被加工物保持装置
【課題】 レーザ光が照射されたとしてもアブレーション現象の発生を抑制し，被加工物に貼り付けられたテープの溶融を防止可能な，被加工物保持装置を提供すること。
【解決手段】 テープが貼り付けられた被加工物にレーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に使用される被加工物保持装置３６が提供される。この被加工物保持装置３６では，被加工物のテープが貼り付けられた面を保持する被加工物保持部３６１を備え，この被加工物保持部３６１の少なくとも保持面３６１ａ側の材質は，ＰＴＦＥであることを特徴とする。かかる構成により，被加工物保持部３６１の保持面３６１ａは，ビームエネルギーの吸収率が小さいＰＴＦＥで形成されているので，レーザ光の照射を受けたとしても，アブレーション現象が発生しにくい。このため，被加工物保持部３６１が過度に加熱されないので，被加工物に貼り付けられたテープが溶融することがない。
【解決手段】 テープが貼り付けられた被加工物にレーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に使用される被加工物保持装置３６が提供される。この被加工物保持装置３６では，被加工物のテープが貼り付けられた面を保持する被加工物保持部３６１を備え，この被加工物保持部３６１の少なくとも保持面３６１ａ側の材質は，ＰＴＦＥであることを特徴とする。かかる構成により，被加工物保持部３６１の保持面３６１ａは，ビームエネルギーの吸収率が小さいＰＴＦＥで形成されているので，レーザ光の照射を受けたとしても，アブレーション現象が発生しにくい。このため，被加工物保持部３６１が過度に加熱されないので，被加工物に貼り付けられたテープが溶融することがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーザ光を照射することにより被加工物をレーザ加工するレーザ加工装置に設けられる被加工物保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては，略円板形状の半導体ウェハの表面に格子状に配列された切断予定ライン（ストリート）によって複数の領域が区画され，この区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等の回路が形成される。そして，半導体ウェハを切断予定ラインに沿って切断することにより，回路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ェハも，切断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】
上述した半導体ウェハや光デバイスウェハ等の切断予定ラインに沿った切断加工（即ち，ダイシング加工）は，通常，ダイサーと称される切削装置によって行われている。この切削装置は，上記半導体ウェハや光デバイスウェハ等の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を切削する切削手段と，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切削送り手段と，を具備している。この切削手段は，スピンドルと，スピンドルに装着された切削ブレードと，スピンドルを回転駆動する駆動機構とを備える。切削ブレードは，円盤状の基台と，該基台の外周部に装着された環状の切刃からなっており，切刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド等の砥粒を電鋳によって基台に固定して，厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００４】
しかし，サファイヤ基板，炭化珪素基板等はモース硬度が高いため，上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。さらに，切削ブレードは，例えば２０μｍ程度の厚さを有するため，デバイスを区画する切断予定ラインの幅は，５０μｍ程度必要となる。このため，例えば大きさが３００μｍ×３００μｍ程度の基板の場合には，切断予定ラインの占める面積比率が１４％にもなり，生産性が低いという問題がある。
【０００５】
そこで，近年，半導体ウェハ等の板状の被加工物を切断する方法として，その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザ光を用い，分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光線を照射するレーザ加工方法も試みられている。このレーザ加工方法を用いた切断方法は，被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて，被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザ光を照射し，被加工物の内部に切断予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し，これによって強度が低下した切断予定ラインに沿って，外力を加えることにより，被加工物を分割するものである（例えば，特許文献１参照）。
【０００６】
また，近年においては，ＩＣ，ＬＳＩ等の回路の処理能力を向上するために，シリコンウェハの如き半導体ウェハの表面に，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）を積層した形態の半導体ウェハが実用化されている。このＬｏｗ−ｋ膜は，雲母のように多層（例えば５〜１５層）に積層されており，非常に脆いことから，切削ブレードにより切断予定ラインに沿って切削すると，Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し，この剥離が回路にまで達し，半導体チップに致命的な損傷を与えてしまうという問題があった。
【０００７】
この問題を解消するために，半導体ウェハの切断予定ラインに形成されているＬｏｗ−ｋ膜に対し，レーザ光を照射してＬｏｗ−ｋ膜を除去し，Ｌｏｗ−ｋ膜が除去された切断予定ラインを切削ブレードにより切削する加工装置も提案されている。（例えば，特許文献２参照。）
【０００８】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら，上記従来のレーザ加工装置を用いて，半導体ウェハ等の被加工物を切断する際には，以下のような問題があった。
【００１０】
レーザ加工装置で半導体ウェハを切断するためには，被加工物保持手段である例えばチャックテーブル上に半導体ウェハを保持した状態で，レーザ光照射手段からレーザ光を照射しつつ，チャックテーブルとレーザ光照射手段を加工送り方向に相対移動させる。半導体ウェハをダイシングする際には，ダイシングテープに貼着した状態の半導体ウェハに対し，切断予定ラインに沿ってレーザ光を照射する。
【００１１】
このとき，半導体ウェハの外周緑を越えてレーザ光が照射されると，半導体ウェハを保持しているチャックテーブルにレーザ光が照射される，この結果，チャックテーブ表面にアブレーション現象が生じるため，チャックテーブルの表面が損傷して表面精度が低下したり，チャックテーブルが加熱されてダイシングテープが溶融したりするという問題があった。このアブレーション現象は，高エネルギー密度を有するレーザ光を個体物質表面に照射した際，レーザ光のエネルギーを吸収した物質が，大きなエネルギーを有するフラグメントとして爆発的に飛散する現象である。
【００１２】
さらに，レーザ光照射手段によるレーザ光の出力や波長にもよるが，切断予定ラインを切断したレーザ光が，ダイシングテープを透過した結果，チャックテーブルの表面でアブレーション現象が発生する場合もある。チャックテーブルの表面はダイシングテープで密閉されているため，上記アブレーション現象によって，チャックテーブルは一層高熱に加熱され，その熱がダイシングテープに伝導して，ダイシングテープを溶融させてしまう。加えて，半導体ウェハがシリコンウェハである場合には，シリコンに入射したレーザ光がシリコンのレンズ効果によって屈折し，レーザ光の一部がシリコンを透過してチャックテーブルで集光されてしまうことも，アブレーション現象を助長させていると考えられる。特に，半導体ウェハの縦方向と横方向の切断予定ラインの交点直下にあるダイシングテープは，溶融しやすい。
【００１３】
さらに，例えば，チャックテーブルが真空吸着により被加工物を保持する真空チャックである場合には，溶融したダイシングテープが，チャックテーブルの吸着チャック表面に付着して，吸着チャックに形成された吸引孔を目詰まりさせてしまうという問題もあった。このため，吸着チャックに付着したダイシングテープを砥石によって削ぎ落とす作業が必要となり，場合によっては，チャックテーブルを交換せざるを得ない場合すらあった。
【００１４】
また，切断されたチップをチャックテーブルから剥離する際に，ダイシングテープがチャックテーブルに溶着していると，チップにダメージを与えてしまうという問題があった。加えて，チャックテーブル表面で発生するアブレーション現象によって，チップが衝撃を受けるので，チップの抗折強度が著しく低下してしまうという問題もあった。
【００１５】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，レーザ光が照射されたとしてもアブレーション現象の発生を抑制し，被加工物に貼り付けられたテープの溶融を防止可能な，新規かつ改良された被加工物保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，テープが貼り付けられた被加工物にレーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に使用される被加工物保持装置が提供される。この被加工物保持装置では，被加工物のテープが貼り付けられた面を保持する被加工物保持部を備え，上記被加工物保持部の少なくとも保持面側の材質は，ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成により，レーザ光照射を受ける可能性のある被加工物保持部の保持面側は，レーザ光のビームエネルギーの吸収率が小さいＰＴＦＥで形成されるので，レーザ光の照射を受けたとしても，アブレーション現象の発生を抑制できる。このため，被加工物保持部の保持面が，レーザ光の照射により，破損，変形することがない。また，被加工物保持部の保持面が過度に加熱されないので，被加工物に貼り付けられたテープが溶融することがない。さらに，被加工物保持部の変形により被加工物に衝撃を与えず，かつ，テープを被加工物保持部から剥離する時に，被加工物を分割したチップに衝撃を与えないので，当該チップの抗折強度の低下を防止できる。
【００１８】
また，上記被加工物保持部は，多孔質のＰＴＦＥで形成され，被加工物を真空吸着により保持するようにしてもよい。これにより，多孔質の被加工物保持部の内部を通して真空引きして，被加工物を好適に真空吸着して保持できる。このとき，テープを介して被加工物と被加工物保持部とを密着させて保持できるので，レーザ加工時におけるレーザ光の焦点制御を高精度で行うことができる。このため，被加工物保持部の保持面にレーザ光が照射される頻度を低下させることができる。
【００１９】
また，上記レーザ加工装置で使用されるレーザ光の波長は，３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍであるようにしてもよい。ＰＴＦＥは，かかる波長領域のレーザ光に対しては，従来のセラミックと比べて吸収率が非常に低い。このため，上記アブレーション現象の発生が，より好適に抑制される。
【００２０】
また，上記被加工物保持部は，被加工物に貼り付けられたテープと略同一の面積，若しくは当該テープより大きい面積を有してもよい。また，上記被加工物保持部は，プレート状の吸着チャックで構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば，被加工物保持部の少なくとも保持面側を，レーザ光のエネルギーを吸収し難い材料であるＰＴＦＥで形成することによって，被加工物保持部の表面にレーザが照射されたとしても，アブレーション現象が発生しにくい。
