JP4977412B2 - レーザー加工装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ライン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等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って破断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２０号公報
而して、デバイスの表面にニ酸化ケイ素(SiO2)等の絶縁膜が被覆されているウエーハにおいては、レーザー光線の照射によって絶縁膜が剥離してデバイスを損傷させたり、チップの品質を低下させるという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、表面に絶縁膜が被覆されたウエーハであっても絶縁膜を剥離させることなく、ストリートに沿ってレーザー加工溝を形成することができるレーザー加工装置を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、被加工物を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光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直行する方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、可視光線領域から近赤外線領域の波長を有する第１のパルスレーザー光線を発振する第１のレーザー光線発振手段と、紫外線領域の波長を有する第２のパルスレーザー光線を発振する第２のレーザー光線発振手段と、該第１のレーザー光線発振手段から発振する該第１のパルスレーザー光線と該第２のレーザー光線発振手段から発振する該第２のパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する共通の繰り返し周波数設定手段と、該第２のレーザー光線発振手段から発振する該第２のパルスレーザー光線の発振タイミングを該第１のレーザー光線発振手段から発振する該第１のパルスレーザー光線の発振タイミングより所定時間遅延させる遅延手段と、該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線を集光する共通の集光器と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
該レーザー光線照射手段は、可視光線領域から近赤外線領域の波長を有する第１のパルスレーザー光線を発振する第１のレーザー光線発振手段と、紫外線領域の波長を有する第２のパルスレーザー光線を発振する第２のレーザー光線発振手段と、該第１のレーザー光線発振手段から発振する該第１のパルスレーザー光線と該第２のレーザー光線発振手段から発振する該第２のパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する共通の繰り返し周波数設定手段と、該第２のレーザー光線発振手段から発振する該第２のパルスレーザー光線の発振タイミングを該第１のレーザー光線発振手段から発振する該第１のパルスレーザー光線の発振タイミングより所定時間遅延させる遅延手段と、該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線を集光する共通の集光器と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
上記遅延手段による遅延時間は、５０〜３００nsに設定されており、１００〜２００nsに設定されていることが望ましい。
本発明によるレーザー加工装置においては、第１のレーザー光線発振手段から発振され共通の繰り返し周波数設定手段によって設定された繰り返し周波数の第１のパルスレーザー光線は、第２のパルスレーザー光線発振手段から発振され共通の繰り返し周波数設定手段によって設定された繰り返し周波数の第２のパルスレーザー光線より先行して発振される。この第１のパルスレーザー光線発振手段から発振された可視光線領域から近赤外線領域の波長を有する第１のパルスレーザー光線を照射することにより被加工物の加工領域を予備加熱して軟化せしめる。この軟化した加工領域に第２のレーザー光線発振手段から発振された紫外線領域の波長を有する第２のパルスレーザー光線を照射するので、被加工物の表面に絶縁膜等が被覆されていても第２のパルスレーザー光線の照射によって絶縁膜等が剥離されることはない。
以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状のウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動させるための加工送り機構３７を具備している。加工送り機構３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第１の割り出し送り機構３８を具備している。第１の割り出し送り機構３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第２の割り出し送り機構４３を具備している。第２の割り出し送り機構４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に固定され円筒形状のケーシング５２と、該ケーシング５２内に配設された後述するレーザー光線照射手段を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための移動機構５４を具備している。移動機構５４は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５４２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５４２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１に固定され後述する第１のレーザー光線照射手段および第２のレーザー光線照射手段が配設されたケーシング５２１を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５４２を正転駆動することによりケーシング５２を上方に移動し、パルスモータ５４２を逆転駆動することによりケーシング５２を下方に移動するようになっている。
上記ケーシング５２内に配設されているレーザー光線照射手段について、図２を参照して説明する。
図２に示す実施形態におけるレーザー光線照射手段６は、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aおよび第２のパルスレーザー光線発振手段６１bと、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振された第１のパルスレーザー光線LBaの出力を調整する第１の出力調整手段６２aおよび第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振された第２のパルスレーザー光線LBbの出力を調整する第２の出力調整手段６２ｂと、第１のパルスレーザー光線LBaと第２のパルスレーザー光線LBbを集光する共通の集光器６３を具備している。
