JP2008119741A - レーザー加工装置およびウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボンディングパッドを溶融することなくボンディングパッドに達するビアホールを形成することができるレーザー加工装置および効率よくビアホールを形成することができるウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】レーザー光線照射手段は第１のパルスレーザー光線照射手段と第２のパルスレーザー光線照射手段とを具備しており、第１のパルスレーザー光線照射手段は第１のパルスレーザー光線発振手段６１が発振したパルスレーザー光線ＬＢの光軸を加工送り方向に偏向する音響光学偏向手段６５，６６と、音響光学偏向手段を通過したパルスレーザー光線を集光する第１の集光レンズ６７１ａとを備え、第２のパルスレーザー光線照射手段は第２のパルスレーザー光線発振手段６１が発振したパルスレーザー光線を集光する第２の集光レンズ６７１ｂとを備えており、第１の集光レンズのNA値は第２の集光レンズのNA値より小さい値に設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、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装置およびレーザー加工装置を用いて所定深さの孔を形成するウエーハの加工方法に関する。

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。

装置の小型化、高機能化を図るため、複数の半導体チップを積層し、積層された半導体チップの電極を接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造は、半導体ウエーハの表面におけるボンディングパッドが形成された位置に裏面からボンディングパッドに達する孔（ビアホール）を形成し、このビアホールに電極と接続するアルミニウム等の導電性材料を埋め込む構成である。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００３−１６３３２３号公報

上述した半導体ウエーハに設けられるビアホールは、ドリルによって形成されている。しかるに、半導体ウエーハに設けられるビアホールは直径が１００〜３００μmと小さく、ドリルによる穿孔では生産性が悪いという問題がある。

上記問題を解消するために本出願人は、半導体ウエーハ等の被加工物に効率よく細孔を形成することができるレーザー加工装置を特願２００５−６４８６７号として提案した。このレーザー加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルとレーザー光線照射手段との相対的な加工送り量を検出する加工送り量検出手段と、被加工物に形成する細孔のX,Y座標値を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された細孔のX,Y座標値と加工送り量検出手段からの検出信号に基づいてレーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備し、被加工物に形成する細孔のX,Y座標値がレーザー光線照射手段の集光器の直下に達したら１パルスのレーザー光線を照射するように構成したものである。

しかるに、被加工物に貫通孔を形成するには、同一個所に複数回パルスレーザー光線を照射する必要があるが、上述したレーザー加工装置を用いると、被加工物の移動を複数回実施しなければならず、生産性の面で必ずしも満足し得るものではない。

このような要求に対応するため本出願人は、音響光学素子を用いた音響光学偏向手段を備えたレーザー光線照射手段を装備し、レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の光軸を音響光学素子を通過する際に偏向することにより、被加工物を加工送りしつつ同一加工位置にレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工装置を特願２００５−３６２２３６号として提案した。

上述した半導体ウエーハの裏面からレーザー光線を照射してビアホールを形成する形成方法においては、半導体ウエーハの表面に形成されたボンディングパッドに穴を開けないように寸止めしなければならず、このためにはパルスレーザー光線を所定パルス照射することのよりボンディングパッドに達するように制御する必要がある。しかるに、音響光学偏向手段を用いてレーザー光線の光軸を偏光するレーザー光線照射手段においては、光軸が偏光されたレーザー光線の集光点の変位量を所定量確保するためには集光レンズのNA値を０．１以下にする必要がある。集光レンズのNA値を０．１以下にすると、集光レンズの焦点距離が長くなり焦点深度が大きくなるため、レーザー光線による加工可能長さが大きくなる。このため、ボンディングパッドに近い位置まで加工されると熱が蓄積され、ボンディングパッドに達する際にはボンディングパッドの融点に達してボンディングパッドが溶融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、その主たる技術的課題は、ボンディングパッドを溶融することなくボンディングパッドに達するビアホールを形成することができるレーザー加工装置およびこのレーザー加工装置を用いて効率よくビアホールを形成することができるウエーハの加工方法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、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、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は、第１のパルスレーザー光線照射手段と第２のパルスレーザー光線照射手段とを具備しており、
該第１のパルスレーザー光線照射手段は第１のパルスレーザー光線を発振する第１のパルスレーザー光線発振手段と、該第１のパルスレーザー光線発振手段が発振したパルスレーザー光線の光軸を加工送り方向（X軸方向）に偏向する音響光学偏向手段と、該音響光学偏向手段を通過したパルスレーザー光線を集光する第１の集光レンズとを備え、
該第２のパルスレーザー光線照射手段はパルスレーザー光線を発振する第２のパルスレーザー光線発振手段と、該第２のパルスレーザー光線発振手段が発振したパルスレーザー光線を集光する第２の集光レンズとを備えており、
該第１の集光レンズのNA値は、該第２の集光レンズのNA値より小さい値に設定されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記第１の集光レンズのNA値は０．０１以下に設定され、上記第２の集光レンズのNA値は０．０２以上に設定されていることが望ましい。
上記第１のパルスレーザー光線発振手段と上記第２のパルスレーザー光線発振手段は共通のパルスレーザー光線発振手段からなり、共通の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を第１の経路と第２の経路に選択的に切り換える経路切換手段を備えており、第１の経路に上記音響光学偏向手段および第１の集光レンズが配設され、第２の経路に第２の集光レンズが配設されている。

