JP2023046862A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工品質に悪影響を与えることなく加工幅を変更するとともに、装置の肥大化を防ぐことが可能なレーザー加工装置を提供すること。【解決手段】レーザー加工装置１は、ウエーハ２００を保持する保持ユニット１０と、ウエーハ２００にレーザービーム２１を照射する発振器２２およびレーザービーム２１をウエーハ２００に導く光学系２３を有するレーザービーム照射ユニット２０と、を備える。光学系２３は、レーザービーム２１が透過する透過部２４１と、透過部２４１を囲繞しレーザービーム２１の一部を遮光する遮光部２４２とを有するマスク部材２４と、マスク部材２４をレーザービーム２１の光軸に対して直交する軸心周りに回転させることにより、透過部２４１を透過するレーザービーム２１の遮光領域を変化させて、ウエーハ２００へのレーザービーム２１の結像幅を変化させるマスク部材回転ユニット２６とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

半導体ウエーハを個片化してチップを製造するために、レーザービームをストリートに沿って照射することでウエーハをアブレーションさせて分割する方法が知られている。このようなレーザーダイシングでは、レーザービームの結像形状をマスクによって所望の形状に変化させ、ウエーハへの加工ラインを調整する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述の方法において加工ラインの幅を調整するためにはマスクに形成される開口の幅を変えなければならないため、マスクを複数用意する必要がありコストがかかるだけでなく、マスク交換や調整の為の工数がかかるという課題があった。

これを解決するために、テーパ状に開口したマスクを光軸と直交する方向に移動させる方法が考案されたが（例えば、特許文献２参照）、テーパ形状がウエーハに転写されることにより加工ラインの往路と復路で加工結果に差異が生じ、加工品質に影響を及ぼす可能性がある。

特開２００５－２０９７１９号公報 特開２０１０－８９０９４号公報

また、幅の異なる複数の開口が形成されたマスクを光軸と直交する方向に移動させる方法も提案されたが、マスク自体のサイズが大きくなり装置の肥大化に繋がる恐れがある。

本願発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工品質に悪影響を与えることなく加工幅を変更するとともに、装置の肥大化を防ぐことが可能なレーザー加工装置を提供することである。

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、ウエーハを保持する保持ユニットと、該保持ユニットに保持されたウエーハにレーザービームを照射する発振器、および該レーザービームを該ウエーハに導いて該レーザービームの焦点を該ウエーハの所望箇所に結像する光学系を有するレーザービーム照射ユニットと、を備えたレーザー加工装置であって、該光学系は、該レーザービームが透過する透過部と、該透過部を囲繞し該レーザービームの一部を遮光する遮光部と、を有するマスク部材と、該マスク部材を該レーザービームの光軸に対して直交する軸心周りに回転させることにより、該透過部を透過する該レーザービームの遮光領域を変化させて、該ウエーハへの該レーザービームの結像幅を変化させるマスク部材回転ユニットと、を含むことを特徴とする。

前記レーザー加工装置において、該マスク部材の回転角度と、各々の角度における加工幅と、の相関関係を予め記憶しておく記憶部と、所望の加工幅が入力されると該記憶部に記憶された回転角度にマスク部材を回転させる指示部と、を含む制御ユニットを備えても良い。

前記レーザー加工装置において、該マスク部材を該レーザービームの光軸および該マスク部材回転ユニットの回転軸に直交する方向に移動させる移動ユニットを更に備えても良い。

前記レーザー加工装置において、該記憶部は、該マスク部材の回転角度と、該移動ユニットの移動量と、の相関関係を更に記憶し、該指示部は、所望の加工幅が入力されると該記憶部に記憶された回転角度にマスク部材を回転させるとともに、該回転角度に応じた移動量だけマスク部材を移動させても良い。