図２に示す実施形態におけるレーザー光線照射手段６は、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aおよび第２のパルスレーザー光線発振手段６１bと、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振された第１のパルスレーザー光線LBaの出力を調整する第１の出力調整手段６２aおよび第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振された第２のパルスレーザー光線LBbの出力を調整する第２の出力調整手段６２ｂと、第１のパルスレーザー光線LBaと第２のパルスレーザー光線LBbを集光する共通の集光器６３を具備している。
上記第１のパルスレーザー光線発振手段６１aは、可視光線領域から近赤外線領域の波長（３８０〜４０００nm好ましくは６００〜２５００nm）を有するパルスレーザー光線を発振する。図示の実施形態における第１のパルスレーザー光線発振手段６１aは、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなっており、例えば波長が１０６４nmの近赤外線領域の第１のパルスレーザー光線LBaを発振する。
上記第２のパルスレーザー光線発振手段６１bは、紫外線領域の波長（２６６〜３５５nm）を有するパルスレーザー光線を発振する。図示の実施形態における第２のパルスレーザー光線発振手段６１bは、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなっており、例えば波長が３５５nmのパルスレーザー光線LBbを発振する。
上記第１の出力調整手段６２aおよび第２の出力調整手段６２ｂは、後述する制御手段からの制御指令に基づいて第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振された第１のパルスレーザー光線LBaの出力および第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振された第２のパルスレーザー光線LBbの出力を調整して集光器６３に送る。
上記集光器６３は、第１の方向変換ミラー６３１と、第２の方向変換ミラー６３２と、対物集光レンズ６３３を具備している。第１の方向変換ミラー６３１は全反射ミラーが用いられており、上記第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振された第１のパルスレーザー光線LBaを対物集光レンズ６３３に向けて方向変換する。第２の方向変換ミラー６３２は、第１の方向変換ミラー６３１と対物集光レンズ６３３との間に配設されている。この第２の方向変換ミラー６３２は光合成ミラー（ダイクロイックミラー）からなり、波長が３５５nmの第２のパルスレーザー光線LBbを全反射し、波長が１０６４nmの第１のパルスレーザー光線LBaを全透過する誘電体多層膜が被覆されている。従って、第２の方向変換ミラー６３２は、上記第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振された第２のパルスレーザー光線LBbを対物集光レンズ６３３に向けて方向変換するとともに、上記第１の方向変換ミラー６３１によって方向変換された波長が１０６４nmの第１のパルスレーザー光線LBaを透過させる。上記対物集光レンズ６３３は、図示の実施形態においては透過波長領域が２００〜２７００nmの石英レンズが用いられている。従って、対物集光レンズ６３３は、波長が１０６４nmの第１のパルスレーザー光線LBaおよび波長が３５５nmの第２のパルスレーザー光線LBbを同軸上に集光することができる。このように構成された集光器６３は、図１に示すようにケーシング５２の前端に装着される。
図２に示す実施形態におけるレーザー光線照射手段６は、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振する第１のパルスレーザー光線LBaと第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振する第２のパルスレーザー光線LBbの繰り返し周波数を設定する共通の繰り返し周波数設定手段６４を備えている。また、図２に示す実施形態におけるレーザー光線照射手段６は、第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振する第２のパルスレーザー光線LBbの発振タイミングを第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振する第１のパルスレーザー光線LBaの発振タイミングより所定時間遅延させる遅延手段６５を備えている。この遅延手段６５による遅延時間は、５０〜３００nsに設定することが望ましい。なお、遅延手段６５による遅延時間は、１００〜２００nsに設定することがより好ましい。
図１に戻って説明を続けると、上記ケーシング５２の前端部には、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振された第１のパルスレーザー光線LBaおよび第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振された第２のパルスレーザー光線LBbによってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段８が配設されている。この撮像手段８は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成され、加工すべき領域が可視光で認識できない場合でも対応できるようになっており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、制御手段９を具備している。制御手段９はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。制御手段９の入力インターフェース９５には、上記撮像手段８からの検出信号が入力される。そして、制御手段９の出力インターフェース９５からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５６２、第１のパルスレーザー光線発振手段６１a、第２のパルスレーザー光線発振手段６１b、第１の出力調整手段６２a、第２の出力調整手段６２ｂ、繰り返し周波数設定手段６４、遅延手段６５等に制御信号を出力する。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