また、本発明によれば、上記レーザー加工装置を用いて、表面に複数のデバイスが形成されているとともにデバイスにボンディングパッドが形成されているウエーハに、裏面側からパルスレーザー光線を照射してボンディングパッドに達するビアホールを形成するウエーハの加工方法であって、
上記第１のパルスレーザー照射手段を用いて、ウエーハを保持したチャックテーブルを所定速度で加工送りしつつ上記音響光学偏向手段を作動して第１の集光レンズによって集光されるパルスレーザー光線の光軸を偏向しボンディングパッドに対応する位置にパルスレーザー光線を照射することにより、ウエーハ裏面からボンディングパッドに達しない未貫通穴を形成する第１のレーザー加工工程と、
上記第２のパルスレーザー照射手段を用いて、第１のレーザー加工工程においてウエーハに形成された未貫通穴に照射し、ボンディングパッドに達するビアホールを形成する第２のレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

本発明によるレーザー加工装置においては、第１のパルスレーザー照射手段を構成する第１の集光レンズのNA値は第２のパルスレーザー照射手段を構成する第２の集光レンズのNA値より小さい値に設定されているので、音響光学偏向手段によってより光軸が偏光されたレーザー光線の集光点の変位量を所定量確保することができる。従って、被加工物を保持したチャックテーブルを加工送り方向に移動しつつ同一加工位置にパルスレーザー光線を照射することができるので、所定深さのレーザー加工孔を効率よく形成することができる。また、第２のパルスレーザー照射手段を構成する第２の集光レンズのNA値は大きい値に設定されているので、焦点深度が小さくレーザー光線による加工可能長さが小さくなるため、加工量の制御が容易となる。
従って、本発明によるレーザー加工装置を用いてウエーハにボンディングパッドに達するビアホールを形成する場合、第１のパルスレーザー照射手段を用いてボンディングパッドに達しない未貫通穴を形成し、第２のパルスレーザー照射手段を用いてボンディングパッドに達するビアホールを形成することにより、ボンディングパッドを溶融することなく効率的にビアホールを形成することができる。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置およびウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

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

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、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤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。

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（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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック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（X軸方向）に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。この送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向（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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）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（Y軸方向）に移動せしめられる。

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

上記レーザー光線照射ユニット支持機構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（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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）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（Y軸方向）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（Z軸方向）に移動可能に支持される。

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（Z軸方向）に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段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手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）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ー光線照射装置５２を下方に移動するようになっている。

図示のレーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置されたケーシング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を発振する共通のパルスレーザー光線発振手段６１が配設されている。このパルスレーザー光線発振手段６１から発振されたパルスレーザー光線LBは、経路切換手段６３によって第１の経路６２aと第２の経路６２bに選択的に切り換えられる。経路切換手段６３によって第１の経路６２aに切り替えられた第１のパルスレーザー光線LB１は、第１の出力調整手段６４aと第１の音響光学偏向手段６５および第２の音響光学偏向手段６６を介して第１の集光器６７aの第１の集光レンズ６７１aによって集光される。従って、共通のパルスレーザー光線発振手段６１と経路切換手段６３と第１の出力調整手段６４aと第１の音響光学偏向手段６５および第２の音響光学偏向手段６６と第１の集光器６７aは、第１のパルスレーザー光線照射手段として機能する。一方、上記経路切換手段６３によって第２の経路６２bに切り換えられた第２のパルスレーザー光線LB2は、方向変換ミラー６８、第２の出力調整手段６４bを介して第２の集光器６７bの第２の集光レンズ６７１bによって集光される。従って、共通のパルスレーザー光線発振手段６１と経路切換手段６３と方向変換ミラー６８と第２の出力調整手段６４bと第２の集光器６７bは、第２のパルスレーザー光線照射手段として機能する。

上記パルスレーザー光線発振手段６１は、パルスレーザー光線発振器６１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６１２とから構成されている。パルスレーザー光線発振器６１１は、図示の実施形態においてはＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー発振器からなり、繰り返し周波数設定手段６１２によって設定された繰り返し周波数のパルスレーザー光線LBを発振する。上記経路切換手段６３は、方向変換ミラー６３１と、該方向変換ミラー６３１を図２において実線で示すようにパルスレーザー光線発振手段６１から発振されたパルスレーザー光線LBの経路から退避する第１の位置と、図２において２点鎖線で示すようにパルスレーザー光線発振手段６１から発振されたパルスレーザー光線LBの経路に位置する第２の位置に選択的に移動せしめるアクチュエータ６３２とからなっている。上記第１の出力調整手段６４aおよび第２の出力調整手段６４bは、上記第１のパルスレーザー光線LB１および第２のパルスレーザー光線LB2を所定の出力に調整する。

