す。
改質層形成ステップでは、制御ユニット１００は、例えば、図１１に点線で示す位置から実線で示す位置にレーザービーム照射ユニット２０が、チャックテーブル１０に対して相対的に移動するように、チャックテーブル１０を図１１中の矢印に沿って移動しながらレーザービーム３００を照射する。そして、改質層形成ステップでは、制御ユニット１００は、図１２に示すように、インゴット６００の内部にＸ軸方向と平行な改質層３０１と、改質層３０１からｃ面６０７に沿って伝播するクラック３１０とを形成する。制御ユニット１００は、インゴット６００の内部の全面に亘って改質層３０１とクラック３１０とを形成すると、レーザー加工方法を終了する。なお、インゴット６００は、改質層３０１及びクラック３１０を挟んで互いに反対側の部分が軸心回りに相対的に逆方向に回転されたり、インゴット６００に超音波振動を与える等することで、インゴット６００からウェーハが切り出される。
以上説明したように、実施形態１に係るレーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、チャックテーブル１０の多孔質ガラスプレート１２が多孔質ガラスにより構成され、かつガラス枠部１３がガラスにより構成されているので、レーザービーム３００がチャックテーブル１０を透過することとなる。また、レーザービーム３００の集光点３０２がウェーハ２００の内部に設定されているので、チャックテーブル１０を透過するレーザービーム３００は、発散することとなる。その結果、レーザー加工装置１は、レーザービーム３００の照射によりチャックテーブル１０が破損することを抑制することができる。
また、実施形態１に係るレーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、レーザービーム３００がチャックテーブル１０を透過して、レーザービーム３００のチャックテーブル１０からの反射を抑制することができる。その結果、レーザー加工装置１は、レーザービーム照射ユニット２０の集光レンズ２２等の破損を抑制することができる。
また、実施形態１に係るレーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、チャックテーブル１０のガラス枠部１３がガラスにより構成されているので、カメラユニット３０の照明光４００がチャックテーブル１０を透過することとなる。また、カメラユニット３０の照明光４００は、インゴット６００により反射される。このために、カメラユニット３０が撮像した画像５００は、インゴット６００とチャックテーブル１０の明るさのコントラストが大きくなり、インゴット６００の第二のオリエンテーションフラット６０４を正確に割り出すことができる。その結果、レーザー加工装置１は、アライメントの誤差を抑制することができる。
また、実施形態１に係るレーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、チャックテーブル１０の多孔質ガラスプレート１２が多孔質ガラスにより構成され、かつガラス枠部１３が比重２．５（ｇ／ｃｍ３）程度のガラスにより構成されて、例えば比重が約８（ｇ／ｃｍ３）程度のステンレス鋼等の金属を用いずガラスでチャックテーブル１０を形成している。このために、レーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、チャックテーブル１０の軽量化を図ることができ、特に、５００ｍｍ／ｓ以上という高速でチャックテーブル１０を移動させるレーザー加工装置１において、Ｘ軸移動ユニット４０やＹ軸移動ユニット５０への負荷を軽減することができる。
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るレーザー加工装置及びレーザー加工方法を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態２に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図１４は、実施形態２に係るレーザー加工方法のレーザー加工ステップを一部断面で示す側面図である。図１３及び図１４は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態２に係る図１３に示すレーザー加工装置１−２は、被加工物であるウェーハ２００をレーザー加工する装置である。実施形態２に係るレーザー加工装置１−２の加工対象であるウェーハ２００は、実施形態２では、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素などを基板とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。ウェーハ２００は、図１３に示すように、表面２０１の交差（実施形態１では、直交）する複数の分割予定ライン２０２によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス２０３が形成されている。ウェーハ２００は、裏面２０４に保護部材である粘着テープ２１０が貼着されている。粘着テープ２１０は、外周に環状フレーム２１１が取り付けられている。
