JP2014046359A

JP2014046359A - レーザー加工装置

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Publication number: JP2014046359A
Application number: JP2012193397A
Authority: JP
Inventors: Naotoshi Kirihara; 直俊桐原
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-17
Anticipated expiration: 2032-09-03
Also published as: JP6068062B2

Abstract

【課題】集光器を傾斜させることなく斜めに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。
【解決手段】レーザー光線照射手段は、パルスレーザー光線発振手段と、集光器と、パルスレーザー光線発振手段と集光器との間に配設された１／２波長板と、通過するパルスレーザー光線の偏光ベクトルを調整する偏光ベクトル調整手段と、制御手段を具備し、制御手段は、パルスレーザー光線の照射によって被加工物Ｗの上面に形成されるキーホールＫＨの内側に次のパルスレーザー光線のスポットの中心が位置付けられるように加工送り手段による加工送り速度を制御し、キーホールの加工方向前側の壁面におけるキーホールの中心から一方の側には照射されるパルスレーザー光線のP偏光が位置付けられ他方の側には照射されるパルスレーザー光線のS偏光が位置付けられる偏光ベクトルＬＢＢとなるように該偏光ベクトル調整手段を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物に対して吸収性を有するレーザー光線を照射し、被加工物にレーザー加工溝を形成する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デバイスを製造している。また、サファイア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。

半導体デバイスや光デバイス等のチップは、一般に直方体に加工されるが、デバイスの特性を向上させるため、またチップの表裏を揃えるために平行四辺形または台形に形成する場合がある。

ウエーハを平行四辺形または台形のデバイスに形成する方法として、レーザー光線をウエーハのレーザー光線照射面に垂直な方向に対して加工送り方向と直交する方向に所定角度をもって照射するようにした技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００５−１０１４１６号公報

而して、レーザー光線をウエーハのレーザー光線照射面に垂直な方向に対して加工送り方向と直交する方向に所定角度をもって照射させるためには、レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光してチャックテーブルに保持されたウエーハに照射する集光器を傾斜させる機構が必要となり光学系が複雑になるとともに、集光点の位置がウエーハの高さバラツキに応じてジグザグにな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、集光器を傾斜させることなく斜めに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。

上記主たる技術的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方向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相対的に加工送り方向と直交する割り出し送り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、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段と、該パルスレーザー光線発振手段が発振するパルスレーザー光線を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設されパルスレーザー光線の偏光ベクトルを変更する１／２波長板と、該１／２波長板を作動し通過するパルスレーザー光線の偏光ベクトルを調整する偏光ベクトル調整手段と、該パルスレーザー光線発振手段と該加工送り手段と該割り出し送り手段と該偏光ベクトル調整手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、パルスレーザー光線の照射によって被加工物の上面に形成されるキーホールの内側に次のパルスレーザー光線のスポットの中心が位置付けられるように該加工送り手段による加工送り速度を制御し、キーホールの加工方向前側の壁面におけるキーホールの中心から一方の側には照射されるパルスレーザー光線のP偏光が位置付けられ他方の側には照射されるパルスレーザー光線のS偏光が位置付けられる偏光ベクトルとなるように該偏光ベクトル調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

本発明のレーザー加工装置においては、パルスレーザー光線の照射によって被加工物の上面に形成されるキーホールの内側に次のパルスレーザー光線のスポットの中心が位置付けられるように加工送り手段による加工送り速度を制御し、キーホールの加工方向前側の壁面におけるキーホールの中心から一方の側には照射されるパルスレーザー光線のP偏光が位置付けられ他方の側には照射されるパルスレーザー光線のS偏光が位置付けられる偏光ベクトルとなるように偏光ベクトル調整手段を制御するので、被加工物には上面から下面に向けて傾斜するキーホールが連続するレーザー加工溝を形成することができる。従って、傾斜するレーザー加工溝を形成するために集光器を斜めに傾ける機構が不要となり、光学系が複雑になるとともに集光点の位置がウエーハの高さバラツキに応じてジグザグになるという問題を解消することができる。