前記レーザー加工装置において、該マスク部材は、該レーザービームの通過を許容する貫通孔を備えたカバーの内部に配置されても良い。

本発明は、加工品質に悪影響を与えることなく加工幅を変更するとともに、装置の肥大化を防ぐことが可能にな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レーザービーム照射ユニットの構成を模式的に示す図である。 図３は、図２に示されたレーザービーム照射ユニットのマスク部材及びカバー等を示す側断面図である。 図４は、図３に示されたマスク部材の斜視図である。 図５は、図４に示されたマスク部材の発振器側からみた正面図である。 図６は、図４に示されたマスク部材の発振器と対面した状態を模式的に示す側断面図である。 図７は、図６に示されたマスク部材が発振器と対面した状態から傾いた状態を模式的に示す側断面図である。 図８は、図６に示されたマスク部材が透過したレーザービームのスポットの形状を示す平面図である。 図９は、図７に示されたマスク部材が透過したレーザービームのスポットの形状を示す平面図である。 図１０は、図１に示されたレーザー加工装置の制御ユニットの記憶部が記憶した結像幅変更用データを示す図である。 図１１は、図１に示されたレーザー加工装置の制御ユニットの記憶部が記憶した移動量変更用データを示す図である。

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、置換又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レーザービーム照射ユニットの構成を模式的に示す図である。

実施形態１に係るレーザー加工装置１は、ウエーハ２００にレーザー加工を施す装置である。実施形態１に係るレーザー加工装置１の加工対象のウエーハ２００は、シリコン、サファイヤ、ガリウムヒ素、又はＳｉＣ（炭化ケイ素）等などを基板２０１とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等である。ウエーハ２００は、基板２０１の表面２０２に交差する複数のストリート２０３を有し、ストリート２０３で格子状に区画された領域にそれぞれデバイス２０４が形成されている。

デバイス２０４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、又は各種のメモリ（半導体記憶装置）である。実施形態１では、ウエーハ２００は、ストリート２０３に沿って個々のデバイス２０４に分割される。

実施形態１において、ウエーハ２００は、裏面２０５にウエーハ２００よりも大径な円板状のテープ２０６が貼着されるとともに、テープ２０６の外周縁に内径がウエーハ２００の外径よりも大きな環状のフレーム２０７が貼着されて、環状のフレーム２０７の内側の開口内に支持される。

図１に示されたレーザー加工装置１は、ウエーハ２００の表面２０２からウエーハ２００を構成する基板２０１に対して吸収性を有する波長のパルス状のレーザービーム２１をストリート２０３に沿って照射して、ウエーハ２００をレーザー加工する加工装置である。レーザー加工装置１は、図１に示すように、ウエーハ２００を保持する保持ユニット１０と、レーザービーム照射ユニット２０と、移動ユニット３０と、撮像ユニット４０と、制御手段である制御ユニット１００とを有する。

保持ユニット１０は、ウエーハ２００を水平方向と平行な保持面１１で保持する。保持面１１は、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。保持ユニット１０は、真空吸引源により吸引されることで、保持面１１上に載置されたウエーハ２００を吸引保持する。保持ユニット１０の周囲には、ウエーハ２００を開口内に支持するフレーム２０７を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。

また、保持ユニット１０は、移動ユニット３０の回転移動ユニット３３により保持面１１に対して直交しかつ鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。保持ユニット１０は、回転移動ユニット３３とともに、移動ユニット３０のＸ軸移動ユニット３１により水平方向と平行なＸ軸方向（加工進行方向に相当）に移動されかつＹ軸移動ユニット３２により水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動される。保持ユニット１０は、移動ユニット３０によりレーザービーム照射ユニット２０の下方の加工領域と、レーザービーム照射ユニット２０の下方から離れてウエーハ２００が搬入、搬出される搬入出領域とに亘って移動される。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００に対してパルス状のレーザービーム２１を集光して照射するレーザービーム照射手段である。実施形態１では、レーザービーム照射ユニット２０の一部は、図１に示すように、装置本体２から立設した立設壁３に配置されたＺ軸移動ユニット３４によりＺ軸方向に移動される。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００の基板２０１に対して吸収性を有する波長のレーザービーム２１を照射してウエーハ２００をレーザー加工するものである。レーザービーム照射ユニット２０は、図２に示すように、ウエーハ２００の基板２０１に対して吸収性を有する波長のパルス状のレーザービーム２１を出射する発振器２２と、及びレーザービーム２１を保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００に導いてレーザービーム２１の焦点２１１をウエーハ２００の所望箇所に結像する光学系２３と、を有する。

