レーザー光線照射装置
【課題】回折光学素子によって一次光を生成するとともに、一次光に生成されなかった０次光を排除することができるレーザー光線照射装置を提供する。
【解決手段】レーザー光線発振手段と集光レンズとの間に配設され、レーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを集光器レンズに導く０次光排除手段とを具備し、０次光排除手段は一次光と０次光が入光する入光面と入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、第１のプリズムの出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、第２のプリズムの０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいる。
【解決手段】レーザー光線発振手段と集光レンズとの間に配設され、レーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを集光器レンズに導く０次光排除手段とを具備し、０次光排除手段は一次光と０次光が入光する入光面と入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、第１のプリズムの出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、第２のプリズムの０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン基板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。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をストリートに沿って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。
【０００４】
また、加工精度を高めるためにレーザー光線のスポット形状を楕円形に形成したレーザー加工装置が提案されている。このレーザー加工装置は、レーザー光線のスポット形状を楕円形に形成するためにシリンドリカルレンズからなるスポット整形手段を備えている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
なお、レーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成する比較的構成が簡単な方法として、回折光学素子(DOE：Diffractive Optic Element)を用いることも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、回折光学素子を用いてレーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成する方法においては、回折光学素子によって一次光を生成してレーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成すると、一次光に生成されなかった０次光が一次光とともに被加工物に照射され、加工性能を低下させるという問題がある。
【０００８】
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、回折光学素子によって一次光を生成してレーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成するとともに、一次光に生成されなかった０次光を排除することができるレーザー光線照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、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が発振したレーザー光線を集光せしめる集光レンズと、を具備するレーザー光線照射装置において、
該レーザー光線発振手段と該集光レンズとの間に配設され該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、該回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを該集光器レンズに導く０次光排除手段と、を具備し、
該０次光排除手段は、一次光と０次光が入光する入光面と該入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、該第１のプリズムの該出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、該第２のプリズムの該０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいる、
ことを特徴とするレーザー光線照射装置が提供される。
【００１０】
上記第１のプリズムの入光面は回折光学素子を通過した一次光が垂直に入光するように設定され、第１のプリズムの出光面と第２のプリズムの０次光反射面は平行に設定され、第１のプリズムの入光面と第２のプリズムの出光面は平行に設定されており、回折光学素子によって規定されたスポット形状が集光レンズに相似形で導かれることが望ましい。
上記第２のプリズムの０次光反射面には、角度分離コーティングが施されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるレーザー光線照射装置は、レーザー光線発振手段と集光レンズとの間に配設されレーザー光線発振手段が発振したレーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを集光器レンズに導く０次光排除手段とを具備し、０次光排除手段が一次光と０次光が入光する入光面と該入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、第１のプリズムの該出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、第２のプリズムの０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいるので、回折光学素子によってスポット形状に規定する一次光に生成されなかった０次光が０次光排除手段によって排除されるため、０次光が照射されることによる加工性能の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー光線照射装置を装備したレーザー加工機の斜視図。
【図２】本発明に従って構成されたレーザー光線照射装置の概略構成図。
【図３】被加工物としての光デバイスウエーハの斜視図。
【図４】図３に示す光デバイスウエーハを環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置を用いて図３に示す光デバイスウエーハにレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に従って構成されたレーザー光線照射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。
【００１４】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー光線照射装置が装備されたレーザー加工機の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工機は、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、静止基台２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に後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）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。
【００１５】
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（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（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、被加工物保持面としての吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円板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、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。