上記第１の音響光学偏向手段６５は、第１のパルスレーザー光線LB１の光軸を加工送り方向（X軸方向）に偏向する第１の音響光学素子６５１と、該第１の音響光学素子６５１に印加するRF（radio frequency）を生成する第１のRF発振器６５２と、該第１のRF発振器６５２によって生成されたRFのパワーを増幅して第１の音響光学素子６５１に印加する第１のRFアンプ６５３と、第１のRF発振器６５２によって生成されるRFの周波数を調整する第１の偏向角度調整手段６５４と、第１のRF発振器６５２によって生成されるRFの振幅を調整する第１の出力調整手段６５５を具備している。上記第１の音響光学素子６５１は、印加されるRFの周波数に対応してレーザー光線の光軸を偏向する角度を調整することができるとともに、印加されるRFの振幅に対応してレーザー光線の出力を調整することができる。なお、上記第１の偏向角度調整手段６５４および第１の出力調整手段６５５は、後述する制御手段によって制御される。

上記第２の音響光学偏向手段６６は、上記第１のパルスレーザー光線LB１の光軸を加工送り方向（X軸方向）と直交する割り出し送り方向（Y軸方向：図２において紙面に垂直な方向）に偏向する第２の音響光学素子６６１と、該第２の音響光学素子６６１に印加するRFを生成する第２のRF発振器６６２と、該RF発振器６６２によって生成されたRFのパワーを増幅して第２の音響光学素子６６１に印加する第２のRFアンプ６６３と、第２のRF発振器６６２によって生成されるRFの周波数を調整する第２の偏向角度調整手段６６４と、第２のRF発振器６６２によって生成されるRFの振幅を調整する第２の出力調整手段６６５を具備している。上記第２の音響光学素子６６１は、印加されるRFの周波数に対応してレーザー光線の光軸を偏向する角度を調整することができるとともに、印加されるRFの振幅に対応してレーザー光線の出力を調整することができる。なお、上記第２の偏向角度調整手段６６４および第２の出力調整手段６６５は、後述する制御手段によって制御される。

また、図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５２は、上記第１の音響光学素子６５１に所定周波数のRFが印加された場合に、図２において破線で示すように第１の音響光学素子６５１によって偏向されたレーザー光線を吸収するためのレーザー光線吸収手段６９を具備している。

上記第１の音響光学偏向手段６５および第２の音響光学偏向手段６６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。
第１の音響光学偏向手段６５の第１の偏向角度調整手段６５４に例えば０Vの電圧を印加し、第１の音響光学素子６５１に０Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、第１のパルスレーザー光線LB１は、図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段６９に導かれる。また、第１の音響光学偏向手段６５の第１の偏向角度調整手段６５４に例えば５Vの電圧を印加し、第１の音響光学素子６５１に５Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、第１のパルスレーザー光線LB１は、その光軸が図２において１点鎖線で示すように偏向され集光点Paに集光される。また、第１の偏向角度調整手段６５４に例えば１０Vの電圧を印加し、第１の音響光学素子６５１に１０Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、第１のパルスレーザー光線LB１は、その光軸が図２において実線で示すように偏向され、上記集光点Paから加工送り方向（X軸方向）に図２において左方に所定量変位した集光点Pbに集光される。一方、第１の偏向角度調整手段６５４に例えば１５Vの電圧を印加し、第１の音響光学素子６５１に１５Vに対応する周波数のRFが印加された場合には、第１のパルスレーザー光線LB１は、その光軸が図２において２点鎖線で示すように偏向され、上記集光点Pbから加工送り方向（X軸方向）に図２において左方に所定量変位した集光点Pcに集光される。このように、第１の音響光学素子６５１によって光軸が偏向されるレーザー光線は、第１の偏向角度調整手段６５４に印加される電圧に対応して加工送り方向（X軸方向）に偏向せしめられる。図示の実施形態においては、第１のパルスレーザー光線LB2を集光する第１の集光器６７aの第１の集光レンズ６７１aは、NA値が０．０１に設定され焦点距離f1が２００mmと比較的長い値に設定されているので、上記集光点Paから集光点Pcまでの変位量を所定量確保することができる。

なお、第２の音響光学偏向手段６６も上記第１の音響光学偏向手段６５と同様に、第２の偏向角度調整手段６６４に印加する電圧を調整し、第２の音響光学素子６６１に印加するRFの周波数を調整することにより、第２のパルスレーザー光線LB2の光軸を加工送り方向（X軸方向）と直交する割り出し送り方向（Y軸方向：図２において紙面に垂直な方向）に偏向することができる。