【００２２】
従って，被加工物保持部が損傷して表面精度が低下することがない。また，被加工物に貼り付けられたテープが溶融することを防止できる。さらに，被加工物を分割したチップの抗折強度の低下も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
まず，図１に基づいて，本発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成について説明する。なお，図１は，本実施形態にかかるレーザ加工装置１の全体構成を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように，レーザ加工装置１は，例えば，静止基台２と，この静止基台２に水平方向（矢印Ｘで示す方向。以下「Ｘ方向」という。）に移動可能に配設され，被加工物を保持する被加工物保持機構３と，静止基台２に上記Ｘ方向と垂直な水平方向（矢印Ｙで示す方向。以下「Ｙ方向」という。）に移動可能に配設されたレーザ光照射ユニット支持機構４と，レーザ光ユニット支持機構４に対して鉛直方向（矢印Ｚで示す方向。以下「Ｚ方向」という。）に移動可能に配設されたレーザ光照射ユニット５と，撮像手段６とから構成される。
【００２６】
上記被加工物保持機構３は，例えば，静止基台２上にＸ方向に沿って略平行に配設された一対の案内レール３１，３１と，この案内レール３１，３１上にＸ方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と，第１の滑動ブロック３２上にＹ方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と，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，被加工物を保持する被加工物保持装置の一例であるチャックテーブル３６と，を備える。
【００２７】
チャックテーブル３６は，本実施形態における被加工物保持装置として構成されており，本発明の特徴的部分である。このチャックテーブル３６は，例えば，本実施形態における被加工物保持部である吸着チャック（吸着用プレート）３６１と，この吸着チャック３６１を支持するチャック基台部３６２とを具備しており，吸着チャック３６１上に載置された被加工物を真空吸着して保持する。また，チャックテーブル３６は，円筒部材３４内に配設されたパルスモータ（図示せず。）によって，水平方向に回転可能である。なお，かかるチャックテーブル３６の詳細については後述する。
【００２８】
このようなチャックテーブル３６上には，被加工物の一例である半導体ウェハＷが載置される。この半導体ウェハＷとしては，例えば，８，１２または１６インチの略円板状のシリコンウェハや，低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層された半導体ウェハ，ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板など，各種の半導体基板を採用できる。
【００２９】
かかる半導体ウェハＷは，一側の面に，粘着テープである例えばダイシングテープ１４が貼り付けられている。このダイシングテープ１４により，半導体ウェハＷの表面を保護できるとともに，半導体ウェハＷを分割して形成された複数のチップがバラバラにならないようにできる。また，このダイシングテープ１４の外周は，ウェハリング（フレーム）１６に貼り付けられている。このように，半導体ウェハＷは，ダイシングテープ１４を介してウェハリング１６に支持された状態で，チャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に載置される。この際，半導体ウェハＷのダイシングテープ１４が貼り付けられた側の面を下向きにして載置される。よって，半導体ウェハＷと吸着チャック３６１との間には，ダイシングテープ１４が介在することとなる。
【００３０】
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。かかる構成の第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方向に移動可能に構成される。
【００３１】
さらに，被加工物保持機構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方向に移動させるための移動手段３７を具備している。この移動手段３７は，上記一対の案内レール３１，３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と，雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を備えている。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の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して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雌ネジブロック（図示せず。）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方向に移動せしめられる。
【００３２】
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方向に移動可能に構成される。
【００３３】
さらに，被加工物保持機構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方向に移動させるための移動手段３８を具備している。移動手段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，雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を備えている。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の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して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雌ネジブロック（図示せず。）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方向に移動せしめられる。
【００３４】
かかる構成の被加工物保持機構３は，移動手段３７および移動手段３８を動作させて，被加工物を保持するチャックテーブル３６をＸ方向およびＹ方向に自在に移動させることができる。これにより，レーザ加工装置１は，後述するレーザ光照射手段５２のレーザ加工ヘッド１００に対して，被加工物をＸ方向またはＹ方向に所定の送り速度（例えば５０〜８０ｍｍ／ｓ）で相対移動させることができる。かかる被加工物の相対移動により，被加工物に対するレーザ光の照射位置を変えることができるので，被加工物を所定の直線或いは曲線の切断ラインで切断加工することができる。
【００３５】
また，上記レーザ光照射ユニット支持機構４は，静止基台２上に割り出し送り方向（Ｙ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，案内レール４１，４１上にＹ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，移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなる。装着部４２２は，一側面にＺ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。
【００３６】
さらに，レーザ光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方向に移動させるための移動手段４３を具備している。移動手段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，雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を備えている。雄ネジロッド４３１は，その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック（図示せず。）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の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して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雌ネジブロック（図示せず。）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方向に移動せしめられる。
【００３７】
レーザ光照射ユニット５は，例えば，ユニットホルダ５１と，ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザ光照射手段５２と，移動手段５３と，を具備している。
【００３８】
ユニットホルダ５１は，例えば，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，Ｚ方向に移動可能に支持される。
【００３９】
レーザ光照射手段５２は，例えば，上記ユニットホルダ５１に固定され，略水平に延出する略円筒形状のケーシング５２１と，このケーシング５２１内に配設されたレーザ光発振装置５２２およびレーザ光変調装置５２３と，レーザ加工ヘッド１００と，を備える。
【００４０】
レーザ光発振装置５２２は，例えば，ＹＡＧレーザ発振器などで構成されており，例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ光を発振することができる。このレーザ光発振装置５２２が発振する例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ光の出力は，ピークパワーで例えば０．５〜５ｋＷ（ＭＡＸ）であり，アベレージパワーで例えば２０〜１８０ｍＷである。かかるレーザ光発振手段５２２が発振したレーザ光は，レーザ光変調装置５２３を介してレーザ加工ヘッド１００に導かれる。
【００４１】
レーザ光変調装置５２３は，例えば，繰り返し周波数設定部，レーザ光パルス幅設定部およびレーザ光波長設定部（いずれも図示せず。）などを備えており，上記レーザ光発振装置５２２が発振したレーザ光を変調することができる。具体的には，上記繰り返し周波数設定部は，例えば，レーザ光を所定の繰り返し周波数（例えば，１ｋＨｚ）のパルスレーザ光にすることができる。また，レーザ光パルス幅設定部は，例えば，パルスレーザ光のパルス幅を所定幅（例えば３０ｎｓｅｃ）に設定することができる。さらに，レーザ光波長設定部は，例えば，パルスレーザ光の波長を所定値（例えば３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍ）に設定することができる。
【００４２】
レーザ加工ヘッド１００は，被加工物の直上に近接して配置され，被加工物に対して上方よりレーザ光を照射するヘッドである。このレーザ加工ヘッド１００は，例えば，上記レーザ光発振装置５２２およびレーザ光変調装置５２３から発振されたパルスレーザ光（以下では，単にレーザ光という。）を集光し，被加工物である半導体ウェハＷに向けて出射する。
【００４３】
移動手段５３は，ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３，４２３に沿ってＺ方向に移動させることができる。この移動手段５３は，上記各移動手段と同様に一対の案内レール４２３，４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず。）と，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によって雄ネジロッド（図示せず。）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およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３，４２３に沿ってＺ方向に移動せしめる。
