レーザー加工方法およびレーザー加工装置
【課題】ウエーハ等の被加工物の外周縁をオーバーランしてレーザー光線が粘着テープに照射されたり、被加工物に完全切断溝が形成されてレーザー光線が粘着テープに照射されても、被加工物が貼着された粘着テープに貫通穴を形成することがないレーザー加工方法。
【解決手段】被加工物を保持する保持テーブルと、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、保持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を具備するレーザー加工方法であって、被加工物を環状のフレームに貼着する被加工物貼着工程と、保持テーブルの保持面に水の層を形成して水の層上に粘着テープを介して被加工物を支持するとともに、環状のフレームを固定する被加工物支持工程と、レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ加工送りし、保持テーブルに支持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程とを含む。
【解決手段】被加工物を保持する保持テーブルと、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、保持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を具備するレーザー加工方法であって、被加工物を環状のフレームに貼着する被加工物貼着工程と、保持テーブルの保持面に水の層を形成して水の層上に粘着テープを介して被加工物を支持するとともに、環状のフレームを固定する被加工物支持工程と、レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ加工送りし、保持テーブルに支持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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レーザー加工方法およびレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された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。このように形成された半導体ウエーハを分割予定ライン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デバイスを製造している。また、サファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、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】
上述したウエーハを分割予定ライン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分割予定ラインに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）また、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分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハを分割予定ラインに沿って完全に分割する溝（完全切断溝）を形成する方法も実用化されている。
【０００４】
上述したように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分割予定ラインに沿って照射する際には、ウエーハが個々のデバイスに分割されてもバラバラにならないように、ウエーハは環状のフレームに装着され塩化ビニールを基材とし表面にアクリル系粘着剤が塗布された粘着テープに貼着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ウエーハにレーザー加工を施すためには、ウエーハを保持テーブル上に保持した状態でレーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ、保持テーブルとレーザー光線照射手段を加工送り方向に相対移動せしめる。しかるに、ウエーハの外周縁をオーバーランしてレーザー光線が照射されたり、ウエーハに完全切断溝が形成されると、接着テープに貫通穴が形成され、ウエーハを保持テーブルに吸引保持する負圧がリークしてウエーハの保持力が不安定となり所望の位置にレーザー光線を照射することができなくなるという問題がある。
また、接着テープに貫通穴が形成されるとウエーハの搬送が困難になるとともに接着テープを拡張してデバイス同士の間隔を広げる際に接着テープが破断しデバイスのピックアップができなという問題がある。
更に、接着テープに貫通穴が形成されるとウエーハを保持する保持テーブルに溶融物が付着し、保持テーブルを汚染するとともに保持テーブルに固着して保持テーブルから粘着テープに貼着されたウエーハを搬出できない場合があるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハ等の被加工物の外周縁をオーバーランしてレーザー光線が粘着テープに照射されたり、被加工物に完全切断溝が形成されてレーザー光線が粘着テープに照射されても、被加工物が貼着された粘着テープに貫通穴を形成することがないレーザー加工方法およびレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置によって被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
被加工物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被加工物貼着工程と、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成して該水の層上に該粘着テープを介して被加工物を支持するとともに、該環状のフレームを該保持テーブルに装着された固定手段によって固定する被加工物支持工程と、
該レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段によって該保持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し、該保持テーブルに支持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するとともに被加工物が貼着された粘着テープが装着されている環状のフレームを固定する固定手段を備えた保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置において、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成する水層形成手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１０】
上記水層形成手段は、保持テーブルの保持面に開口する水供給通路と、該水供給通路に水を供給する水供給手段とからなっている。
また、上記保持テーブルは保持テーブル本体と該保持テーブル本体の上面に配設され上面に保持面を有する保持部材とからなり、該保持部材がガラス板によって形成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加工方法においては、保持テーブルの保持面に水の層を形成して該水の層上に粘着テープを介して被加工物を保持した状態で、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程を実施するので、被加工物の外周縁をオーバーランしてレーザー光線が粘着テープに照射されたり、被加工物が完全切断されてレーザー光線が粘着テープに照射されても、粘着テープと保持テーブルの上面である保持面との間に形成された水の層によってパルスレーザー光線の熱が冷却されるため、被加工物が貼着されている粘着テープに貫通穴が形成されることがない。従って、被加工物が貼着された粘着テープに貫通穴が形成されることによって溶融物が保持テーブルに付着して保持テーブルを汚染したり保持テーブルに固着して保持テーブルから粘着テープに貼着された板状物を搬出できないという問題が解消される。
