JP2005118808A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被加工物の上面に表出されない加工不良領域を検出することができるレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】 被加工物を保持するチャックテーブル３と、レーザー光線照射手段５とを具備するレーザー加工装置であって、レーザー光線照射手段からレーザー光線か照射される被加工物の加工部の光を捉える光検出手段７と、光検出手段の出力値が所定の許容範囲に含まれるか否かを判定する制御手段８とを具備している。加工部の光を捉える光検出手段の出力値が所定の許容範囲か否かを判定して加工不良を確認できるので、場合により再加工を行ったり、不良分析等に有効に利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物にレーザー光線を照射して所定の加工を施すレーザー加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路（素子）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。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエー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ための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。

しかるに、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。更に、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、例えば大きさが３００μｍ×３００μｍ程度のデバイスの場合には、ストリートが占める面積比率が大きく、生産性が悪いという問題がある。

一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、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ー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、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ー光線を照射し、被加工物の内部にストリートに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリート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。）
特開平２００２−１９２３６７号公報

パルスレーザー光線を照射して内部に変質層を形成した被加工物を変質層に沿って確実に分割するためには、変質層が被加工物の上面に均一に表出されていることが重要である。変質層が被加工物の上面に表出するように被加工物の上面から所定距離の位置にパルスレーザー光線の集光点を設定しているが、被加工物の上面にはウネリがありるため、変質層を被加工物の上面に均一に表出させることができない場合があり、変質層に沿って分割が困難な加工不良領域が発生するという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物にレーザー光線を照射することにより被加工物の内部に形成された変質層が、被加工物の上面に表出されない加工不良領域を検出することができるレーザー加工装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段からレーザー光線が照射される被加工物の加工部の光を捉える光検出手段と、該光検出手段の出力値が所定の許容範囲に含まれるか否かを判定する制御手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記光検出手段は、上記レーザー光線照射手段によって加工部に照射されるレーザー光線の光を捉え、その散乱光強度を電圧値に変換するフォトダイオードからなっている。また、上記光検出手段は、上記レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の波長と異なる波長の光を加工部に照射する照明光源と、該照明光源から加工部に照射された光の反射光を捉え、その光強度を電圧値に変換するフォトダイオードとを具備している。更に、上記光検出手段は、加工部からの反射光のうち上記レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の波長と同じ波長の光を遮断するフィルターを備えていることが望ましい。

また、上記制御手段は、上記光検出手段の出力値が所定の許容範囲に含まれない場合に不良箇所データとして格納する記憶手段を具備していることが望ましい。

本発明においては、加工部の光を捉える光検出手段の出力値が所定の許容範囲か否かを判定して加工不良を確認できるので、場合により再加工を行ったり、不良分析等に有効に利用することができる。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示されたレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し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４と、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、この吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状のウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す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の出力軸に図示しない減速装置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図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す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チャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す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の出力軸に図示しない減速装置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図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す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４１、４１と、該案内レール４１、４１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可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド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の出力軸に図示しない減速装置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図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。

図示の実施形態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手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。

図示のレーザー光線照射手段５２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５２１を含んでいる。ケーシング５２１内には図２に示すようにパルスレーザー光線発振手段５２２と伝送光学系５２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段５２２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５２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２ｂとから構成されている。伝送光学系５２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング５２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器５２４が装着されている。

上記パルスレーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系５２３を介して集光器５２４に至り、集光器５２４から上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図３に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器５２４の対物レンズ５２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物レンズ５２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物レンズ５２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。

図１に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部には、撮像手段６が配設されている。この撮像手段６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後述する制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転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に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザビーム照射手段５２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ビーム照射手段５２を下方に移動するようになっている。従って、集光点位置調整手段５３は、ケーシング５２１の先端に取り付けられた集光器５２４によって照射されるレーザー光線の集光点位置を調整することができる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記レーザー光線照射手段５２によってチャックテーブル３６に保持された被加工物にレーザー光線が照射される被加工物の加工部の光を捉える光検出手段７を備えている。この光検出手段７は、図示の実施形態においては上記集光器５２４に取り付けられたフォトダイオード７１を具備しており、加工部の散乱光を捉えその散乱光強度に対応した検出信号を電圧信号として後述する制御手段８に送る。制御手段８はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３と、入力インターフェース８４および出力インターフェース８５とを備えている。このように構成された制御手段８の入力インターフェース８４には、フォトダイオード７０１、撮像手段６等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース８５からは上記パルスモータ３７２および上記パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、レーザビーム照射手段５２、表示手段９等に制御信号を出力する。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下図４に示す半導体ウエーハ１０を加工する動作について説明する。
図４に示す半導体ウエーハ１０は、シリコンウエーハからなる半導体基板の表面１０ａに格子状に配列された複数のストリート１０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、表面１０ａに保護テープ１１が貼着され、裏面１０ｂを上側にしてチャックテーブル３６上に載置され吸引保持される。半導体ウエーハ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の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられレーザー光線照射ユニット５に配設された撮像手段６の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段８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６および制御手段１０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ユニット５の集光器５２４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、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角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。このとき、半導体ウエーハ１０のストリート１０１が形成されている表面１０ａは下側に位置しているが、撮像手段６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２１ｂから透かしてストリート１０１を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ１０に形成されているストリート１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル３６をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図５の（ａ）で示すように所定のストリート１０１の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。そして、集光器５２４から透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６即ち半導体ウエーハ１０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。そして、図５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の照射位置がストリート１０１の他端（図５の（ｂ）において右端）の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６即ち半導体ウエーハ１０の移動を停止する。このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ１０の表面１０ａ（下面）付近に合わせることにより、表面１０ａ（下面）から内部に向けて変質層１１０が形成される。