【００４４】
また，撮像手段６は，例えば，上記レーザ光照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部に配設されている。この撮像手段６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，この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，この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）と（いずれも図示せず。）から構成されている。この撮像手段６によって撮像された画像信号は，例えば，制御手段（図示せず。）に出力され，モニタ上に表示処理等される。
【００４５】
以上，レーザ加工装置１の全体構成について説明した。かかるレーザ加工装置１で，半導体ウェハＷを切断する場合，上述したように，レーザ光照射によってチャックテーブル３６の表面にアブレーション現象が生じ，各種の問題が生じていた。そこで，本願発明者らは，これらの問題を解決するためには，チャックテーブル３６の表面においてアブレーション現象を起こさせないことが重要であると考え，鋭意努力して，チャックテーブル３６の材質を，一般的に使用されるセラミックではなく，レーザ光のビームエネルギーを吸収し難い材質であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン，例えばテフロン（登録商標））とすることに想到した。以下に，かかるチャックテーブル３６の構成について詳細に説明する。
【００４６】
次に，図２に基づいて，本実施形態にかかる被加工物保持装置であるチャックテーブル３６の構成について詳細に説明する。なお，図２は，本実施形態にかかるチャックテーブル３６の構成を示す一部切り欠き断面図である。
【００４７】
図２に示すように，チャックテーブル３６は，例えば，本実施形態における被加工物保持部である吸着チャック３６１と，この吸着チャック３６１を支持するチャック基台部３６２とから構成される。このチャックテーブル３６は，被加工物である半導体ウェハＷを真空吸着する真空チャックとして構成されている。
【００４８】
吸着チャック３６１は，例えば，半導体ウェハＷを真空吸着するための略円板状の保持板（吸着用プレート）である。この吸着チャック３６１は，被加工物の形状に応じた形状及び大きさを有しており，本実施形態では，例えば略円板状の半導体ウェハＷに応じて，吸着チャック３６１もまた円板形状を有しており，吸着チャック３６１の直径は，ダイシングテープ１４の直径よりも大きい。この円板形状の吸着チャック３６１の厚さは例えば約５ｍｍであり，直径は例えば約２００ｍｍである。しかし，吸着チャック３６１の形状は，かかる例に限定されず，被加工物の形状に応じて，略矩形状，多角形状，略楕円状など，任意の形状の平板であってよい。
【００４９】
また，この吸着チャック３６１の上面３６１ａは，被加工物を保持する保持面（吸着面）であり，高精度に平坦化されている。このため，吸着チャック３６１の上面３６１ａは，載置された半導体ウェハＷの下面に貼り付けられたダイシングテープ１４と，隙間なく密接する。
【００５０】
かかる吸着チャック３６１は，全体が，多孔質のＰＴＦＥで形成されている点が特徴である。この多孔質のＰＴＦＥは，例えば，水槽内に微細な気泡を発生させるための装置であるバブラー等に使用される多孔質材料であり，通気性を有する。本実施形態にかかる吸着チャック３６１を構成する多孔質のＰＴＦＥの孔径は，平均で例えば約１０μｍであるが，かかる例に限定されない。
【００５１】
このような多孔質材料のＰＴＦＥで吸着チャック３６１を形成することにより，吸着チャック３６１の下面側から真空引きすることで，その吸引力が吸着チャック３６１の内部を通って吸着チャック３６１の上面３６１ａ側に伝わり，当該上面３６１ａに載置された半導体ウェハＷを真空吸着できるようになる。
【００５２】
また，吸着チャック３６１をＰＴＦＥで形成することにより，従来のセラミック製の吸着チャックと比べて，レーザ光のエネルギー吸収率を大幅に低減し，吸着チャック３６１の表面において，レーザ光照射に伴う上記アブレーション現象の発生を抑制できる。この詳細については後述する。
【００５３】
チャック基台部３６２は，例えば，アルミニウムまたはステンレス等の金属材料で形成された略円盤状の支持部材であり，上記吸着チャック３６１を下方より支持する。このチャック基台部３６２の上面３６２ａの外周部には，上記吸着チャック３６１の外形に応じた環状突出部３６２ｂが形成されている。この環状突出部３６２ｂは，チャック基台部３６２上に設置された吸着チャック３６１の外周面を保持して，横ずれしないようにできる。また，吸着チャック３６１の下面と，チャック基台部３６２の上面３６２ａとを，例えばアクリル系接着剤などにより接着することで，吸着チャック３６１をチャック基台部３６２上により安定して固定できる。
【００５４】
また，チャック基台部３６２の中央部には，吸引孔３２６ｃが垂直方向に貫通形成されている。かかる吸引孔３２６ｃの下端は，真空ポンプ３６３に連通している。一方，吸引孔３２６ｃの上端は，チャック基台部３６２の上面３６２ａに形成された溝３６２ｄと連通している。この溝３６２ｄは，チャック基台部３６２の上面３６２ａを溝加工して形成される。具体的には，かかる溝３６２ｄは，例えば，上記吸引孔３２６ａを中心として同心円状に形成された複数の環状溝と，上記吸引孔３２６ａから上記各環状溝を横切って放射状に延びる複数の直線溝と，からなる。図２の溝３６２ｄは，直線溝のうちの一つを示している。かかる溝３６２ｄは，真空ポンプ３６３による負圧（吸引力）を，吸着チャック３１６の下面全体に略均等に伝える機能を有する。
【００５５】
ここで，以上のような構成のチャックテーブル３６が半導体ウェハＷを保持する動作について説明する。まず，チャックテーブル３６の上面（即ち，吸着チャック３６１の上面３６１ａ）に，半導体ウェハＷが載置される。次いで，真空ポンプ３６３を動作させて，チャック基台部３６２の内部の雰囲気を吸引する。すると，この吸引力は，チャック基台部３６２の貫通孔３６２ｃおよび溝３６２ｄを介して，多孔質ＰＴＦＥで形成され通気性を有する吸着チャック３６１の内部に伝わり，この結果，半導体ウェハＷが吸着チャック３６１の上面３６１ａに真空吸着される。
【００５６】
次に，図３に基づいて，上記チャックテーブル３６によって保持された半導体ウェハＷを切断加工する態様について説明する。なお，図３は，本実施形態にかかるチャックテーブル３６によって保持された半導体ウェハＷを切断加工する態様を示す側面図である。
【００５７】
図３に示すように，チャックテーブル３６は，半導体ウェハＷのダイシングテープ１４が貼り付けられた側を，上記のように真空吸着して保持する。切断加工時には，このように半導体ウェハＷを保持したチャックテーブル３６が，上記レーザ光照射手段５２のレーザ加工ヘッド１００の下方に位置づけられる。そして，レーザ加工ヘッド１００からレーザ光１０１を半導体ウェハＷに向けて出射しながら，チャックテーブル３６を水平移動させることにより，半導体ウェハＷの切断予定ライン（ストリート）に沿ってレーザ光１０１を照射して，アブレーション作用により半導体ウェハＷを切断する。
【００５８】
この際，レーザ光１０１は，その集光点が半導体ウェハＷの内部に合うように照射されるが，半導体ウェハＷがシリコンウェハ等である場合には，図３に示すように，レーザ光１０１がシリコンにより屈折するなどして，ダイシングテープ１４を透過し，チャックテーブル３６の吸着チャック３６１内で集光されてしまうことがある。また，半導体ウェハＷの切断予定ラインの両端部では，レーザ光１０１が，半導体ウェハＷの外周緑を越えて照射され，吸着チャック３６１の上面３６１ａに直接照射されてしまうこともある。
【００５９】
このような場合，従来のセラミック製の吸着チャックを使用したチャックテーブルは，ビームエネルギーの吸収率が高いので，レーザ光１０１の照射を受けて吸着チャック上面にアブレーション現象が生じてしまうという問題があった。
【００６０】
これに対し，本実施形態にかかるチャックテーブル３６は，被加工物保持部である吸着チャック３６１が，レーザ光１０１のビームエネルギーを吸収しにくい材質であるＰＴＦＥで形成されている。このため，吸着チャック３６１の上面３６１ａにレーザ光１０１が照射されたとしても，アブレーション現象が非常に起こりにくい。このようにアブレーションを抑制できるのは，ＰＴＦＥの物性に依るものである。
【００６１】
ＰＴＦＥは，レーザ耐性に優れるという物性があり，レーザ加工装置１における被加工物保持部の材質として好適である。即ち，ＰＴＦＥは，レーザ光１０１のビームエネルギーの吸収率が低いので，レーザ光１０１の照射を受けたとしても，アブレーション現象が生じにくい。このため，かかるＰＴＦＥで形成された吸着チャック３６１は，その上面（保持面）３６１ａでアブレーション現象が発生しないので，レーザ加工時に損傷しにくく，ダイシングテープ１４を溶融させるほど高温に加熱されることがない。
【００６２】
このように，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１が，従来のセラミック製の吸着チャックより，ビームエネルギーの吸収率が低いことは，図４に示すグラフにより説明することができる。なお，図４は，照射されるレーザ光の波長（ｎｍ）と吸収係数αとの関係を，ＰＴＦＥとセラミックとで比較して示すグラフである。
【００６３】
一般的に，物質のエネルギー吸収率Ｅは，次の数式１で表すことができる。
【００６４】
Ｅ＝１−ｅ−αｔ ・・・（数式１）
〔α：吸収係数，ｔ：物質の厚さ〕
【００６５】
この数式１から明らかなように，同じ物質であってその厚さが変わらなければ，吸収係数αが大きいほど，そのエネルギーの吸収率Ｅが大きいことになる。従って，ＰＴＦＥとセラミックに関し吸収係数αを比較すれば，それらのビームエネルギーの吸収率を比較できることになる。そこで，ＰＴＦＥとセラミックとに関して吸収係数αを測定した実験結果を示すのが図４のグラフである。なお，この図４の実験結果の具体的数値を，表１にも示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
図４および表１に示すように，例えば，レーザ光の波長が３５５ｎｍ（三倍波）のとき，セラミックの吸収係数αは約０．００７２７であるのに対し，ＰＴＦＥの吸収係数αは約０．０００８８である。また，レーザ光の波長が５３２ｎｍ（二倍波）のとき，セラミックの吸収係数αは約０．０１３３８であるのに対し，ＰＴＦＥの吸収係数αは約０．０００９１である。さらに，レーザ光の波長が１０６４ｎｍ（基本波）のとき，セラミックの吸収係数αは約０．０１４２５であるのに対し，ＰＴＦＥの吸収係数αは約０．０００７０である。このように，ＰＴＦＥの吸収係数αは，セラミックの吸収係数αと比較して，著しく低いことが分かる。よって，ＰＴＦＥは，セラミックと比較して，ビームエネルギーの吸収率が著しき低いことが明らかである。
【００６８】
特に，レーザ光の波長が５３２ｎｍ（二倍波）〜１０６４ｎｍ（基本波）の領域では，ＰＴＦＥとセラミック間の吸収係数αの差が非常に大きく（約１４〜１８倍）なっており，チャックテーブル３６にＰＴＦＥを使用する効果が非常に大きいと考えられる。
【００６９】
ただし，レーザ光の波長が２００ｎｍ以下の領域，あるいは１５００ｎｍ以上の領域では，ＰＴＦＥの吸収係数αとセラミックの吸収係数αは，ほぼ変わらない。しかも，両材料の吸収係数αは０．００４以下となるため，レーザ耐性が強いと考えられる。このため，レーザ光の波長を，２００ｎｍ以下あるいは１５００ｎｍ以上の領域に設定すれば，セラミック製の吸着チャックでも，上述したアブレーション現象はさほど生じないと考えられる。
【００７０】
しかし，レーザ加工装置において，波長が２００ｎｍ以下，あるいは１５００ｎｍ以上であるレーザ光を使用すると，実際には，半導体ウェハＷ等の被加工物を好適に切断することができない。このため，レーザ加工装置において通常使用されるレーザ光の波長は，３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍである。