また、実施形態２に係るレーザー加工装置１−２は、チャックテーブル１０−２の保持面１１を構成する多孔質材が多孔質ガラスにより構成された多孔質ガラスプレート１２−２であり、ウェーハ２００の外径よりも大径な円板状に形成されている。このように、本発明において、チャックテーブル１０−２の保持面１１を構成する多孔質材は、被加工物よりも大径である場合には、多孔質ガラスにより形成された多孔質ガラスプレート１２−２が用いられる。また、レーザー加工装置１−２は、環状フレーム２１１により支持された複数のウェーハ２００を収容するカセット７０を支持するカセット支持台７１と、カセット支持台７１に支持されたカセット７０とチャックテーブル１０との間でウェーハ２００を搬送する図示しない搬送ユニットと、を備え、チャックテーブル１０の周囲には、環状フレーム２１１をクランプするクランプ部１８が複数設けられている。
実施形態２に係るレーザー加工方法は、実施形態１と同様に、保持ステップＳＴ１と、アライメントステップＳＴ２と、レーザー加工ステップＳＴ３とを備え、オペレータが入力ユニットを操作して加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータがレーザー加工前のウェーハ２００を複数枚収容したカセット７０をカセット支持台７１に設置し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に実施される。
実施形態２に係るレーザー加工方法の保持ステップＳＴ１では、制御ユニット１００は、搬送ユニットにカセット７０からレーザー加工前のウェーハ２００を１枚取り出させてチャックテーブル１０の保持面１１に粘着テープ２１０を介して載置させる。保持ステップＳＴ１では、制御ユニット１００は、真空吸引源を駆動させてチャックテーブル１０にウェーハ２００を吸引保持し、クランプ部１８に環状フレーム２１１をクランプさせる。実施形態２において、保持ステップＳＴ１では、ウェーハ２００に貼着された粘着テープ２１０が多孔質ガラスプレート１２及びガラス枠部１３を覆う。
実施形態２に係るレーザー加工方法のアライメントステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、ウェーハ２００の加工領域をカメラユニット３０の直下に位置付け、カメラユニット３０が撮像して得た画像にウェーハ２００の分割予定ライン２０２とレーザービーム照射ユニット２０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、アライメントを遂行する。
実施形態２に係るレーザー加工方法のレーザー加工ステップＳＴ３は、ウェーハ２００に対して透過性を有する波長のレーザービーム３００を各分割予定ライン２０２に沿って照射し、レーザービーム３００でウェーハ２００の内部に破断起点となる改質層３０１を形成するステップである。
実施形態２に係るレーザー加工方法のレーザー加工ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、アライメントステップＳＴ２のアライメント結果に基づいて、Ｘ軸移動ユニット４０及びＹ軸移動ユニット５０に各分割予定ライン２０２に沿ってレーザービーム照射ユニット２０とチャックテーブル１０とを相対的に移動させながらレーザービーム３００の集光点３０２をウェーハ２００の内部に設定して、レーザービーム照射ユニット２０からレーザービーム３００を照射させる。
実施形態２に係るレーザー加工方法のレーザー加工ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、例えば、図１４に点線で示す位置から実線で示す位置にレーザービーム照射ユニット２０が、チャックテーブル１０に対して相対的に移動するように、チャックテーブル１０を図１４中の矢印に沿って移動しながらレーザービーム３００を照射する。レーザー加工ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、ウェーハ２００の内部に分割予定ライン２０２に沿った改質層３０１を形成する。制御ユニット１００は、全ての分割予定ライン２０２に沿って改質層３０１を形成すると、全ての分割予定ライン２０２に沿って改質層３０１が形成されたウェーハ２００をカセット７０内に収容して、加工方法を終了する。
実施形態２に係るレーザー加工装置１−２及びレーザー加工方法は、実施形態１と同様に、チャックテーブル１０−２の多孔質ガラスプレート１２−２が多孔質ガラスにより構成され、かつガラス枠部１３がガラスにより構成されているので、レーザービーム３００がチャックテーブル１０−２を透過する。その結果、レーザー加工装置１−２及びレーザー加工方法は、実施形態１と同様に、レーザービーム３００の照射によりチャックテーブル１０−２が破損することを抑制することができ、レーザービーム照射ユニット２０の集光レンズ２２等の破損を抑制することができる。
また、実施形態２に係るレーザー加工装置１−２及びレーザー加工方法は、実施形態１と同様に、ガラスでチャックテーブル１０−２を形成しているために、チャックテーブル１０−２の軽量化を図ることができ、特に、５００ｍｍ／ｓ以上という高速でチャックテーブル１０−２を移動させるレーザー加工装置１−２において、Ｘ軸移動ユニット４０やＹ軸移動ユニット５０への負荷を軽減することができる。
〔変形例〕
本発明の実施形態２の変形例に係るレーザー加工装置及びレーザー加工方法を図面に基づいて説明する。図１５は、実施形態２の変形例に係るレーザー加工装置がレーザー加工ステップを実施する状態を一部断面で示す側面図である。図１５は、実施形態１及び実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態２の変形例に係るレーザー加工装置１−３は、レーザービーム照射ユニット２０−３がウェーハ２００に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザービーム３００−３を照射すること以外、実施形態２に係るレーザー加工装置１−２と構成が等しい。実施形態２の変形例に係るレーザー加工方法は、レーザー加工ステップＳＴ３において、図１５に示すように、レーザービーム３００−３をウェーハ２００の各分割予定ライン２０２に照射して、アブレーション加工を施して、各分割予定ライン２０２にレーザー加工溝３０３を形成すること以外、実施形態２に係るレーザー加工方法と同一である。なお、実施形態２の変形例では、レーザー加工溝３０３は、ウェーハ２００をハーフカットするものであるが、本発明では、フルカットするものでも良い。