ここで、上記第１の集光器６７aの第１の集光レンズ６７１aと第２の集光器６７bの第２の集光レンズ６７１bについて、図３および図４を参照して説明する。
第１の集光レンズ６７１aのNA値は、第２の集光レンズ６７１bのNA値より小さく設定されている。図示の実施形態における第１の集光レンズ６７１aのNA値は０．０１に設定され、第２の集光レンズ６７１bのNA値は０．０４に設定されている。例えば、図３に示すように第１の集光レンズ６７１aは、瞳と呼ばれる焦点を結ぶ領域（有効領域）の半径r1が２mmで、焦点距離f1が２００mmに設定されており、NA値は（NA≒r1／f1）０．０１となる。一方、図４に示すように第２の集光レンズ６７１bは、瞳と呼ばれる焦点を結ぶ領域（有効領域）の半径r2が２mmで、焦点距離f2が５０mmに設定されており、NA値は（NA≒r2／f2）０．０４となる。なお、第１の集光レンズ６７１aのNA値は０．０１以下に設定することが望ましく、第２の集光レンズ６７１bのNA値は０．０２以上に設定することが望ましい。このように構成された第１の集光レンズ６７１aを備えた第１の集光器６７aおよび第２の集光レンズ６７１bを備えた第２の集光器６７bは、図１に示すようにケーシング５２１の先端に装着される。

図１を参照して説明を続けると、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部には、レーザー光線照射手段５２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、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加工装置は、制御手段１０を具備している。制御手段１０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）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２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）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６を備えている。制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４および撮像手段７等からの検出信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、パルスレーザー光線発振手段５２のパルスレーザー光線発振手段６１、第１の音響光学偏向手段６５の偏向角度調整手段６５４および出力調整手段６５５、第２の音響光学偏向手段６６の偏向角度調整手段６６４および出力調整手段６６５等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、後述する被加工物の設計値のデータを記憶する第１の記憶領域１０３aや他の記憶領域を備えている。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図５にはレーザー加工される被加工物としての半導体ウエーハ２０の平面図が示されている。図５に示す半導体ウエーハ２０は、シリコンウエーハからなっており、その表面２０ａに格子状に配列された複数の分割予定ライン２０１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２０２がそれぞれ形成されている。この各デバイス２０２は、全て同一の構成をしている。デバイス２０２の表面にはそれぞれ図６に示すように複数のボンディングパッド２０３（２０３a〜２０３j）が形成されている。なお、図示の実施形態においては、２０３aと２０３f、２０３bと２０３g、２０３cと２０３h、２０３dと２０３i、２０３eと２０３jは、X方向位置が同一である。この複数のボンディングパッド２０３（２０３a〜２０３j）部にそれぞれ裏面２０bからボンディングパッド２０３に達する加工孔（ビアホール）が形成される。各デバイス２０２におけるボンディングパッド２０３（２０３a〜２０３j）のX方向（図６おいて左右方向）の間隔Ａ、および各デバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３における分割予定２０１を挟んでX方向（図６において左右方向）に隣接する電極即ちボンディングパッド２０３eとボンディングパッド２０３aとの間隔Bは、図示の実施形態においては同一間隔に設定されている。また、各デバイス２０２におけるボンディングパッド２０３（２０３a〜２０３j）のY方向（図６において上下方向）の間隔C、および各デバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３における分割予定ライン２０１を挟んでY方向（図６において上下方向）に隣接するボンディングパッド即ちボンディングパッド２０３fとボンディングパッド２０３aおよびボンディングパッド２０３jとボンディングパッド２０３eとの間隔Dは、図示の実施形態においては同一間隔に設定されている。このように構成された半導体ウエーハ２０について、図５に示す各行Ｅ1・・・・Enおよび各列F1・・・・Fnに配設されたデバイス２０２の個数と上記各間隔A,B,C,Dは、その設計値のデータが上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１に記憶領域１０３aに格納されている。

上述したレーザー加工装置を用い、上記半導体ウエーハ２０に形成された各デバイス２０２のボンディングパッド２０３（２０３a〜２０３j）部に加工孔（ビアホール）を形成するレーザー加工の実施形態について説明する。
上記のように構成された半導体ウエーハ２０は、図７に示すように環状のフレームFに装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープTに表面２０ａを貼着する。従って、半導体ウエーハ２０は、裏面２０bが上側となる。このようにして環状のフレームFに保護テープTを介して支持された半導体ウエーハ２０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に保護テープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２０は、保護テープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。