【００７１】
従って，上記のように，レーザ光の波長が２００ｎｍ以下あるいは１５００ｎｍ以上の波長領域でアブレーション現象が生じないことは，レーザ加工装置による実際の切断加工に対しての貢献度は低い。これに対し，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１を採用すれば，レーザ加工装置１において現実に多用される波長領域（３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍ）のレーザ光の照射を受けても，吸着チャック３６１の表面３６１ａにアブレーション現象が生じないという，大きな効果を奏するものである。
【００７２】
次に，このようにエネルギー吸収率が低いＰＴＦＥで形成されたチャックテーブル３６が，レーザ耐性に優れ，アブレーション現象が発生しにくいことを実証するための実験結果について説明する。
【００７３】
（実験１：テープの溶融の程度を測定する実験）
実験１では，平均孔径が約１０μｍの多孔質ＰＴＦＥを，厚さ５ｍｍ，直径２０ｍｍの円板状に成形した吸着チャック３６１を用いて，ダイシングテープ１４が貼り付けられた半導体ウェハＷを真空吸着して，かかる半導体ウェハＷをレーザ切断加工し，この加工後に，ダイシングテープ１４が吸着チャック３６１に溶着しているか否かを観察した。レーザ光源としてはＹＡＧレーザを使用し，波長が１０６４ｎｍ，５３２ｎｍ，３５５ｎｍの３種類のレーザ光によって，それぞれ切断加工実験を行った。このレーザ光の平均出力はそれぞれ，１６Ｗ，１２Ｗ，４Ｗであった。
【００７４】
また，比較対象として，一般的に使用されている多孔質セラミックからなる吸着チャックを使用して，同様の実験を行った。
【００７５】
かかる実験１の結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
表２に示すように，吸着チャック３６１の材質として，本実施形態にかかる多孔質のＰＴＦＥを使用した場合には，いずれのレーザ光の波長の場合も，吸着チャック３６１の表面３６１ａに溶融したダイシングテープ１４が付着することがなかった。これに対し，従来の多孔質セラミックを使用した場合には，いずれのレーザ光の波長の場合も，溶融したダイシングテープ１４が当該吸着チャックの表面に付着していた。特に，物質を透過しやすい長波長領域のレーザ光を使用した場合（１０６４ｎｍ）に，テープ溶着が顕著に現れていた。
【００７８】
このように，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１は，従来のセラミック製の吸着チャックと比べて，ダイシングテープ１４が溶着していないので，レーザ光の照射を受けても，その保持面３６１ａにおいてアブレーションが発生しなかったことが分かる。
【００７９】
（実験２：チップの抗折強度を測定する実験）
実験２では，数値的指標として，半導体ウェハＷを分割したチップの抗折強度を比較する実験を行った。
【００８０】
チャックテーブルからチップおよびダイシングテープを剥離する際に，ダイシングテープが吸着チャックに溶着していると，溶着したダイシングテープを吸着チャックから強い力で剥離しなければならないため，分割されたチップにダメージを与え，チップの抗折強度が低下してしまう。また，レーザ光による切断加工時に，吸着チャックの表面でアブレーションが起こると，このアブレーションのエネルギーによってダイシングテープが上方に押し出されるように盛り上がるので，チップは衝撃を受けてしまい，その抗折強度が低下してしまう。ダイシングテープの溶融は，チャックテーブル上でアブレーション反応が起こることに起因する。従って，これら２つのことから，ダイシングテープが溶融していなければ，チップの抗折強度が高いといえる。
【００８１】
この実験２では，レーザ光の波長を１０６４ｎｍ，平均出力を１６Ｗとし，チャックテーブル３６の送り速度８０ｍｍ／ｓとした。被加工物としては，厚さが５０μｍのシリコンウェハを使用し，このシリコンウェハに厚さ９０μｍのダイシングテープ１４を貼着した上で，ダイシングテープ１４が貼着された側の面を，上記実験１と同様な多孔質ＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１上に載置して吸着保持して，レーザ切断加工を行った。かかるレーザ切断加工により形成されたチップの抗折強度を測定した。
【００８２】
また，比較対象として，一般的に使用されている多孔質セラミックからなる吸着チャックを使用して同様の実験を行った。
【００８３】
かかる実験２の結果を表３に示す。
【００８４】
【表３】
【００８５】
表３に示すように，本実施形態にかかる多孔質のＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１を使用して切断加工した場合には，チップの抗折強度は，平均強度８００ＭＰａ，最大強度１３３７ＭＰａであった。これに対し，従来のセラミック製の吸着チャックを使用して切断加工した場合には，チップの抗折強度は，平均強度２００ＭＰａ，最大強度２８８ＭＰａであった。
【００８６】
このように，多孔質ＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１を用いて切断されたチップの抗折強度は，従来の多孔質セラミック製の吸着チャックを用いて切断されたチップの抗折強度と比べて，約４倍も高い数値を示している。よって，多孔質ＰＴＦＥを使用した場合の方が，多孔質セラミックを使用した場合より，吸着チャック表面でアブレーションが発生しておらず，チップは，ダイシングテープ１４の溶融による影響を受けていないことが分かる。
【００８７】
以上の実験結果からも分かるように，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１は，ＰＴＦＥのビームエネルギーの吸収率が低いため，その保持面３６１ａでアブレーション現象がほとんど生じない。このため，レーザ光の照射を受けても，ダイシングテープ１４を溶融させるほど吸着チャック３６１が加熱されず，吸着チャック３６１自体が損傷，変形することもない。
【００８８】
以上，本実施形態にかかるレーザ加工装置１におけるチャックテーブル３６について詳細に説明した。本実施形態にかかるチャックテーブル３６は，被加工物保持部である吸着チャック３６１の材質をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にしたことを特徴とする。これにより，チャックテーブル３６の表面（即ち，チャック３６１の保持面３６１ａ）にレーザ光が照射されたとしても，吸着チャック３６１が，ビームエネルギーの吸収率が低いＰＴＦＥが使用されているため，その保持面３６１ａにおいてアブレーション現象が発生しない。よって，吸着チャック３６１の損傷を抑制してその表面精度の低下を防止でき，被加工物に貼り付けられたダイシングテープ１４が溶融して吸着チャック３６１に溶着することを防止でき，さらに，ダイシングテープ１４の溶着および吸着チャックテーブルの変形を原因とする，チップの抗折強度の低下をも防止できる。
【００８９】
さらに，本実施形態では，吸着チャック３６１全体を多孔質のＰＴＦＥで形成し，これを使用して真空吸着により被加工物を保持している。これにより，被加工物と吸着チャック３６１とを密着させて保持できるので，レーザ加工時におけるレーザ光の焦点制御を行い易く，吸着チャック３６１の表面３６１ａにレーザ光が照射される頻度を低下させることができる。
【００９０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９１】
例えば，上記実施形態では，レーザ光として，ＹＡＧレーザを用いたが，本発明はかかる例に限定されず，例えば，Ｈｅ−Ｎｅレーザ，ＣＯ２レーザ（横型励起大気圧ＣＯ２レーザ等），半導体レーザ，エキシマレーザ，イオンレーザなどを用いてもよい。
【００９２】
また，上記実施形態では，被加工物として，半導体ウェハＷを切断加工する例について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，被加工物は，その他の化合物半導体材（ガリウムヒ素，インジウムリン等），合成樹脂材（ＧＰＳ基板，ＢＧＡ基板，ガラスエポキシ樹脂，アクリル樹脂等），ガラス材（石英板，液晶，サファイヤ基板，光ファイバ等），セラミックス材，金属材（銅，ニッケル，ＳＵＳ鋼，超硬材等）などであってもよい。
【００９３】
また，上記実施形態では，基板状の被加工物の一面に貼り付けられるテープとして，ダイシングテープ１４の例を挙げて説明したが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，テープは，上記各種の被加工物に貼り付けられるテープであれば，グライディングテープ，表面保護テープ，各種の粘着テープなど，如何なるテープであってもよい。
【００９４】
また，上記実施形態では，被加工物保持装置であるチャックテーブル３６は，被加工物を真空吸着する真空チャックとして構成されたが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，被加工物保持装置は，被加工物を静電吸着する静電チャックとして構成されてもよい。
【００９５】
また，上記実施形態では，被加工物保持部である吸着チャック３６１の全体をＰＴＦＥで形成したが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，被加工物保持部は，少なくとも被加工物を保持する保持面側（上面側３６１ａ）が，ＰＴＦＥで形成されていればよく，保持面と反対側（下面側）は，他の材質，例えばセラミック，合成樹脂，ステンレス等の金属などで形成してもよい。この場合には，被加工物保持部は，例えば，ＰＴＦＥ製の部材と，上記他の材質製の部材とを接合して構成されてもよく，或いは，上記他の材質からなる基材に，ＰＴＦＥをコーティングして構成されてもよい。
【００９６】
また，上記実施形態では，被加工物保持部である吸着チャック３６１は，多孔質ＰＴＦＥで形成されていたが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，被加工物保持部の保持面側は，多孔質でないＰＴＦＥで形成されてもよい。この場合には，真空吸着を行うために，被加工物保持装置（例えばチャックテーブル）の被加工物保持部（例えば吸着チャック）に，真空ポンプと連通する複数の微細な吸引孔を貫通形成し，かかる吸引孔を介して真空引きすることによって，被加工物を真空吸着するようにしてもよい。このように，被加工物保持部に複数の吸引孔を設けたとしても，上記のように，ＰＴＦＥで形成された被加工物保持部の表面でアブレーション現象が生じにくいので，被加工物に貼り付けられたテープが溶融しない。このため，溶融したテープが上記吸引孔を目詰まりさせることがない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は，レーザ加工装置における被加工物保持装置に適用可能であり，特に，レーザ光の照射を受けてもアブレーションが生じにくい被加工物保持部を要する被加工物保持装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態にかかるチャックテーブルの構成を示す一部切り欠き断面図である。
【図３】同実施形態にかかるチャックテーブルによって保持された半導体ウェハを切断加工する態様を示す側面図である。
【図４】照射されるレーザ光の波長と吸収係数との関係を，ＰＴＦＥとセラミックとで比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
１ レーザ加工装置
３ 被加工物保持機構
３６ チャックテーブル
１００ レーザ加工ヘッド
３６１ 吸着チャック
３６１ａ 吸着チャックの上面（保持面）
３６２ チャック基台部
３６２ａ チャック基台部の上面
３６２ｂ 環状突出部
３６２ｃ 吸引孔
３６２ｄ 溝
３６３ 真空ポンプ