なお、上記レーザー光線照射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。
レーザー ；Ｎｄ：ＹＶＯ４ パルスレーザー
波長 ；１０６４ｎｍ
パルスエネルギー ；４０μＪ
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
パルス幅 ；２５ｎｓ
集光スポット径 ；φ１μｍ
集光点のピークパワー密度；２．０×１０Ｅ１１Ｗ／ｃｍ^２
加工送り速度 ；１００ｍｍ／秒

なお、半導体ウエーハ１０の厚さが厚い場合には、図６に示すように集光点Ｐを段階的に変えて上述したレーザー光線照射工程を複数回実行することにより、複数の変質層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを形成する。そして、図示の実施形態においては、最上層の変質層１１０ｄは半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂ（上面）に表出するように設定されているが、半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂ（上面）にウネリがあり厚さが変化する場合には、図６に示すように最上層の変質層１１０ｄが半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂ（上面）に表出しない領域Ｆ１、Ｆ２が発生する。変質層が上面に表出しない領域があると変質層に沿った分割が困難となる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上述した変質層が上面に表出しない領域Ｆ１、Ｆ２が発生したことを次のように検出する。
即ち、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図７に示すように集光器５２４に取り付けられた光検出手段７のホトダイオード７１によって加工部１１１（レーザー光線が照射される半導体ウエーハ１０の上面）の光が検出されている。このホトダイオード７１は、レーザー光線照射手段５２によって加工部１１１に照射されるレーザー光線（加工レーザー光）の光を捉え、その散乱光強度を電圧値に変換して電圧信号として制御手段８（図１参照）へ送る。図８にはフォトダイオード７１によって出力された電圧信号が示されている。図８は所定のＹ座標値（Ｙ−ｎ）におけるＸ座標のデータであり、横軸はＸ座標、縦軸はフォトダイオード７１から出力される電圧値（Ｖ）である。なお、Ｘ座標はチャックテーブル３６を所定の基準位置から加工送りする際に加工送り手段３７のパルスモータ３７２に印加するパルス数に基づいて求めることができ、また、Ｙ座標値は、チャックテーブル３６を所定の基準位置から割り出し送りする際に第１の割り出し送り手段３８のパルスモータ３８２または第２の割り出し送り手段４３のパルスモータ４３２に印加されたパルス数に基づいて求めることができる。図８において５Ｖ〜６Ｖの範囲（許容範囲）は半導体ウエーハ１０の上面に変質層が表出された加工部の光強度に対応する電圧値である。一方、変質層が半導体ウエーハ１０の上面に表出しない場合には、フォトダイオード７１から出力される電圧値が低下する。即ち、図７においてＳ１、Ｓ２で示すように、上記図６においてＦ１、Ｆ２で示す領域に対応するフォトダイオード７１からの出力電圧は低下する。

上述したようにフォトダイオード７１からの出力信号を入力した制御手段８は、図８に示す所定のＹ座標値（Ｙ−ｎ）におけるＸ座標のデータをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に一時格納する。そして、以上の作業を半導体ウエーハ１０に形成された全てのストリート１０１に対して実行し、そのデータをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に一時格納する。このように、半導体ウエーハ１０の全てのストリート１０１に沿って形成された変質層の状態に関するデータをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に一時格納した制御手段８は、各データのうちで上記許容範囲より低い（または高い）電圧のデータが存在する場合には、変質層が半導体ウエーハ１０の上面に表出しない領域（または異常）が発生したと判断し、不良箇所データとして記憶手段としてのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３の保存領域に格納する。そして、制御手段８は、不良箇所データを必要に応じて表示手段９に表示する。このように図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては、上述した不良箇所データによってレーザー加工した半導体ウエーハ１０の不良箇所が確認できるので、場合により再加工を行ったり、不良分析等に有効に利用することができる。

