TW201600208A - 雷射加工裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題是提供一種雷射加工裝置，其裝配有可以做到以下事情的保持台：將在保持於保持台之被加工物上反射之反射光的光量，和偏離被加工物而在保持台之框體上反射之反射光的光量之差確實地檢測出。解決手段為具備保持台、雷射光線照射手段、移動手段、檢測手段以及控制手段的雷射加工裝置，該保持台用以保持被加工物，該雷射光線照射手段用以對保持於保持台之被加工物照射雷射光線，該移動手段用以使保持台和雷射光線照射手段相對地移動，該檢測手段用以對保持於保持台之被加工物照射檢查光以檢測在被加工物上反射的反射光之光量，該控制手段根據來自檢測手段之檢測信號而判定有無被加工物。該保持台包含吸引保持被加工物的保持部，和圍繞保持部之環狀框體，且該框體的上表面被施予用以將光漫反射之漫反射處理。

Description

雷射加工裝置 發明領域
本發明是有關於對半導體晶圓等之被加工物施以雷射加工的雷射加工裝置。
發明背景
在半導體器件的製程中，是在大致呈圓板狀的半導體晶圓的表面上藉由排列成格子狀之分割預定線劃分成複數個區域，並在該劃分的區域中形成IC、LSI等器件。並且，可藉由沿著分割預定線將半導體晶圓切斷而將形成有器件的區域分割以製造出一個個的半導體器件。
作為用於沿著上述半導體晶圓等之分割預定線分割的方法，已有嘗試使用對晶圓具有穿透性的脈衝雷射光線，將聚光點對位於用來分割之區域的內部而照射脈衝雷射光線的雷射加工方法。這種使用了雷射加工方法之分割方法，是以下的方法：從晶圓其中一方之面側將聚光點對位於內部而照射對晶圓具有穿透性之波長的脈衝雷射光線，在晶圓的內部沿著分割預定線連續地形成改質層，並藉由沿著因為形成此改質層而使強度降低之分割預定線施加外力，以分割被加工物。
並且，作為分割半導體晶圓等之被加工物的其他方法，已有藉由沿著形成於被加工物上之分割預定線照射對被加工物具吸收性之脈衝雷射光線，以透過燒蝕而形成雷射加工溝，並利用機械破斷裝置沿著此雷射加工溝進行割斷的方法被提出。
上述之施行雷射加工的雷射加工裝置具備有：保持被加工物之保持台、對保持於該保持台上之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射手段、使保持台和雷射光線照射手段在加工進給方向上相對地加工進給之加工進給手段。在這種雷射加工裝置中，如果保持於保持台上之被加工物超出(overrun)而照射雷射光線時，會有使保持台之上表面損傷的問題。
為了解決這樣的問題，已有一種做成如下的雷射加工裝置之方案被提出：對保持於保持台上的被加工物照射檢測光，並裝配了可根據回授光之強弱來檢測有無被加工物之檢測手段，且在以該檢測手段檢測出的情形為沒有檢測到保持於保持台之被加工物時，即停止雷射光線之照射(參照例如，專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2010-127920號公報
發明概要
然而，當在保持於保持台之被加工物上反射之回授光的強度，和偏離被加工物而在保持台的框體上反射之回授光的強度沒有產生差別時，會有以下的問題：在無法區別被加工物和保持台的框體的情形下，會使得雷射光線照射手段之雷射光線照射到保持台的框體上，導致危險波及作業員並損傷保持台、且無法正確地照射雷射光線。
本發明是有鑒於上述事實而作成的發明，其主要之技術課題為提供一種雷射加工裝置，其裝配有可以做到下列事情的保持台：將在保持於保持台之被加工物上反射之反射光的光量，和偏離被加工物而在保持台之框體上反射之反射光的光量之差確實地檢測出。
為了解決上述主要之技術課題，依據本發明所提供的雷射加工裝置，其特徵在於：該雷射加工裝置具備保持被加工物之保持台、對保持於該保持台之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射手段、使該保持台和該雷射光線照射手段相對地移動的移動手段、對保持於該保持台之被加工物照射檢查光以檢測在被加工物上反射的反射光之光量的檢測手段，以及根據來自該檢測手段之檢測信號而判定有無被加工物的控制手段，且該保持台包含吸引保持被加工物的保持部，和圍繞該保持部之環狀框體，該框體的上表面被施予用以將光漫反射之漫反射處理。
上述漫反射處理，以噴擊(blast)處理為較理想。
在本發明中，因為保持被加工物的保持台具備吸引保持被加工物的保持部，和圍繞保持部之環狀的框體，並且框體的上表面被施予用以將光漫反射之漫反射處理，所以會讓所照射之檢查光漫反射而使檢測手段所接收到之反射光的受光量減少，因此可以立刻檢測出檢測光已偏離保持於保持台之被加工物的情形。其結果，不會有雷射光線照射手段所照射之雷射光線照射在保持台之框體的上表面之情形，並可以解決危險波及作業員和導致保持台損傷的問題。