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段のブロック構成図。図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。図２に示すレーザー光線照射手段によってレーザー光線が被加工物に照射された際に被加工物に生成される集光スポットと溶融部とキーホールとの関係を示す説明図。被加工物に形成されたキーホールとパルスレーザー光線の偏光ベクトルとの関係を示す説明図。被加工物としての光デバイスウエーハの斜視図。図６に示す光デバイスウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を示す説明図。図１に示すレーザー加工装置によって実施する第１のレーザー加工溝形成工程の説明図。図１に示すレーザー加工装置によって実施する第２のレーザー加工溝形成工程の説明図。図８に示す第１のレーザー加工溝形成工程および図９に示す第２のレーザー加工溝形成工程を実施することによって分割される光デバイスの斜視図。図８に示す第１のレーザー加工溝形成工程または図９に示す第２のレーザー加工溝形成工程を実施することによって分割される光デバイスの斜視図。

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で示す焦点位置調整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支持テーブル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被加工物保持面３６１を備えており、チャックテーブル３６上に被加工物として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。また、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。

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で示す方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段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で示す方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段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で示す方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段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、該雄ネジロッド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と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段６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集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３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５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転または逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザー光線照射手段６を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においては、パルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段６を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段６を下方に移動するようになっている。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段６は、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング６１を含んでいる。このレーザー光線照射手段６について、図２を参照して説明する。
図２に示すレーザー光線照射手段６は、ケーシング６１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６２と、このパルスレーザー光線発振手段６２が発振するパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射せしめる集光器６３とを含んでいる。パルスレーザー光線発振手段６２は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器６２１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６２２とから構成されている。パルスレーザー光線発振器６２１は、被加工物に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のパルスレーザー光線LBを発振する。

レーザー光線照射手段６を構成する集光器６３は、パルスレーザー光線発振手段６２から発振されたパルスレーザー光線を図２において下方即ちチャックテーブル３６に向けて方向変換する方向変換ミラー６３１と、該方向変換ミラー６３１によって方向変換されるパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射せしめる対物集光レンズ６３２とからなっている。

図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段６は、上記パルスレーザー光線発振手段６２と集光器６３との間に配設されパルスレーザー光線の偏光ベクトルを変更する１／２波長板６４と、該１／２波長板６４を通過するパルスレーザー光線LBの偏光ベクトルを調整する偏光ベクトル調整手段６５を具備している。１／２波長板６４は、偏光面を回動することによりパルスレーザー光線LBの偏光ベクトルを変更することができる。なお、１／２波長板６４は、図示の実施形態においては外周に歯車が形成された回転枠６４０に装着されている。上記偏光ベクトル調整手段６５は、図示の実施形態においてはパルスモータ６５１と該パルスモータ６５１の駆動軸に装着され上記回転枠６４０の外周に形成された歯車と噛み合う駆動歯車６５２とからなっており、パルスモータ６５１を作動することにより１／２波長板６４を光軸を中心として回動するようになっている。

図１に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段６を構成するケーシング６１の前端部には、上記レーザー光線照射手段６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７が配設されている。この撮像手段７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）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図３に示す制御手段８を具備している。制御手段８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）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２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）８３と、入力インターフェース８４および出力インターフェース８５とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８４には、撮像手段７や入力手段８０等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８５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５３２、パルスレーザー光線発振手段６２、偏光ベクトル調整手段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。
図４に示すように被加工物Wにパルスレーザー光線を例えば直径が２μmの集光スポットCSで照射すると、集光スポットCSの周囲に直径が８μm程度の溶融部Rが生成されるとともに、集光スポットCSの中心部に１．０μm程度のキーホールKHが形成される。