【００１６】
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ボール螺子機構からなる加工送り手段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X軸方向に移動せしめられる。
【００１７】
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ボール螺子機構からなる第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Y軸方向に移動せしめられる。
【００１８】
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（Y軸方向）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Y軸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で示す集光点位置調整方向（Z軸方向）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Y軸方向に移動させるためのボール螺子機構からなる第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Y軸方向に移動せしめられる。
【００１９】
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に取り付けられたレーザー光線照射装置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が設けられており、この被案内溝５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に支持される。
【００２０】
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に沿って上記チャックテーブル３６の被加工物保持面に垂直な方向であるZ軸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、上記加工送り手段３７や第１の割り出し送り手段３８および第２の割り出し送り手段４３と同様にボール螺子機構からなっている。この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および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装置６を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整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装置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装置６を下方に移動するようになっている。
【００２１】
図示のレーザー光線照射装置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を具備している。この円筒形状のケーシング６１の前端部には、上記レーザー光線照射装置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、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図示しない制御手段に送る。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射装置６は、図２に示すように上記ケーシング６１内に配設されパルスレーザー光線LBを発振するパルスレーザー光線発振手段６２と、該パルスレーザー光線発振手段６２によって発振されたパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光器６３とを具備している。上記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、繰り返し周波数設定手段６２２によって設定された所定周波数のパルスレーザー光線LBを発振する。繰り返し周波数設定手段６２２は、パルスレーザー光線発振器６２１が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する。
【００２３】
上記集光器６３は、ケーシング６１の先端に装着されており、上記パルスレーザー光線発振手段６２によって発振されたパルスレーザー光線LBを図２において下方（チャックテーブル３６の上面である保持面に対して垂直な方向）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た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６３２と、パルスレーザー光線発振手段６２と集光レンズ６３２との間に配設されパルスレーザー光線発振手段６２が発振したパルスレーザー光線LBのスポット形状を規定する回折光学素子(DOE：Diffractive Optic Element)６３３と、該回折光学素子６３３によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを集光レンズ６３２に導く０次光排除手段６３４とを具備している。
【００２４】
上記回折光学素子６３３は、図示の実施形態においてはパルスレーザー光線発振手段６２が発振した断面（スポット形状）が円形S1のパルスレーザー光線LBのスポット形状を楕円形に形成するように構成されている。このように構成された回折光学素子６３３は、パルスレーザー光線発振手段６２が発振したスポット形状が円形S1のパルスレーザー光線LBを楕円形S2のスポット形状に規定する一次光LB1と、一次光LB1に生成されなかった０次光LB0に分け、互いに所定の角度αをもって０次光排除手段６３４に入光せしめる。
【００２５】
上記０次光排除手段６３４は、一次光LB1と０次光LB0が入光する入光面６３５aと該入光面６３５aに対して傾斜し一次光LB1と一次光LB1に対して角度を有する０次光LB0とが出光する出光面６３５ｂを備えた第１のプリズム６３５と、該第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂから出光された一次光LB1を入光し０次光LB0を反射する０次光反射面６３６aと一次光LB1を出光する一次光出光面６３６bを備えた第２のプリズム６３６と、該第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aで反射した０次光LB0を吸収するダンパー６３７とを含んでいる。第１のプリズム６３５の入光面６３５aは、回折光学素子６３３を通過した一次光LB1が垂直に入光するように設定されている。また、第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂと第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aは、間隔sをもって平行に設定され、第１のプリズム６３５の入光面６３５aに対して角度βをもって形成されている。なお、この角度βは、第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂから出光した０次光LB0を第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aによって反射するが、第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂから出光した一次光LB1を第２のプリズム６３６に入光せしめる角度に設定されている。また、第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aには、僅かな角度差をもった一方の０次光LB0を反射し、他方の一次光LB1を入光させるために、角度分離コーティングが施されている。この角度分離コーティング剤としては、MgＦ2,、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)等を用いることができる。そして、第１のプリズム６３５の入光面６３５aと第２のプリズムの出光面６３６ｂは平行に設定されている。このように構成された０次光排除手段６３４は、回折光学素子６３３を通過した０次光LB0を第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aによって反射してダンパー６３７に導く。一方、０次光排除手段６３４は、回折光学素子６３３によってスポット形状を楕円形S2に規定した一次光LB1を相似形S3で上記集光レンズ６３２に導く。このようにして集光レンズ６３２に導かれたスポット形状を楕円形S3の一次光LB1は、集光レンズ６３２によって集光され楕円形の集光スポットS4としてチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射される。