Ｗ 半導体ウェハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーザ光を照射することにより被加工物をレーザ加工するレーザ加工装置に設けられる被加工物保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては，略円板形状の半導体ウェハの表面に格子状に配列された切断予定ライン（ストリート）によって複数の領域が区画され，この区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等の回路が形成される。そして，半導体ウェハを切断予定ラインに沿って切断することにより，回路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ェハも，切断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】
上述した半導体ウェハや光デバイスウェハ等の切断予定ラインに沿った切断加工（即ち，ダイシング加工）は，通常，ダイサーと称される切削装置によって行われている。この切削装置は，上記半導体ウェハや光デバイスウェハ等の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を切削する切削手段と，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切削送り手段と，を具備している。この切削手段は，スピンドルと，スピンドルに装着された切削ブレードと，スピンドルを回転駆動する駆動機構とを備える。切削ブレードは，円盤状の基台と，該基台の外周部に装着された環状の切刃からなっており，切刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド等の砥粒を電鋳によって基台に固定して，厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００４】
しかし，サファイヤ基板，炭化珪素基板等はモース硬度が高いため，上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。さらに，切削ブレードは，例えば２０μｍ程度の厚さを有するため，デバイスを区画する切断予定ラインの幅は，５０μｍ程度必要となる。このため，例えば大きさが３００μｍ×３００μｍ程度の基板の場合には，切断予定ラインの占める面積比率が１４％にもなり，生産性が低いという問題がある。
【０００５】
そこで，近年，半導体ウェハ等の板状の被加工物を切断する方法として，その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザ光を用い，分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光線を照射するレーザ加工方法も試みられている。このレーザ加工方法を用いた切断方法は，被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて，被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザ光を照射し，被加工物の内部に切断予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し，これによって強度が低下した切断予定ラインに沿って，外力を加えることにより，被加工物を分割するものである（例えば，特許文献１参照）。
【０００６】
また，近年においては，ＩＣ，ＬＳＩ等の回路の処理能力を向上するために，シリコンウェハの如き半導体ウェハの表面に，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）を積層した形態の半導体ウェハが実用化されている。このＬｏｗ−ｋ膜は，雲母のように多層（例えば５〜１５層）に積層されており，非常に脆いことから，切削ブレードにより切断予定ラインに沿って切削すると，Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し，この剥離が回路にまで達し，半導体チップに致命的な損傷を与えてしまうという問題があった。
【０００７】
この問題を解消するために，半導体ウェハの切断予定ラインに形成されているＬｏｗ−ｋ膜に対し，レーザ光を照射してＬｏｗ−ｋ膜を除去し，Ｌｏｗ−ｋ膜が除去された切断予定ラインを切削ブレードにより切削する加工装置も提案されている。（例えば，特許文献２参照。）
【０００８】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら，上記従来のレーザ加工装置を用いて，半導体ウェハ等の被加工物を切断する際には，以下のような問題があった。
【００１０】
レーザ加工装置で半導体ウェハを切断するためには，被加工物保持手段である例えばチャックテーブル上に半導体ウェハを保持した状態で，レーザ光照射手段からレーザ光を照射しつつ，チャックテーブルとレーザ光照射手段を加工送り方向に相対移動させる。半導体ウェハをダイシングする際には，ダイシングテープに貼着した状態の半導体ウェハに対し，切断予定ラインに沿ってレーザ光を照射する。
【００１１】
このとき，半導体ウェハの外周緑を越えてレーザ光が照射されると，半導体ウェハを保持しているチャックテーブルにレーザ光が照射される，この結果，チャックテーブ表面にアブレーション現象が生じるため，チャックテーブルの表面が損傷して表面精度が低下したり，チャックテーブルが加熱されてダイシングテープが溶融したりするという問題があった。このアブレーション現象は，高エネルギー密度を有するレーザ光を個体物質表面に照射した際，レーザ光のエネルギーを吸収した物質が，大きなエネルギーを有するフラグメントとして爆発的に飛散する現象である。
【００１２】
さらに，レーザ光照射手段によるレーザ光の出力や波長にもよるが，切断予定ラインを切断したレーザ光が，ダイシングテープを透過した結果，チャックテーブルの表面でアブレーション現象が発生する場合もある。チャックテーブルの表面はダイシングテープで密閉されているため，上記アブレーション現象によって，チャックテーブルは一層高熱に加熱され，その熱がダイシングテープに伝導して，ダイシングテープを溶融させてしまう。加えて，半導体ウェハがシリコンウェハである場合には，シリコンに入射したレーザ光がシリコンのレンズ効果によって屈折し，レーザ光の一部がシリコンを透過してチャックテーブルで集光されてしまうことも，アブレーション現象を助長させていると考えられる。特に，半導体ウェハの縦方向と横方向の切断予定ラインの交点直下にあるダイシングテープは，溶融しやすい。
【００１３】
さらに，例えば，チャックテーブルが真空吸着により被加工物を保持する真空チャックである場合には，溶融したダイシングテープが，チャックテーブルの吸着チャック表面に付着して，吸着チャックに形成された吸引孔を目詰まりさせてしまうという問題もあった。このため，吸着チャックに付着したダイシングテープを砥石によって削ぎ落とす作業が必要となり，場合によっては，チャックテーブルを交換せざるを得ない場合すらあった。
【００１４】
また，切断されたチップをチャックテーブルから剥離する際に，ダイシングテープがチャックテーブルに溶着していると，チップにダメージを与えてしまうという問題があった。加えて，チャックテーブル表面で発生するアブレーション現象によって，チップが衝撃を受けるので，チップの抗折強度が著しく低下してしまうという問題もあった。
【００１５】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，レーザ光が照射されたとしてもアブレーション現象の発生を抑制し，被加工物に貼り付けられたテープの溶融を防止可能な，新規かつ改良された被加工物保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，テープが貼り付けられた被加工物にレーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に使用される被加工物保持装置が提供される。この被加工物保持装置では，被加工物のテープが貼り付けられた面を保持する被加工物保持部を備え，上記被加工物保持部の少なくとも保持面側の材質は，ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成により，レーザ光照射を受ける可能性のある被加工物保持部の保持面側は，レーザ光のビームエネルギーの吸収率が小さいＰＴＦＥで形成されるので，レーザ光の照射を受けたとしても，アブレーション現象の発生を抑制できる。このため，被加工物保持部の保持面が，レーザ光の照射により，破損，変形することがない。また，被加工物保持部の保持面が過度に加熱されないので，被加工物に貼り付けられたテープが溶融することがない。さらに，被加工物保持部の変形により被加工物に衝撃を与えず，かつ，テープを被加工物保持部から剥離する時に，被加工物を分割したチップに衝撃を与えないので，当該チップの抗折強度の低下を防止できる。
【００１８】
また，上記被加工物保持部は，多孔質のＰＴＦＥで形成され，被加工物を真空吸着により保持するようにしてもよい。これにより，多孔質の被加工物保持部の内部を通して真空引きして，被加工物を好適に真空吸着して保持できる。このとき，テープを介して被加工物と被加工物保持部とを密着させて保持できるので，レーザ加工時におけるレーザ光の焦点制御を高精度で行うことができる。このため，被加工物保持部の保持面にレーザ光が照射される頻度を低下させることができる。
【００１９】
また，上記レーザ加工装置で使用されるレーザ光の波長は，３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍであるようにしてもよい。ＰＴＦＥは，かかる波長領域のレーザ光に対しては，従来のセラミックと比べて吸収率が非常に低い。このため，上記アブレーション現象の発生が，より好適に抑制される。
【００２０】
また，上記被加工物保持部は，被加工物に貼り付けられたテープと略同一の面積，若しくは当該テープより大きい面積を有してもよい。また，上記被加工物保持部は，プレート状の吸着チャックで構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば，被加工物保持部の少なくとも保持面側を，レーザ光のエネルギーを吸収し難い材料であるＰＴＦＥで形成することによって，被加工物保持部の表面にレーザが照射されたとしても，アブレーション現象が発生しにくい。
【００２２】
従って，被加工物保持部が損傷して表面精度が低下することがない。また，被加工物に貼り付けられたテープが溶融することを防止できる。さらに，被加工物を分割したチップの抗折強度の低下も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
まず，図１に基づいて，本発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成について説明する。なお，図１は，本実施形態にかかるレーザ加工装置１の全体構成を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように，レーザ加工装置１は，例えば，静止基台２と，この静止基台２に水平方向（矢印Ｘで示す方向。以下「Ｘ方向」という。）に移動可能に配設され，被加工物を保持する被加工物保持機構３と，静止基台２に上記Ｘ方向と垂直な水平方向（矢印Ｙで示す方向。以下「Ｙ方向」という。）に移動可能に配設されたレーザ光照射ユニット支持機構４と，レーザ光ユニット支持機構４に対して鉛直方向（矢印Ｚで示す方向。以下「Ｚ方向」という。）に移動可能に配設されたレーザ光照射ユニット５と，撮像手段６とから構成される。
【００２６】
上記被加工物保持機構３は，例えば，静止基台２上にＸ方向に沿って略平行に配設された一対の案内レール３１，３１と，この案内レール３１，３１上にＸ方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と，第１の滑動ブロック３２上にＹ方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と，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，被加工物を保持する被加工物保持装置の一例であるチャックテーブル３６と，を備える。
【００２７】
