JP2016034659A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適正な加工条件でレーザー加工を施す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５は、レーザー光線発振手段５１と、レーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、集光器５３とを具備し、被加工物Ｗの加工すべき上面の材質を検出する材質検出手段７を備えている。材質検出手段は、集光器に対してX軸方向に所定の間隔を持って配設され被加工物の加工すべき上面に検出光を照射する検出光照射手段７１と、受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を制御手段８に出力する検出光受光手段７７とを具備しており、制御手段は、検出光受光手段からの受光信号に基づいて加工条件制御マップから材質および加工条件を求め、検出光照射手段と集光器との間隔から照射するレーザー光線のタイミングを求め、加工条件制御マップから求めた加工条件になるようにレーザー光線照射手段を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー加工を施すためのレーザー加工装置に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

このような半導体ウエーハのストリートに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して形成されている。

しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによってに切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離がデバイスにまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。

上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去して分断し、レーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が提案されている。

しかるに、分割予定ライン上の機能層にデバイスの機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴＥＧ）と称するテスト用の金属膜が配設されている半導体ウエーハにおいては、機能層を除去するためにレーザー光線を照射しても銅やアルミニウム等からなる金属膜がレーザー光線を妨げ機能層を円滑に除去することができないという問題がある。そこで、金属膜を除去できる程度にレーザー光線の出力を高めて分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射すると、機能層のみが形成されている分割予定ライン領域における半導体基板が破損するという問題がある。

上述した問題を解消するために、ＴＥＧ等の金属膜が配設されている領域の位置座標を作成し、この位置座標に基づいて金属膜が配設されている領域と機能層のみの領域に、それぞれ異なる加工条件でレーザー光線を照射するようにした加工方法が下記特許文献１に記載されている。

特開２００５−１１８８３２号公報

而して、半導体ウエーハに形成された全ての分割予定ラインに沿ってＴＥＧ等の金属膜が配設されている領域の位置座標を作成するには相当の時間を要し、生産性が悪いという問題がある。

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、特定部材が配設されている領域の位置座標を作成することなく適正な加工条件でレーザー加工を施す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、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段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、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）と直交する割り出し送り方法（Y軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該レーザー光線照射手段を制御する制御手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、該出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器とを具備し、
該集光器に対してX軸方向における被加工物の加工すべき上面の材質を検出する材質検出手段を備え、
該材質検出手段は、該集光器に対してX軸方向に所定の間隔を持って配設され被加工物の加工すべき上面に検出光を照射する検出光照射手段と、被加工物の加工すべき上面で反射した検出光の反射光を受光し、受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を該制御手段に出力する検出光受光手段とを具備しており、
該制御手段は、光量と材質および加工条件との関係を設定した加工条件制御マップを格納したメモリを備え、該検出光受光手段からの受光信号に基づいて該加工条件制御マップから材質および加工条件を求め、該検出光照射手段と該集光器との間隔から照射するレーザー光線のタイミングを求め、該加工条件制御マップから求めた加工条件になるように該レーザー光線照射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記材質検出手段を構成する検出光照射手段は、集光器をX軸方向に挟んでそれぞれ配設された第１の検出光照射手段と第２の検出光照射手段を備え、被加工物保持手段の往路と復路において集光器に先行する第１の検出光照射手段または第２の検出光照射手段が選択的に作動せしめられる。

本発明によるレーザー加工装置は、集光器に対してX軸方向における被加工物の加工すべき上面の材質を検出する材質検出手段を備え、該材質検出手段は、集光器に対してX軸方向に所定の間隔を持って配設され被加工物の加工すべき上面に検出光を照射する検出光照射手段と、被加工物の加工すべき上面で反射した検出光の反射光を受光し、受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を該制御手段に出力する検出光受光手段とを具備しており、該制御手段は、光量と材質および加工条件との関係を設定した加工条件制御マップを格納したメモリを備え、検出光受光手段からの受光信号に基づいて加工条件制御マップから材質および加工条件を求め、検出光照射手段と集光器との間隔から照射するレーザー光線のタイミングを求め、加工条件制御マップから求めた加工条件になるように該レーザー光線照射手段を制御するので、複数の材質からなる材料が混在している場合でも、各材質の座標データを作成することなく複数の材質に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる。