1‧‧‧雷射加工裝置
10‧‧‧控制手段
101‧‧‧中央處理裝置
102‧‧‧唯讀記憶體
103‧‧‧隨機存取記憶體
104‧‧‧輸入介面
105‧‧‧輸出介面
110‧‧‧保護膠帶
120‧‧‧環狀框架
130‧‧‧切割膠帶
2‧‧‧靜止基台
20‧‧‧半導體晶圓
20a‧‧‧表面
20b‧‧‧背面
201‧‧‧變質層
202‧‧‧雷射加工溝
21‧‧‧分割預定線
22‧‧‧器件
3‧‧‧保持台機構
31、322、41、423‧‧‧導軌
32‧‧‧第1滑塊
321、331、511‧‧‧被導引溝
33‧‧‧第2滑塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧蓋板
36‧‧‧保持台
361‧‧‧保持部
362‧‧‧框體
362a‧‧‧框體之上表面
363‧‧‧夾具
37‧‧‧X軸方向移動手段
371、381、431‧‧‧公螺桿
372、382、432、532‧‧‧脈衝馬達
38‧‧‧第1之Y軸方向移動手段
383‧‧‧軸承塊
4‧‧‧雷射光線照射單元支撐機構
42‧‧‧可動支撐基台
421‧‧‧移動支撐部
422‧‧‧裝設部
43‧‧‧第2之Y軸方向移動手段
5‧‧‧雷射光線照射單元
51‧‧‧單元托座
52‧‧‧雷射光線照射手段
521‧‧‧套殼
53‧‧‧Z軸方向移動手段
6‧‧‧加工用脈衝雷射光線振盪手段
60‧‧‧光線偏向手段
61‧‧‧聲光元件
62‧‧‧RF振盪器
63‧‧‧RF放大器
64‧‧‧偏向角度調整手段
65‧‧‧雷射光線吸收手段
7‧‧‧聚光器
71‧‧‧方向變換鏡
72‧‧‧聚光鏡
8‧‧‧檢測手段
81‧‧‧檢查用雷射光線振盪手段
82‧‧‧分光鏡
83‧‧‧光束分離器
83a‧‧‧第1路徑
83b‧‧‧第2路徑
84‧‧‧受光元件
9‧‧‧攝像手段
LB1‧‧‧加工用脈衝雷射光線
LB2‧‧‧檢查用雷射光線
P‧‧‧聚光點
W‧‧‧被加工物
X1、X2、X、Y、Z‧‧‧箭頭
圖1是本發明實施形態之雷射加工裝置的立體圖。
圖2是裝配於圖1所示之雷射加工裝置上之用以吸引保持被加工物的保持台的立體圖。
圖3是對保持於保持台上之被加工物照射檢測光以檢測在被加工物上反射之反射光之強度的檢測手段的方塊構成圖。
圖4是表示裝設於雷射加工裝置之控制手段(控制器(controller))之方塊構成圖。
圖5是作為被加工物之半導體晶圓的立體圖。
圖6(a)、(b)是表示在圖5所示之半導體晶圓的表面上黏貼保護膠帶之保護構件黏貼步驟的說明圖。
圖7(a)~(d)是以雷射加工裝置實施之改質層形成步驟的說明圖。
圖8(a)、(b)是表示將半導體晶圓黏貼於已裝設在環狀框架上的切割膠帶的表面之晶圓保持步驟的說明圖。
圖9(a)~(d)是雷射加工溝形成步驟的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，將參照附加之圖式，針對依照本發明而構成之雷射加工裝置的較佳實施形態，作更詳細的說明。
圖1中所示為依照本發明而構成之雷射加工裝置1的立體圖。圖1所示之雷射加工裝置1具備靜止基台2、配置成可在該靜止基台2上於箭頭X所示之加工進給方向上移動並用於保持被加工物的保持台機構3、配置成可在靜止基台2上於和上述箭頭X所示之方向成直角之以箭頭Y所示之分度方向上移動之雷射光線照射單元支撐機構4，以及配置成可在雷射光線照射單元支撐機構4上於箭頭Z所示之焦點位置調整方向上移動的雷射光線照射單元5。
上述保持台機構3具備有在靜止基台2上沿著箭頭X所示之方向平行地配置的一對導軌31、31、在該導軌31、31上配置成可在箭頭X所示之方向上移動之第1滑塊32、在該第1滑塊32上配置成可在箭頭Y所示之方向上移動之第2滑塊33、在該第2滑塊33上藉由圓筒構件34而受到支撐的蓋板35，以及作為被加工物保持手段的保持台36。參照圖2說明此保持台36。圖2所示之保持台36具備有由多孔陶瓷等多孔性材料所形成之圓形的保持部361，和圍繞該保持部361而配置之環狀的框體362。框體362是由不鏽鋼等之 金屬材料所形成，並使上表面362a被施予用以將光漫反射的漫反射處理。再者，作為漫反射處理，以噴砂(sand blasting)或珠粒噴擊(shot blasting)等的噴擊處理為較理想。在如此所構成之保持台36上配置有用於固定環狀的框架的夾具363。又，保持台36是透過配置於圓筒構件34內之圖未示之脈衝馬達而使其旋轉。
