KR102246916B1 - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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마사루 나카무라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 유지 테이블에 유지된 피가공물에서 반사된 반사광의 광량과, 피가공물로부터 벗어나 유지 테이블의 프레임체에서 반사된 반사광의 광량의 차이를 확실하게 검출할 수 있는 유지 테이블을 장비한 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 유지 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 유지 테이블과 레이저 광선 조사 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 유지 테이블에 유지된 피가공물에 검사광을 조사하여 피가공물에서 반사된 반사광의 광량을 검출하는 검출 수단과, 검출 수단으로부터의 검출 신호에 기초하여 피가공물의 유무를 판정하는 제어 수단을 구비하는 레이저 가공 장치로서, 유지 테이블은, 피가공물을 흡인 유지하는 유지부와, 유지부를 둘러싸는 환형의 프레임체를 포함하고, 프레임체의 상면은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있다.

Description

레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 반도체 디바이스를 제조하고 있다.
전술한 반도체 웨이퍼 등의 분할 예정 라인을 따라 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 펄스 레이저 광선을 이용하여, 분할해야 할 영역의 내부에 집광점을 맞춰 펄스 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 방법이 시도되고 있다. 이 레이저 가공 방법을 이용한 분할 방법은, 웨이퍼의 한쪽의 면측으로부터 내부에 집광점을 맞춰 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 웨이퍼의 내부에 분할 예정 라인을 따라 개질층을 연속적으로 형성하고, 이 개질층이 형성됨으로써 강도가 저하된 분할 예정 라인을 따라 외력을 가함으로써, 피가공물을 분할하는 것이다.
또한, 반도체 웨이퍼 등의 판 형상의 피가공물을 분할하는 다른 방법으로서, 피가공물에 형성된 분할 예정 라인을 따라 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 펄스 레이저 광선을 조사함으로써, 어블레이션(ablation)에 의해 레이저 가공홈을 형성하고, 이 레이저 가공홈을 따라 메커니컬 브레이킹 장치에 의해 할단(割斷)하는 방법이 제안되어 있다.
전술한 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치는, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 이 유지 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 유지 테이블과 레이저 광선 조사 수단을 가공 이송 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 수단을 구비하고 있다. 이러한 레이저 가공 장치에 있어서는, 유지 테이블에 유지된 피가공물을 오버런하여 레이저 광선이 조사되면, 유지 테이블의 상면을 손상시킨다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해서, 유지 테이블에 유지된 피가공물에 검출광을 조사하고, 귀환광의 강약에 의해 피가공물의 유무를 검출하는 검출 수단을 장비하며, 상기 검출 수단에 의해 유지 테이블에 유지된 피가공물을 검출하지 않게 된 것을 검출했을 때, 레이저 광선의 조사를 정지하도록 한 레이저 가공 장치가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2010-127920호 공보
그러나, 유지 테이블에 유지된 피가공물에서 반사된 귀환광의 강도와, 피가공물로부터 벗어나 유지 테이블의 프레임체에서 반사된 귀환광의 강도에 차이가 발생하지 않는 경우에는, 피가공물과 유지 테이블의 프레임체와의 구별이 되지 않아, 레이저 광선 조사 수단으로부터 레이저 광선이 유지 테이블의 프레임체에 조사되어 오퍼레이터에게 위험이 미치며, 유지 테이블을 손상시키거나, 적정하게 레이저 광선을 조사할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 유지 테이블에 유지된 피가공물에서 반사된 반사광의 광량과, 피가공물로부터 벗어나 유지 테이블의 프레임체에서 반사된 반사광의 광량의 차이를 확실하게 검출할 수 있는 유지 테이블을 장비한 레이저 가공 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 이 유지 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 상기 유지 테이블과 상기 레이저 광선 조사 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 유지 테이블에 유지된 피가공물에 검사광을 조사하여 피가공물에서 반사된 반사광의 광량을 검출하는 검출 수단과, 이 검출 수단으로부터의 검출 신호에 기초하여 피가공물의 유무를 판정하는 제어 수단을 구비하고, 상기 레이저 광선 조사 수단은 피가공물을 가공하는 가공용 레이저 광선을 발진하는 가공용 레이저 광선 발진 수단과, 피가공물의 유무를 판정하기 위한 검사광이 되는 검사용 레이저 광선을 발진하는 검사용 레이저 광선 발진 수단을 포함하고, 상기 검사용 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 검사용 레이저 광선은, 상기 가공용 레이저 광선을 집광하는 집광 렌즈에 의해 집광되는 것이고, 상기 유지 테이블은, 피가공물을 흡인 유지하는 유지부와, 이 유지부를 둘러싸는 환형의 프레임체를 포함하며, 상기 프레임체의 상면은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
상기 난반사 처리는 블라스트 처리인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 레이저 광선 조사 수단은 피가공물을 가공하는 가공용 레이저 광선을 발진하는 가공용 레이저 광선 발진 수단과, 피가공물의 유무를 판정하기 위한 검사광이 되는 검사용 레이저 광선을 발진하는 검사용 레이저 광선 발진 수단을 포함하고, 검사용 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 검사용 레이저 광선은, 가공용 레이저 광선을 집광하는 집광 렌즈에 의해 집광되는 것이고, 피가공물을 유지하는 유지 테이블은, 피가공물을 흡인 유지하는 유지부와, 유지부를 둘러싸는 환형의 프레임체를 구비하고, 프레임체의 상면은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있기 때문에, 조사된 검사광은 난반사하여 검출 수단이 수광하는 반사광의 수광량은 감소하기 때문에, 유지 테이블에 유지된 피가공물로부터 검출광이 벗어난 것을 즉시 검출할 수 있다. 이 결과, 레이저 광선 조사 수단으로부터 조사된 레이저 광선이 유지 테이블의 프레임체의 상면에 조사되는 일은 없어, 오퍼레이터에게 위험이 미치며, 유지 테이블을 손상시킨다고 하는 문제가 해소된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 레이저 가공 장치에 장비되는 피가공물을 흡인 유지하는 유지 테이블의 사시도이다.