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および材質検出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。 検出光受光手段によって受光された検出光の反射光の光量と材質および材質に対応した加工条件としてのレーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数の関係を設定した加工条件制御マップ。 被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 図５に示す半導体ウエーハの一部を拡大して示す断面図。 図５に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態を示す斜視図。 図１に示すレーザー加工装置によって実施するレーザー加工溝形成工程の往路説明図。 図１に示すレーザー加工装置によって実施するレーザー加工溝形成工程の復路説明図。

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（Ｘ軸方向）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、基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４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Ｘ軸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Ｘ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に加工送り方向（Ｘ軸方向）と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）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た吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形形状の半導体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、半導体ウエーハ等の被加工物を保護テープを介して支持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Y軸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Ｘ軸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Ｘ軸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１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸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加工装置は、上記チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備えている。X軸方向位置検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。このX軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出することもできる。

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、Y軸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Y軸方向に移動させるための割り出し送り手段３８を具備している。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Y軸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加工装置は、上記第２の滑動ブロック３３のY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段３８４を備えている。Y軸方向位置検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。このY軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出する。なお、上記割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出することもできる。また、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出することもできる。

上記レーザー光線照射ユニット４は、上記基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を具備している。この撮像手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。また、ケーシング４２の前端部には、被加工物の加工すべき上面の材質を検出する材質検出手段７が配設されている。

上記レーザー光線照射手段５について、図２を参照して説明する。
レーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、該出力調整手段５２によって出力が調整された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に照射する集光器５３を具備している。パルスレーザー光線発振手段５１は、パルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。上記集光器５３は、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を図２において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー５３１と、該方向変換ミラー５３１によって方向変換された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に照射する集光レンズ５３２とからなっている。この集光器５３は、図１に示すようにケーシング４２の先端部に装着される。このように構成されたレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２は、後述する制御手段によって制御される。

次に、材質検出手段７について図２を参照して説明する。
材質検出手段７は、検出光を発する発光源７１と、該発光源７１からの検出光をチャックテーブルに保持された被加工物に照射する第１の検出光照射手段７２aと第２の検出光照射手段７２bを具備している。上記発光源７１は、例えば波長が６３２nm領域のHe−Neレーザー光を発する。この発光源７１から発する検出光の出力は例えば０．５Wに設定されており、光ファイバー７１０aと７１０bを介して第１の検出光照射手段７２aと第２の検出光照射手段７２bに導かれる。

図２を参照して説明を続けると、上記第１の検出光照射手段７２aおよび第２の検出光照射手段７２bは、集光器５３をX軸方向に挟んでそれぞれ所定の間隔(L)を設けて配設されている。このようにして配設された第１の検出光照射手段７２aおよび第２の検出光照射手段７２bは、それぞれ上記発光源７１が発光した検出光を第１の経路７３aおよび７３bに分岐するとともに検出光の後述する反射光を第２の経路７４aおよび７４bに分岐する光分岐手段７２１aおよび７２１bと、第１の経路７３aおよび７３bに導かれた検出光を集光してチャックテーブルに保持された被加工物Wに照射する対物レンズ７２２aおよび７２２bを具備している。対物レンズ７２２aおよび７２２bを介して被加工物Wに照射された検出光は、被加工物Wで反射し破線で示すように光分岐手段７２１aおよび７２１bによって分岐されて第２の経路７４aおよび７４bに導かれる。

上記第２の経路７４aおよび７４bに導かれた反射光は、光スイッチ７５および第３の経路７６を介して検出光受光手段７７に導かれる。光スイッチ７５は、第２の経路７４aに導かれた反射光と第２の経路７４bに導かれた反射光を切り替えて、いずれか一方を第３の経路７６に導く機能を有し、後述する制御手段によって制御される。検出光受光手段７７はホトデテクターからなり、光スイッチ７５および第３の経路７６を介して導かれた検出光の反射光を受光し、受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を後述する制御手段に出力する。なお、上述した第１の経路７３aおよび７３bと第２の経路７４a、７４bおよび第３の経路７６は、光ファイバーによって構成される。