また、本発明によるレーザー加工装置おいては、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルの保持面に水の層を形成する水層形成手段を備えているので、保持テーブルの保持面と被加工物が貼着されている粘着テープとの間に水の層を形成することができるため、上記作用効果が得られる。
【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加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置に装備される保持テーブルの断面図。
【図３】被加工物としての半導体ウエーハを示す斜視図。
【図４】図３に示す半導体ウエーハが環状のフレームに粘着テープを介して支持された状態を示す斜視図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置によって実施する本発明によるレーザー加工方法における被加工物支持工程の説明図。
【図６】図１に示すレーザー加工装置によって実施する本発明によるレーザー加工方法におけるレーザー加工工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるレーザー加工方法および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１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保持テーブル機構３と、静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向と直交する矢印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５と、該レーザー光線照射ユニット支持機構５に矢印Ｚで示す集光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６とを具備している。
【００１４】
上記保持テーブル機構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上に円筒状の支持筒体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保持テーブル４を具備している。
【００１５】
保持テーブル４について、図２を参照して説明する。
図２に示す保持テーブル４は、第２の滑動ブロック３３の上面に配設された円筒状の支持筒体３４に軸受３６を介して回転可能に支持されている。保持テーブル４は、保持テーブル本体４１と、該保持テーブル本体４１の上面に配設され上面が保持面として機能する保持部材４２とを具備している。保持テーブル本体４１はステンレス鋼等の金属材によって円柱状に形成され、その上面に円形状の嵌合凹部４１１が設けられている。この円形状の嵌合凹部４１１に保持部材４２が嵌合される。保持部材４２は円形状に形成され、中心部に上面である保持面に開口する水供給通路４２１が設けられている。なお、保持部材４２はガラス板によって形成されており、上面である保持面が親水性を良好とする所謂すりガラスに形成されている。このように形成された保持部材４２に設けられた水供給通路４２１は、保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２を介して水供給手段４５に連通されている。
【００１６】
水供給手段４５は、水タンク４５１と、該水タンク４５１の水を送出するポンプ４５２と、該ポンプ４５２と上記連通路４１２とを接続する配管４５３に配設された電磁開閉弁４５４とからなっている。電磁開閉弁４５４は、除勢(OFF)している状態では閉路して配管４５３の流通を遮断しており、附勢(ON)すると開路して配管４５３を水が流通するように構成されている。従って、ポンプ４５２が作動し、電磁開閉弁４５４が附勢(ON)すると、ポンプ４５２によって送出された水タンク４５１内の水が、配管４５３、保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および保持部材４２に設けられた水供給通路４２１を通して保持部材４２の上面である保持面に供給される。この結果、保持部材４２の上面である保持面には、水の層が形成される。従って、保持部材４２に設けられた水供給通路４２１と保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および水供給手段４５は、保持部材４２の上面である保持面に水の層を形成する水層形成手段として機能する。
【００１７】
図２を参照して説明を続けると、上記保持テーブル本体４１の上部外周には、環状の溝４１３が形成されている。この環状の溝４１３内には４個（図１参照）のクランプ４４の基部が適宜の取り付け手段によって配設されている。このクランプ４４は、後述する環状のフレームを固定するための固定手段として機能する。なお、上記円筒状の支持筒体３４の上端には、カバーテーブル３５が相対移動可能に載置される。以上のように構成された保持テーブル４は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるように構成されている。
【００１８】
図１に戻って説明を続けると、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保持テーブル機構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。
【００１９】
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保持テーブル機構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。
【００２０】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構５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５１、５１と、該案内レール５１、５１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５２を具備している。この可動支持基台５２は、案内レール５１、５１上に移動可能に配設された移動支持部５２１と、該移動支持部５２１に取り付けられた装着部５２２とからなっている。装着部５２２は、一側面に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向に延びる一対の案内レール５２３、５２３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５は、可動支持基台５２を一対の案内レール５１、５１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の割り出し送り手段５３を具備している。第２の割り出し送り手段５３は、上記一対の案内レール５１、５１の間に平行に配設された雄ネジロッド５３１と、該雄ネジロッド５３１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いる。雄ネジロッド５３１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５３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド５３１は、可動支持基台５２を構成する移動支持部５２１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５３２によって雄ネジロッド５３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台５２は案内レール５１、５１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。
【００２１】