実施形態２の変形例に係るレーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、実施形態２と同様に、チャックテーブル１０の多孔質ガラスプレート１２が多孔質ガラスにより構成され、かつガラス枠部１３がガラスにより構成されているので、レーザービーム３００−３及び照明光４００がチャックテーブル１０を透過する。その結果、レーザー加工装置１及びレーザー加工方法は、実施形態２と同様に、レーザービーム３００−３の照射によりチャックテーブル１０が破損することを抑制することができ、レーザービーム照射ユニット２０−３の集光レンズ２２等の破損を抑制することができる。
次に、本発明の発明者は、実施形態１に係るレーザー加工装置１のチャックテーブル１０と、多孔質材を囲繞する枠部が金属により構成された従来のチャックテーブルとをインゴット６００を保持した状態でカメラユニット３０で撮像した。図１６は、実施形態１に係るレーザー加工装置のインゴットを保持したチャックテーブルを撮像して得た画像である。図１７は、インゴットを保持した従来のチャックテーブルを撮像して得た画像である。図１６及び図１７は、共に、図７中の丸で囲む部分を撮像して得た画像である。図１６及び図１７によると、従来のチャックテーブルよりも実施形態１に係るレーザー加工装置１のチャックテーブル１０の方がインゴット６００とガラス枠部１３との明るさのコントラストが大きくなることが明らかとなった。したがって、図１６及び図１７によると、チャックテーブル１０がガラスにより構成されたガラス枠部１３を備えることで、アライメントの誤差を抑制できることが明らかとなった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１，１−２，１−３ レーザー加工装置
１０，１０−２ チャックテーブル
１１ 保持面
１２，１２−２ 多孔質ガラスプレート（多孔質材）
１３ ガラス枠部
１４ 凹部
１５ 負圧伝達路
１９ テーブルベース
２０，２０−３ レーザービーム照射ユニット
２１ 発振器
２２ 集光レンズ
３０ カメラユニット
２００ ウェーハ（被加工物）
３００，３００−３ レーザービーム
４００ 照明光
６００ インゴット（被加工物）
ＳＴ２ アライメントステップ
ＳＴ３ レーザー加工ステップ

Claims (8)

  1. 被加工物を保持面で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ビームを照射するレーザービーム照射ユニットと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を撮影するカメラユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、
    該チャックテーブルは、
    該保持面を構成する多孔質材と、
    該多孔質材が嵌合する凹部と、嵌合した該多孔質材に負圧を伝達する負圧伝達路と、を有し非多孔質ガラスで形成されたガラス枠部と、を備えるレーザー加工装置。
  2. 該多孔質材は、多孔質ガラスプレートである請求項１に記載のレーザー加工装置。
  3. 該チャックテーブルは、該レーザービーム照射ユニットに対して移動自在に設けられたテーブルベースに該ガラス枠部が載置されて装着される請求項２に記載のレーザー加工装置。
  4. 該レーザービーム照射ユニットは、発振器から発振した該レーザービームを集光する集光レンズを該チャックテーブルの該保持面と対面して備える請求項２又は請求項３に記載のレーザー加工装置。
  5. 該チャックテーブルに保持される被加工物は、該多孔質ガラスプレートを覆って外周縁が該ガラス枠部に支持され、該ガラス枠部は該カメラユニットが備える照明光を透過する請求項２乃至請求項４のうちいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
  6. 該レーザービームの波長は、該被加工物に対して透過性を有する波長である請求項２乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
  7. 該レーザービームの波長は、該被加工物に対して吸収性を有する波長である請求項２乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
  8. 保持面を構成する多孔質材と、該多孔質材が嵌合する凹部と嵌合した該多孔質材に負圧を伝達する負圧伝達路とを有し非多孔質ガラスで形成されたガラス枠部と、を備えるチャックテーブルの該保持面に保持された被加工物の外縁部及び該ガラス枠部に照明光を照射しながらカメラユニットで撮像してアライメントを実施するアライメントステップと、
    該アライメントステップ後に、該被加工物に対して透過性又は吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、該被加工物をレーザー加工するレーザー加工ステップと、
    を備えるレーザー加工方法。
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