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。この制御手段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、上記X軸方向位置検出手段３７４、Y軸方向位置検出手段３８４、撮像手段６、検出光受光手段７７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、上記加工送り手段３７、割り出し送り手段３８、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２、光スイッチ７５等に制御信号を出力する。なお、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３には、検出光受光手段７７によって受光された検出光の反射光の光量と材質および材質に対応した加工条件としてのレーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数の関係を設定した図４に示す加工条件制御マップが格納されている。

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５には半導体ウエーハの斜視図が示されており、図６には図５に示す半導体ウエーハの分割予定ラインにおける拡大断面図が示されている。図５および図６に示す半導体ウエーハ１０は、厚みが例えば１５０μmのシリコン等の基板１１の表面１１ａに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層１２（積層体）によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１２１がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス１２１は、格子状に形成された分割予定ライン１２２によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、機能層１２を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。なお、分割予定ライン１２２にはデバイス１２１の機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴＥＧ）と呼ばれる銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４が部分的に複数配設されている。

以下、上述したレーザー加工装置を用い、上記半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１２２に沿ってレーザー光線を照射することによってレーザー加工溝を形成し、Ｌｏｗ−ｋ膜からなる機能層１２およびテスト用の金属膜１２４を除去する方法について説明する。
上記半導体ウエーハ１０は、図７に示すように環状のフレームFに装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなるダイシングテープTに裏面を貼着する。従って、半導体ウエーハ１０は、表面が上側となる。このようにして環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持された半導体ウエーハ１０は、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半導体ウエーハ１０は、ダイシングテープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される(ウエーハ保持工程）。従って、半導体ウエーハ１０は、表面を上側にして保持される。また、環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。

上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、制御手段８は加工送り手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を撮像手段６の直下に位置付ける。チャックテーブル３６を撮像手段６の直下に位置付けたならば、制御手段８は撮像手段６を作動して半導体ウエーハ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６および制御手段８は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１２２と、レーザー光線照射手段５の集光器５３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、アライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ１０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン１２２に対しても、同様にアライメント工程を実行する。

以上のようにしてチャックテーブル３６の保持面に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１２２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、制御手段８は加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動して図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５の集光器５３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１２２の一端（図８の（ａ）において左端）を材質検出手段７を構成する第１の検出光照射手段７２aの直下に位置付ける。次に、制御手段８は材質検出手段７を作動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(往路)で示す加工送り方向に所定の加工送り速度（例えば１００ｍｍ／秒）で移動せしめる。なお、チャックテーブル３６を図８の(a)において矢印Ｘ１で示す加工送り方向に加工送りする際には、制御手段８は第１の検出光照射手段７２aの検出光の反射光を第３の経路７６に導くように光スイッチ７５を切り替える。このようにして材質検出手段７を作動することにより、第１の検出光照射手段７２aから半導体ウエーハ１０の上面（表面）における所定の分割予定ライン１２２に沿って照射された検出光の反射光が第２の経路７４a、光スイッチ７５および第３の経路７６を介して検出光受光手段７７に導かれる。そして、検出光受光手段７７が受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を制御手段８に出力する。一方、制御手段８にはチャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４からの検出信号が入力されている。材質検出手段７の検出光受光手段７７およびX軸方向位置検出手段３７４からの信号に基づいて、制御手段８はチャックテーブル３６のX軸方向位置に対応してランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納されている図４に示す制御マップから光量に対応する材質を求めるとともに、レーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数を求め、このようにして求めた加工条件をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納する(加工条件検出工程)。この加工条件検出工程は継続して実施される。