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット６は、ユニットホルダ６１と、該ユニットホルダ６１に取り付けられたレーザー光線照射手段６２を具備している。ユニットホルダ６１は、上記装着部５２２に設けられた一対の案内レール５２３、５２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝６１１、６１１が設けられており、この被案内溝６１１、６１１を上記案内レール５２３、５２３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に移動可能に支持される。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット６は、ユニットホルダ６１を一対の案内レール５２３、５２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向に移動させるための集光点位置調整手段６３を具備している。集光点位置調整手段６３は、一対の案内レール５２３、５２３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６３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ６３２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６１およびレーザー光線照射手段６２を案内レール５２３、５２３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６３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段６２を上方に移動し、パルスモータ６３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段６２を下方に移動するようになっている。
【００２３】
図示のレーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１内には図示しない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や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。このパルスレーザー光線発振手段は、図示の実施形態においては波長が３５５ｎｍの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から発振されたパルスレーザー光線は、ケーシング６２１の先端に配設された集光器６２２から上記保持テーブル４に保持された被加工物に照射される。また、ケーシング６２１の先端には、撮像手段６２３が配設されている。この撮像手段６２３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。
【００２４】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置１を用いて実施するレーザー加工方法について説明する。
【００２５】
図３には、上述したレーザー加工装置１によって加工される被加工物としての半導体ウエーハ１０の斜視図が示されている。図３に示す半導体ウエーハ１０は、厚みが例えば３０μmのシリコンウエーハからなり、その表面１０aには複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にデバイス１０２が形成されている。
【００２６】
上述した半導体ウエーハ１０を上記レーザー加工装置１によって分割予定ライン１０１に沿って加工するには、半導体ウエーハ１０を図４に示すよう環状のフレームFに装着された粘着テープTに貼着する（被加工物貼着工程）。このとき、半導体ウエーハ１０は、表面１０ａを上にして裏面１０b側を粘着テープTに貼着する。なお、粘着テープTは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂シートからなっている。
【００２７】
上述した半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するには、先ず図４に示すように環状のフレームFに粘着テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０を、図５に示すようにレーザー加工装置１の保持テーブル４上に粘着テープT側を載置する。そして、環状のフレームFをクランプ４４によって固定する。この状態で、上記水供給手段４５のポンプ４５２を作動するとともに電磁開閉弁４５４を附勢(ON)する。この結果、ポンプ４５２によって送出された水タンク４５１内の水が、配管４５３、保持テーブル４の保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および保持部材４２に設けられた水供給通路４２１を通して保持部材４２の上面である保持面に供給され、粘着テープTとの間に水の層Sが形成される。このように保持部材４２の上面である保持面と粘着テープTとの間に水の層Sが形成されることにより、水の分子間力によって粘着テープTを介して被加工物である半導体ウエーハ１０が支持される（被加工物支持工程）。以上のようにして保持部材４２の上面である保持面と粘着テープTとの間に水の層Sを形成したならば、上記水供給手段４５のポンプ４５２の作動を停止するとともに電磁開閉弁４５４を除勢(OFF)する。
【００２８】
なお、上述した被加工物支持工程は、環状のフレームFに粘着テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０をレーザー加工装置１の保持テーブル４上に粘着テープT側を載置し、環状のフレームFをクランプ４４によって固定してから保持部材４２の上面である保持面に水を供給して水の層Sを形成する例を示したが、保持部材４２の上面である保持面に水を供給して水の層を形成した状態で環状のフレームFに粘着テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０を保持テーブル４上に粘着テープT側を載置し、環状のフレームFをクランプ４４によって固定してもよい。
【００２９】
上述した被加工物支持工程を実施したならば、加工送り手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を支持した保持テーブル４を撮像手段６２３の直下に移動する。保持テーブル４が撮像手段６２３の直下に位置付けられると、撮像手段６２３および図示しない制御手段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６２３および図示しない制御手段は、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、ストリート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６２の集光器６２２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、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交する方向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。なお、半導体ウエーハ１０の表面を粘着テープTに貼着した場合には分割予定ライン１０１が形成された表面が下側に位置しているが、撮像手段６２３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および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）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面から透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。
【００３０】