上述第1滑塊32，於其下表面設有與上述一對導軌31、31嵌合的一對被導引溝321、321，並且於其上表面設有沿著箭頭Y所示之方向平行地形成的一對導軌322、322。如此所構成的第1滑塊32是藉由將被導引溝321、321嵌合在一對導軌31、31上，以構成為可沿一對導軌31、31在箭頭X所示之方向上移動。保持台機構3具備有用於使第1滑塊32沿著一對導軌31、31在箭頭X所示之方向上移動的X軸方向移動手段37。X軸方向移動手段37包含有在上述一對導軌31和31之間平行地配置的公螺桿371，和用於驅動該公螺桿371旋轉之脈衝馬達372等驅動源。公螺桿371，其一端受到固定於上述靜止基台2上的軸承塊373支撐成可旋轉自如，其另一端則被上述脈衝馬達372的輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿371螺合於突出於第1滑塊32之中央部底面而設置之圖未示的母螺塊所形成之貫通螺孔中。因此，透過以脈衝馬達372正轉及逆轉驅動公螺桿371，就能使第1滑塊32沿著導軌31、31在箭頭X所示之加工進給方向上移動。
上述第2滑塊33是構成為：在其下表面設置有可與設置在上述第1滑塊32之上表面的一對導軌322、322嵌合 的一對被導引溝331、331，並藉由將此被導引溝331、331嵌合至一對導軌322、322，而可在箭頭Y所示之方向上移動。保持台機構3具備有用於使第2滑塊33沿著設置在第1滑塊32上的一對導軌322、322在箭頭Y所示之方向上移動的第1之Y軸方向移動手段38。第1之Y軸方向移動手段38包含有在上述一對導軌322、322之間平行地配置的公螺桿381，和用於旋轉驅動該公螺桿381的脈衝馬達382等的驅動源。公螺桿381，其一端受到固定於上述第1滑塊32之上表面的軸承塊383支撐成可旋轉自如，其另一端則被上述脈衝馬達382的輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿381螺合於突出於第2滑塊33之中央部底面而設置之圖未示的母螺塊所形成之貫通螺孔中。因此，透過以脈衝馬達382正轉及逆轉驅動公螺桿381，就能使第2滑塊33沿著導軌322、322在以箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述雷射光線照射單元支撐機構4具備有在靜止基台2上沿著以箭頭Y所示之方向平行地配置的一對導軌41、41，以及以可在箭頭Y所示之方向上移動的形式被配置在該導軌41、41上之可動支撐基台42。此可動支撐基台42是由可移動地配置在導軌41、41上之移動支撐部421，以及安裝在該移動支撐部421上之裝設部422所構成。裝設部422，於一個側面上平行地設置有於箭頭Z所示之方向上延伸之一對導軌423、423。雷射光線照射單元支撐機構4具備有用於使可動支撐基台42沿著一對導軌41、41在箭頭Y所示之方向上移動的第2之Y軸方向移動手段43。第2之Y軸方向 移動手段43包含有在上述一對導軌41、41之間平行地配置的公螺桿431，和用於旋轉驅動該公螺桿431的脈衝馬達432等的驅動源。公螺桿431，其一端受到固定於上述靜止基台2之圖未示的軸承塊支撐成可旋轉自如，其另一端則被上述脈衝馬達432的輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿431螺合於圖未示的母螺塊所形成之螺孔中，其中該母螺塊是突出於構成可動支撐基台42之移動支撐部421的中央部底面而設置。因此，透過以脈衝馬達432正轉及逆轉驅動公螺桿431，就能使可動支撐基台42沿著導軌41、41在箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
雷射光線照射單元5具備有單元托座51，以及安裝在該單元托座51上之加工用脈衝雷射光線振盪手段6。單元托座51設置有可與設置在上述裝設部422之一對導軌423、423可滑動地嵌合的一對被導引溝511、511，並藉由將此被導引溝511、511嵌合於上述導軌423、423，而被支撐成可在箭頭Z所示之方向上移動。
雷射光線照射單元5具備有用於使單元托座51沿著一對導軌423、423在箭頭Z所示之聚光點位置調整方向上移動之Z軸方向移動手段53。Z軸方向移動手段53包含有配置在一對導軌423、423之間的公螺桿(圖未示)，和用於旋轉驅動該公螺桿的脈衝馬達532等的驅動源，藉由以脈衝馬達532正轉及逆轉驅動圖未示之公螺桿，就能使單元托座51及加工用脈衝雷射光線振盪手段6沿著一對導軌423、423在箭頭Z所示之聚光點位置調整方向上移動。再者，在本實施形 態中，是形成為藉由正轉驅動脈衝馬達532而使加工用脈衝雷射光線振盪手段6朝上方移動，藉由逆轉驅動脈衝馬達532而使加工用脈衝雷射光線振盪手段6朝下方移動。
雷射光線照射手段52包含有實質上水平地配置的圓筒狀之套殼521。在此套殼521內配置有如圖3所示之加工用脈衝雷射光線振盪手段6，且在套殼521的前端配置有使加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線照射到保持於上述保持台36之被加工物W上的聚光器7。加工用脈衝雷射光線振盪手段6，會發射出波長為1342nm或355nm的加工用脈衝雷射光線LB1。