次に、加工点の光を捉える光検出手段７の他の実施形態について、図９を参照して説明する。
図９に示す光検出手段７は、加工レーザー光と異なる波長の照明光源からの光を加工部に照射し、その反射光をフォトダイオード７１によって検出する形態である。即ち、図９に示す光検出手段７は、上述した図２に示すレーザー光線照射手段５２の伝送光学系５２３と集光器５２４との間に配設された第１のハーフミラー７２と、照明光源７３と、該照明光源７３からの照明光を第１のハーフミラー７２に向けて反射する第２のハーフミラー７４と、該第２のハーフミラー７４とフォトダイオード７１の間に配設された結像レンズ７５およびフィルター７６とからなっている。上記照明光源７３は、例えばレーザーダイオードからなっており、レーザー光線照射手段５２によって照射されるレーザー光線（加工レーザー光）の波長と異なる波長のレーザー光線を照射する。なお、照明光源７３から照射される光は、可視光または波長が０．８μｍ程度の近赤外線光でもよい。上記結像レンズ７５は必ずしも必要ないが、これを設けることにより加工部１１１を高い検出倍率で検出することができる。上記フィルター７６は、加工レーザー光と同じ波長の光を遮断する機能を有するものが用いられる。

図９に示す光検出手段７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。レーザー光線照射手段５２の伝送光学系５２３から照射されるレーザー光線（加工レーザー光）は、上述したように第１のハーフミラー７２および集光器５２４を介して被加工物としての半導体ウエーハ１０の内部に集光点を合わせて照射され、この結果、半導体ウエーハ１０の内部に上述したように変質層１１０が形成される。この加工レーザー光は加工部１１１（加工レーザー光が照射される半導体ウエーハ１０の上面）で反射し、２点差線で示すように集光器５２４、第１のハーフミラー７２、第２のハーフミラー７４および結像レンズ７５を介してフィルター７６に到達するが、フィルター７６は加工レーザー光と同じ波長の光を遮断するので、加工レーザー光の反射光はフォトダイオード７１には到達しない。一方、レーザーダイオードからなる照明光源７３から照射された加工レーザー光と異なる波長の照明用のレーザー光線は、実線で示すように第２のハーフミラー７４、第１のハーフミラー７２および集光器５２４を介して被加工物としての半導体ウエーハ１０のレーザー加工部１１１に照射される。半導体ウエーハ１０のレーザー加工部１１１に照射された照明用のレーザー光線の反射光は、破線で示すように集光器５２４、第１のハーフミラー７２、第２のハーフミラー７４、結像レンズ７５およびフィルター７６を介してフォトダイオード７１に到達する。この結果、フォトダイオード７１は、照明光源７０３から照射された照明用のレーザー光線の反射光だけの光強度に対応した電圧値を出力することになる。

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。 図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザ光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。 パルスレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。 被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルに保持された被加工物の内部に変質層を形成している状態を示す説明図。 被加工物の内部に変質層を積層して形成した状態を示す説明図。 図１に示すレーザー加工装置に装備された光検出手段によって被加工物の加工部の光を検出する状態を示す説明図。 図１に示すレーザー加工装置に装備された加工音波検出手段の出力信号を示す説明図。 レーザー加工装置に装備される光検出手段の他の実施形態を示すブロック図。

符号の説明

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
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線照射手段
５２４：集光器
６：撮像手段
７：光検出手段
７１：フォトダイオード
７２：第１のハーフミラー
７３：照明光源
７４：第２のハーフミラー
７５：結像レンズ
７６：フィルター
８：制御手段
９：表示手段
１０：半導体ウエーハ（被加工物）

Claims (5)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を具備するレーザー加工装置において、
   該レーザー光線照射手段からレーザー光線が照射される被加工物の加工部の光を捉える光検出手段と、該光検出手段の出力値が所定の許容範囲に含まれるか否かを判定する制御手段と、を具備している、
   ことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該光検出手段は、該レーザー光線照射手段によって加工部に照射されるレーザー光線の光を捉え、その散乱光強度を電圧値に変換するフォトダイオードからなっている、請求項１記載のレーザー加工装置。
3. 該光検出手段は、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の波長と異なる波長の光を加工部に照射する照明光源と、該照明光源から加工部に照射された光の反射光を捉え、その光強度を電圧値に変換するフォトダイオードとを具備している、請求項１記載のレーザー加工装置。
4. 該光検出手段は、加工部からの反射光のうち該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の波長と同じ波長の光を遮断するフィルターを備えている、請求項３記載のレーザー加工装置。
5. 該制御手段は、該光検出手段の出力値が所定の許容範囲に含まれない場合に不良箇所データとして格納する記憶手段を具備している、請求項１から４のいずれかに記載のレーザー加工装置。

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