上述したアライメント工程を実施したならば、図６の（ａ）で示すように保持テーブル４をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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６２２の直下に位置付ける。このとき、図６の（ａ）に示すように半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１の一端(図６の（ａ）において左端)が集光器６２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器６２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを図６の(a)に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０a(上面)付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２から半導体ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長（図示の実施形態においては３５５ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射しつつ図示しない加工送り手段３７を作動して保持テーブル４を図６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（レーザー加工工程）。そして、図６の（ｂ）で示すように分割予定ライン１０１の他端（図６の（ｂ）において右端）が集光器６２２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保持テーブル４の移動を停止する。この結果、図６の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される。
【００３１】
なお、上記レーザー加工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 ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：１０ｋＨｚ
出力 ：７Ｗ
集光スポット径：楕円径（長軸：３００μｍ、短軸：１５μｍ）
加工送り速度 ：１０ｍｍ／秒
【００３２】
上記加工条件においては、パルスレーザー光線を分割予定ライン１０１に沿って１回照射することにより、厚みが３０μｍのシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って完全切断（貫通加工）することができる。
【００３３】
以上のようにして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在する全ての分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工工程を実施したならば、保持テーブル４を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工工程を実施する。このようにして、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０は個々のデバイス１０２に分割される。
【００３４】
上述したレーザー加工工程においては、分割予定ライン１０１の端部が集光器６２２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保持テーブル４の移動を停止するが、実際には慣性等の影響で制御が難しく図６の（ｂ）に２点鎖線で示すように保持テーブル４が所定位置よりオーバーランするため、半導体ウエーハ１０が貼着されている粘着テープTにパルスレーザー光線が照射されることになる。また、半導体ウエーハ１０を完全切断した際にも、粘着テープTにパルスレーザー光線が照射される。このように粘着テープTにパルスレーザー光線が照射されても、粘着テープTと保持テーブル４を構成する保持部材４２の上面である保持面との間に水の層が形成されているので、この水の層によってパルスレーザー光線の熱が冷却されるため、半導体ウエーハ１０が貼着されている粘着テープTに貫通穴が形成されることがない。従って、半導体ウエーハ１０が貼着された粘着テープTに貫通穴が形成されることによって溶融物が保持テーブル４に付着して保持テーブル４を汚染したり保持テーブル４に固着して保持テーブル４から粘着テープTに貼着された被加工物である半導体ウエーハ１０を搬出できないという問題が解消される。
【００３５】
以上のようにしてレーザー加工工程を実施することにより半導体ウエーハ１０を個々のデバイス１０２に分割したならば、半導体ウエーハ１０を支持した保持テーブル４は最初に半導体ウエーハ１０を支持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０（個々のデバイス１０２に分割されている）が貼着された粘着テープTが装着されている環状のフレームFを固定しているクランプ４４を解除し、図示しない搬送装置によって環状のフレームFを保持して次工程であるピックアップ工程に搬送する。このとき、上記水供給手段４５のポンプ４５２を作動するとともに電磁開閉弁４５４を附勢(ON)することにより、ポンプ４５２によって送出された水タンク４５１内の水が、配管４５３、保持テーブル４の保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および保持部材４２に設けられた水供給通路４２１を通して保持部材４２の上面である保持面に供給される。この結果、保持部材４２の上面である保持面に水の層を介して支持されている粘着テープTは、容易に剥離することができる。
【００３６】
なお、ピックアップ工程においては半導体ウエーハ１０が分割予定ライン１０１に沿って形成されたレーザー加工溝１１０によって完全切断され個々に分割されたデバイス１０２を、粘着テープTを拡張（エキスパンド）することにより各デバイス間を拡げて個々のデバイス１０２をピックアップするが、粘着テープTは上述したようにレーザー加工工程を実施した際に切断されていないので、拡張されても破断することはなく、デバイス間を広げることができる。従って、隣接するデバイスと接触することなく容易にピックアップすることができる。
【００３７】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては。被加工物としてシリコンウエーハからなる半導体ウエーハを加工する例を示したが、本発明は光デバイスウエーハが形成されたサファイアウエーハやメタルウエーハに適用しても同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００３８】
１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：保持テーブル機構
３２：第１の滑動ブロック
３３：第２の滑動ブロック
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：保持テーブル
４１：保持テーブル本体
４２：保持部材
４５：水供給手段
５：レーザー光線照射ユニット支持機構
５２：可動支持基台
５３：第２の割り出し送り手段
６：レーザー光線照射ユニット
６１：ユニットホルダ
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
６２３：撮像手段
６３：集光点位置調整手段
１０：半導体ウエーハ
F：環状のフレーム
T：粘着テープ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法およびレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された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。このように形成された半導体ウエーハを分割予定ライン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デバイスを製造している。また、サファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、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】
上述したウエーハを分割予定ライン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分割予定ラインに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）また、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分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハを分割予定ラインに沿って完全に分割する溝（完全切断溝）を形成する方法も実用化されている。
【０００４】