도 3은 유지 테이블에 유지된 피가공물에 검출광을 조사하여 피가공물에서 반사된 반사광의 강도를 검출하는 검출 수단의 블록 구성도이다.
도 4는 레이저 가공 장치에 장비되는 제어 수단(컨트롤러)을 도시한 블록도이다.
도 5는 피가공물로서의 반도체 웨이퍼의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 반도체 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 접착하는 보호 부재 접착 공정을 도시한 설명도이다.
도 7은 레이저 가공 장치에 의해 실시하는 개질층 형성 공정의 설명도이다.
도 8은 반도체 웨이퍼를 환형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 접착하는 웨이퍼 유지 공정을 도시한 설명도이다.
도 9는 레이저 가공홈 형성 공정의 설명도이다.
이하, 본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치의 적합한 실시형태에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 따라 구성된 레이저 가공 장치(1)의 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시한 레이저 가공 장치(1)는, 정지(靜止) 베이스(2)와, 이 정지 베이스(2)에 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동 가능하게 배치되며 피가공물을 유지하는 유지 테이블 기구(3)와, 정지 베이스(2)에 상기 화살표 X로 나타내는 방향과 직각인 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 방향으로 이동 가능하게 배치된 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)와, 이 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)에 화살표 Z로 나타내는 초점 위치 조정 방향으로 이동 가능하게 배치된 레이저 광선 조사 유닛(5)을 구비하고 있다.
상기 유지 테이블 기구(3)는, 정지 베이스(2) 상에 화살표 X로 나타내는 방향을 따라 평행하게 배치된 한 쌍의 안내 레일(31, 31)과, 이 안내 레일(31, 31) 상에 화살표 X로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 배치된 제1 슬라이딩 블록(32)과, 이 제1 슬라이딩 블록(32) 상에 화살표 Y로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 배치된 제2 슬라이딩 블록(33)과, 이 제2 슬라이딩 블록(33) 상에 원통 부재(34)에 의해 지지된 커버 테이블(35)과, 피가공물 유지 수단으로서의 유지 테이블(36)을 구비하고 있다. 이 유지 테이블(36)에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 도시한 유지 테이블(36)은, 다공성 세라믹스 등의 다공성 재료로 형성된 원형의 유지부(361)와, 이 유지부(361)를 둘러싸서 배치된 환형의 프레임체(362)를 구비하고 있다. 프레임체(362)는 스테인리스강 등의 금속재에 의해 형성되며, 상면(362a)은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있다. 한편, 난반사 처리로서는, 샌드 블라스트나 쇼트 블라스트 등의 블라스트 처리인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성된 유지 테이블(36)에는, 환형의 프레임을 고정하기 위한 클램프(363)가 배치되어 있다. 또한, 유지 테이블(36)은, 원통 부재(34) 내에 배치된 도시하지 않은 펄스 모터에 의해 회전시켜진다.
상기 제1 슬라이딩 블록(32)은, 그 하면에 상기 한 쌍의 안내 레일(31, 31)과 감합(嵌合)되는 한 쌍의 피안내홈(321, 321)이 형성되어 있고, 그 상면에 화살표 Y로 나타내는 방향을 따라 평행하게 형성된 한 쌍의 안내 레일(322, 322)이 설치되어 있다. 이와 같이 구성된 제1 슬라이딩 블록(32)은, 피안내홈(321, 321)이 한 쌍의 안내 레일(31, 31)에 감합됨으로써, 한 쌍의 안내 레일(31, 31)을 따라 화살표 X로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 유지 테이블 기구(3)는, 제1 슬라이딩 블록(32)을 한 쌍의 안내 레일(31, 31)을 따라 화살표 X로 나타내는 방향으로 이동시키기 위한 X축 방향 이동 수단(37)을 구비하고 있다. X축 방향 이동 수단(37)은, 상기 한 쌍의 안내 레일(31과 31) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(371)와, 이 수나사 로드(371)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(372) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(371)는, 그 일단이 상기 정지 베이스(2)에 고정된 베어링 블록(373)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(372)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 한편, 수나사 로드(371)는, 제1 슬라이딩 블록(32)의 중앙부 하면에 돌출하여 설치된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터(372)에 의해 수나사 로드(371)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 제1 슬라이딩 블록(32)은 안내 레일(31, 31)을 따라 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동시켜진다.