上述聚光器7具備有使由上述加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1在圖3中朝向下方變換方向的方向變換鏡71，以及將因該方向變換鏡71而變換方向之加工用脈衝雷射光線LB1聚光的聚光鏡72，聚光鏡72是將因方向變換鏡71而變換方向之加工用脈衝雷射光線LB1聚光以照射至保持於保持台36之被加工物W上。
再者，本實施形態中的雷射光線照射手段52包括使加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線之光路偏向的光線偏向手段60。此光線偏向手段60具備有配置於本實施形態中由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線之光路上的聲光元件61、用以生成施加於該聲光元件61之RF(radio frequency)的RF振盪器62、使籍由該RF振盪器62所生成之RF的功率放 大以施加於聲光元件61之RF放大器63，以及可調整以RF振盪器62所生成之RF頻率數的偏向角度調整手段64。上述聲光元件61，是對應於被施加之RF的頻率數以調整使雷射光線之光路偏向之角度。又，上述偏向角度調整手段64，是受到後述之控制手段所控制。
又，光線偏向手段60具備有當已對上述聲光元件61施加預定頻率數的RF時，用於吸收如圖3中以虛線所示地因為聲光元件61而偏向之雷射光線的雷射光線吸收手段65。
光線偏向手段60是如上述地被構成，以下將參照圖3針對其作用作說明。在對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如0V的電壓，且對聲光元件61施加了對應於0V之頻率數的RF時，由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發出之加工用脈衝雷射光線LB1，是將其光路朝向聚光器7的方向變換鏡71。另一方面，在對偏向角度調整手段64施加例如10V的電壓，並對聲光元件61施加了對應於10V之頻率數的RF時，由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1，是如圖3中以虛線所示地被引導至雷射光線吸收手段65。
參照圖3繼續說明，雷射加工裝置1具備有用以檢測有無保持於保持台36之被加工物W的檢測手段8。檢測手段8具備有檢查用雷射光線振盪手段81、分光鏡(dichroic mirror)82以及光束分離器(beam splitter)83。該檢查用雷射光線振盪手段81可發射出作為檢查光之檢查用雷射光線， 該分光鏡82是配置於上述加工用脈衝雷射光線振盪手段6之光線偏向手段60和聚光器7之間的路徑上，並使由檢查用雷射光線振盪手段81所發射出之檢查用雷射光線朝向聚光器7形成分歧，該光束分離器83是配置於檢查用雷射光線振盪手段81和分光鏡82之間，並將由檢查用雷射光線振盪手段81所發射出之檢查用雷射光線引導至朝著分光鏡82之第1路徑83a上。
檢查用雷射光線振盪手段81可以使用會發射出對被加工物具有反射性之SLD(Super Luminescent Diode,λ：830nm)或LD、LED之檢查用雷射光線LB2的振盪器。又，由檢查用雷射光線振盪手段81所發射出之檢查用雷射光線LB2的輸出功率，在本實施形態中是設定為10mW。分光鏡82，可以供加工用脈衝雷射光線LB1通過，但會使檢查用雷射光線振盪手段81所發射出之檢查用雷射光線LB2朝向聚光鏡7反射。上述光束分離器83，可將由檢查用雷射光線振盪手段81所發射出之檢查用雷射光線LB2引導至朝著分光鏡82的第1路徑83a上，並將藉由分光鏡82而被分歧之後述的反射光引導至第2路徑83b上。
檢測手段8更具備有配置在第2路徑83b上並用以接收以光束分離器83所反射之反射光的受光元件84。此受光元件84會將對應於接收到之光量的電壓信號傳送到後述的控制手段。
在圖3所示之實施形態中的檢測手段8是如以上所述地被構成，以下將針對其作用進行說明。由檢查用雷 射光線振盪手段81所發射出之檢查用雷射光線LB2，是通過光束分離器83到達分光鏡82，並藉由該分光鏡82而朝向聚光鏡7的方向變換鏡71被反射。朝向方向變換鏡71被反射之檢查用雷射光線LB2，會與上述加工用脈衝雷射光線LB1同樣地透過聚光鏡72而被聚光。如此進行而被聚光的檢查用雷射光線LB2，會在保持於保持台36上之被加工物的上表面反射，該反射光會如圖3中以虛線所示地透過聚光鏡72、方向變換鏡71、分光鏡82以及光束分離器83而被受光元件84接收。並且，受光元件84會將對應於所接收之光量的電壓信號傳送到後述的控制手段。