光学系２３は、保持ユニット１０の保持面１１に保持されたウエーハ２００の表面２０２に発振器２２から出射されたレーザービーム２１を集光する集光レンズ２３１と、発振器２２から出射されたレーザービーム２１を集光レンズ２３１に向かって反射する反射ミラー２３２と、発振器２２から出射されたレーザービーム２１を反射ミラー２３２に導くリレーレンズ２３３とを備える。

集光レンズ２３１は、保持ユニット１０の保持面１１とＺ軸方向に対向する位置に配置されている。集光レンズ２３１は、保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００に対してパルス状のレーザービーム２１を集光して照射する集光光学素子である。集光レンズ２３１は、発振器２２から出射されたレーザービーム２１を透過して、レーザービーム２１を焦点２１１（図２等に示す）に結像する。なお、実施形態１では、集光レンズ２３１は、レーザービーム２１の焦点２１１を保持ユニット１０の保持面１１に保持されたウエーハ２００の表面２０２に結像する。

また、レーザービーム照射ユニット２０の光学系２３は、図２に示すように、マスク部材２４と、カバー２５と、マスク部材回転ユニット２６と、移動ユニット２７とを備える。次に、マスク部材２４を説明する。図３は、図２に示されたレーザービーム照射ユニットのマスク部材及びカバー等を示す側断面図である。図４は、図３に示されたマスク部材の斜視図である。図５は、図４に示されたマスク部材の発振器側からみた正面図である。図６は、図４に示されたマスク部材の発振器と対面した状態を模式的に示す側断面図である。図７は、図６に示されたマスク部材が発振器と対面した状態から傾いた状態を模式的に示す側断面図である。図８は、図６に示されたマスク部材が透過したレーザービームのスポットの形状を示す平面図である。図９は、図７に示されたマスク部材が透過したレーザービームのスポットの形状を示す平面図である。

実施形態１において、マスク部材２４は、発振器２２とリレーレンズ２３３との間に配置されている。マスク部材２４は、図３、図４及び図５に示すように、レーザービーム２１が透過する透過部２４１と、透過部２４１を囲繞しレーザービーム２１の一部を遮光する遮光部２４２と、を有する。実施形態１では、マスク部材２４は、長手方向がＸ軸方向と平行な矩形状に形成され、中央に透過部２４１を形成している。実施形態１において、マスク部材２４は、透過部２４１が長手方向がＸ軸方向と平行な矩形状の孔に形成されてレーザービーム２１を透過し、透過部２４１の周りがレーザービーム２１を遮光する材料で構成されて遮光部２４２を構成している。また、実施形態１において、マスク部材２４は、遮光部２４２の発振器２２に対面する表面にレーザービーム２１を反射する反射膜２４３が形成されている。実施形態１では、透過部２４１のＺ軸方向の幅２４４（図５に示す）は、１ｍｍである。

マスク部材２４は、図６及び図７に示すように、透過部２４１が、発振器２２が出射したレーザービーム２１を透過してリレーレンズ２３３、反射ミラー２３２及び集光レンズ２３１によりウエーハ２００までレーザービーム２１が導かれることを許容する。マスク部材２４は、図６及び図７に示すように、遮光部２４２が、レーザービーム２１を遮光し、レーザービーム２１がリレーレンズ２３３、反射ミラー２３２及び集光レンズ２３１によりウエーハ２００まで導かれることを規制する。なお、レーザービーム２１の遮光部２４２により遮光される領域２１２（図５に平行斜線で示す）を以下、遮光領域と記す。