次に、制御手段８は、加工送り量検出手段３７４から送られる検出信号に基づいてチャックテーブル３６のX1で示す方向への移動距離を求める。そして、この移動距離が図８の(b)に示すように第１の検出光照射手段７２aと集光器５３の中心間距離Lに達したら、制御手段８は半導体ウエーハ１０の所定の分割予定ライン１２２の一端（図８の（b）において左端）が集光器５３の直下に達したと判断し、レーザー光線照射手段５を作動し集光器５３からパルスレーザー光線を照射する。このとき、制御手段８は、メモリに格納された分割予定ライン１２２の一端（図８の（b）において左端）の材質に対応する加工条件（レーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数）に基づいて、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２を制御する。以後、制御手段８は、上述したようにランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納されているチャックテーブル３６のX軸方向位置に対応して求められた材質に対応する加工条件（レーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数）に基づいて、第１の検出光照射手段７２aと集光器５３の中心間距離Lだけ遅らせて集光器５３から照射するようにレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２を制御する（レーザー加工溝形成工程）。このレーザー加工溝形成工程においては、レーザー光線照射手段５の集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点を分割予定ライン１２２の表面(上面)付近に位置付ける。この結果、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなる機能層１２と銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４が混在している場合でも、Ｌｏｗ−ｋ膜からなる機能層１２と銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４の座標データを作成することなくＬｏｗ−ｋ膜からなる機能層１２と銅(Cu)やアルミニウム(Al)等からなるテスト用の金属膜１２４に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる。そして、図８の(c)で示すように集光器５３の照射位置が分割予定ライン１２２の他端（図８の(c)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。この結果、図８の(c)で示すように半導体ウエーハ１０には所定の分割予定ライン１２２に沿って半導体基板１１に達するレーザー加工溝１２０が形成され低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなる機能層１２および銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４が除去される。

以上のようにして、半導体ウエーハ１０の所定の分割予定ライン１２２に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行したならば、制御手段８は第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を割り出し送り方向に分割予定ライン１２２の間隔だけ割り出し送りするとともに加工送り手段３７を作動して、図９の（ａ）に示すように分割予定ライン１２２の他端（図９の（ａ）において右端）を材質検出手段７を構成する第２の検出光照射手段７２bの直下に位置付ける。次に、制御手段８は材質検出手段７を作動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(復路)で示す加工送り方向に所定の加工送り速度（例えば１００ｍｍ／秒）で移動せしめる。なお、チャックテーブル３６を図９の(a)において矢印Ｘ２で示す加工送り方向に加工送りする際には、制御手段８は第２の検出光照射手段７２bの検出光の反射光を第３の経路７６に導くように光スイッチ７５を切り替える。このようにして材質検出手段７を作動することにより、第２の検出光照射手段７２bから半導体ウエーハ１０の上面（表面）における所定の分割予定ライン１２２に沿って照射された検出光の反射光が第２の経路７４b、光スイッチ７５および第３の経路７６を介して検出光受光手段７７に導かれる。そして、検出光受光手段７７が受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を制御手段８に出力する。一方、制御手段８にはチャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４からの検出信号が入力されている。材質検出手段７の検出光受光手段７７およびX軸方向位置検出手段３７４からの信号に基づいて、制御手段８はチャックテーブル３６のX軸方向位置に対応してランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納されている図４に示す制御マップから光量に対応する材質を求めるとともに、レーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数を求め、このようにして求めた加工条件をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納する(加工条件検出工程)。この加工条件検出工程は継続して実施される。

次に、制御手段８は、加工送り量検出手段３７４から送られる検出信号に基づいてチャックテーブル３６のX2で示す方向への移動距離を求める。そして、この移動距離が図９の(b)に示すように第２の検出光照射手段７２bと集光器５３の中心間距離Lに達したら、制御手段８は半導体ウエーハ１０の所定の分割予定ライン１２２の他端（図９の（b）において右端）が集光器５３の直下に達したと判断し、レーザー光線照射手段５を作動し集光器５３からパルスレーザー光線を照射する。このとき、制御手段８は、メモリに格納された分割予定ライン１２２の他端（図９の（b）において右端）の材質に対応する加工条件（レーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数）に基づいて、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２を制御する。以後、制御手段８は、上述したようにランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納されているチャックテーブル３６のX軸方向位置に対応して求められた材質に対応する加工条件（レーザー光線の出力、パルス幅、繰り返し周波数）に基づいて、第１の検出光照射手段７２aと集光器５３の中心間距離Lだけ遅らせて集光器５３から照射するようにレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２を制御する（レーザー加工溝形成工程）。このレーザー加工溝形成工程においては、レーザー光線照射手段５の集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点を分割予定ライン１２２の表面(上面)付近に位置付ける。この結果、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなる機能層１２と銅(Cu)等からなるテスト用の金属膜１２４が混在している場合でも、Ｌｏｗ−ｋ膜からなる機能層１２と銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４の座標データを作成することなくＬｏｗ−ｋ膜からなる機能層１２と銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４に適した加工条件でレーザー加工を施すことができる。そして、図９の(c)で示すように集光器５３の照射位置が分割予定ライン１２２の一端（図９の(c)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。この結果、図９の(c)で示すように半導体ウエーハ１０には所定の分割予定ライン１２２に沿って半導体基板１１に達するレーザー加工溝１２０が形成され低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなる機能層１２および銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４が除去される。