チャックテーブル３６は，本実施形態における被加工物保持装置として構成されており，本発明の特徴的部分である。このチャックテーブル３６は，例えば，本実施形態における被加工物保持部である吸着チャック（吸着用プレート）３６１と，この吸着チャック３６１を支持するチャック基台部３６２とを具備しており，吸着チャック３６１上に載置された被加工物を真空吸着して保持する。また，チャックテーブル３６は，円筒部材３４内に配設されたパルスモータ（図示せず。）によって，水平方向に回転可能である。なお，かかるチャックテーブル３６の詳細については後述する。
【００２８】
このようなチャックテーブル３６上には，被加工物の一例である半導体ウェハＷが載置される。この半導体ウェハＷとしては，例えば，８，１２または１６インチの略円板状のシリコンウェハや，低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を積層された半導体ウェハ，ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板など，各種の半導体基板を採用できる。
【００２９】
かかる半導体ウェハＷは，一側の面に，粘着テープである例えばダイシングテープ１４が貼り付けられている。このダイシングテープ１４により，半導体ウェハＷの表面を保護できるとともに，半導体ウェハＷを分割して形成された複数のチップがバラバラにならないようにできる。また，このダイシングテープ１４の外周は，ウェハリング（フレーム）１６に貼り付けられている。このように，半導体ウェハＷは，ダイシングテープ１４を介してウェハリング１６に支持された状態で，チャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に載置される。この際，半導体ウェハＷのダイシングテープ１４が貼り付けられた側の面を下向きにして載置される。よって，半導体ウェハＷと吸着チャック３６１との間には，ダイシングテープ１４が介在することとなる。
【００３０】
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。かかる構成の第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方向に移動可能に構成される。
【００３１】
さらに，被加工物保持機構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方向に移動させるための移動手段３７を具備している。この移動手段３７は，上記一対の案内レール３１，３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と，雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を備えている。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の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して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雌ネジブロック（図示せず。）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方向に移動せしめられる。
【００３２】
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方向に移動可能に構成される。
【００３３】
さらに，被加工物保持機構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方向に移動させるための移動手段３８を具備している。移動手段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，雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を備えている。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の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して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雌ネジブロック（図示せず。）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方向に移動せしめられる。
【００３４】
かかる構成の被加工物保持機構３は，移動手段３７および移動手段３８を動作させて，被加工物を保持するチャックテーブル３６をＸ方向およびＹ方向に自在に移動させることができる。これにより，レーザ加工装置１は，後述するレーザ光照射手段５２のレーザ加工ヘッド１００に対して，被加工物をＸ方向またはＹ方向に所定の送り速度（例えば５０〜８０ｍｍ／ｓ）で相対移動させることができる。かかる被加工物の相対移動により，被加工物に対するレーザ光の照射位置を変えることができるので，被加工物を所定の直線或いは曲線の切断ラインで切断加工することができる。
【００３５】
また，上記レーザ光照射ユニット支持機構４は，静止基台２上に割り出し送り方向（Ｙ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，案内レール４１，４１上にＹ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，移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなる。装着部４２２は，一側面にＺ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。
【００３６】
さらに，レーザ光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方向に移動させるための移動手段４３を具備している。移動手段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，雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を備えている。雄ネジロッド４３１は，その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック（図示せず。）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の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して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雌ネジブロック（図示せず。）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方向に移動せしめられる。
【００３７】
レーザ光照射ユニット５は，例えば，ユニットホルダ５１と，ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザ光照射手段５２と，移動手段５３と，を具備している。
【００３８】
ユニットホルダ５１は，例えば，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，Ｚ方向に移動可能に支持される。
【００３９】
レーザ光照射手段５２は，例えば，上記ユニットホルダ５１に固定され，略水平に延出する略円筒形状のケーシング５２１と，このケーシング５２１内に配設されたレーザ光発振装置５２２およびレーザ光変調装置５２３と，レーザ加工ヘッド１００と，を備える。
【００４０】
レーザ光発振装置５２２は，例えば，ＹＡＧレーザ発振器などで構成されており，例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ光を発振することができる。このレーザ光発振装置５２２が発振する例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ光の出力は，ピークパワーで例えば０．５〜５ｋＷ（ＭＡＸ）であり，アベレージパワーで例えば２０〜１８０ｍＷである。かかるレーザ光発振手段５２２が発振したレーザ光は，レーザ光変調装置５２３を介してレーザ加工ヘッド１００に導かれる。
【００４１】
レーザ光変調装置５２３は，例えば，繰り返し周波数設定部，レーザ光パルス幅設定部およびレーザ光波長設定部（いずれも図示せず。）などを備えており，上記レーザ光発振装置５２２が発振したレーザ光を変調することができる。具体的には，上記繰り返し周波数設定部は，例えば，レーザ光を所定の繰り返し周波数（例えば，１ｋＨｚ）のパルスレーザ光にすることができる。また，レーザ光パルス幅設定部は，例えば，パルスレーザ光のパルス幅を所定幅（例えば３０ｎｓｅｃ）に設定することができる。さらに，レーザ光波長設定部は，例えば，パルスレーザ光の波長を所定値（例えば３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍ）に設定することができる。
【００４２】
レーザ加工ヘッド１００は，被加工物の直上に近接して配置され，被加工物に対して上方よりレーザ光を照射するヘッドである。このレーザ加工ヘッド１００は，例えば，上記レーザ光発振装置５２２およびレーザ光変調装置５２３から発振されたパルスレーザ光（以下では，単にレーザ光という。）を集光し，被加工物である半導体ウェハＷに向けて出射する。
【００４３】
移動手段５３は，ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３，４２３に沿ってＺ方向に移動させることができる。この移動手段５３は，上記各移動手段と同様に一対の案内レール４２３，４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず。）と，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によって雄ネジロッド（図示せず。）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およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３，４２３に沿ってＺ方向に移動せしめる。
【００４４】
また，撮像手段６は，例えば，上記レーザ光照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部に配設されている。この撮像手段６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，この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，この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）と（いずれも図示せず。）から構成されている。この撮像手段６によって撮像された画像信号は，例えば，制御手段（図示せず。）に出力され，モニタ上に表示処理等される。
【００４５】
以上，レーザ加工装置１の全体構成について説明した。かかるレーザ加工装置１で，半導体ウェハＷを切断する場合，上述したように，レーザ光照射によってチャックテーブル３６の表面にアブレーション現象が生じ，各種の問題が生じていた。そこで，本願発明者らは，これらの問題を解決するためには，チャックテーブル３６の表面においてアブレーション現象を起こさせないことが重要であると考え，鋭意努力して，チャックテーブル３６の材質を，一般的に使用されるセラミックではなく，レーザ光のビームエネルギーを吸収し難い材質であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン，例えばテフロン（登録商標））とすることに想到した。以下に，かかるチャックテーブル３６の構成について詳細に説明する。
【００４６】
次に，図２に基づいて，本実施形態にかかる被加工物保持装置であるチャックテーブル３６の構成について詳細に説明する。なお，図２は，本実施形態にかかるチャックテーブル３６の構成を示す一部切り欠き断面図である。
【００４７】