상기 제2 슬라이딩 블록(33)은, 그 하면에 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 설치된 한 쌍의 안내 레일(322, 322)과 감합되는 한 쌍의 피안내홈(331, 331)이 형성되어 있고, 이 피안내홈(331, 331)을 한 쌍의 안내 레일(322, 322)에 감합함으로써, 화살표 Y로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 유지 테이블 기구(3)는, 제2 슬라이딩 블록(33)을 제1 슬라이딩 블록(32)에 설치된 한 쌍의 안내 레일(322, 322)을 따라 화살표 Y로 나타내는 방향으로 이동시키기 위한 제1 Y축 방향 이동 수단(38)을 구비하고 있다. 제1 Y축 방향 이동 수단(38)은, 상기 한 쌍의 안내 레일(322와 322) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(381)와, 이 수나사 로드(381)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(382) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(381)는, 그 일단이 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 고정된 베어링 블록(383)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(382)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 한편, 수나사 로드(381)는, 제2 슬라이딩 블록(33)의 중앙부 하면에 돌출하여 설치된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터(382)에 의해 수나사 로드(381)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 제2 슬라이딩 블록(33)은 안내 레일(322, 322)을 따라 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동시켜진다.
상기 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)는, 정지 베이스(2) 상에 화살표 Y로 나타내는 방향을 따라 평행하게 배치된 한 쌍의 안내 레일(41, 41)과, 이 안내 레일(41, 41) 상에 화살표 Y로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 배치된 가동 지지 베이스(42)를 구비하고 있다. 이 가동 지지 베이스(42)는, 안내 레일(41, 41) 상에 이동 가능하게 배치된 이동 지지부(421)와, 이 이동 지지부(421)에 부착된 장착부(422)로 이루어져 있다. 장착부(422)는, 일측면에 화살표 Z로 나타내는 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(423, 423)이 평행하게 설치되어 있다. 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)는, 가동 지지 베이스(42)를 한 쌍의 안내 레일(41, 41)을 따라 화살표 Y로 나타내는 방향으로 이동시키기 위한 제2 Y축 방향 이동 수단(43)을 구비하고 있다. 제2 Y축 방향 이동 수단(43)은, 상기 한 쌍의 안내 레일(41, 41) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(431)와, 이 수나사 로드(431)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(432) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(431)는, 그 일단이 상기 정지 베이스(2)에 고정된 도시하지 않은 베어링 블록에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(432)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 한편, 수나사 로드(431)는, 가동 지지 베이스(42)를 구성하는 이동 지지부(421)의 중앙부 하면에 돌출하여 설치된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 이 때문에, 펄스 모터(432)에 의해 수나사 로드(431)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 가동 지지 베이스(42)는 안내 레일(41, 41)을 따라 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동시켜진다.
레이저 광선 조사 유닛(5)은, 유닛 홀더(51)와, 이 유닛 홀더(51)에 부착된 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 구비하고 있다. 유닛 홀더(51)는, 상기 장착부(422)에 설치된 한 쌍의 안내 레일(423, 423)에 슬라이딩 이동 가능하게 감합되는 한 쌍의 피안내홈(511, 511)이 형성되어 있고, 이 피안내홈(511, 511)을 상기 안내 레일(423, 423)에 감합함으로써, 화살표 Z로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 지지된다.
레이저 광선 조사 유닛(5)은, 유닛 홀더(51)를 한 쌍의 안내 레일(423, 423)을 따라 화살표 Z로 나타내는 집광점 위치 조정 방향으로 이동시키기 위한 Z축 방향 이동 수단(53)을 구비하고 있다. Z축 방향 이동 수단(53)은, 한 쌍의 안내 레일(423, 423) 사이에 배치된 수나사 로드(도시하지 않음)와, 이 수나사 로드를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(532) 등의 구동원을 포함하고 있고, 펄스 모터(532)에 의해 도시하지 않은 수나사 로드를 정회전 또는 역회전 구동함으로써, 유닛 홀더(51) 및 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 한 쌍의 안내 레일(423, 423)을 따라 화살표 Z로 나타내는 집광점 위치 조정 방향으로 이동시킨다. 한편, 본 실시형태에서는, 펄스 모터(532)를 정회전 구동함으로써 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 상방으로 이동시키고, 펄스 모터(532)를 역회전 구동함으로써 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 하방으로 이동시키도록 되어 있다.
레이저 광선 조사 수단(52)은, 실질적으로 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(521)을 포함하고 있다. 이 케이싱(521) 내에는 도 3에 도시한 바와 같이 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)이 배치되어 있고, 케이싱(521)의 선단에는 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)이 발진하는 가공용 펄스 레이저 광선을 상기 유지 테이블(36)에 유지되는 피가공물(W)에 조사시키는 집광기(7)가 배치되어 있다. 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)은, 파장이 1342 ㎚ 또는 355 ㎚인 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 발진한다.
상기 집광기(7)는, 상기 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 도 3에 있어서 하방을 향해 방향 변환하는 방향 변환 미러(71)와, 이 방향 변환 미러(71)에 의해 방향 변환된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 집광하는 집광 렌즈(72)를 구비하고 있고, 집광 렌즈(72)는 방향 변환 미러(71)에 의해 방향 변환된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 집광하여 유지 테이블(36)에 유지된 피가공물(W)에 조사한다.
한편, 본 실시형태에서의 레이저 광선 조사 수단(52)은, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선의 광로를 편향시키는 광선 편향 수단(60)을 구비하고 있다. 이 광선 편향 수단(60)은, 본 실시형태에서는 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선의 광로에 배치된 음향 광학 소자(61)와, 이 음향 광학 소자(61)에 인가하는 RF(radio frequency)를 생성하는 RF 발진기(62)와, 이 RF 발진기(62)에 의해 생성된 RF의 파워를 증폭하여 음향 광학 소자(61)에 인가하는 RF 증폭기(63)와, RF 발진기(62)에 의해 생성되는 RF의 주파수를 조정하는 편향 각도 조정 수단(64)을 구비하고 있다. 상기 음향 광학 소자(61)는, 인가되는 RF의 주파수에 대응하여 레이저 광선의 광로를 편향시키는 각도를 조정한다. 한편, 상기 편향 각도 조정 수단(64)은, 후술하는 제어 수단에 의해 제어된다.