在此，針對藉由受光元件84而被接收的檢查用雷射光線LB2之反射光的受光量進行說明。被照射在保持於保持台36之被加工物W的上表面的檢查用雷射光線LB2，是如上所述地在被加工物W的上表面正反射，且該反射光是如圖3中以虛線所示地透過聚光鏡72、方向變換鏡71、分光鏡82以及光束分離器83而被受光元件84所接收。因此，被受光元件84所接收之反射光的受光量較多。另一方面，當照射在保持於保持台36之被加工物的上表面的檢查用雷射光線LB2偏離被加工物W時，就會照射到保持台36之框體362的上表面362a上。因為此時保持台36之框體362的上表面362a被施予將光漫反射的漫反射處理，因此所照射之檢查用雷射光線LB2會進行漫反射而使反射光的一部分透過聚光鏡72、方向變換鏡71、分光鏡82以及光束分離器83而被受光元件84所接收。因此，被受光元件84所接收之反射光 的受光量，會變得比如上所述地在被加工物W的上表面正反射之反射光的受光量還少。
回到圖1繼續說明，在構成上述雷射光線照射手段52之套殼521的前端部，配置有可藉由雷射光線照射手段52以檢測用來雷射加工之加工區域的攝像手段9。此攝像手段9，除了以可見光線拍攝之一般的攝像元件(CCD)之外，還以可對被加工物照射紅外線的紅外線照明手段、捕捉以該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統，以及將對應於以該光學系統所捕捉到之紅外線之電氣信號予以輸出的攝像元件(紅外線CCD)等而構成，並可將所拍攝到的影像信號傳送至後述之控制手段。
雷射加工裝置1具備有圖4所示之控制手段10。控制手段10是由電腦所構成，並包括有按照控制程式進行演算處理之中央處理裝置(CPU)101、用以儲存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)102、用以儲存演算結果等之可讀寫的隨機存取記憶體(RAM)103、輸入介面104，以及輸出介面105。對控制手段10的輸入介面104，可輸入來自上述受光元件84及攝像手段9等之檢測信號。並且，可從控制手段10的輸出介面105將控制信號輸出到上述X軸方向移動手段37的脈衝馬達372、第1之Y軸方向移動手段38的脈衝馬達382、第2之Y軸方向移動手段43的脈衝馬達432、Z軸方向移動手段53的脈衝馬達532、加工用脈衝雷射光線振盪手段6、光線偏向手段60的偏向角度調整手段64、檢查用雷射光線振盪手段81等。
雷射加工裝置1是如上述地被構成，以下將針對其作用作說明。圖5中所示為作為被雷射加工之被加工物的半導體晶圓20的立體圖。圖5所示之半導體晶圓20，是由厚度為例如200μm的矽晶圓所構成，且在表面20a上使複數條分割預定線21形成為格子狀，並且在透過該複數條分割預定線21所劃分成的複數個區域中形成有IC、LSI等器件22。以下，針對在此半導體晶圓20內部沿著分割預定線21形成改質層的加工方法進行說明。
首先，為了保護形成於半導體晶圓20表面20a的器件22，會實施在半導體晶圓20表面20a黏貼保護構件的保護構件黏貼步驟。亦即，如圖6所示地在半導體晶圓20的表面20a黏貼作為保護構件的保護膠帶110。又，在本實施形態中，保護膠帶110是在由厚度為100μm的聚氯乙烯(PVC)所構成之片狀基材的表面上將壓克力樹脂類的糊料塗佈為厚度5μm左右。
當實施過上述之保護構件黏貼步驟後，就可以將半導體晶圓20之保護膠帶110側載置於圖1所示之雷射加工裝置的保持台36的保持部361上。然後，藉由作動圖未示之吸引手段，以隔著保護膠帶110將半導體晶圓20吸附保持於保持台36上(晶圓保持步驟)。因此，保持於保持台36上的半導體晶圓20會為成背面20b在上側。如此進行，以將吸引保持有半導體晶圓20的保持台36透過作動X軸方向移動手段37而定位到攝像手段9的正下方。
當將保持台36定位到攝像手段9的正下方後，就 可以實行校準(alignment)作業，該校準作業是藉由攝像手段9及控制手段10檢測半導體晶圓20之用來雷射加工的加工區域。亦即，攝像手段9及控制手段10會實行用於對在半導體晶圓20之第1方向上形成的分割預定線21，和沿著分割預定線21照射雷射光線的雷射光線照射手段52的聚光器7進行位置對齊的型樣匹配(pattern matching)等影像處理，而完成雷射光線照射位置的校準。又，對於半導體晶圓20上所形成之在相對於上述第1方向為垂直的第2方向上延伸之分割預定線21，也是同樣地完成雷射光線照射位置的校準。此時，雖然半導體晶圓20之形成有分割預定線21的表面20a是位於下側，但是因為攝像手段9如上述地具備由紅外線照明手段、可捕捉紅外線之光學系統，以及可將對應於紅外線之電氣信號輸出的攝像元件(紅外線CCD)等所構成之攝像手段，所以可由背面20b穿透而拍攝到分割預定線21。