図５には、被加工物Wに形成されたキーホールKHとパルスレーザー光線の偏光ベクトルとの関係が示されている。図５の(a)に示すようにキーホールKHに対してパルスレーザー光線の偏光ベクトルLBBが設定されている場合には、偏光ベクトルLBBがキーホールKHの加工方向前側の壁面KHWと交わる点Aにおいてはパルスレーザー光線はP偏光となり、キーホールKHの加工方向中心CLに対して点Aと線対称な点Bにおいてはパルスレーザー光線はS偏光となる。従って、次に照射されるパルスレーザー光線のパルスがキーホールKHの加工方向前側の壁面KHWの内側に照射されると、点Aにおいてはパルスレーザー光線はP偏光となるため大部分が溶融部Rに吸収され残りが反射する。一方、点Bにおいてはパルスレーザー光線はS偏光となるため大部分が反射し残りが溶融部Rに吸収される。このため、図５の(b)に示すようS偏光は被加工物Wの溶融部Rを上面から下面に向けてP偏光となって吸収される側に進行し、図示の実施形態においては左下に向けて傾斜するキーホールKHを形成する。従って、パルスレーザー光線を連続して照射するとともに被加工物Wを加工送り方向に移動することによりキーホールKHが連続するレーザー加工溝が形成されるとともにレーザー加工溝の両側に溶融部Rが形成される。なお、上記P偏光とS偏光の吸収率と反射率は、点Aと点Bにおけるレーザー光線の入射角によって異なる。従って、パルスレーザー光線の偏光ベクトルを適宜選択することによって点BにおけるS偏光の反射率を高い値に設定することができる。このパルスレーザー光線の偏光ベクトルは、上記１／２波長板６４の回動位置によって調整でき、１／２波長板６４の回動位置は被加工物の材料に対応して実験によって求められる。

次に、ウエーハとしての光デバイスウエーハに分割予定ラインに沿って傾斜したレーザー加工溝を形成する方法について説明する。
図６には、上記レーザー加工装置によって加工されるウエーハとしての光デバイスウエーハの斜視図が示されている。図６に示す光デバイスウエーハ１０は、サファイアウエーハからなり、表面１０aに格子状に配列された複数の分割予定ライン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発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス１０２が形成されている。このように形成された光デバイスウエーハ１０は、図７に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に裏面１０bを貼着する（ウエーハ支持工程）。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ１０のダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０は、表面１０aが上側となる。なお、ダイシングテープTが装着されている環状のフレームF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。

上述したように光デバイスウエーハ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を作動することによって撮像手段７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７の直下に位置付けられると、撮像手段７および図示しない制御手段によって光デバイスウエーハ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７および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１と、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６の集光器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、光デバイスウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン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上に保持された光デバイスウエーハ１０に形成されている分割予定ライン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８の(a)で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段６の集光器６３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１を集光器６３の直下に位置付ける。なお、制御手段８は、１／２波長板６４の回動位置を調整する偏光ベクトル調整手段６５を作動して集光器６３から照射されるパルスレーザー光線の偏光ベクトルLBBが例えば図５の(a)に示す方向となるように調整する。そして、集光器６３から照射されるパルスレーザー光線の集光スポットCSを光デバイスウエーハ１０の表面１０aに位置付ける。

次に、レーザー光線照射手段６を作動して集光器６３からパルスレーザー光線を照射するとともに、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を、図８の(a)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（第１のレーザー加工溝形成工程）。なお、チャックテーブル３６を矢印X1で示す方向に移動する加工送り速度は、パルスレーザー光線の繰り返し周波数との関連で上述したキーホールの内側に次のパルスレーザー光線のスポットの中心が位置付けられるように設定される。そして、図８の(b)で示すように集光器６３の照射位置が分割予定ライン１０１の他端（図８の(b)において右端）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。この結果、光デバイスウエーハ１０には、図８の(c)に示すように表面１０a(上面)から左下に向けて傾斜するキーホールKHが連続する第１のレーザー加工溝１１１が形成されるとともに第１のレーザー加工溝１１１の両側に溶融部Rが形成される。