또한, 광선 편향 수단(60)은, 상기 음향 광학 소자(61)에 소정 주파수의 RF가 인가된 경우에, 도 3에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 음향 광학 소자(61)에 의해 편향된 레이저 광선을 흡수하기 위한 레이저 광선 흡수 수단(65)을 구비하고 있다.
광선 편향 수단(60)은 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하 그 작용에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 0 V의 전압이 인가되고, 음향 광학 소자(61)에 0 V에 대응하는 주파수의 RF가 인가된 경우에는, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은, 그 광로가 집광기(7)의 방향 변환 미러(71)로 향해진다. 한편, 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 10 V의 전압이 인가되고, 음향 광학 소자(61)에 10 V에 대응하는 주파수의 RF가 인가된 경우에는, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은, 도 3에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 레이저 광선 흡수 수단(65)으로 유도된다.
도 3을 참조하여 설명을 계속하면, 레이저 가공 장치(1)는, 유지 테이블(36)에 유지된 피가공물(W)의 유무를 검출하기 위한 검출 수단(8)을 구비하고 있다. 검출 수단(8)은, 검사광으로서의 검사용 레이저 광선을 발진하는 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)과, 상기 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)의 광선 편향 수단(60)과 집광기(7) 사이의 경로에 배치되어 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)으로부터 발진된 검사용 레이저 광선을 집광기(7)를 향해 분기하는 다이크로익 미러(dichroic mirror; 82)와, 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)과 다이크로익 미러(82) 사이에 배치되어 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)으로부터 발진된 검사용 레이저 광선을 다이크로익 미러(82)를 향하는 제1 경로(83a)로 유도하는 빔 스플리터(83)를 구비하고 있다.
검사용 레이저 광선 발진 수단(81)은, 피가공물에 대해 반사성을 갖는 SLD(Super Luminescent Diode, λ: 830 ㎚)나 LD, LED의 검사용 레이저 광선(LB2)을 발진하는 발진기를 이용할 수 있다. 한편, 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)으로부터 발진되는 검사용 레이저 광선(LB2)의 출력은, 본 실시형태에서는 10 ㎽로 설정되어 있다. 다이크로익 미러(82)는, 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은 통과하지만 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)으로부터 발진된 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)를 향해 반사시킨다. 상기 빔 스플리터(83)는, 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)으로부터 발진된 검사용 레이저 광선(LB2)을 상기 다이크로익 미러(82)를 향한 제1 경로(83a)로 유도하고, 다이크로익 미러(82)에 의해 분기된 후술하는 반사광을 제2 경로(83b)로 유도한다.
검출 수단(8)에는 또한 제2 경로(83b)에 배치되어 빔 스플리터(83)에 의해 반사된 반사광을 수광하는 수광 소자(84)를 구비하고 있다. 이 수광 소자(84)는 수광한 광량에 대응한 전압 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.
도 3에 도시한 실시형태에서의 검출 수단(8)은 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하 그 작용에 대해 설명한다. 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)으로부터 발진된 검사용 레이저 광선(LB2)은, 빔 스플리터(83)를 통과하여 다이크로익 미러(82)에 도달하고, 상기 다이크로익 미러(82)에 의해 집광기(7)의 방향 변환 미러(71)를 향해 반사된다. 방향 변환 미러(71)를 향해 반사된 검사용 레이저 광선(LB2)은, 상기 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)과 마찬가지로 집광 렌즈(72)에 의해 집광된다. 이렇게 해서 집광되는 검사용 레이저 광선(LB2)은, 유지 테이블(36)에 유지된 피가공물의 상면에서 반사되고, 그 반사광이 도 3에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 집광 렌즈(72), 방향 변환 미러(71), 다이크로익 미러(82), 빔 스플리터(83)를 통해 수광 소자(84)에 수광된다. 그리고, 수광 소자(84)는, 수광한 광량에 대응한 전압 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.
여기서, 수광 소자(84)에 의해 수광되는 검사용 레이저 광선(LB2)의 반사광의 수광량에 대해 설명한다. 유지 테이블(36)에 유지된 피가공물(W)의 상면에 조사된 검사용 레이저 광선(LB2)은, 전술한 바와 같이 피가공물(W)의 상면에서 정반사되고, 그 반사광이 도 3에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 집광 렌즈(72), 방향 변환 미러(71), 다이크로익 미러(82), 빔 스플리터(83)를 통해 수광 소자(84)에 수광된다. 따라서, 수광 소자(84)에 수광되는 반사광의 수광량은 많다. 한편, 유지 테이블(36)에 유지된 피가공물의 상면에 조사되는 검사용 레이저 광선(LB2)이 피가공물(W)로부터 벗어나면, 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사된다. 이때 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있기 때문에, 조사된 검사용 레이저 광선(LB2)은 난반사하여 반사광의 일부가 집광 렌즈(72), 방향 변환 미러(71), 다이크로익 미러(82), 빔 스플리터(83)를 통해 수광 소자(84)에 수광된다. 따라서, 수광 소자(84)에 수광되는 반사광의 수광량은, 전술한 바와 같이 피가공물(W)의 상면에서 정반사된 반사광의 수광량보다 적어진다.