上述したように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分割予定ラインに沿って照射する際には、ウエーハが個々のデバイスに分割されてもバラバラにならないように、ウエーハは環状のフレームに装着され塩化ビニールを基材とし表面にアクリル系粘着剤が塗布された粘着テープに貼着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ウエーハにレーザー加工を施すためには、ウエーハを保持テーブル上に保持した状態でレーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ、保持テーブルとレーザー光線照射手段を加工送り方向に相対移動せしめる。しかるに、ウエーハの外周縁をオーバーランしてレーザー光線が照射されたり、ウエーハに完全切断溝が形成されると、接着テープに貫通穴が形成され、ウエーハを保持テーブルに吸引保持する負圧がリークしてウエーハの保持力が不安定となり所望の位置にレーザー光線を照射することができなくなるという問題がある。
また、接着テープに貫通穴が形成されるとウエーハの搬送が困難になるとともに接着テープを拡張してデバイス同士の間隔を広げる際に接着テープが破断しデバイスのピックアップができなという問題がある。
更に、接着テープに貫通穴が形成されるとウエーハを保持する保持テーブルに溶融物が付着し、保持テーブルを汚染するとともに保持テーブルに固着して保持テーブルから粘着テープに貼着されたウエーハを搬出できない場合があるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハ等の被加工物の外周縁をオーバーランしてレーザー光線が粘着テープに照射されたり、被加工物に完全切断溝が形成されてレーザー光線が粘着テープに照射されても、被加工物が貼着された粘着テープに貫通穴を形成することがないレーザー加工方法およびレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置によって被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
被加工物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被加工物貼着工程と、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成して該水の層上に該粘着テープを介して被加工物を支持するとともに、該環状のフレームを該保持テーブルに装着された固定手段によって固定する被加工物支持工程と、
該レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段によって該保持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し、該保持テーブルに支持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するとともに被加工物が貼着された粘着テープが装着されている環状のフレームを固定する固定手段を備えた保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置において、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成する水層形成手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１０】
上記水層形成手段は、保持テーブルの保持面に開口する水供給通路と、該水供給通路に水を供給する水供給手段とからなっている。
また、上記保持テーブルは保持テーブル本体と該保持テーブル本体の上面に配設され上面に保持面を有する保持部材とからなり、該保持部材がガラス板によって形成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加工方法においては、保持テーブルの保持面に水の層を形成して該水の層上に粘着テープを介して被加工物を保持した状態で、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程を実施するので、被加工物の外周縁をオーバーランしてレーザー光線が粘着テープに照射されたり、被加工物が完全切断されてレーザー光線が粘着テープに照射されても、粘着テープと保持テーブルの上面である保持面との間に形成された水の層によってパルスレーザー光線の熱が冷却されるため、被加工物が貼着されている粘着テープに貫通穴が形成されることがない。従って、被加工物が貼着された粘着テープに貫通穴が形成されることによって溶融物が保持テーブルに付着して保持テーブルを汚染したり保持テーブルに固着して保持テーブルから粘着テープに貼着された板状物を搬出できないという問題が解消される。
また、本発明によるレーザー加工装置おいては、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルの保持面に水の層を形成する水層形成手段を備えているので、保持テーブルの保持面と被加工物が貼着されている粘着テープとの間に水の層を形成することができるため、上記作用効果が得られる。
【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加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置に装備される保持テーブルの断面図。
【図３】被加工物としての半導体ウエーハを示す斜視図。
【図４】図３に示す半導体ウエーハが環状のフレームに粘着テープを介して支持された状態を示す斜視図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置によって実施する本発明によるレーザー加工方法における被加工物支持工程の説明図。
【図６】図１に示すレーザー加工装置によって実施する本発明によるレーザー加工方法におけるレーザー加工工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるレーザー加工方法および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１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保持テーブル機構３と、静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向と直交する矢印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５と、該レーザー光線照射ユニット支持機構５に矢印Ｚで示す集光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６とを具備している。
【００１４】
上記保持テーブル機構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上に円筒状の支持筒体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保持テーブル４を具備している。
【００１５】
保持テーブル４について、図２を参照して説明する。
図２に示す保持テーブル４は、第２の滑動ブロック３３の上面に配設された円筒状の支持筒体３４に軸受３６を介して回転可能に支持されている。保持テーブル４は、保持テーブル本体４１と、該保持テーブル本体４１の上面に配設され上面が保持面として機能する保持部材４２とを具備している。保持テーブル本体４１はステンレス鋼等の金属材によって円柱状に形成され、その上面に円形状の嵌合凹部４１１が設けられている。この円形状の嵌合凹部４１１に保持部材４２が嵌合される。保持部材４２は円形状に形成され、中心部に上面である保持面に開口する水供給通路４２１が設けられている。なお、保持部材４２はガラス板によって形成されており、上面である保持面が親水性を良好とする所謂すりガラスに形成されている。このように形成された保持部材４２に設けられた水供給通路４２１は、保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２を介して水供給手段４５に連通されている。
【００１６】