図２に示すように，チャックテーブル３６は，例えば，本実施形態における被加工物保持部である吸着チャック３６１と，この吸着チャック３６１を支持するチャック基台部３６２とから構成される。このチャックテーブル３６は，被加工物である半導体ウェハＷを真空吸着する真空チャックとして構成されている。
【００４８】
吸着チャック３６１は，例えば，半導体ウェハＷを真空吸着するための略円板状の保持板（吸着用プレート）である。この吸着チャック３６１は，被加工物の形状に応じた形状及び大きさを有しており，本実施形態では，例えば略円板状の半導体ウェハＷに応じて，吸着チャック３６１もまた円板形状を有しており，吸着チャック３６１の直径は，ダイシングテープ１４の直径よりも大きい。この円板形状の吸着チャック３６１の厚さは例えば約５ｍｍであり，直径は例えば約２００ｍｍである。しかし，吸着チャック３６１の形状は，かかる例に限定されず，被加工物の形状に応じて，略矩形状，多角形状，略楕円状など，任意の形状の平板であってよい。
【００４９】
また，この吸着チャック３６１の上面３６１ａは，被加工物を保持する保持面（吸着面）であり，高精度に平坦化されている。このため，吸着チャック３６１の上面３６１ａは，載置された半導体ウェハＷの下面に貼り付けられたダイシングテープ１４と，隙間なく密接する。
【００５０】
かかる吸着チャック３６１は，全体が，多孔質のＰＴＦＥで形成されている点が特徴である。この多孔質のＰＴＦＥは，例えば，水槽内に微細な気泡を発生させるための装置であるバブラー等に使用される多孔質材料であり，通気性を有する。本実施形態にかかる吸着チャック３６１を構成する多孔質のＰＴＦＥの孔径は，平均で例えば約１０μｍであるが，かかる例に限定されない。
【００５１】
このような多孔質材料のＰＴＦＥで吸着チャック３６１を形成することにより，吸着チャック３６１の下面側から真空引きすることで，その吸引力が吸着チャック３６１の内部を通って吸着チャック３６１の上面３６１ａ側に伝わり，当該上面３６１ａに載置された半導体ウェハＷを真空吸着できるようになる。
【００５２】
また，吸着チャック３６１をＰＴＦＥで形成することにより，従来のセラミック製の吸着チャックと比べて，レーザ光のエネルギー吸収率を大幅に低減し，吸着チャック３６１の表面において，レーザ光照射に伴う上記アブレーション現象の発生を抑制できる。この詳細については後述する。
【００５３】
チャック基台部３６２は，例えば，アルミニウムまたはステンレス等の金属材料で形成された略円盤状の支持部材であり，上記吸着チャック３６１を下方より支持する。このチャック基台部３６２の上面３６２ａの外周部には，上記吸着チャック３６１の外形に応じた環状突出部３６２ｂが形成されている。この環状突出部３６２ｂは，チャック基台部３６２上に設置された吸着チャック３６１の外周面を保持して，横ずれしないようにできる。また，吸着チャック３６１の下面と，チャック基台部３６２の上面３６２ａとを，例えばアクリル系接着剤などにより接着することで，吸着チャック３６１をチャック基台部３６２上により安定して固定できる。
【００５４】
また，チャック基台部３６２の中央部には，吸引孔３２６ｃが垂直方向に貫通形成されている。かかる吸引孔３２６ｃの下端は，真空ポンプ３６３に連通している。一方，吸引孔３２６ｃの上端は，チャック基台部３６２の上面３６２ａに形成された溝３６２ｄと連通している。この溝３６２ｄは，チャック基台部３６２の上面３６２ａを溝加工して形成される。具体的には，かかる溝３６２ｄは，例えば，上記吸引孔３２６ａを中心として同心円状に形成された複数の環状溝と，上記吸引孔３２６ａから上記各環状溝を横切って放射状に延びる複数の直線溝と，からなる。図２の溝３６２ｄは，直線溝のうちの一つを示している。かかる溝３６２ｄは，真空ポンプ３６３による負圧（吸引力）を，吸着チャック３１６の下面全体に略均等に伝える機能を有する。
【００５５】
ここで，以上のような構成のチャックテーブル３６が半導体ウェハＷを保持する動作について説明する。まず，チャックテーブル３６の上面（即ち，吸着チャック３６１の上面３６１ａ）に，半導体ウェハＷが載置される。次いで，真空ポンプ３６３を動作させて，チャック基台部３６２の内部の雰囲気を吸引する。すると，この吸引力は，チャック基台部３６２の貫通孔３６２ｃおよび溝３６２ｄを介して，多孔質ＰＴＦＥで形成され通気性を有する吸着チャック３６１の内部に伝わり，この結果，半導体ウェハＷが吸着チャック３６１の上面３６１ａに真空吸着される。
【００５６】
次に，図３に基づいて，上記チャックテーブル３６によって保持された半導体ウェハＷを切断加工する態様について説明する。なお，図３は，本実施形態にかかるチャックテーブル３６によって保持された半導体ウェハＷを切断加工する態様を示す側面図である。
【００５７】
図３に示すように，チャックテーブル３６は，半導体ウェハＷのダイシングテープ１４が貼り付けられた側を，上記のように真空吸着して保持する。切断加工時には，このように半導体ウェハＷを保持したチャックテーブル３６が，上記レーザ光照射手段５２のレーザ加工ヘッド１００の下方に位置づけられる。そして，レーザ加工ヘッド１００からレーザ光１０１を半導体ウェハＷに向けて出射しながら，チャックテーブル３６を水平移動させることにより，半導体ウェハＷの切断予定ライン（ストリート）に沿ってレーザ光１０１を照射して，アブレーション作用により半導体ウェハＷを切断する。
【００５８】
この際，レーザ光１０１は，その集光点が半導体ウェハＷの内部に合うように照射されるが，半導体ウェハＷがシリコンウェハ等である場合には，図３に示すように，レーザ光１０１がシリコンにより屈折するなどして，ダイシングテープ１４を透過し，チャックテーブル３６の吸着チャック３６１内で集光されてしまうことがある。また，半導体ウェハＷの切断予定ラインの両端部では，レーザ光１０１が，半導体ウェハＷの外周緑を越えて照射され，吸着チャック３６１の上面３６１ａに直接照射されてしまうこともある。
【００５９】
このような場合，従来のセラミック製の吸着チャックを使用したチャックテーブルは，ビームエネルギーの吸収率が高いので，レーザ光１０１の照射を受けて吸着チャック上面にアブレーション現象が生じてしまうという問題があった。
【００６０】
これに対し，本実施形態にかかるチャックテーブル３６は，被加工物保持部である吸着チャック３６１が，レーザ光１０１のビームエネルギーを吸収しにくい材質であるＰＴＦＥで形成されている。このため，吸着チャック３６１の上面３６１ａにレーザ光１０１が照射されたとしても，アブレーション現象が非常に起こりにくい。このようにアブレーションを抑制できるのは，ＰＴＦＥの物性に依るものである。
【００６１】
ＰＴＦＥは，レーザ耐性に優れるという物性があり，レーザ加工装置１における被加工物保持部の材質として好適である。即ち，ＰＴＦＥは，レーザ光１０１のビームエネルギーの吸収率が低いので，レーザ光１０１の照射を受けたとしても，アブレーション現象が生じにくい。このため，かかるＰＴＦＥで形成された吸着チャック３６１は，その上面（保持面）３６１ａでアブレーション現象が発生しないので，レーザ加工時に損傷しにくく，ダイシングテープ１４を溶融させるほど高温に加熱されることがない。
【００６２】
このように，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１が，従来のセラミック製の吸着チャックより，ビームエネルギーの吸収率が低いことは，図４に示すグラフにより説明することができる。なお，図４は，照射されるレーザ光の波長（ｎｍ）と吸収係数αとの関係を，ＰＴＦＥとセラミックとで比較して示すグラフである。
【００６３】
一般的に，物質のエネルギー吸収率Ｅは，次の数式１で表すことができる。
【００６４】
Ｅ＝１−ｅ−αｔ ・・・（数式１）
〔α：吸収係数，ｔ：物質の厚さ〕
【００６５】
この数式１から明らかなように，同じ物質であってその厚さが変わらなければ，吸収係数αが大きいほど，そのエネルギーの吸収率Ｅが大きいことになる。従って，ＰＴＦＥとセラミックに関し吸収係数αを比較すれば，それらのビームエネルギーの吸収率を比較できることになる。そこで，ＰＴＦＥとセラミックとに関して吸収係数αを測定した実験結果を示すのが図４のグラフである。なお，この図４の実験結果の具体的数値を，表１にも示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
図４および表１に示すように，例えば，レーザ光の波長が３５５ｎｍ（三倍波）のとき，セラミックの吸収係数αは約０．００７２７であるのに対し，ＰＴＦＥの吸収係数αは約０．０００８８である。また，レーザ光の波長が５３２ｎｍ（二倍波）のとき，セラミックの吸収係数αは約０．０１３３８であるのに対し，ＰＴＦＥの吸収係数αは約０．０００９１である。さらに，レーザ光の波長が１０６４ｎｍ（基本波）のとき，セラミックの吸収係数αは約０．０１４２５であるのに対し，ＰＴＦＥの吸収係数αは約０．０００７０である。このように，ＰＴＦＥの吸収係数αは，セラミックの吸収係数αと比較して，著しく低いことが分かる。よって，ＰＴＦＥは，セラミックと比較して，ビームエネルギーの吸収率が著しき低いことが明らかである。
【００６８】
特に，レーザ光の波長が５３２ｎｍ（二倍波）〜１０６４ｎｍ（基本波）の領域では，ＰＴＦＥとセラミック間の吸収係数αの差が非常に大きく（約１４〜１８倍）なっており，チャックテーブル３６にＰＴＦＥを使用する効果が非常に大きいと考えられる。
【００６９】
ただし，レーザ光の波長が２００ｎｍ以下の領域，あるいは１５００ｎｍ以上の領域では，ＰＴＦＥの吸収係数αとセラミックの吸収係数αは，ほぼ変わらない。しかも，両材料の吸収係数αは０．００４以下となるため，レーザ耐性が強いと考えられる。このため，レーザ光の波長を，２００ｎｍ以下あるいは１５００ｎｍ以上の領域に設定すれば，セラミック製の吸着チャックでも，上述したアブレーション現象はさほど生じないと考えられる。
【００７０】
しかし，レーザ加工装置において，波長が２００ｎｍ以下，あるいは１５００ｎｍ以上であるレーザ光を使用すると，実際には，半導体ウェハＷ等の被加工物を好適に切断することができない。このため，レーザ加工装置において通常使用されるレーザ光の波長は，３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍである。
【００７１】
従って，上記のように，レーザ光の波長が２００ｎｍ以下あるいは１５００ｎｍ以上の波長領域でアブレーション現象が生じないことは，レーザ加工装置による実際の切断加工に対しての貢献度は低い。これに対し，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１を採用すれば，レーザ加工装置１において現実に多用される波長領域（３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍ）のレーザ光の照射を受けても，吸着チャック３６１の表面３６１ａにアブレーション現象が生じないという，大きな効果を奏するものである。
【００７２】
次に，このようにエネルギー吸収率が低いＰＴＦＥで形成されたチャックテーブル３６が，レーザ耐性に優れ，アブレーション現象が発生しにくいことを実証するための実験結果について説明する。
【００７３】
（実験１：テープの溶融の程度を測定する実験）
実験１では，平均孔径が約１０μｍの多孔質ＰＴＦＥを，厚さ５ｍｍ，直径２０ｍｍの円板状に成形した吸着チャック３６１を用いて，ダイシングテープ１４が貼り付けられた半導体ウェハＷを真空吸着して，かかる半導体ウェハＷをレーザ切断加工し，この加工後に，ダイシングテープ１４が吸着チャック３６１に溶着しているか否かを観察した。レーザ光源としてはＹＡＧレーザを使用し，波長が１０６４ｎｍ，５３２ｎｍ，３５５ｎｍの３種類のレーザ光によって，それぞれ切断加工実験を行った。このレーザ光の平均出力はそれぞれ，１６Ｗ，１２Ｗ，４Ｗであった。
【００７４】
また，比較対象として，一般的に使用されている多孔質セラミックからなる吸着チャックを使用して，同様の実験を行った。
【００７５】
かかる実験１の結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