【００２６】
図示の実施形態におけるレーザー加工機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３には、上述したレーザー加工機によって加工される被加工物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３に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば厚みが１００μmのサファイア基板の表面に窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０が５μｍの厚みで積層されている。そして、発光層（エピ層）１１０が格子状に形成された複数のストリート１１１によって区画された複数の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１１２が形成されている。
【００２７】
上述したレーザー加工機を用いて光デバイスウエーハ１０をストリート１１１に沿ってレーザー加工するには、光デバイスウエーハ１０を環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着する。即ち、図４に示すように環状のフレームFに装着された粘着テープTの表面に光デバイスウエーハ１０の裏面１０b側を貼着する（ウエーハ貼着工程）。従って、環状のフレームFに装着された粘着テープTの表面に貼着された光デバイスウエーハ１０は、表面１０aが上側となる。
【００２８】
上述したウエーハ貼着工程を実施したならば、上記図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が貼着された粘着
テープT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、粘着テープ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に吸引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。そして、光デバイスウエーハ１０が貼着されている粘着テープTを装着した環状のフレーム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。このようにして、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によって撮像手段７の直下に位置付けられる。
【００２９】
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ストリート１１１と、該ストリート１１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射装置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（アライメント工程）。また、光デバイスウエーハ１０に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート１１１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。
【００３０】
以上のようにしてチャックテーブル３６上に吸引保持された光デバイスウエーハ１０の表面１０aに形成されているストリート１１１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントを実施したならば、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５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装置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、所定のストリート１１１の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射装置６の集光器６３の直下に位置付ける。次に、レーザー光線照射装置６を作動して集光器６３から光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる（レーザー加工溝形成工程）。そして、図５の（ｂ）で示すように所定のストリート１１１の他端（図５の（ｂ）において右端）が集光器６３の直下に達したら、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。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ１０の上面付近に合わせる。この結果、光デバイスウエーハ１０には、ストリート１１１に沿ってレーザー加工溝１２０が形成される。
【００３１】
上記レーザー加工溝形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１０ｋＨｚ
平均出力 ：３．５W
集光スポット径 ：短軸１０μｍ、長軸２００μｍの楕円形
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
【００３２】
上述したように、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成された全てのストリート１１１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ１０の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１１１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施する。
【００３３】
上記レーザー加工溝形成工程においては、光デバイスウエーハ１０に照射されるレーザー光線は上述したように回折光学素子６３３によってスポット形状が楕円形に形成されているので、加工精度の高いレーザー加工溝１２０が形成される。また、回折光学素子６３３によって楕円形のスポット形状に規定する一次光LB1に生成されなかった０次光LB0が０次光排除手段６３４によって排除されているので、０次光が照射されることによる加工性能の低下が防止される。
【００３４】
以上のようにして、レーザー加工溝形成工程が全てのストリート１１１に沿って実施された光デバイスウエーハ１０は、レーザー加工溝１２０が形成されたストリート１１１に沿って破断するウエーハ分割工程に搬送される。
【符号の説明】
【００３５】
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：レーザー光線照射装置
６２：パルスレーザー光線発振手段
６３：集光器
６３１：方向変換ミラー
６３２：集光レンズ
６３３：回折光学素子
６３４：０次光排除手段
６３５：第１のプリズム
６３６：第２のプリズム
６３７：ダンパー
７：撮像手段
１０：光デバイスウエーハ
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：粘着テープ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン基板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。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をストリートに沿って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。
【０００４】
また、加工精度を高めるためにレーザー光線のスポット形状を楕円形に形成したレーザー加工装置が提案されている。このレーザー加工装置は、レーザー光線のスポット形状を楕円形に形成するためにシリンドリカルレンズからなるスポット整形手段を備えている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