水供給手段４５は、水タンク４５１と、該水タンク４５１の水を送出するポンプ４５２と、該ポンプ４５２と上記連通路４１２とを接続する配管４５３に配設された電磁開閉弁４５４とからなっている。電磁開閉弁４５４は、除勢(OFF)している状態では閉路して配管４５３の流通を遮断しており、附勢(ON)すると開路して配管４５３を水が流通するように構成されている。従って、ポンプ４５２が作動し、電磁開閉弁４５４が附勢(ON)すると、ポンプ４５２によって送出された水タンク４５１内の水が、配管４５３、保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および保持部材４２に設けられた水供給通路４２１を通して保持部材４２の上面である保持面に供給される。この結果、保持部材４２の上面である保持面には、水の層が形成される。従って、保持部材４２に設けられた水供給通路４２１と保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および水供給手段４５は、保持部材４２の上面である保持面に水の層を形成する水層形成手段として機能する。
【００１７】
図２を参照して説明を続けると、上記保持テーブル本体４１の上部外周には、環状の溝４１３が形成されている。この環状の溝４１３内には４個（図１参照）のクランプ４４の基部が適宜の取り付け手段によって配設されている。このクランプ４４は、後述する環状のフレームを固定するための固定手段として機能する。なお、上記円筒状の支持筒体３４の上端には、カバーテーブル３５が相対移動可能に載置される。以上のように構成された保持テーブル４は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるように構成されている。
【００１８】
図１に戻って説明を続けると、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保持テーブル機構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。
【００１９】
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保持テーブル機構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。
【００２０】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構５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５１、５１と、該案内レール５１、５１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５２を具備している。この可動支持基台５２は、案内レール５１、５１上に移動可能に配設された移動支持部５２１と、該移動支持部５２１に取り付けられた装着部５２２とからなっている。装着部５２２は、一側面に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向に延びる一対の案内レール５２３、５２３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５は、可動支持基台５２を一対の案内レール５１、５１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の割り出し送り手段５３を具備している。第２の割り出し送り手段５３は、上記一対の案内レール５１、５１の間に平行に配設された雄ネジロッド５３１と、該雄ネジロッド５３１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いる。雄ネジロッド５３１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５３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド５３１は、可動支持基台５２を構成する移動支持部５２１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５３２によって雄ネジロッド５３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台５２は案内レール５１、５１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。
【００２１】
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット６は、ユニットホルダ６１と、該ユニットホルダ６１に取り付けられたレーザー光線照射手段６２を具備している。ユニットホルダ６１は、上記装着部５２２に設けられた一対の案内レール５２３、５２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝６１１、６１１が設けられており、この被案内溝６１１、６１１を上記案内レール５２３、５２３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に移動可能に支持される。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット６は、ユニットホルダ６１を一対の案内レール５２３、５２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向に移動させるための集光点位置調整手段６３を具備している。集光点位置調整手段６３は、一対の案内レール５２３、５２３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６３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ６３２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６１およびレーザー光線照射手段６２を案内レール５２３、５２３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６３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段６２を上方に移動し、パルスモータ６３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段６２を下方に移動するようになっている。
【００２３】
図示のレーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１内には図示しない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や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。このパルスレーザー光線発振手段は、図示の実施形態においては波長が３５５ｎｍの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から発振されたパルスレーザー光線は、ケーシング６２１の先端に配設された集光器６２２から上記保持テーブル４に保持された被加工物に照射される。また、ケーシング６２１の先端には、撮像手段６２３が配設されている。この撮像手段６２３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。
【００２４】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置１を用いて実施するレーザー加工方法について説明する。
【００２５】
図３には、上述したレーザー加工装置１によって加工される被加工物としての半導体ウエーハ１０の斜視図が示されている。図３に示す半導体ウエーハ１０は、厚みが例えば３０μmのシリコンウエーハからなり、その表面１０aには複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にデバイス１０２が形成されている。
【００２６】
上述した半導体ウエーハ１０を上記レーザー加工装置１によって分割予定ライン１０１に沿って加工するには、半導体ウエーハ１０を図４に示すよう環状のフレームFに装着された粘着テープTに貼着する（被加工物貼着工程）。このとき、半導体ウエーハ１０は、表面１０ａを上にして裏面１０b側を粘着テープTに貼着する。なお、粘着テープTは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂シートからなっている。
【００２７】