上述したように半導体ウエーハ２０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。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、チャックテーブル３６上の半導体ウエーハ２０は、図８に示す座標位置に位置付けられた状態となる。この状態で、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０に形成されている格子状の分割予定ライン２０１がX軸方向とY軸方向に平行に配設されているか否かのアライメント作業を実施する。即ち、撮像手段７によってチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０を撮像し、パターンマッチング等の画像処理を実行してアライメント作業を行う。このとき、半導体ウエーハ２０の分割予定ライン２０１が形成されている表面２０ａは下側に位置しているが、撮像手段７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、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂから透かして分割予定ライン２０１を撮像することができる。

次に、チャックテーブル３６を移動して、半導体ウエーハ２０に形成されたデバイス２０２における最上位の行E1の図８において最左端のデバイス２０２を撮像手段７の直下に位置付ける。そして、更にデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３（２０３a〜２０３j）における図８において左上のボンディングパッド２０３aを撮像手段７の直下に位置付ける。この状態で撮像手段７がボンディングパッド２０３aを検出したならばその座標値(a1)を第１の加工送り開始位置座標値として制御手段１０に送る。そして、制御手段１０は、この座標値(a1)を第１の加工送り開始位置座標値としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する（加工送り開始位置検出工程）。このとき、撮像手段７とレーザー光線照射手段５２の第１の集光器６７aおよび第２の集光器６７bはX軸方向に所定の間隔を置いて配設されているので、X座標値は上記撮像手段７と第１の集光器６７aおよび第２の集光器６７bとの間隔を加えた値が格納される。

このようにして図８において最上位の行E1のデバイス２０２における第１の加工送り開始位置座標値(a1)を検出したならば、チャックテーブル３６を分割予定ライン２０１の間隔だけＹ軸方向に割り出し送りするとともにX軸方向に移動して、図８において最上位から２番目の行E2における最左端のデバイス２０２を撮像手段７の直下に位置付ける。そして、更にデバイス３０２に形成されたボンディングパッド２０３(２０３a〜２０３j）における図９において左上のボンディングパッド２０３aを撮像手段７の直下に位置付ける。この状態で撮像手段７がボンディングパッド２０３aを検出したならばその座標値(a2)を第２の加工送り開始位置座標値として制御手段１０に送る。そして、制御手段１０は、この座標値(a2)を第２の加工送り開始位置座標値としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。このとき、撮像手段７とレーザー光線照射手段５２の第１の集光器６７aおよび第２の集光器６７bは上述したようにX軸方向に所定の間隔を置いて配設されているので、X座標値は上記撮像手段７と第１の集光器６７aおよび第２の集光器６７bとの間隔を加えた値が格納される。以後、制御手段１０は、上述した割り出し送りと加工送り開始位置検出工程を図８において最下位の行Ｅｎまで繰り返し実行し、各行に形成されたデバイス２０２の加工送り開始位置座標値（a３〜aｎ）を検出して、これをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に格納する。

次に、半導体ウエーハ２０の各デバイス２０２に形成された各ボンディングパッド２(２０３a〜２０３j）部に、半導体ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３６を加工送り方向に移動しつつ上記第１のパルスレーザー光線LB１を照射してボンディングパッドに達しない未貫通孔を形成する第１のレーザー加工工程を実施する。第１のレーザー加工工程は、先ず加工送り手段３７を作動しチャックテーブル３６を移動して、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている第１の加工送り開始位置座標値（a１）をレーザー光線照射手段５２の第１の集光器６７aの直下に位置付ける。このように第１の加工送り開始位置座標値（a１）が第１の集光器６７aの直下に位置付けられた状態が図９の(a)に示す状態である。なお、制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２の経路切換手段６３を作動して方向変換ミラー６８を図２において実線で示す位置に位置付ける。従って、パルスレーザー光線発振手段６１から発振されるパルスレーザー光線LBは、第１の経路６２aに切り替えられる。そして、図９の(a)に示す状態から制御手段１０は、チャックテーブル３６を図９の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の移動速度で加工送りするように上記加工送り手段３７を制御すると同時に、レーザー光線照射手段５２を作動して第１の経路６２aに切り替えられた第１のパルスレーザー光線LB１を第１の集光器６７aから所定パルス照射する。なお、第１の集光器６７aから照射されるレーザー光線の集光点Pは、半導体ウエーハ２０の表面２０a付近に合わせる。このとき、制御手段１０は、第１のパルスレーザー光線LB１を所定パルス照射する間に、加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからの検出信号に基いて第１の音響光学偏向手段６５の第１の偏向角度調整手段６５４および第１の出力調整手段６５５に制御信号を出力する。即ち、制御手段２０は、第１の偏向角度調整手段６５４に５〜１５Vの範囲の制御信号を出力する。なお、図示の実施形態における穿孔工程においてはパルスレーザー光線をY軸方向には偏向しないので、制御手段１０は、第２の音響光学偏向手段６６の第２の偏向角度調整手段６６４に１０Vの電圧を印加する制御信号を出力する。