도 1로 되돌아가서 설명을 계속하면, 상기 레이저 광선 조사 수단(52)을 구성하는 케이싱(521)의 선단부에는, 레이저 광선 조사 수단(52)에 의해 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 촬상 수단(9)이 배치되어 있다. 이 촬상 수단(9)은, 가시 광선에 의해 촬상하는 통상의 촬상 소자(CCD) 외에, 피가공물에 적외선을 조사하는 적외선 조명 수단과, 이 적외선 조명 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 이 광학계에 의해 포착된 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성되어 있으며, 촬상한 화상 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.
레이저 가공 장치(1)는, 도 4에 도시한 제어 수단(10)을 구비하고 있다. 제어 수단(10)은 컴퓨터에 의해 구성되어 있으며, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)(101)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)(102)와, 연산 결과 등을 저장하는 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(103)와, 입력 인터페이스(104) 및 출력 인터페이스(105)를 구비하고 있다. 제어 수단(10)의 입력 인터페이스(104)에는, 상기 수광 소자(84) 및 촬상 수단(9) 등으로부터의 검출 신호가 입력된다. 그리고, 제어 수단(10)의 출력 인터페이스(105)로부터는, 상기 X축 방향 이동 수단(37)의 펄스 모터(372), 제1 Y축 방향 이동 수단(38)의 펄스 모터(382), 제2 Y축 방향 이동 수단(43)의 펄스 모터(432), Z축 방향 이동 수단(53)의 펄스 모터(532), 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6), 광선 편향 수단(60)의 편향 각도 조정 수단(64), 검사용 레이저 광선 발진 수단(81) 등에 제어 신호를 출력한다.
레이저 가공 장치(1)는 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하 그 작용에 대해 설명한다. 도 5에는 레이저 가공되는 피가공물로서 반도체 웨이퍼(20)의 사시도가 도시되어 있다. 도 5에 도시한 반도체 웨이퍼(20)는, 두께가 예컨대 200 ㎛인 실리콘 웨이퍼로 이루어져 있으며, 표면(20a)에 복수의 분할 예정 라인(21)이 격자형으로 형성되어 있고, 상기 복수의 분할 예정 라인(21)에 의해 구획된 복수의 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(22)가 형성되어 있다. 이하, 이 반도체 웨이퍼(20)의 내부에 분할 예정 라인(21)을 따라 개질층을 형성하는 가공 방법에 대해 설명한다.
먼저, 반도체 웨이퍼(20)의 표면(20a)에 형성된 디바이스(22)를 보호하기 위해서, 반도체 웨이퍼(20)의 표면(20a)에 보호 부재를 접착하는 보호 부재 접착 공정을 실시한다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(20)의 표면(20a)에 보호 부재로서의 보호 테이프(110)를 접착한다. 한편, 보호 테이프(110)는, 본 실시형태에서는 두께가 100 ㎛인 폴리염화비닐(PVC)로 이루어지는 시트형 기재의 표면에 아크릴 수지계의 풀이 두께 5 ㎛ 정도 도포되어 있다.
상기 보호 부재 접착 공정을 실시했다면, 도 1에 도시한 레이저 가공 장치의 유지 테이블(36)의 유지부(361) 상에 반도체 웨이퍼(20)의 보호 테이프(110)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 유지 테이블(36) 상에 반도체 웨이퍼(20)를 보호 테이프(110)를 통해 흡착 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 유지 테이블(36) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(20)는, 이면(20b)이 상측이 된다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(20)를 흡인 유지한 유지 테이블(36)은, X축 방향 이동 수단(37)을 작동함으로써 촬상 수단(9) 바로 아래에 위치하게 된다.
유지 테이블(36)이 촬상 수단(9) 바로 아래에 위치하게 되면, 촬상 수단(9) 및 제어 수단(10)에 의해 반도체 웨이퍼(20)의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(9) 및 제어 수단(10)은, 반도체 웨이퍼(20)의 제1 방향으로 형성되어 있는 분할 예정 라인(21)과, 분할 예정 라인(21)을 따라 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(7)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트를 수행한다. 또한, 반도체 웨이퍼(20)에 형성되어 있는 상기 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(21)에 대해서도, 마찬가지로 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 수행된다. 이때, 반도체 웨이퍼(20)의 분할 예정 라인(21)이 형성되어 있는 표면(20a)은 하측에 위치하고 있으나, 촬상 수단(9)이 전술한 바와 같이 적외선 조명 수단과 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성된 촬상 수단을 구비하고 있기 때문에, 이면(20b)으로부터 투과하여 분할 예정 라인(21)을 촬상할 수 있다.