表２に示すように，吸着チャック３６１の材質として，本実施形態にかかる多孔質のＰＴＦＥを使用した場合には，いずれのレーザ光の波長の場合も，吸着チャック３６１の表面３６１ａに溶融したダイシングテープ１４が付着することがなかった。これに対し，従来の多孔質セラミックを使用した場合には，いずれのレーザ光の波長の場合も，溶融したダイシングテープ１４が当該吸着チャックの表面に付着していた。特に，物質を透過しやすい長波長領域のレーザ光を使用した場合（１０６４ｎｍ）に，テープ溶着が顕著に現れていた。
【００７８】
このように，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１は，従来のセラミック製の吸着チャックと比べて，ダイシングテープ１４が溶着していないので，レーザ光の照射を受けても，その保持面３６１ａにおいてアブレーションが発生しなかったことが分かる。
【００７９】
（実験２：チップの抗折強度を測定する実験）
実験２では，数値的指標として，半導体ウェハＷを分割したチップの抗折強度を比較する実験を行った。
【００８０】
チャックテーブルからチップおよびダイシングテープを剥離する際に，ダイシングテープが吸着チャックに溶着していると，溶着したダイシングテープを吸着チャックから強い力で剥離しなければならないため，分割されたチップにダメージを与え，チップの抗折強度が低下してしまう。また，レーザ光による切断加工時に，吸着チャックの表面でアブレーションが起こると，このアブレーションのエネルギーによってダイシングテープが上方に押し出されるように盛り上がるので，チップは衝撃を受けてしまい，その抗折強度が低下してしまう。ダイシングテープの溶融は，チャックテーブル上でアブレーション反応が起こることに起因する。従って，これら２つのことから，ダイシングテープが溶融していなければ，チップの抗折強度が高いといえる。
【００８１】
この実験２では，レーザ光の波長を１０６４ｎｍ，平均出力を１６Ｗとし，チャックテーブル３６の送り速度８０ｍｍ／ｓとした。被加工物としては，厚さが５０μｍのシリコンウェハを使用し，このシリコンウェハに厚さ９０μｍのダイシングテープ１４を貼着した上で，ダイシングテープ１４が貼着された側の面を，上記実験１と同様な多孔質ＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１上に載置して吸着保持して，レーザ切断加工を行った。かかるレーザ切断加工により形成されたチップの抗折強度を測定した。
【００８２】
また，比較対象として，一般的に使用されている多孔質セラミックからなる吸着チャックを使用して同様の実験を行った。
【００８３】
かかる実験２の結果を表３に示す。
【００８４】
【表３】
【００８５】
表３に示すように，本実施形態にかかる多孔質のＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１を使用して切断加工した場合には，チップの抗折強度は，平均強度８００ＭＰａ，最大強度１３３７ＭＰａであった。これに対し，従来のセラミック製の吸着チャックを使用して切断加工した場合には，チップの抗折強度は，平均強度２００ＭＰａ，最大強度２８８ＭＰａであった。
【００８６】
このように，多孔質ＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１を用いて切断されたチップの抗折強度は，従来の多孔質セラミック製の吸着チャックを用いて切断されたチップの抗折強度と比べて，約４倍も高い数値を示している。よって，多孔質ＰＴＦＥを使用した場合の方が，多孔質セラミックを使用した場合より，吸着チャック表面でアブレーションが発生しておらず，チップは，ダイシングテープ１４の溶融による影響を受けていないことが分かる。
【００８７】
以上の実験結果からも分かるように，本実施形態にかかるＰＴＦＥ製の吸着チャック３６１は，ＰＴＦＥのビームエネルギーの吸収率が低いため，その保持面３６１ａでアブレーション現象がほとんど生じない。このため，レーザ光の照射を受けても，ダイシングテープ１４を溶融させるほど吸着チャック３６１が加熱されず，吸着チャック３６１自体が損傷，変形することもない。
【００８８】
以上，本実施形態にかかるレーザ加工装置１におけるチャックテーブル３６について詳細に説明した。本実施形態にかかるチャックテーブル３６は，被加工物保持部である吸着チャック３６１の材質をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にしたことを特徴とする。これにより，チャックテーブル３６の表面（即ち，チャック３６１の保持面３６１ａ）にレーザ光が照射されたとしても，吸着チャック３６１が，ビームエネルギーの吸収率が低いＰＴＦＥが使用されているため，その保持面３６１ａにおいてアブレーション現象が発生しない。よって，吸着チャック３６１の損傷を抑制してその表面精度の低下を防止でき，被加工物に貼り付けられたダイシングテープ１４が溶融して吸着チャック３６１に溶着することを防止でき，さらに，ダイシングテープ１４の溶着および吸着チャックテーブルの変形を原因とする，チップの抗折強度の低下をも防止できる。
【００８９】
さらに，本実施形態では，吸着チャック３６１全体を多孔質のＰＴＦＥで形成し，これを使用して真空吸着により被加工物を保持している。これにより，被加工物と吸着チャック３６１とを密着させて保持できるので，レーザ加工時におけるレーザ光の焦点制御を行い易く，吸着チャック３６１の表面３６１ａにレーザ光が照射される頻度を低下させることができる。
【００９０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９１】
例えば，上記実施形態では，レーザ光として，ＹＡＧレーザを用いたが，本発明はかかる例に限定されず，例えば，Ｈｅ−Ｎｅレーザ，ＣＯ２レーザ（横型励起大気圧ＣＯ２レーザ等），半導体レーザ，エキシマレーザ，イオンレーザなどを用いてもよい。
【００９２】
また，上記実施形態では，被加工物として，半導体ウェハＷを切断加工する例について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，被加工物は，その他の化合物半導体材（ガリウムヒ素，インジウムリン等），合成樹脂材（ＧＰＳ基板，ＢＧＡ基板，ガラスエポキシ樹脂，アクリル樹脂等），ガラス材（石英板，液晶，サファイヤ基板，光ファイバ等），セラミックス材，金属材（銅，ニッケル，ＳＵＳ鋼，超硬材等）などであってもよい。
【００９３】
また，上記実施形態では，基板状の被加工物の一面に貼り付けられるテープとして，ダイシングテープ１４の例を挙げて説明したが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，テープは，上記各種の被加工物に貼り付けられるテープであれば，グライディングテープ，表面保護テープ，各種の粘着テープなど，如何なるテープであってもよい。
【００９４】
また，上記実施形態では，被加工物保持装置であるチャックテーブル３６は，被加工物を真空吸着する真空チャックとして構成されたが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，被加工物保持装置は，被加工物を静電吸着する静電チャックとして構成されてもよい。
【００９５】
また，上記実施形態では，被加工物保持部である吸着チャック３６１の全体をＰＴＦＥで形成したが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，被加工物保持部は，少なくとも被加工物を保持する保持面側（上面側３６１ａ）が，ＰＴＦＥで形成されていればよく，保持面と反対側（下面側）は，他の材質，例えばセラミック，合成樹脂，ステンレス等の金属などで形成してもよい。この場合には，被加工物保持部は，例えば，ＰＴＦＥ製の部材と，上記他の材質製の部材とを接合して構成されてもよく，或いは，上記他の材質からなる基材に，ＰＴＦＥをコーティングして構成されてもよい。
【００９６】
また，上記実施形態では，被加工物保持部である吸着チャック３６１は，多孔質ＰＴＦＥで形成されていたが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，被加工物保持部の保持面側は，多孔質でないＰＴＦＥで形成されてもよい。この場合には，真空吸着を行うために，被加工物保持装置（例えばチャックテーブル）の被加工物保持部（例えば吸着チャック）に，真空ポンプと連通する複数の微細な吸引孔を貫通形成し，かかる吸引孔を介して真空引きすることによって，被加工物を真空吸着するようにしてもよい。このように，被加工物保持部に複数の吸引孔を設けたとしても，上記のように，ＰＴＦＥで形成された被加工物保持部の表面でアブレーション現象が生じにくいので，被加工物に貼り付けられたテープが溶融しない。このため，溶融したテープが上記吸引孔を目詰まりさせることがない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は，レーザ加工装置における被加工物保持装置に適用可能であり，特に，レーザ光の照射を受けてもアブレーションが生じにくい被加工物保持部を要する被加工物保持装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態にかかるチャックテーブルの構成を示す一部切り欠き断面図である。
【図３】同実施形態にかかるチャックテーブルによって保持された半導体ウェハを切断加工する態様を示す側面図である。
【図４】照射されるレーザ光の波長と吸収係数との関係を，ＰＴＦＥとセラミックとで比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
１ レーザ加工装置
３ 被加工物保持機構
３６ チャックテーブル
１００ レーザ加工ヘッド
３６１ 吸着チャック
３６１ａ 吸着チャックの上面（保持面）
３６２ チャック基台部
３６２ａ チャック基台部の上面
３６２ｂ 環状突出部
３６２ｃ 吸引孔
３６２ｄ 溝
３６３ 真空ポンプ
Ｗ 半導体ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープが貼り付けられた被加工物にレーザ光を照射して前記被加工物を加工するレーザ加工装置に使用される被加工物保持装置において：
前記被加工物の前記テープが貼り付けられた面を保持する被加工物保持部を備え，
前記被加工物保持部の少なくとも保持面側の材質は，ＰＴＦＥであることを特徴とする，被加工物保持装置。
【請求項２】
前記被加工物保持部は，多孔質のＰＴＦＥで形成され，前記被加工物を真空吸着により保持することを特徴とする，請求項１に記載の被加工物保持装置。
【請求項３】
前記レーザ加工装置で使用される前記レーザ光の波長は，３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍであることを特徴とする，請求項１または２のいずれかに記載の被加工物保持装置。
【請求項１】
テープが貼り付けられた被加工物にレーザ光を照射して前記被加工物を加工するレーザ加工装置に使用される被加工物保持装置において：
前記被加工物の前記テープが貼り付けられた面を保持する被加工物保持部を備え，
前記被加工物保持部の少なくとも保持面側の材質は，ＰＴＦＥであることを特徴とする，被加工物保持装置。
【請求項２】
前記被加工物保持部は，多孔質のＰＴＦＥで形成され，前記被加工物を真空吸着により保持することを特徴とする，請求項１に記載の被加工物保持装置。
【請求項３】
前記レーザ加工装置で使用される前記レーザ光の波長は，３５５ｎｍ〜１０６４ｎｍであることを特徴とする，請求項１または２のいずれかに記載の被加工物保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−７２５０（Ｐ２００６−７２５０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８５４９０（Ｐ２００４−１８５４９０）
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【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１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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