一方、第１のRF発振器６５２は第１の偏向角度調整手段６５４および第１の出力調整手段６５５からの制御信号に対応したRFを出力する。第１のRF発振器６５２から出力されたRFのパワーは、第１のRFアンプ６５３によって増幅され第１の音響光学素子６５１に印加される。第１のRF発振器６５２から出力されたRFのパワーは、第１のRFアンプ６５３によって増幅され第１の音響光学素子６５１に印加される。また、第２のRF発振器６６２も第２の偏向角度調整手段６６４および第２の出力調整手段６６５からの制御信号に対応したRFを出力する。第２のRF発振器６６２から出力されたRFのパワーは、第２のRFアンプ６６３によって増幅され第２の音響光学素子６６１に印加される。この結果、第１の音響光学素子６５１および第２の音響光学素子６６１は、第１のパルスレーザー光線LB2の光軸を図２において１点鎖線で示す位置から２点差線で示す位置までの範囲で偏向する。

上記第１のレーザー加工工程における加工条件の一例について説明する。
光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：１０kHz
１パルス当たりのエネルギー密度：４０J／cm²
集光スポット径 ：φ８０μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

このような加工条件によって第１のレーザー加工工程を実施すると、シリコンウエーハにはパルスレーザー光線の１パルス当たり深さが５μm程度のレーザー加工孔を形成することができる。従って、厚さが１００μmのシリコンウエーハにパルスレーザー光線を１８パルス照射すると９０μm程度のレーザー加工孔を形成することができる。このため、上記加工条件においては１００ｍｍ／秒の加工送り速度で移動しているチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０の第１の加工送り開始位置座標値（a１）に１８パルスのパルスレーザー光線を照射することにより、図９の(b)に示すようにボンディングパッド２０３まで１０μm程度の残存部２００を残した未貫通孔２０４aを形成することができる。なお、パルスレーザー光線の１パルス当たりのエネルギー密度は、２０〜６０J／cm²の範囲が適当である。また、集光スポット径は、形成したいビアホールの直径をDとした場合、０．７〜０．９Dが適当である。

ここで、半導体ウエーハ２０が１００ｍｍ／秒の加工送り速度で移動している際に、半導体ウエーハ２０の第１の加工送り開始位置座標値（a１）に１８パルスのパルスレーザー光線を照射する方法について、図１０を参照して説明する。
上記加工条件においてはパルスレーザー光線の繰り返し周波数が１０kHzであるので、１秒間に１００００パルス（１００００／秒）のパルスレーザー光線が照射される。従って、１８パルスのパルスレーザー光線を照射するための時間は、１８／１００００秒となる。一方、１００ｍｍ／秒の加工送り速度でX1で示す方向に移動している半導体ウエーハ２０は、１８／１００００秒間に１８０μm移動する。従って、半導体ウエーハ２０が１８０μm移動する間に１８／１００００秒間レーザー光線照射手段５２を作動し、この間にパルスレーザー光線の集光点を第１の加工送り開始位置座標値（a１）に位置付けるように、第１の音響光学偏向６５の第１の第１の偏向角度調整手段６５４および第１の出力調整手段６５５と第２の音響光学偏向手段６６の第２の偏向角度調整手段６６４および第２の出力調整手段６６５を制御すればよい。上述したように加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからの検出信号に基いて、制御手段９が上述したように第１の音響光学偏向手段６５の第１の第１の偏向角度調整手段６５４および第１の出力調整手段６５５と第２の音響光学偏向手段６６の第２の偏向角度調整手段６６４および第２の出力調整手段６６５に印加する電圧を制御し、第１の音響光学偏向手段６５の第１の音響光学素子６５１および第２の音響光学偏向手段６６の第２の音響光学素子６６１に印加するRFパワーの周波数を制御することによって行うことができる。この結果、半導体ウエーハ２０が加工送り方向X1で移動している状態においても第１の加工送り開始位置座標値（a１）に１８パルスのパルスレーザー光線を照射することができるため、図１０の(b)に示すように半導体ウエーハ２０の第１の加工送り開始位置座標値（a１）にボンディングパッド２０３まで１０μm程度の残存部２００を残した未貫通孔２０４aが形成される。このようにして、第１の加工送り開始位置座標値（a１）に１８パルスのパルスレーザー光線を照射したならば、制御手段１０は第１の音響光学偏向手段６５の第１の偏向角度調整手段６５４に０Vの電圧を印加し、第１の音響光学素子６５１に０Vに対応する周波数のRF印加し、第１のパルスレーザー光線LB１を図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段６９に導く。