이상과 같이 하여 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 형성되어 있는 분할 예정 라인(21)을 검출하고, 레이저 광선 조사 위치의 얼라인먼트가 행해졌다면, 도 7의 (a)에서 도시한 바와 같이 유지 테이블(36)을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(7)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 소정의 분할 예정 라인(21)의 일단[도 7의 (a)에 있어서 좌단]을 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(7) 바로 아래에 위치시킨다. 집광기(7)로부터 조사되는 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)의 집광점(P)을 반도체 웨이퍼(20)의 두께 방향 중간부에 위치시킨다. 한편, 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)의 파장은, 반도체 웨이퍼(20)에 대해 투과성을 갖는 파장인 1342 ㎚로 설정되어 있다. 그리고, 제어 수단(10)은 검출 수단(8)의 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)을 작동하여 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)로부터 조사하고, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1)보다 큰(V>V1) 경우에는, 제어 수단(10)은 집광기(7) 바로 아래에 반도체 웨이퍼(20)가 존재하고 있다고 판단하고, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 작동하며, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 0 V의 전압을 인가한다. 이 결과, 전술한 바와 같이 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은, 그 광로가 집광기(7)로 향해져 집광기(7)로부터 조사된다. 이와 같이 검출 수단(8)의 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)을 작동하여 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)로부터 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 조사하고, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 작동하여 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 집광기(7)로부터 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 조사하면서, 제어 수단(10)은, X축 방향 이동 수단(37)을 작동하여 유지 테이블(36)을 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 이동 속도로 이동시킨다(제1 개질층 형성 공정).
이와 같이 유지 테이블(36)을 화살표 X1로 나타내는 방향으로 이동시킬 때에, 제어 수단(10)은 검출 수단(8)의 수광 소자(84)로부터 출력되는 수광량에 대응하는 전압 신호를 입력하고 있다. 그리고, 제어 수단(10)은, 입력된 수광 소자(84)로부터의 전압 신호(V)가 소정값(V1) 이하(V≤V1)인 경우에는, 도 7의 (b)에서 도시한 바와 같이 유지 테이블(36)에 유지된 반도체 웨이퍼(20)의 우단이 집광기(7) 바로 아래로부터 벗어나, 검사용 레이저 광선(LB2)이 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사되었다고 판단하고, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 10 V의 전압을 인가하며, 유지 테이블(36)의 이동을 정지한다. 즉, 검사용 레이저 광선(LB2)이 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사되면, 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있기 때문에, 조사된 검사용 레이저 광선(LB2)은 난반사하여 전술한 바와 같이 수광 소자(84)에 수광되는 반사광의 수광량이 감소하기 때문에, 유지 테이블(36)에 유지된 반도체 웨이퍼(20)의 우단이 집광기(7) 바로 아래로부터 벗어난 것을 즉시 검출할 수 있다. 이 결과, 전술한 바와 같이 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은, 도 3에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 레이저 광선 흡수 수단(65)으로 유도된다. 따라서, 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)이 조사되는 일은 없어, 오퍼레이터에게 위험이 미치며, 유지 테이블(36)을 손상시킨다고 하는 문제가 해소된다. 이렇게 해서 제1 개질층 형성 공정을 실시함으로써, 반도체 웨이퍼(20)의 내부에는 도 7의 (b)에서 도시한 바와 같이 분할 예정 라인(21)을 따라 변질층(201)이 형성된다.
전술한 바와 같이 소정의 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 개질층 형성 공정을 실시했다면, 제1 Y축 방향 이동 수단(38)을 작동하여 유지 테이블(36)을 화살표 Y로 나타내는 방향으로 반도체 웨이퍼(20)에 형성된 분할 예정 라인(21)의 간격만큼 인덱싱 이동시켜, 도 7의 (c)에서 도시한 상태로 한다(인덱싱 공정). 다음으로, 검출 수단(8)의 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)을 작동하여 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)로부터 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 조사하고, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1) 이하(V≤V1)인 경우에는, 제어 수단(10)은 집광기(7) 바로 아래에 반도체 웨이퍼(20)가 존재하지 않는다고 판단하고, X축 방향 이동 수단(37)을 작동하여 유지 테이블(36)을 상기 도 7의 (c)에 있어서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 이동시킨다. 그리고, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1)보다 커진(V>V1) 경우에는, 제어 수단(10)은 집광기(7) 바로 아래에 반도체 웨이퍼(20)가 존재하고 있다고 판단하고, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 0 V의 전압을 인가하여 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 전술한 바와 같이 집광기(7)로부터 조사시키며, X축 방향 이동 수단(37)을 작동하여 유지 테이블(36)을 상기 도 7의 (c)에 있어서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 소정의 이동 속도로 이동시킨다(제2 개질층 형성 공정). 그리고, 제어 수단(10)은, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1) 이하(V≤V1)인 경우에는, 도 7의 (d)에서 도시한 바와 같이 유지 테이블(36)에 유지된 반도체 웨이퍼(20)의 좌단이 집광기(7) 바로 아래로부터 벗어나, 검사용 레이저 광선(LB2)이 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사되었다고 판단하고, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 10 V의 전압을 인가하며, 유지 테이블(36)의 이동을 정지한다. 이렇게 해서 제2 개질층 형성 공정을 실시함으로써, 반도체 웨이퍼(20)의 내부에는 도 7의 (d)에서 도시한 바와 같이 분할 예정 라인(21)을 따라 변질층(201)이 형성된다.
이상과 같이 하여, 반도체 웨이퍼(20)에 제1 방향으로 형성된 모든 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정을 실시했다면, 유지 테이블(36)을 90도 회동시켜, 상기 제1 방향으로 형성된 분할 예정 라인(21)에 대해 직교하는 제2 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정을 실행한다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(20)에 형성된 모든 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정을 실행했다면, 반도체 웨이퍼(20)를 유지하고 있는 유지 테이블(36)은, 맨 처음에 반도체 웨이퍼(20)를 흡인 유지한 위치로 되돌아가고, 여기서 반도체 웨이퍼(20)의 흡인 유지를 해제한다. 그리고, 반도체 웨이퍼(20)는, 도시하지 않은 반송 수단에 의해 분할 공정으로 반송된다.