なお、レーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成する比較的構成が簡単な方法として、回折光学素子(DOE：Diffractive Optic Element)を用いることも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、回折光学素子を用いてレーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成する方法においては、回折光学素子によって一次光を生成してレーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成すると、一次光に生成されなかった０次光が一次光とともに被加工物に照射され、加工性能を低下させるという問題がある。
【０００８】
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、回折光学素子によって一次光を生成してレーザー光線のスポット形状を所定の形状に形成するとともに、一次光に生成されなかった０次光を排除することができるレーザー光線照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、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が発振したレーザー光線を集光せしめる集光レンズと、を具備するレーザー光線照射装置において、
該レーザー光線発振手段と該集光レンズとの間に配設され該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、該回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを該集光器レンズに導く０次光排除手段と、を具備し、
該０次光排除手段は、一次光と０次光が入光する入光面と該入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、該第１のプリズムの該出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、該第２のプリズムの該０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいる、
ことを特徴とするレーザー光線照射装置が提供される。
【００１０】
上記第１のプリズムの入光面は回折光学素子を通過した一次光が垂直に入光するように設定され、第１のプリズムの出光面と第２のプリズムの０次光反射面は平行に設定され、第１のプリズムの入光面と第２のプリズムの出光面は平行に設定されており、回折光学素子によって規定されたスポット形状が集光レンズに相似形で導かれることが望ましい。
上記第２のプリズムの０次光反射面には、角度分離コーティングが施されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるレーザー光線照射装置は、レーザー光線発振手段と集光レンズとの間に配設されレーザー光線発振手段が発振したレーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを集光器レンズに導く０次光排除手段とを具備し、０次光排除手段が一次光と０次光が入光する入光面と該入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、第１のプリズムの該出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、第２のプリズムの０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいるので、回折光学素子によってスポット形状に規定する一次光に生成されなかった０次光が０次光排除手段によって排除されるため、０次光が照射されることによる加工性能の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー光線照射装置を装備したレーザー加工機の斜視図。
【図２】本発明に従って構成されたレーザー光線照射装置の概略構成図。
【図３】被加工物としての光デバイスウエーハの斜視図。
【図４】図３に示す光デバイスウエーハを環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置を用いて図３に示す光デバイスウエーハにレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に従って構成されたレーザー光線照射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。
【００１４】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー光線照射装置が装備されたレーザー加工機の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工機は、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、静止基台２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に後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）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。
【００１５】
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（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（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、被加工物保持面としての吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円板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、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。
【００１６】
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ボール螺子機構からなる加工送り手段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X軸方向に移動せしめられる。
【００１７】
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ボール螺子機構からなる第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Y軸方向に移動せしめられる。
【００１８】
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（Y軸方向）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Y軸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で示す集光点位置調整方向（Z軸方向）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Y軸方向に移動させるためのボール螺子機構からなる第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Y軸方向に移動せしめられる。
【００１９】
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に取り付けられたレーザー光線照射装置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が設けられており、この被案内溝５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に支持される。
【００２０】
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に沿って上記チャックテーブル３６の被加工物保持面に垂直な方向であるZ軸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、上記加工送り手段３７や第１の割り出し送り手段３８および第２の割り出し送り手段４３と同様にボール螺子機構からなっている。この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および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装置６を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整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装置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装置６を下方に移動するようになっている。