ここで、上記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半導体ウエーハについて、図３および図４を参照して説明する。図３および図４に示す半導体ウエーハ１０は例えば厚さが８０μmのシリコンウエーハからなり、その表面１０ａに格子状に形成された複数のストリート１０１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１０２が形成されている。この半導体ウエーハ１０は、図４に示すように表面１０ａにSiO2 /Ｃｕ/ SiO2等からなる厚さが５μm程度の絶縁膜１０３が被覆されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、図３に示すように環状のフレーム１１に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ１２に表面１０ａを上側にして裏面が貼着される。
ここで、上記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半導体ウエーハについて、図３および図４を参照して説明する。図３および図４に示す半導体ウエーハ１０は例えば厚さが８０μmのシリコンウエーハからなり、その表面１０ａに格子状に形成された複数のストリート１０１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１０２が形成されている。この半導体ウエーハ１０は、図４に示すように表面１０ａにSiO2 /Ｃｕ/ SiO2等からなる厚さが５μm程度の絶縁膜１０３が被覆されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、図３に示すように環状のフレーム１１に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ１２に表面１０ａを上側にして裏面が貼着される。
以下、上述した図１および図２に示すレーザー加工装置を用いて上記半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿って実施するレーザー加工方法について説明する。
上記半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿ってレーザー加工を実施するには、先ず上述した図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に図３に示す半導体ウエーハ１０の表面１０ａを上にして載置し、該チャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。また、保護テープ１２が装着された環状のフレーム１１は、チャックテーブル３６に配設されたクランプ３６２によって固定される。
上記半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿ってレーザー加工を実施するには、先ず上述した図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に図３に示す半導体ウエーハ１０の表面１０ａを上にして載置し、該チャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。また、保護テープ１２が装着された環状のフレーム１１は、チャックテーブル３６に配設されたクランプ３６２によって固定される。
上述したように半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段８の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段８の直下に位置付けられると、撮像手段８および制御手段９によって半導体ウエーハ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作業を実行する。即ち、撮像手段８および制御手段９は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１と、上記集光器６３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、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート１０１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。
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されているストリート１０１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、図５で示すようにチャックテーブル３６を集光器６３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート１０１を集光器６３の直下に位置付ける。このとき、半導体ウエーハ１０は、ストリート１０１の一端(図５において左端)が集光器６３の直下に位置するように位置付けられる。次に、制御手段１０は、第１のパルスレーザー光線発振手段６１a、第２のパルスレーザー光線発振手段６１b、第１の出力調整手段６２a、第２の出力調整手段６２ｂ、繰り返し周波数設定手段６４、遅延手段６５に制御信号を出力して集光器６３から第１のパルスレーザー光線LBaおよび第２のパルスレーザー光線LBbを照射しつつ、チャックテーブル３６を図５において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめるように加工送り機構３７を制御する（レーザー光線照射工程）。そして、ストリート１０１の他端（図５において右端）が集光器６３の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。
ここで、上記レーザー光線照射工程おける加工条件について説明する。
(1)第１のレーザー光線照射手段６１a：
光源 ：ＹＡＧレーザー
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：１０kHz
平均出力 ：１７W
集光径 ：φ２０〜４０μｍ
(2) 第２のレーザー光線照射手段６１b
光源 ：ＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：１０kHz
平均出力 ：０．５W
集光径 ：φ１０〜１５μｍ
(3) 加工送り速度 ：１５０ｍｍ／秒
(4) 遅延時間 ：１００〜２００ns
(1)第１のレーザー光線照射手段６１a：
光源 ：ＹＡＧレーザー
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：１０kHz
平均出力 ：１７W
集光径 ：φ２０〜４０μｍ
(2) 第２のレーザー光線照射手段６１b
光源 ：ＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：１０kHz