當如以上地進行以檢測出保持於保持台36上之半導體晶圓20上所形成的分割預定線21，並進行雷射光線照射位置之校準後，就能如圖7(a)所示，將保持台36移動至照射雷射光線的雷射光線照射手段52之聚光器7所在的雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線21的一端(在圖7(a)中為左端)定位於雷射光線照射手段52的聚光器7的正下方。將從聚光器7所照射出的加工用脈衝雷射光線LB1的聚光點P定位到半導體晶圓20的厚度方向中間部。再者，是將加工用脈衝雷射光線LB1的波長設定為對半導體晶圓20具有穿透性之波長的1342nm。並且，控制手段10會作動檢測 手段8之檢查用雷射光線振盪手段81以由聚光器7照射出檢查用雷射光線LB2，當由受光元件84輸入的電壓信號(V)比預定值(V1)大(V>V1)時，控制手段10會判斷為聚光器7的正下方有半導體晶圓20存在，而作動加工用脈衝雷射光線振盪手段6，並且對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如0V的電壓。其結果，如上述地由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1，其光路會朝向聚光器7並從聚光器7被照射出去。像這樣在作動檢測手段8之檢查用雷射光線振盪手段81而將檢查用雷射光線LB2從聚光器7照射到保持於保持台36上之半導體晶圓20上，並且作動加工用脈衝雷射光線振盪手段6而從聚光器7對保持於保持台36上之半導體晶圓20照射加工用脈衝雷射光線LB1時，控制手段10會作動X軸方向移動手段37而使保持台36朝箭頭X1所示之方向以預定的移動速度移動(第1改質層形成步驟)。
像這樣於將保持台36朝箭頭X1所示之方向移動時，控制手段10會一直輸入從檢測手段8的受光元件84輸出之對應於受光量的電壓信號。並且，控制手段10會於所輸入之來自受光元件84的電壓信號(V)在預定值(V1)以下(V≦V1)時，判斷為如圖7(b)所示地保持於保持台36之半導體晶圓20的右端偏離聚光器7的正下方，且檢查用雷射光線LB2已照射到保持台36之框體362的上表面362a，而對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如10V的電壓並且停止保持台36的移動。亦即，當將檢查用雷射光線 LB2照射到保持台36之框體362的上表面362a時，因為保持台36之框體362的上表面362a有被施予可將光漫反射的漫反射處理，所以會讓所照射之檢查用雷射光線LB2漫反射而如上所述地使受光元件84所接收之反射光的受光量減少，因此可以立刻檢測出保持於保持台36之半導體晶圓20的右端已偏離聚光器7的正下方之情形。其結果，如上所述地由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1，會如圖3中以虛線所示地被引導至雷射光線吸收手段65。因此，就不會有將加工用脈衝雷射光線LB1照射到保持台36之框體362的上表面362a之情形，並可以解決危險波及作業員和使保持台36損傷的問題。藉由如此進行而實施第1改質層形成步驟，以在半導體晶圓20的內部如圖7(b)所示地沿著分割預定線21形成變質層201。
如上所述地沿著預定之分割預定線21實施上述第1改質層形成步驟之後，作動第1之Y軸方向移動手段38而將保持台36於箭頭Y所示之方向上僅分度移動形成於半導體晶圓20上的分割預定線21之間隔的距離，形成圖7(c)所示的狀態(分度步驟)。其次，作動檢測手段8之檢查用雷射光線振盪手段81而將檢查用雷射光線LB2從聚光器7照射到保持於保持台36上之半導體晶圓20上，當由受光元件84所輸入的電壓信號(V)在預定值(V1)以下(V≦V1)時，控制手段10會判斷為聚光器7的正下方沒有半導體晶圓20存在，而作動X軸方向移動手段37以使保持台36在上述圖7(c)中朝箭頭X2所示之方向移動。並且，當由受光元件84所輸 入的電壓信號(V)變得比預定值(V1)大(V>V1)時，控制手段10會判斷為聚光器7的正下方有半導體晶圓20存在，而對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如0V的電壓以使加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1如上述地由聚光器7照射出來，且作動X軸方向移動手段37使保持台36以預定的移動速度在上述圖7(c)中朝箭頭X2所示之方向移動(第2改質層形成步驟)。並且，控制手段10會於由受光元件84所輸入的電壓信號(V)在預定值(V1)以下(V≦V1)時，判斷為如圖7(d)所示地保持於保持台36之半導體晶圓20的左端已偏離聚光器7的正下方，且檢查用雷射光線LB2已照射到保持台36之框體362的上表面362a，而對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如10V的電壓並且停止保持台36的移動。藉由如此進行而實施第2改質層形成步驟，以在半導體晶圓20的內部如圖7(d)所示地沿著分割預定線21形成變質層201。