マスク部材２４は、透過部２４１で発振器２２が出射したレーザービーム２１を透過し、遮光部２４２でレーザービーム２１を遮光することで、レーザービーム２１の焦点２１１のスポット２８（図８及び図９に示す）が矩形になるように発振器２２から出射されたレーザービーム２１を整形する。実施形態１において、マスク部材２４は、保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００の表面２０２上において、図８及び図９に示すように、レーザービーム２１の焦点２１１のスポット２８の長手方向がＹ軸方向と平行でかつ、スポット２８の短手方向がＸ軸方向と平行な矩形に整形する。なお、スポット２８の長手方向の幅２８１（加工幅に相当する）を、以下、結像幅と記す。

実施形態１において、カバー２５は、発振器２２とリレーレンズ２３３との間に配置されている。カバー２５は、図３に示すように、レーザービーム２１を遮光する材料で構成され、レーザービーム２１を透過するレーザービーム２１の通過を許容する貫通孔２５１が形成された箱状に形成されている。カバー２５は、内側にマスク部材２４を収容している。このように、マスク部材２４は、レーザービーム２１の通過を許容する貫通孔２５１を備えたカバー２５の内部に配置されている。

マスク部材回転ユニット２６は、マスク部材２４をレーザービーム２１の光軸２１３に対して直交するＸ軸方向と平行な軸心２４５（図４及び図５に示す）周りに回転させるものである。マスク部材回転ユニット２６は、マスク部材２４をレーザービーム２１の光軸２１３に対して直交するＸ軸方向と平行な軸心２４５周りに回転させることにより、透過部２４１を透過するレーザービーム２１の遮光部２４２により遮光される遮光領域２１２を変化させて、ウエーハ２００へのレーザービーム２１の焦点２１１の結像幅２８１を変化させることとなる。なお、実施形態１では、マスク部材回転ユニット２６は、マスク部材２４を反射膜２４３の表面が光軸２１３に対して直交する図６に示す状態から軸心２４５回りに回転する。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００に対して、ウエーハ２００の基板２０１が吸収性を有する波長のレーザービーム２１を照射して、ウエーハ２００の基板２０１の一部を昇華させ図示しない加工溝を形成するアブレーション加工を施す。

移動ユニット２７は、マスク部材２４を発振器２２が出射したレーザービーム２１の光軸２１３及びマスク部材回転ユニット２６の回転軸であるＸ軸方向と平行な軸心２４５の双方に対して直交する方向に移動させるものである。実施形態１では、移動ユニット２７は、カバー２５、マスク部材回転ユニット２６及びマスク部材２４をＺ軸方向に移動させる。移動ユニット２７は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、カバー２５、マスク部材回転ユニット２６及びマスク部材２４をＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。

移動ユニット３０は、保持ユニット１０とレーザービーム照射ユニット２０が照射するレーザービーム２１の焦点２１１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させるものである。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、互いに直交し、かつ保持面１１（即ち水平方向）と平行な方向である。移動ユニット３０は、保持ユニット１０をＸ軸方向に移動させる加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット３１と、保持ユニット１０をＹ軸方向に移動させる割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット３２と、保持ユニット１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３と、レーザービーム照射ユニット２０の一部をＺ軸方向に移動するＺ軸移動ユニット３４とを備えている。

Ｙ軸移動ユニット３２は、保持ユニット１０と、レーザービーム照射ユニット２０のレーザービーム２１の焦点２１１とを相対的に割り出し送りするユニットである。実施形態１では、Ｙ軸移動ユニット３２は、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。Ｙ軸移動ユニット３２は、Ｘ軸移動ユニット３１を支持した移動プレート４をＹ軸方向に移動自在に支持している。

Ｘ軸移動ユニット３１は、保持ユニット１０と、レーザービーム照射ユニット２０のレーザービーム２１の焦点２１１とを相対的に加工送りする送り手段である。Ｘ軸移動ユニット３１は、移動プレート４上に設置されている。Ｘ軸移動ユニット３１は、保持ユニット１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３を支持した第２移動プレート５をＸ軸方向に移動自在に支持している。第２移動プレート５は、回転移動ユニット３３、保持ユニット１０を支持している。回転移動ユニット３３は、保持ユニット１０を支持している。