【００２１】
図示のレーザー光線照射装置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を具備している。この円筒形状のケーシング６１の前端部には、上記レーザー光線照射装置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、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図示しない制御手段に送る。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射装置６は、図２に示すように上記ケーシング６１内に配設されパルスレーザー光線LBを発振するパルスレーザー光線発振手段６２と、該パルスレーザー光線発振手段６２によって発振されたパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光器６３とを具備している。上記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、繰り返し周波数設定手段６２２によって設定された所定周波数のパルスレーザー光線LBを発振する。繰り返し周波数設定手段６２２は、パルスレーザー光線発振器６２１が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する。
【００２３】
上記集光器６３は、ケーシング６１の先端に装着されており、上記パルスレーザー光線発振手段６２によって発振されたパルスレーザー光線LBを図２において下方（チャックテーブル３６の上面である保持面に対して垂直な方向）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た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６３２と、パルスレーザー光線発振手段６２と集光レンズ６３２との間に配設されパルスレーザー光線発振手段６２が発振したパルスレーザー光線LBのスポット形状を規定する回折光学素子(DOE：Diffractive Optic Element)６３３と、該回折光学素子６３３によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを集光レンズ６３２に導く０次光排除手段６３４とを具備している。
【００２４】
上記回折光学素子６３３は、図示の実施形態においてはパルスレーザー光線発振手段６２が発振した断面（スポット形状）が円形S1のパルスレーザー光線LBのスポット形状を楕円形に形成するように構成されている。このように構成された回折光学素子６３３は、パルスレーザー光線発振手段６２が発振したスポット形状が円形S1のパルスレーザー光線LBを楕円形S2のスポット形状に規定する一次光LB1と、一次光LB1に生成されなかった０次光LB0に分け、互いに所定の角度αをもって０次光排除手段６３４に入光せしめる。
【００２５】
上記０次光排除手段６３４は、一次光LB1と０次光LB0が入光する入光面６３５aと該入光面６３５aに対して傾斜し一次光LB1と一次光LB1に対して角度を有する０次光LB0とが出光する出光面６３５ｂを備えた第１のプリズム６３５と、該第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂから出光された一次光LB1を入光し０次光LB0を反射する０次光反射面６３６aと一次光LB1を出光する一次光出光面６３６bを備えた第２のプリズム６３６と、該第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aで反射した０次光LB0を吸収するダンパー６３７とを含んでいる。第１のプリズム６３５の入光面６３５aは、回折光学素子６３３を通過した一次光LB1が垂直に入光するように設定されている。また、第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂと第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aは、間隔sをもって平行に設定され、第１のプリズム６３５の入光面６３５aに対して角度βをもって形成されている。なお、この角度βは、第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂから出光した０次光LB0を第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aによって反射するが、第１のプリズム６３５の出光面６３５ｂから出光した一次光LB1を第２のプリズム６３６に入光せしめる角度に設定されている。また、第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aには、僅かな角度差をもった一方の０次光LB0を反射し、他方の一次光LB1を入光させるために、角度分離コーティングが施されている。この角度分離コーティング剤としては、MgＦ2,、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)等を用いることができる。そして、第１のプリズム６３５の入光面６３５aと第２のプリズムの出光面６３６ｂは平行に設定されている。このように構成された０次光排除手段６３４は、回折光学素子６３３を通過した０次光LB0を第２のプリズム６３６の０次光反射面６３６aによって反射してダンパー６３７に導く。一方、０次光排除手段６３４は、回折光学素子６３３によってスポット形状を楕円形S2に規定した一次光LB1を相似形S3で上記集光レンズ６３２に導く。このようにして集光レンズ６３２に導かれたスポット形状を楕円形S3の一次光LB1は、集光レンズ６３２によって集光され楕円形の集光スポットS4としてチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射される。
【００２６】
図示の実施形態におけるレーザー加工機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３には、上述したレーザー加工機によって加工される被加工物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３に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば厚みが１００μmのサファイア基板の表面に窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０が５μｍの厚みで積層されている。そして、発光層（エピ層）１１０が格子状に形成された複数のストリート１１１によって区画された複数の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１１２が形成されている。
【００２７】
上述したレーザー加工機を用いて光デバイスウエーハ１０をストリート１１１に沿ってレーザー加工するには、光デバイスウエーハ１０を環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着する。即ち、図４に示すように環状のフレームFに装着された粘着テープTの表面に光デバイスウエーハ１０の裏面１０b側を貼着する（ウエーハ貼着工程）。従って、環状のフレームFに装着された粘着テープTの表面に貼着された光デバイスウエーハ１０は、表面１０aが上側となる。
【００２８】
上述したウエーハ貼着工程を実施したならば、上記図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が貼着された粘着
テープT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、粘着テープ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に吸引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。そして、光デバイスウエーハ１０が貼着されている粘着テープTを装着した環状のフレーム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。このようにして、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によって撮像手段７の直下に位置付けられる。