다음으로, 상기 도 6에 도시한 반도체 웨이퍼(20)에 분할 예정 라인(21)을 따라 레이저 가공홈을 형성하는 가공 방법에 대해 설명한다.
반도체 웨이퍼(20)에 분할 예정 라인(21)을 따라 어블레이션 가공에 의해 레이저 가공홈을 형성하기 위해서는, 도 8에 도시한 바와 같이 환형의 프레임(120)에 장착된 다이싱 테이프(130)의 표면에 반도체 웨이퍼(20)의 이면(20b)을 접착한다(웨이퍼 지지 공정).
상기 웨이퍼 지지 공정을 실시했다면, 도 1에 도시한 레이저 가공 장치(1)의 유지 테이블(36)의 유지부(361) 상에 반도체 웨이퍼(20)의 다이싱 테이프(130)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 유지 테이블(36) 상에 반도체 웨이퍼(20)를 보호 테이프(110)를 통해 흡착 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 그리고 다이싱 테이프(130)가 장착되어 있는 환형의 프레임(120)을 유지 테이블(36)에 배치된 클램프(363)에 의해 고정한다. 따라서, 유지 테이블(36) 상에 유지된 반도체 웨이퍼(20)는, 표면(20a)이 상측이 된다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(20)를 흡인 유지한 유지 테이블(36)은, X축 방향 이동 수단(37)을 작동함으로써 촬상 수단(9) 바로 아래에 위치하게 된다.
유지 테이블(36)이 촬상 수단(9) 바로 아래에 위치하게 되면, 촬상 수단(9) 및 제어 수단(10)에 의해 반도체 웨이퍼(20)의 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 얼라인먼트 작업을 전술한 바와 같이 실행한다.
다음으로, 도 9의 (a)에서 도시한 바와 같이 유지 테이블(36)을 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(7)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 소정의 분할 예정 라인(21)의 일단[도 9의 (a)에 있어서 좌단]을 레이저 광선 조사 수단(52)의 집광기(7) 바로 아래에 위치시킨다. 다음으로, 집광기(7)로부터 조사되는 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)의 집광점(P)을 반도체 웨이퍼(20)의 표면 부근에 위치시킨다. 한편, 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)의 파장은, 반도체 웨이퍼(20)에 대해 흡수성을 갖는 파장인 355㎚로 설정되어 있다. 그리고, 제어 수단(10)은 검출 수단(8)의 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)을 작동하여 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)로부터 조사하고, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1)보다 큰(V>V1) 경우에는, 제어 수단(10)은 집광기(7) 바로 아래에 반도체 웨이퍼(20)가 존재하고 있다고 판단하고, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 작동하며, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 0 V의 전압을 인가한다. 이 결과, 전술한 바와 같이 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은, 그 광로가 집광기(7)로 향해져 집광기(7)로부터 조사된다. 이와 같이 검출 수단(8)의 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)을 작동하여 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)로부터 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 조사하고, 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)을 작동하여 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 집광기(7)로부터 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 조사하면서, 제어 수단(10)은, X축 방향 이동 수단(37)을 작동하여 유지 테이블(36)을 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 이동 속도로 이동시킨다(제1 레이저 가공홈 형성 공정).
이와 같이 유지 테이블(36)을 화살표 X1로 나타내는 방향으로 이동시킬 때에, 제어 수단(10)은 검출 수단(8)의 수광 소자(84)로부터 출력되는 수광량에 대응하는 전압 신호를 입력하고 있다. 그리고, 제어 수단(10)은, 입력된 수광 소자(84)로부터의 전압 신호(V)가 소정값(V1) 이하(V≤V1)인 경우에는, 도 9의 (b)에서 도시한 바와 같이 유지 테이블(36)에 유지된 반도체 웨이퍼(20)의 우단이 집광기(7) 바로 아래로부터 벗어나, 다이싱 테이프(130)를 통해 검사용 레이저 광선(LB2)이 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사되었다고 판단하고, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 10 V의 전압을 인가하며, 유지 테이블(36)의 이동을 정지한다. 즉, 검사용 레이저 광선(LB2)이 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사되면, 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있기 때문에, 조사된 검사용 레이저 광선(LB2)은 난반사하여 전술한 바와 같이 수광 소자(84)에 수광되는 반사광이 감소하기 때문에, 유지 테이블(36)에 유지된 반도체 웨이퍼(20)의 우단이 집광기(7) 바로 아래로부터 벗어난 것을 즉시 검출할 수 있다. 이 결과, 전술한 제1 개질층 형성 공정 및 제2 개질층 형성 공정과 마찬가지로 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)은, 도 3에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 레이저 광선 흡수 수단(65)으로 유도된다. 따라서, 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)이 조사되는 일은 없어, 오퍼레이터에게 위험이 미치며, 유지 테이블(36)을 손상시킨다고 하는 문제가 해소된다. 이렇게 해서 제1 레이저 가공홈 형성 공정을 실시함으로써, 반도체 웨이퍼(20)에는 도 9의 (b)에서 도시한 바와 같이 분할 예정 라인(21)을 따라 레이저 가공홈(202)이 형성된다.