Ｘ軸移動ユニット３１、Ｙ軸移動ユニット３２及びＺ軸移動ユニット３４は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、移動プレート４，５及びレーザービーム照射ユニット２０に含まれる集光レンズ２３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。回転移動ユニット３３は、保持ユニット１０を軸心回りに回転するモータ等を備える。

また、レーザー加工装置１は、保持ユニット１０のＸ軸方向の位置を検出するための図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、保持ユニット１０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、レーザービーム照射ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するための図示しないＺ軸方向位置検出ユニットを備える。各位置検出ユニットは、検出結果を制御ユニット１００に出力する。

撮像ユニット４０は、保持ユニット１０に保持されたウエーハ２００を撮像するものである。撮像ユニット４０は、対物レンズがＺ軸方向に対向するものを撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子等の撮像素子を備えている。実施形態１では、撮像ユニット４０は、レーザービーム照射ユニット２０により取り付けられて、対物レンズが集光レンズ２３１とＸ軸方向に沿って並ぶ位置に配置されている。

撮像ユニット４０は、撮像素子が撮像した画像を取得し、取得した画像を制御ユニット１００に出力する。また、撮像ユニット４０は、保持ユニット１０の保持面１１に保持されたウエーハ２００を撮像して、ウエーハ２００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アライメントを遂行するための画像を取得する。

制御ユニット１００は、レーザー加工装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、ウエーハ２００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。なお、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）又は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コンピュータである。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して、制御ユニット１００の機能を実現する。

また、レーザー加工装置１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表示手段である表示ユニット１１０と、オペレータが加工条件などを入力する際に用いる入力手段である入力ユニット１２０等を備えている。表示ユニット１１０及び入力ユニット１２０は、制御ユニット１００に接続している。入力ユニット１２０は、表示ユニット１１０に設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置との少なくとも一方により構成される。

また、制御ユニット１００は、図１に示すように、記憶部１０１と、指示部１０２とを含む。図１０は、図１に示されたレーザー加工装置の制御ユニットの記憶部が記憶した結像幅変更用データを示す図である。図１１は、図１に示されたレーザー加工装置の制御ユニットの記憶部が記憶した移動量変更用データを示す図である。

記憶部１０１は、図１０に示された結像幅変更用データ１０３と、図１１に示された移動量変更用データ１０４とを予め記憶しておくものである。結像幅変更用データ１０３は、マスク部材２４の回転角度と、各々の回転角度における結像幅２８１との相関関係を示すものである。図１０中の横軸は、マスク部材２４の回転角度を示し、図１０中の縦軸は、結像幅を示している。図１０中の横軸のマスク部材２４の回転角度は、図６に示す発振器２２に対面する状態を０度とし、図６に示す状態からのマスク部材２４の軸心２４５回りの回転角度を示している。

移動量変更用データ１０４は、マスク部材２４の回転角度と移動ユニット２７の移動量との相関関係を示すものであり、マスク部材２４の回転角度が何度であっても、透過部２４１が透過するレーザービーム２１の光軸２１３を透過部２４１の中心に位置付けるためのものである。図１１中の横軸は、マスク部材２４の回転角度を示し、図１１中の縦軸は、移動量を示している。

図１１中の横軸のマスク部材２４の回転角度は、図６に示す発振器２２に対面する状態を０度とし、図６に示す状態からのマスク部材２４の軸心２４５回りの回転角度を示している。図１１中の縦軸のマスク部材２４の移動量は、図６に示す発振器２２に対面する状態を０とし、図６に示す状態からのマスク部材２４等のＺ軸方向の移動量を示している。即ち、図１１中の横軸のマスク部材２４の回転角度に対応する図１１中の縦軸のマスク部材２４の移動量となる位置にマスク部材２４を位置付けることで、透過部２４１が透過するレーザービーム２１の光軸２１３を透過部２４１の中心に位置することとなる。