【００２９】
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ストリート１１１と、該ストリート１１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射装置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（アライメント工程）。また、光デバイスウエーハ１０に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート１１１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。
【００３０】
以上のようにしてチャックテーブル３６上に吸引保持された光デバイスウエーハ１０の表面１０aに形成されているストリート１１１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントを実施したならば、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５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装置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、所定のストリート１１１の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射装置６の集光器６３の直下に位置付ける。次に、レーザー光線照射装置６を作動して集光器６３から光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる（レーザー加工溝形成工程）。そして、図５の（ｂ）で示すように所定のストリート１１１の他端（図５の（ｂ）において右端）が集光器６３の直下に達したら、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。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ１０の上面付近に合わせる。この結果、光デバイスウエーハ１０には、ストリート１１１に沿ってレーザー加工溝１２０が形成される。
【００３１】
上記レーザー加工溝形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１０ｋＨｚ
平均出力 ：３．５W
集光スポット径 ：短軸１０μｍ、長軸２００μｍの楕円形
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
【００３２】
上述したように、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成された全てのストリート１１１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ１０の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１１１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施する。
【００３３】
上記レーザー加工溝形成工程においては、光デバイスウエーハ１０に照射されるレーザー光線は上述したように回折光学素子６３３によってスポット形状が楕円形に形成されているので、加工精度の高いレーザー加工溝１２０が形成される。また、回折光学素子６３３によって楕円形のスポット形状に規定する一次光LB1に生成されなかった０次光LB0が０次光排除手段６３４によって排除されているので、０次光が照射されることによる加工性能の低下が防止される。
【００３４】
以上のようにして、レーザー加工溝形成工程が全てのストリート１１１に沿って実施された光デバイスウエーハ１０は、レーザー加工溝１２０が形成されたストリート１１１に沿って破断するウエーハ分割工程に搬送される。
【符号の説明】
【００３５】
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：レーザー光線照射装置
６２：パルスレーザー光線発振手段
６３：集光器
６３１：方向変換ミラー
６３２：集光レンズ
６３３：回折光学素子
６３４：０次光排除手段
６３５：第１のプリズム
６３６：第２のプリズム
６３７：ダンパー
７：撮像手段
１０：光デバイスウエーハ
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：粘着テープ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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が発振したレーザー光線を集光せしめる集光レンズと、を具備するレーザー光線照射装置において、
該レーザー光線発振手段と該集光レンズとの間に配設され該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、該回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを該集光器レンズに導く０次光排除手段と、を具備し、
該０次光排除手段は、一次光と０次光が入光する入光面と該入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、該第１のプリズムの該出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、該第２のプリズムの該０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいる、
ことを特徴とするレーザー光線照射装置。
【請求項２】
該第１のプリズムの該入光面は該回折光学素子を通過した一次光が垂直に入光するように設定され、該第１のプリズムの該出光面と該第２のプリズムの該０次光反射面は平行に設定され、該第１のプリズムの該入光面と該第２のプリズムの該出光面は平行に設定されており、該回折光学素子によって規定されたスポット形状が該集光レンズに相似形で導かれる、請求項１記載のレーザー光線照射装置。
【請求項３】
該第２のプリズムの該０次光反射面には、角度分離コーティングが施されている、請求項１又は２記載のレーザー光線照射装置。
【請求項１】
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が発振したレーザー光線を集光せしめる集光レンズと、を具備するレーザー光線照射装置において、
該レーザー光線発振手段と該集光レンズとの間に配設され該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線のスポット形状を規定する回折光学素子と、該回折光学素子によってスポット形状を規定した一次光と一次光に生成されなかった０次光のうち、０次光を排除してスポット形状を規定した一次光のみを該集光器レンズに導く０次光排除手段と、を具備し、
該０次光排除手段は、一次光と０次光が入光する入光面と該入光面に対して傾斜し一次光と一次光に対して角度を有する０次光とが出光する出光面を備えた第１のプリズムと、該第１のプリズムの該出光面から出光された一次光を入光し０次光を反射する０次光反射面と一次光を出光する一次光出光面を備えた第２のプリズムと、該第２のプリズムの該０次光反射面で反射した０次光を吸収するダンパーとを含んでいる、
ことを特徴とするレーザー光線照射装置。
【請求項２】
該第１のプリズムの該入光面は該回折光学素子を通過した一次光が垂直に入光するように設定され、該第１のプリズムの該出光面と該第２のプリズムの該０次光反射面は平行に設定され、該第１のプリズムの該入光面と該第２のプリズムの該出光面は平行に設定されており、該回折光学素子によって規定されたスポット形状が該集光レンズに相似形で導かれる、請求項１記載のレーザー光線照射装置。
【請求項３】
該第２のプリズムの該０次光反射面には、角度分離コーティングが施されている、請求項１又は２記載のレーザー光線照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１３９１２（Ｐ２０１３−１３９１２Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７６４３（Ｐ２０１１−１４７６４３）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]