전술한 바와 같이 소정의 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 레이저 가공홈 형성 공정을 실시했다면, 제1 Y축 방향 이동 수단(38)을 작동하여 유지 테이블(36)을 화살표 Y로 나타내는 방향으로 반도체 웨이퍼(20)에 형성된 분할 예정 라인(21)의 간격만큼 인덱싱 이동시켜, 도 9의 (c)에서 도시한 상태로 한다(인덱싱 공정). 다음으로, 검출 수단(8)의 검사용 레이저 광선 발진 수단(81)을 작동하여 검사용 레이저 광선(LB2)을 집광기(7)로부터 유지 테이블(36) 상에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼(20)에 조사하고, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1) 이하(V≤V1)인 경우에는, 제어 수단(10)은 집광기(7) 바로 아래에 반도체 웨이퍼(20)가 존재하지 않는다고 판단하고, X축 방향 이동 수단(37)을 작동하여 유지 테이블(36)을 상기 도 9의 (c)에 있어서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 이동시킨다. 그리고, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1)보다 커진(V>V1) 경우에는, 제어 수단(10)은 집광기(7) 바로 아래에 반도체 웨이퍼(20)가 존재하고 있다고 판단하고, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 0 V의 전압을 인가하여 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단(6)으로부터 발진된 가공용 펄스 레이저 광선(LB1)을 전술한 바와 같이 집광기(7)로부터 조사시키며, X축 방향 이동 수단(37)을 작동하여 유지 테이블(36)을 상기 도 9의 (c)에 있어서 화살표 X2로 나타내는 방향으로 소정의 이동 속도로 이동시킨다(제2 레이저 가공홈 형성 공정). 그리고, 제어 수단(10)은, 수광 소자(84)로부터 입력된 전압 신호(V)가 소정값(V1) 이하(V≤V1)인 경우에는, 도 9의 (d)에서 도시한 바와 같이 유지 테이블(36)에 유지된 반도체 웨이퍼(20)의 좌단이 집광기(7) 바로 아래로부터 벗어나, 검사용 레이저 광선(LB2)이 유지 테이블(36)의 프레임체(362)의 상면(362a)에 조사되었다고 판단하고, 광선 편향 수단(60)을 구성하는 편향 각도 조정 수단(64)에 예컨대 10 V의 전압을 인가하며, 유지 테이블(36)의 이동을 정지한다. 이렇게 해서 제2 개질층 형성 공정을 실시함으로써, 반도체 웨이퍼(20)의 내부에는 도 9의 (d)에서 도시한 바와 같이 분할 예정 라인(21)을 따라 변질층(201)이 형성된다.
이상과 같이 하여, 반도체 웨이퍼(20)에 제1 방향으로 형성된 모든 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 레이저 가공홈 형성 공정 및 제2 레이저 가공홈 형성 공정을 실시했다면, 유지 테이블(36)을 90도 회동시켜, 상기 제1 방향으로 형성된 분할 예정 라인(21)에 대해 직교하는 제2 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 레이저 가공홈 형성 공정 및 제2 레이저 가공홈 형성 공정을 실행한다. 이렇게 해서, 반도체 웨이퍼(20)에 형성된 모든 분할 예정 라인(21)을 따라 상기 제1 레이저 가공홈 형성 공정 및 제2 레이저 가공홈 형성 공정을 실행했다면, 반도체 웨이퍼(20)를 유지하고 있는 유지 테이블(36)은, 맨 처음에 반도체 웨이퍼(20)를 흡인 유지한 위치로 되돌아가고, 여기서 반도체 웨이퍼(20)의 흡인 유지를 해제한다. 그리고, 반도체 웨이퍼(20)는, 도시하지 않은 반송 수단에 의해 분할 공정으로 반송된다.
2: 정지 베이스 3: 유지 테이블 기구
36: 유지 테이블 37: X축 방향 이동 수단
38: 제1 Y축 방향 이동 수단 4: 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구
42: 가동 지지 베이스 43: 제2 Y축 방향 이동 수단
5: 레이저 광선 조사 유닛 53: Z축 방향 이동 수단
6: 가공용 펄스 레이저 광선 발진 수단
60: 광선 편향 수단 7: 집광기
71: 방향 변환 미러 72: 집광 렌즈
8: 검출 수단 81: 검사용 레이저 광선 발진 수단
82: 다이크로익 미러 83: 빔 스플리터
84: 수광 소자 9: 촬상 수단
10: 제어 수단 20: 반도체 웨이퍼

Claims (2)

  1. 레이저 가공 장치로서,
    피가공물을 유지하는 유지 테이블과,
    상기 유지 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과,
    상기 유지 테이블과 상기 레이저 광선 조사 수단을 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
    상기 유지 테이블에 유지된 피가공물에 검사광을 조사하여 피가공물에서 반사된 반사광의 광량을 검출하는 검출 수단과,
    상기 검출 수단으로부터의 검출 신호에 기초하여 피가공물의 유무를 판정하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 레이저 광선 조사 수단은 피가공물을 가공하는 가공용 레이저 광선을 발진하는 가공용 레이저 광선 발진 수단과, 피가공물의 유무를 판정하기 위한 검사광이 되는 검사용 레이저 광선을 발진하는 검사용 레이저 광선 발진 수단을 포함하고,
    상기 검사용 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 검사용 레이저 광선은, 상기 가공용 레이저 광선을 집광하는 집광 렌즈에 의해 집광되는 것이고,
    상기 유지 테이블은, 피가공물을 흡인 유지하는 유지부와, 이 유지부를 둘러싸는 환형의 프레임체를 포함하며, 상기 프레임체의 상면은 광을 난반사하는 난반사 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 난반사 처리는 블라스트 처리인 것인 레이저 가공 장치.
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