指示部１０２は、マスク部材回転ユニット２６を制御して、入力ユニット１２０等からウエーハ２００をレーザー加工する際の所望の結像幅２８１が入力されると記憶部１０１に記憶された結像幅変更用データ１０３の入力された結像幅２８１に対応する回転角度にマスク部材２４を回転させて、位置付けるものである。例えば、指示部１０２は、図１０に示された結像幅２８１－１が入力されると、結像幅変更用データ１０３の入力された結像幅２８１－１に対応する回転角度３００－１にマスク部材２４を位置付ける。指示部１０２は、図２８１－２に示された結像幅２８１－２が入力されると、結像幅変更用データ１０３の入力された結像幅２８１－２に対応する回転角度３００－２にマスク部材２４を位置付ける。

また、指示部１０２は、移動量変更用データ１０４を参照して、結像幅変更用データ１０３の入力された結像幅２８１に対応する回転角度に応じた移動量を抽出し、移動ユニット２７を制御して、移動量変更用データ１０４の回転角度に応じた移動量だけ、マスク部材２４等を移動させるものである。例えば、指示部１０２は、マスク部材２４が回転角度３００－１に位置付けられる際には、移動量変更用データ１０４の回転角度３００－１に対応する移動量４００－１だけマスク部材２４を移動させる。指示部１０２は、マスク部材２４が回転角度３００－２に位置付けられる際には、移動量変更用データ１０４の回転角度３００－２に対応する移動量４００－２だけマスク部材２４を移動させる。

なお、記憶部１０１の機能は、前述した記憶装置により実現される。また、指示部１０２の機能は、演算処理装置が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することにより実現される。

次に、前述した構成のレーザー加工装置１の加工動作を説明する。レーザー加工装置１は、制御ユニット１００がオペレータにより入力された加工条件を受け付けて登録し、ウエーハ２００の裏面２０５側が搬入出領域に位置付けられた保持ユニット１０の保持面１１に載置される。なお、加工条件は、前述した結像幅２８１を含む。レーザー加工装置１は、オペレータからの加工動作の開始指示を制御ユニット１００が受け付けると、加工動作を開始する。

加工動作では、レーザー加工装置１は、制御ユニット１００の指示部１０２が、結像幅変更用データ１０３の入力された加工条件に含まれた所望の結像幅２８１に対応した回転角度にマスク部材２４をマスク部材回転ユニット２６に回転させるとともに、移動量変更用データ１０４の回転角度に応じた移動量だけマスク部材２４を移動ユニット２７に移動させる。また、加工動作では、レーザー加工装置１は、制御ユニット１００が保持ユニット１０の保持面１１にウエーハ２００を吸引保持するとともに、クランプ部１２にフレーム２０７を挟持させる。

加工動作では、レーザー加工装置１は、制御ユニット１００が移動ユニット３０を制御して保持ユニット１０を加工領域に移動し、撮像ユニット４０で保持ユニット１０に吸引保持されたウエーハ２００を撮像して画像を取得し、アライメントを遂行する。加工動作では、レーザー加工装置１は、レーザービーム照射ユニット２０の焦点２１１を基板２０１の表面に設定し、保持ユニット１０とレーザービーム照射ユニット２０の焦点２１１とをストリート２０３に沿って相対的に移動させながらウエーハ２００の表面２０２側からウエーハ２００にストリート２０３に沿ってパルス状のレーザービーム２１を照射する。

実施形態１において、加工動作では、レーザー加工装置１が、保持ユニット１０を移動させながら保持ユニット１０に吸引保持されたウエーハ２００の各ストリート２０３の幅方向の中央にストリート２０３に沿ってレーザービーム２１を照射し、各ストリート２０３にアブレーション加工を施して、個々のデバイス２０４に分割する。

加工動作では、レーザー加工装置１は、全てのストリート２０３にアブレーション加工を施して、ウエーハ２００を個々のデバイス２０４に分割すると、レーザービーム２１の照射を停止し、保持ユニット１０を搬入出領域に移動する。加工動作では、レーザー加工装置１は、保持ユニット１０を搬入出領域に位置づけ、保持ユニット１０のウエーハ２００の吸引保持を停止し、クランプ部１２のフレーム２０７の挟持を解除して、加工動作を終了する。