一方、制御手段１０は、加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからの検出信号を入力しており、この検出信号をカウンター１０４によってカウントしている。そして、カウンター１０４によるカウント値がボンディングパッド２０３の図６においてX軸方向の間隔Ａに相当する値に達したら、制御手段１０はレーザー光線照射手段５２を制御し上記第１のレーザー加工工程を実施する。その後も制御手段１０は、カウンター１０４によるカウント値がボンディングパッド２０３の図６においてX軸方向の間隔ＡおよびBに達する都度、制御手段１０はレーザー光線照射手段５２を作動し上記第１のレーザー加工工程を実施する。そして、図９の（ｂ）で示すように半導体ウエーハ２０のE1行の最右端のデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３における図９の（ｂ）において最右端のボンディングパッド２０３e位置に上記第１のレーザー加工工程を実施したら、上記加工送り手段３７の作動を停止してチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２０には、図９の（ｂ）で示すように各ボンディングパッド２０３（図示せず）部に１０μm程度の残存部２００を残して未貫通孔２０４aが形成される。

次に、制御手段１０は、チャックテーブル３６を図９の（ｂ）において紙面に垂直な方向に割り出し送りするように上記第1の割り出し送り手段３８を制御する。一方、制御手段１０は、割り出し送り量検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bからの検出信号を入力しており、この検出信号をカウンター１０４によってカウントしている。そして、カウンター１０４によるカウント値がボンディングパッド２０３の図６においてY軸方向の間隔Cに相当する値に達したら、第１の割り出し送り手段３８の作動を停止する。この結果、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０に形成された上記ボンディングパッド２０３eと対向するボンディングパッド２０３j（図６参照）が第１の集光器６７aの直下に位置付けられる。この状態が図１１の(a)に示す状態である。図１１の(a)に示す状態で制御手段１０は、チャックテーブル３６を図１１の(a)において矢印Ｘ２で示す方向に所定の移動速度で加工送りするように上記加工送り手段３７を制御すると同時に、レーザー光線照射手段５２を作動し上記第１のレーザー加工工程を実施する。そして、制御手段１０は、上述したように加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからの検出信号をカウンター１０４によりカウントし、そのカウント値がボンディングパッド２０３の図６においてX軸方向の間隔ＡおよびBに達する都度、制御手段１０はレーザー光線照射手段５２を作動し上記第１のレーザー加工工程を実施する。そして、図１１の（ｂ）で示すように半導体ウエーハ２０のE1行の最右端のデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３f位置に上記穿孔工程を実施したら、上記加工送り手段３７の作動を停止してチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２０には、図１１の（ｂ）で示すように各ボンディングパッド２０３（図示せず）部にボンディングパッド２０３まで１０μm程度を残存部２００を残した未貫通孔２０４aが形成される。

以上のように、第１のレーザー加工工程は半導体ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３６を加工送りしつつ第１のパルスレーザー光線LB1を照射するので、効率よく未貫通孔２０４aを形成することができる。なお、図示の実施形態においては、上述したように第１のパルスレーザー光線LB1を集光する第１の集光器６７aの第１の集光レンズ６７１aは、光軸の偏光による集光点の変位量を所定量確保するためにNA値が０．０１に設定され焦点距離f1が２００mmと比較的長い値に設定されているので、焦点距離が長くなり焦点深度が大きくなるため、レーザー光線による加工可能長さが大きくなる。このため、ボンディングパッドに近い位置まで加工されると熱が蓄積され、ボンディングパッドに達する際にはボンディングパッドの融点に達してボンディングパッドが溶融するという問題があるが、上述した第１のレーザー加工工程はボンディングパッド２０３まで１０μm程度を残存部２００を残した未貫通孔２０４aを形成するので、ボンディングパッド２０３を溶融することはない。

以上のようにして、半導体ウエーハ２０のE1行のデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３部に残存部２０0を残した未貫通孔２０４aが形成されたならば、制御手段１０は加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動し、半導体ウエーハ１０のE2行のデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３における上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている第２の加工送り開始位置座標値（a2）をレーザー光線照射手段５２の第１の集光器６７aの直下に位置付ける。そして、制御装置１０は、レーザー光線照射手段５２と加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を制御し、半導体ウエーハ２０のE2行のデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３部に上述した第１のレーザー加工工程を実施する。以後、半導体ウエーハ２０のE3〜En行のデバイス２０２に形成されたボンディングパッド２０３部に対しても上述した第１のレーザー加工工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ２０の各デバイス２０２に形成された全てのボンディングパッド２０３部にボンディングパッド２０３まで１０μm程度を残存部２００を残した未貫通孔２０４aが形成される。

なお、上記第１のレーザー加工工程において、図６におけるX軸方向の間隔Ａ領域および間隔B領域には半導体ウエーハ２０にパルスレーザー光線を照射しない。このように、半導体ウエーハ２０にパルスレーザー光線を照射しないために、上記制御手段２０は第１の音響光学偏向手段６５の第１の偏向角度調整手段６５４に０Vの電圧を印加する。この結果、第１の音響光学素子６５１には０Vに対応する周波数のRFが印加され、第１のパルスレーザー光線LB１は図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段６９に導かれるので、半導体ウエーハ２０に照射されることはない。