如以上地進行，而沿著在半導體晶圓20上形成於第1方向上之所有的分割預定線21都實施過上述第1改質層形成步驟及第2改質層形成步驟後，可以使保持台36旋轉90度，以沿著相對於在上述第1方向上所形成之分割預定線21為垂直的第2方向上延伸之分割預定線21實行上述第1改質層形成步驟及第2改質層形成步驟。如此進行，而沿著形成於半導體晶圓20之所有的分割預定線21都實行了上述第1改質層形成步驟及第2改質層形成步驟後，即可將保持有半導體晶圓20的保持台36退回到最初吸引保持半導體晶圓20 的位置，並在此解除對半導體晶圓20的吸引保持。然後，以圖未示之搬送手段將半導體晶圓20搬送到分割步驟。
其次，針對在上述圖6所示之半導體晶圓20上沿著分割預定線21形成雷射加工溝的加工方法進行說明。
為了在半導體晶圓20上沿著分割預定線21藉由燒蝕加工形成雷射加工溝，會如圖8所示地將半導體晶圓20的背面20b黏貼在已裝設於環狀框架120之切割膠帶130的表面(晶圓支撐步驟)。
當實施過上述晶圓支撐步驟後，就可以將半導體晶圓20之切割膠帶130側載置於圖1所示之雷射加工裝置1之保持台36的保持部361上。然後，藉由作動圖未示之吸引手段，以隔著保護膠帶110將半導體晶圓20吸附保持於保持台36上(晶圓保持步驟)。並且以配置於保持台36上之夾具363固定裝設有切割膠帶130之環狀框架120。因此，保持於保持台36上的半導體晶圓20會成為表面20a在上側。如此進行，以將吸引保持有半導體晶圓20的保持台36透過作動X軸方向移動手段37而定位到攝像手段9的正下方。
當將保持台36定位到攝像手段9的正下方後，就可以如上所述地實行校準作業，該校準作業是藉由攝像手段9及控制手段10檢測半導體晶圓20之用來雷射加工的加工區域。
其次，如圖9(a)所示地將保持台36移動至照射雷射光線之雷射光縣照射手段52的聚光器7所在的雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線21的一端(圖9(a)中為左端)定位 於雷射光線照射手段52之聚光器7的正下方。接著，將從聚光器7所照射出之加工用脈衝雷射光線LB1的聚光點P定位在半導體晶圓20的表面附近。再者，是將加工用脈衝雷射光線LB1的波長設定為對半導體晶圓20具有吸收性之波長的355nm。並且，控制手段10會作動檢測手段8之檢查用雷射光線振盪手段81以由聚光器7照射出檢查用雷射光線LB2，當由受光元件84所輸入的電壓信號(V)比預定值(V1)大(V>V1)時，控制手段10會判斷為聚光器7的正下方有半導體晶圓20存在，而作動加工用脈衝雷射光線振盪手段6，並且對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如0V的電壓。其結果，如上述地由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1，其光路會朝向聚光器7並從聚光器7被照射出去。像這樣在作動檢測手段8之檢查用雷射光線振盪手段81而將檢查用雷射光線LB2從聚光器7照射到保持於保持台36上之半導體晶圓20上，並且作動加工用脈衝雷射光線振盪手段6而從聚光器7對保持於保持台36上之半導體晶圓20照射加工用脈衝雷射光線LB1時，控制手段10會作動X軸方向移動手段37而使保持台36朝箭頭X1所示之方向以預定的移動速度移動(第1雷射加工溝形成步驟)。
像這樣於將保持台36朝箭頭X1所示之方向移動時，控制手段10會一直輸入由檢測手段8的受光元件84輸出之對應於受光量的電壓信號。並且，控制手段10會於所輸入之來自受光元件84的電壓信號(V)在預定值(V1)以下(V ≦V1)時，判斷為如圖9(b)所示地保持於保持台36之半導體晶圓20的右端偏離聚光器7的正下方，並且已通過切割膠帶130將檢查用雷射光線LB2照射到保持台36之框體362的上表面362a，而對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如10V的電壓並且停止保持台36的移動。