上述した半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するには、先ず図４に示すように環状のフレームFに粘着テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０を、図５に示すようにレーザー加工装置１の保持テーブル４上に粘着テープT側を載置する。そして、環状のフレームFをクランプ４４によって固定する。この状態で、上記水供給手段４５のポンプ４５２を作動するとともに電磁開閉弁４５４を附勢(ON)する。この結果、ポンプ４５２によって送出された水タンク４５１内の水が、配管４５３、保持テーブル４の保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および保持部材４２に設けられた水供給通路４２１を通して保持部材４２の上面である保持面に供給され、粘着テープTとの間に水の層Sが形成される。このように保持部材４２の上面である保持面と粘着テープTとの間に水の層Sが形成されることにより、水の分子間力によって粘着テープTを介して被加工物である半導体ウエーハ１０が支持される（被加工物支持工程）。以上のようにして保持部材４２の上面である保持面と粘着テープTとの間に水の層Sを形成したならば、上記水供給手段４５のポンプ４５２の作動を停止するとともに電磁開閉弁４５４を除勢(OFF)する。
【００２８】
なお、上述した被加工物支持工程は、環状のフレームFに粘着テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０をレーザー加工装置１の保持テーブル４上に粘着テープT側を載置し、環状のフレームFをクランプ４４によって固定してから保持部材４２の上面である保持面に水を供給して水の層Sを形成する例を示したが、保持部材４２の上面である保持面に水を供給して水の層を形成した状態で環状のフレームFに粘着テープTを介して支持された半導体ウエーハ１０を保持テーブル４上に粘着テープT側を載置し、環状のフレームFをクランプ４４によって固定してもよい。
【００２９】
上述した被加工物支持工程を実施したならば、加工送り手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を支持した保持テーブル４を撮像手段６２３の直下に移動する。保持テーブル４が撮像手段６２３の直下に位置付けられると、撮像手段６２３および図示しない制御手段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６２３および図示しない制御手段は、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、ストリート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６２の集光器６２２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、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交する方向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。なお、半導体ウエーハ１０の表面を粘着テープTに貼着した場合には分割予定ライン１０１が形成された表面が下側に位置しているが、撮像手段６２３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および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）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面から透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。
【００３０】
上述したアライメント工程を実施したならば、図６の（ａ）で示すように保持テーブル４をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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６２２の直下に位置付ける。このとき、図６の（ａ）に示すように半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１の一端(図６の（ａ）において左端)が集光器６２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器６２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを図６の(a)に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０a(上面)付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２から半導体ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長（図示の実施形態においては３５５ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射しつつ図示しない加工送り手段３７を作動して保持テーブル４を図６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（レーザー加工工程）。そして、図６の（ｂ）で示すように分割予定ライン１０１の他端（図６の（ｂ）において右端）が集光器６２２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保持テーブル４の移動を停止する。この結果、図６の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される。
【００３１】
なお、上記レーザー加工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 ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：１０ｋＨｚ
出力 ：７Ｗ
集光スポット径：楕円径（長軸：３００μｍ、短軸：１５μｍ）
加工送り速度 ：１０ｍｍ／秒
【００３２】
上記加工条件においては、パルスレーザー光線を分割予定ライン１０１に沿って１回照射することにより、厚みが３０μｍのシリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って完全切断（貫通加工）することができる。
【００３３】
以上のようにして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在する全ての分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工工程を実施したならば、保持テーブル４を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工工程を実施する。このようにして、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って上記レーザー加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０は個々のデバイス１０２に分割される。
【００３４】
上述したレーザー加工工程においては、分割予定ライン１０１の端部が集光器６２２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保持テーブル４の移動を停止するが、実際には慣性等の影響で制御が難しく図６の（ｂ）に２点鎖線で示すように保持テーブル４が所定位置よりオーバーランするため、半導体ウエーハ１０が貼着されている粘着テープTにパルスレーザー光線が照射されることになる。また、半導体ウエーハ１０を完全切断した際にも、粘着テープTにパルスレーザー光線が照射される。このように粘着テープTにパルスレーザー光線が照射されても、粘着テープTと保持テーブル４を構成する保持部材４２の上面である保持面との間に水の層が形成されているので、この水の層によってパルスレーザー光線の熱が冷却されるため、半導体ウエーハ１０が貼着されている粘着テープTに貫通穴が形成されることがない。従って、半導体ウエーハ１０が貼着された粘着テープTに貫通穴が形成されることによって溶融物が保持テーブル４に付着して保持テーブル４を汚染したり保持テーブル４に固着して保持テーブル４から粘着テープTに貼着された被加工物である半導体ウエーハ１０を搬出できないという問題が解消される。