上述した実施形態においては、分割予定ライン１２２に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなる機能層１２と銅(Cu)からなるテスト用の金属膜１２４が露出して形成されている被加工物のレーザー加工について説明したが、分割予定ラインにシリコン(Si)やアルミニウム(Al)が露出して形成されている場合でも、同様にレーザー光線の出力を制御することができる。
また、上述した実施形態においては、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備え、第１の検出光照射手段７２aまたは第２の検出光照射手段７２bと集光器５３の中心間距離Lだけ遅らせて第１の検出光照射手段７２aまたは第２の検出光照射手段７２bによって検出した検査光の反射光に基づいて求めた加工条件によってレーザー光線照射手段５を制御する例を示したが、次のような方法を用いてもよい。即ち、加工送り手段３７によるチャックテーブル３６の加工送り速度(Vmm／秒)と第１の検出光照射手段７２aおよび第２の検出光照射手段７２bと集光器５３の中心間距離Lとから遅れ時間（ｔ秒＝L／V）を求め、ｔ秒だけ遅らせて第１の検出光照射手段７２aまたは第２の検出光照射手段７２bによって検出した検査光の反射光に基づいて求めた加工条件によってレーザー光線照射手段５を制御するようにしてもよい。

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
３７４：X軸方向位置検出手段
３８：割り出し送り手段
３８４：Y軸方向位置検出手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：出力調整手段
５３：集光器
６：撮像手段
７：材質検出手段
７１：発光源
７２a：第１の検出光照射手段
７２b：第２の検出光照射手段
７５：光スイッチ
７７：検出光受光手段
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (2)

1. 被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段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、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）と直交する割り出し送り方法（Y軸方向）に相対的に移動せしめる割り出し送り手段と、該レーザー光線照射手段を制御する制御手段と、を具備するレーザー加工装置であって、
   該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線の出力を調整する出力調整手段と、該出力調整手段によって出力が調整されたレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器とを具備し、
   該集光器に対してX軸方向における被加工物の加工すべき上面の材質を検出する材質検出手段を備え、
   該材質検出手段は、該集光器に対してX軸方向に所定の間隔を持って配設され被加工物の加工すべき上面に検出光を照射する検出光照射手段と、被加工物の加工すべき上面で反射した検出光の反射光を受光し、受光した検出光の反射光の光量に対応する受光信号を該制御手段に出力する検出光受光手段とを具備しており、
   該制御手段は、光量と材質および加工条件との関係を設定した加工条件制御マップを格納したメモリを備え、該検出光受光手段からの受光信号に基づいて該加工条件制御マップから材質および加工条件を求め、該検出光照射手段と該集光器との間隔から照射するレーザー光線のタイミングを求め、該加工条件制御マップから求めた加工条件になるように該レーザー光線照射手段を制御する、
   ことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該材質検出手段を構成する検出光照射手段は、該集光器をX軸方向に挟んでそれぞれ配設された第１の検出光照射手段と第２の検出光照射手段を備え、該被加工物保持手段の往路と復路において集光器に先行する第１の検出光照射手段または第２の検出光照射手段が選択的に作動せしめられる、請求項１記載のレーザー加工装置。