亦即，當將檢查用雷射光線LB2照射到保持台36之框體362的上表面362a時，因為保持台36之框體362的上表面362a有被施予可將光漫反射的漫反射處理，所以會讓所照射之檢查用雷射光線LB2漫反射而如上述地使受光元件84所接收之反射光減少，因此可以立刻檢測出保持於保持台36之半導體晶圓20的右端已偏離聚光器7的正下方之情形。其結果，與上述之第1改質層形成步驟及第2改質層形成步驟同樣地，由加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1，會如圖3中以虛線所示地被引導至雷射光線吸收手段65。因此，就不會有將加工用脈衝雷射光線LB1照射到保持台36之框體362的上表面362a之情形，並可以解決危險波及作業員和使保持台36損傷的問題。藉由如此進行而實施第1雷射加工溝形成步驟，以在半導體晶圓20上如圖9(b)所示地沿著分割預定線21形成雷射加工溝202。
如上所述地沿著預定之分割預定線21實施上述第1雷射加工溝形成步驟之後，作動第1之Y軸方向移動手段38而將保持台36在箭頭Y所示之方向上僅分度移動形成於半導體晶圓20上的分割預定線21之間隔的距離，形成圖9(c)所示的狀態(分度步驟)。其次，作動檢測手段8之檢查用雷 射光線振盪手段81而將檢查用雷射光線LB2從聚光器7照射到保持於保持台36上之半導體晶圓20上，當由受光元件84所輸入的電壓信號(V)在預定值(V1)以下(V≦V1)時，控制手段10會判斷為聚光器7的正下方沒有半導體晶圓20存在，而作動X軸方向移動手段37以使保持台36在上述圖9(c)中朝箭頭X2所示之方向移動。並且，當由受光元件84所輸入的電壓信號(V)變得比預定值(V1)大(V>V1)時，控制手段10會判斷為聚光器7的正下方有半導體晶圓20存在，而對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如0V的電壓以使加工用脈衝雷射光線振盪手段6所發射出之加工用脈衝雷射光線LB1如上述地由聚光器7照射出來，且作動X軸方向移動手段37使保持台36以預定的移動速度在上述圖9(c)中朝箭頭X2所示之方向移動(第2雷射加工溝形成步驟)。並且，控制手段10會於由受光元件84所輸入的電壓信號(V)在預定值(V1)以下(V≦V1)時，判斷為如圖9(d)所示地保持於保持台36之半導體晶圓20的左端偏離聚光器7的正下方，且檢查用雷射光線LB2已照射到保持台36之框體362的上表面362a，而對構成光線偏向手段60的偏向角度調整手段64施加例如10V的電壓並停止保持台36的移動。藉由如此進行而實施第2改質層形成步驟，以在半導體晶圓20內部如圖9(d)所示地沿著分割預定線21形成變質層201。
如以上地進行，而沿著在半導體晶圓20上形成於第1方向上所有的分割預定線21都實施過上述第1雷射加工溝形成步驟及第2雷射加工溝形成步驟後，可以使保持台36 旋轉90度，以沿著相對於在上述第1方向上所形成之分割預定線21為垂直的第2方向上延伸之分割預定線21實行上述第1雷射加工溝形成步驟及第2雷射加工溝形成步驟。如此進行，而沿著形成於半導體晶圓20之所有的分割預定線21都實行了上述第1雷射加工溝形成步驟及第2雷射加工溝形成步驟後，即可將保持有半導體晶圓20的保持台36退回到最初吸引保持半導體晶圓20的位置，並在此解除對半導體晶圓20的吸引保持。然後，以圖未示之搬送手段將半導體晶圓20搬送到分割步驟。
36‧‧‧保持台
361‧‧‧保持部
362‧‧‧框體
362a‧‧‧框體之上表面
6‧‧‧加工用脈衝雷射光線振盪手段
60‧‧‧光線偏向手段
61‧‧‧聲光元件
62‧‧‧RF振盪器
63‧‧‧RF放大器
64‧‧‧偏向角度調整手段
65‧‧‧雷射光線吸收手段
7‧‧‧聚光器
71‧‧‧方向變換鏡
72‧‧‧聚光鏡
8‧‧‧檢測手段
81‧‧‧檢查用雷射光線振盪手段
82‧‧‧分光鏡
83‧‧‧光束分離器
83a‧‧‧第1路徑
83b‧‧‧第2路徑
84‧‧‧受光元件
LB1‧‧‧加工用脈衝雷射光線
LB2‧‧‧檢查用雷射光線
W‧‧‧被加工物

Claims (2)

  1. 一種雷射加工裝置，其特徵在於，該雷射加工裝置具備：保持被加工物之保持台；對保持於該保持台之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射手段；使該保持台和該雷射光線照射手段相對地移動之移動手段；對保持於該保持台之被加工物照射檢查光以檢測在被加工物上反射的反射光之光量的檢測手段；以及根據來自該檢測手段之檢測信號而判定有無被加工物的控制手段，該保持台包含吸引保持被加工物的保持部，和圍繞該保持部之環狀框體，且該框體的上表面被施予用以將光漫反射之漫反射處理。
  2. 如請求項1之雷射加工裝置，其中該漫反射處理是噴擊處理。
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