【００３５】
以上のようにしてレーザー加工工程を実施することにより半導体ウエーハ１０を個々のデバイス１０２に分割したならば、半導体ウエーハ１０を支持した保持テーブル４は最初に半導体ウエーハ１０を支持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０（個々のデバイス１０２に分割されている）が貼着された粘着テープTが装着されている環状のフレームFを固定しているクランプ４４を解除し、図示しない搬送装置によって環状のフレームFを保持して次工程であるピックアップ工程に搬送する。このとき、上記水供給手段４５のポンプ４５２を作動するとともに電磁開閉弁４５４を附勢(ON)することにより、ポンプ４５２によって送出された水タンク４５１内の水が、配管４５３、保持テーブル４の保持テーブル本体４１に設けられた連通路４１２および保持部材４２に設けられた水供給通路４２１を通して保持部材４２の上面である保持面に供給される。この結果、保持部材４２の上面である保持面に水の層を介して支持されている粘着テープTは、容易に剥離することができる。
【００３６】
なお、ピックアップ工程においては半導体ウエーハ１０が分割予定ライン１０１に沿って形成されたレーザー加工溝１１０によって完全切断され個々に分割されたデバイス１０２を、粘着テープTを拡張（エキスパンド）することにより各デバイス間を拡げて個々のデバイス１０２をピックアップするが、粘着テープTは上述したようにレーザー加工工程を実施した際に切断されていないので、拡張されても破断することはなく、デバイス間を広げることができる。従って、隣接するデバイスと接触することなく容易にピックアップすることができる。
【００３７】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては。被加工物としてシリコンウエーハからなる半導体ウエーハを加工する例を示したが、本発明は光デバイスウエーハが形成されたサファイアウエーハやメタルウエーハに適用しても同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００３８】
１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：保持テーブル機構
３２：第１の滑動ブロック
３３：第２の滑動ブロック
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：保持テーブル
４１：保持テーブル本体
４２：保持部材
４５：水供給手段
５：レーザー光線照射ユニット支持機構
５２：可動支持基台
５３：第２の割り出し送り手段
６：レーザー光線照射ユニット
６１：ユニットホルダ
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
６２３：撮像手段
６３：集光点位置調整手段
１０：半導体ウエーハ
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】
被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置によって被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
被加工物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被加工物貼着工程と、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成して該水の層上に該粘着テープを介して被加工物を支持するとともに、該環状のフレームを該保持テーブルに装着された固定手段によって固定する被加工物支持工程と、
該レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段によって該保持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し、該保持テーブルに支持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工方法。
【請求項２】
被加工物を保持する保持面を有するとともに被加工物が貼着された粘着テープが装着されている環状のフレームを固定する固定手段を備えた保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置において、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成する水層形成手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項３】
該水層形成手段は、該保持テーブルの保持面に開口する水供給通路と、該水供給通路に水を供給する水供給手段とからなっている、請求項２記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
該保持テーブルは保持テーブル本体と該保持テーブル本体の上面に配設され上面に保持面を有する保持部材とからなり、該保持部材がガラス板によって形成されている、請求項２又は３記載のレーザー加工装置。
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置によって被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
被加工物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被加工物貼着工程と、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成して該水の層上に該粘着テープを介して被加工物を支持するとともに、該環状のフレームを該保持テーブルに装着された固定手段によって固定する被加工物支持工程と、
該レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段によって該保持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し、該保持テーブルに支持された被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工方法。
【請求項２】
被加工物を保持する保持面を有するとともに被加工物が貼着された粘着テープが装着されている環状のフレームを固定する固定手段を備えた保持テーブルと、該保持テーブルの保持面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、該保持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を具備するレーザー加工装置において、
該保持テーブルの保持面に水の層を形成する水層形成手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項３】
該水層形成手段は、該保持テーブルの保持面に開口する水供給通路と、該水供給通路に水を供給する水供給手段とからなっている、請求項２記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
該保持テーブルは保持テーブル本体と該保持テーブル本体の上面に配設され上面に保持面を有する保持部材とからなり、該保持部材がガラス板によって形成されている、請求項２又は３記載のレーザー加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５２７６３（Ｐ２０１２−１５２７６３Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７０５（Ｐ２０１１−１１７０５）
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【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２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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