以上、説明した実施形態１に係るレーザー加工装置１は、マスク部材回転ユニット２６が、透過部２４１と遮光部２４２とを有するマスク部材２４をレーザービーム２１の光軸２１３に対して直交するＸ軸方向と平行な軸心２４５回りに回転することで、ウエーハ２００に加工される結像幅２８１を変化させることが可能な構成とした。これにより、レーザー加工装置１は、マスクの交換や調整のための工数を削減することができ、レーザービーム２１を照射する際のレーザービーム２１とウエーハ２００との相対的な移動方向のうちの一方に移動させる際と他方に移動させる際、即ち往路と復路の加工結果の差異が生じることを抑制することができる。また、レーザー加工装置１は、透過部２４１を有するマスク部材２４を回転して結像幅２８１を変更するので、マスク部材２４自体のサイズを小さくすることが出来るため、装置の肥大化を抑制できるという効果を奏する。

その結果、レーザー加工装置１は、加工品質に悪影響を与えることなく結像幅２８１を変更するとともに、装置の肥大化を防ぐことが可能になるという効果を奏する。

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 レーザー加工装置
１０ 保持ユニット
２０ レーザービーム照射ユニット
２１ レーザービーム
２２ 発振器
２３ 光学系
２４ マスク部材
２５ カバー
２６ マスク部材回転ユニット
２７ 移動ユニット
１００ 制御ユニット
１０１ 記憶部
１０２ 指示部
１０３ 結像幅変更用データ（マスク部材の回転角度と各々の角度における加工幅との相関関係）
１０４ 移動量変更用データ（マスク部材の回転角度と移動ユニットの移動量との相関関係）
２００ ウエーハ
２１１ 焦点
２１２ 遮光領域
２１３ 光軸
２４１ 透過部
２４２ 遮光部
２４５ 軸心（回転軸）
２５１ 貫通孔
２８１，２８１－１，２８１－２ 結像幅（加工幅）
３００－１，３００－２ 回転角度
４００－１，４００－２ 移動量

Claims (5)

1. ウエーハを保持する保持ユニットと、
   該保持ユニットに保持されたウエーハにレーザービームを照射する発振器、および該レーザービームを該ウエーハに導いて該レーザービームの焦点を該ウエーハの所望箇所に結像する光学系を有するレーザービーム照射ユニットと、
   を備えたレーザー加工装置であって、
   該光学系は、
   該レーザービームが透過する透過部と、該透過部を囲繞し該レーザービームの一部を遮光する遮光部と、を有するマスク部材と、
   該マスク部材を該レーザービームの光軸に対して直交する軸心周りに回転させることにより、該透過部を透過する該レーザービームの遮光領域を変化させて、該ウエーハへの該レーザービームの結像幅を変化させるマスク部材回転ユニットと、
   を含むことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該マスク部材の回転角度と、各々の角度における加工幅と、の相関関係を予め記憶しておく記憶部と、
   所望の加工幅が入力されると該記憶部に記憶された回転角度にマスク部材を回転させる指示部と、
   を含む制御ユニットを備えることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 該マスク部材を
   該レーザービームの光軸および該マスク部材回転ユニットの回転軸に直交する方向に移動させる移動ユニットを更に備える、請求項２に記載のレーザー加工装置。
4. 該記憶部は、
   該マスク部材の回転角度と、該移動ユニットの移動量と、の相関関係を更に記憶し、
   該指示部は、
   所望の加工幅が入力されると該記憶部に記憶された回転角度にマスク部材を回転させるとともに、
   該回転角度に応じた移動量だけマスク部材を移動させることを特徴とする、
   請求項３に記載のレーザー加工装置。
5. 該マスク部材は、該レーザービームの通過を許容する貫通孔を備えたカバーの内部に配置されることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。

Images