次に、第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン１０１の間隔に相当する距離だけ移動する。そして、レーザー光線照射手段６を作動して集光器６３からパルスレーザー光線を照射するとともに、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を、図９の(a)において矢印X2で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（第２のレーザー加工溝形成工程）。チャックテーブル３６を矢印X2で示す方向に移動する加工送り速度も、上記チャックテーブル３６を矢印X1で示す方向に移動する加工送り速度と同様にパルスレーザー光線の繰り返し周波数との関連で上述したキーホールの内側に次のパルスレーザー光線のスポットの中心が位置付けられるように設定される。そして、図９の(b)で示すように集光器６３の照射位置が分割予定ライン１０１の他端（図９の(b)において左端）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。この結果、光デバイスウエーハ１０には、図９の(c)に示すように表面１０a(上面)から右下に向けて傾斜するキーホールKHが連続する第２のレーザー加工溝１１２が形成されるとともに第２のレーザー加工溝１１２の両側に溶融部Rが形成される。

なお、上記第１のレーザー加工溝形成工程および第２のレーザー加工溝形成工程の加工条件は、例えば次のように設定されている。
波長：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：１００ｋHｚ
平均出力：１．５W
集光スポット径：φ２μｍ
加工送り速度：１００ｍｍ／秒

上述した第１のレーザー加工溝形成工程および第２のレーザー加工溝形成工程を光デバイスウエーハ１０に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って実施することにより、第１のレーザー加工溝１１１と第２のレーザー加工溝１１２が交互に形成される。この第１のレーザー加工溝１１１および第２のレーザー加工溝１１２が形成された分割予定ライン１０１に沿って光デバイスウエーハ１０を破断することにより、図１０に示すように台形の光デバイス１０２が得られる。

また、上述した第１のレーザー加工溝形成工程または第２のレーザー加工溝形成工程を光デバイスウエーハ１０に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って実施することにより、光デバイスウエーハ１０には全ての分割予定ライン１０１に沿って第１のレーザー加工溝１１１または第２のレーザー加工溝１１２が形成される。この第１のレーザー加工溝１１１または第２のレーザー加工溝１１２が形成された分割予定ライン１０１に沿って光デバイスウエーハ１０を破断することにより、図１１に示すように平行四辺形の光デバイス１０２が得られる。

以上のように、図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段６を備えたレーザー加工装置においては、１／２波長板６４の回動位置を調整する偏光ベクトル調整手段６５を作動して集光器６３から照射されるパルスレーザー光線の偏光ベクトルLBBが所定の方向となるように調整することにより、光デバイスウエーハ１０には表面１０a(上面)から裏面(下面)に向けて傾斜するキーホールKHが連続するレーザー加工溝を形成することができるので、集光器を斜めに傾ける機構が不要となり、光学系が複雑になるとともに集光点の位置がウエーハの高さバラツキに応じてジグザグになるという問題を解消することができる。

２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５３：集光点位置調整手段
６：レーザー光線照射手段
６２：パルスレーザー光線発振手段
６３：集光器
６４：１／２波長板
６５：偏光ベクトル調整手段
７：撮像手段
８：制御手段
１０：光デバイスウエーハ

Claims

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方向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相対的に加工送り方向と直交する割り出し送り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、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段と、該パルスレーザー光線発振手段が発振するパルスレーザー光線を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器と、該パルスレーザー光線発振手段と該集光器との間に配設されパルスレーザー光線の偏光ベクトルを変更する１／２波長板と、該１／２波長板を作動し通過するパルスレーザー光線の偏光ベクトルを調整する偏光ベクトル調整手段と、該パルスレーザー光線発振手段と該加工送り手段と該割り出し送り手段と該偏光ベクトル調整手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、パルスレーザー光線の照射によって被加工物の上面に形成されるキーホールの内側に次のパルスレーザー光線のスポットの中心が位置付けられるように該加工送り手段による加工送り速度を制御し、キーホールの加工方向前側の壁面におけるキーホールの中心から一方の側には照射されるパルスレーザー光線のP偏光が位置付けられ他方の側には照射されるパルスレーザー光線のS偏光が位置付けられる偏光ベクトルとなるように該偏光ベクトル調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。