平均出力 ：０．５W
集光径 ：φ１０〜１５μｍ
(3) 加工送り速度 ：１５０ｍｍ／秒
(4) 遅延時間 ：１００〜２００ns
上記加工条件においては、第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振される第１のパルスレーザー光線LBaは、第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振される第２のパルスレーザー光線LBbより１００〜２００ns先行して発振される。第１のパルスレーザー光線発振手段６１aから発振された波長が１０６４nmの第１のパルスレーザー光線LBa（シリコンウエーハに対して透過性を有する）は、第１の出力調整手段６２aによって平均出力が１７Wに調整され、第１の方向変換ミラー６３１、第２の方向変換ミラー６３２を介して対物集光レンズ６３３によって集光されて、半導体ウエーハ１０のストリート１０１の表面に照射される。従って、ストリート１０１の表面は第１のパルスレーザー光線LBaのエネルギーによって１０００℃程度に予備加熱される。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された絶縁膜１０３は軟化せしめられる。
一方、第１のパルスレーザー光線LBaより１００〜２００ns送れて第２のパルスレーザー光線発振手段６１bから発振された波長が３５５nmの第２のパルスレーザー光線LBbは、第２の出力調整手段６２ｂによって平均出力が０．５Wに調整され、第２の方向変換ミラー６３２を介して対物集光レンズ６３３によって集光されて、半導体ウエーハ１０のストリート１０１の表面に照射される。第２のパルスレーザー光線LBeは上述したように波長が３５５nmの紫外線領域でシリコンウエーハに対して吸収性を有しているので、図６に示すように半導体ウエーハ１０にはストリート１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される。このとき、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに被覆された絶縁膜１０３は上述したように第１のパルスレーザー光線LBaの照射によって軟化しているので、第２のパルスレーザー光線LBeが照射されても剥離することはない。
上述したレーザー光線照射工程を半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された全てのストリート１０１に沿って実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動して該チャックテーブル３６に保持されている半導体ウエーハ１０を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ１０に上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート１０１に沿って上述したレーザー光線照射工程を実施する。
以上のようにして半導体ウエーハ１０に形成された全てのストリート１０１に沿って上述したレーザー光線照射工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０は次工程である分割工程に搬送される。
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
３７：加工送り機構
３８：第１の割り出し送り機構
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り機構
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：共通のケーシング
６：レーザー光線照射手段
６１a：第１のパルスレーザー光線発振手段
６１b：第２のパルスレーザー光線発振手段
６２a：第１の出力調整手段
６１b：第２の出力調整手段
６３：集光器
６３１：第１の方向変換ミラー
６３２：第２の方向変換ミラー
６３３：対物集光レンズ
６４：繰り返し周波数設定手段
６５：遅延手段
８：撮像手段
９：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：環状のフレーム
１２：保護テープ
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
３７：加工送り機構
３８：第１の割り出し送り機構
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り機構
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：共通のケーシング
６：レーザー光線照射手段
６１a：第１のパルスレーザー光線発振手段
６１b：第２のパルスレーザー光線発振手段
６２a：第１の出力調整手段
６１b：第２の出力調整手段
６３：集光器
６３１：第１の方向変換ミラー
６３２：第２の方向変換ミラー
６３３：対物集光レンズ
６４：繰り返し周波数設定手段
６５：遅延手段
８：撮像手段
９：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：環状のフレーム
１２：保護テープ
Claims (3)
- 被加工物を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光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直行する方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、可視光線領域から近赤外線領域の波長を有する第１のパルスレーザー光線を発振する第１のレーザー光線発振手段と、紫外線領域の波長を有する第２のパルスレーザー光線を発振する第２のレーザー光線発振手段と、該第１のレーザー光線発振手段から発振する該第１のパルスレーザー光線と該第２のレーザー光線発振手段から発振する該第２のパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する共通の繰り返し周波数設定手段と、該第２のレーザー光線発振手段から発振する該第２のパルスレーザー光線の発振タイミングを該第１のレーザー光線発振手段から発振する該第１のパルスレーザー光線の発振タイミングより所定時間遅延させる遅延手段と、該第１のパルスレーザー光線と該第２のパルスレーザー光線を集光する共通の集光器と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 - 該遅延手段による遅延時間は、５０〜３００nsに設定されている、請求項１記載のレーザー加工装置。
- 該遅延手段による遅延時間は、１００〜２００nsに設定されている、請求項２記載のレーザー加工装置。
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