以上のようにして半導体ウエーハ２０の各デバイス２０２に形成された全てのボンディングパッド２０３部にボンディングパッド２０３まで１０μm程度を残存部２００を残した未貫通孔２０４aを形成する第１のレーザー加工工程を実施したならば、残存部２００に所定パルスのレーザー光線を照射し、ボンディングパッド２０３に達するビアホールを形成する第２のレーザー加工工程を実施する。
第２のレーザー加工工程は、先ず加工送り手段３７を作動しチャックテーブル３６を移動して、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている第１の加工送り開始位置座標値（a１）をレーザー光線照射手段５２の第２の集光器６７bの直下に位置付ける。このように第１の加工送り開始位置座標値（a１）が第２の集光器６７bの直下に位置付けられた状態が図１２の(a)に示す状態である。なお、制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２の経路切換手段６３を作動して方向変換ミラー６３１を図２において２点鎖線で示す位置に位置付ける。従って、パルスレーザー光線発振手段６１から発振されるパルスレーザー光線LBは、第２の経路６２bに切り替えられる。そして、図１２の(a)に示す状態から制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２を作動して第２の経路６２bに切り替えられた第２のパルスレーザー光線LB2を第２の集光器６７bから所定パルス照射する。なお、第２の集光器６７bから照射されるレーザー光線の集光点Pは、半導体ウエーハ２０に形成された未貫通孔２０４aの残存部２００の上面付近に合わせる。

なお、第２のレーザー加工工程おいては、図示の実施形態においてはチャックテーブル３６を停止して実施するため、加工送り速度以外の加工条件は上記第１のレーザー加工工程の加工条件と同一でよい。上述した第１のレーザー加工工程の加工条件においてはシリコンウエーハには上述したようにパルスレーザー光線の１パルス当たり深さが５μm程度のレーザー加工孔を形成することができるので、上記１０μm程度の残存部２００を加工するためには、２パルスのパルスレーザー光線を照射すればよい。即ち、第２のパルスレーザー光線LB2を第２の集光器６７bから２パルス照射することにより、図１２の(b)に示すようにボンディングパッド２０３に達するビアホール２０４を形成することができる。このような第２のレーザー加工工程を半導体ウエーハ２０の各デバイス２０２に形成された全てのボンディングパッド２０３部に実施することにより、半導体ウエーハ２０には全てのボンディングパッド２０３に達するビアホール２０４が形成される。

なお、図示の実施形態においては、上述したように第２のパルスレーザー光線LB2を集光する第２の集光器６７bの第２の集光レンズ６７１bは、NA値が０．０４に設定され焦点距離f1が５０mmと短い値に設定されているので、焦点距離が短くなり焦点深度が小さいため、レーザー光線による加工可能長さが小さくなる。従って、上記残存部２００をボンディングパッド２０３まで加工する制御が容易となる。

以上、本発明を図示の実施形態に基いて説明したが、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、図示の実施形態においてはレーザー光線照射手段が共通のパルスレーザー光線発振手段６１を用いた例を示したが、第１のパルスレーザー光線LB１を発振する第１の第１のパルスレーザー光線発振手段を備えた第１のレーザー光線照射手段と第２のパルスレーザー光線LB2を発振する第２のパルスレーザー光線発振手段を備えた第２のレーザー光線照射手段を用いてもよい。

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。 図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の構成ブロック図。 図２に示すレーザー光線照射手段を構成する第１の集光器に配設される第１の集光レンズのNA値の説明図。 図２に示すレーザー光線照射手段を構成する第２の集光器に配設される第２の集光レンズのNA値の説明図。 被加工物としての半導体ウエーハの平面図。 図５に示す半導体ウエーハの一部を拡大して示す平面図。 図５に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。 図５に示す半導体ウエーハが図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標との関係を示す説明図。 図１に示すレーザー加工装置を用いて実施する本発明によるウエーハのレーザー加工方法における第１のレーザー加工工程の説明図。 図９に示す第１のレーザー加工工程の詳細を拡大して示す説明図。 図１に示すレーザー加工装置を用いて実施する本発明によるウエーハのレーザー加工方法における第１のレーザー加工工程の説明図。 図１に示すレーザー加工装置を用いて実施する本発明によるウエーハのレーザー加工方法における第２のレーザー加工工程の説明図。

符号の説明

２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３７４：加工送り量検出手段
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
４１：案内レール
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段
４３３：割り出し送り量検出手段
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
５３：集光点位置付け手段
６１：共通のパルスレーザー光線発振手段
６３：経路切換手段
６４a：第１の出力調整手段
６４b：第２の出力調整手段
６５：第１の音響光学偏向手段
６６：第２の音響光学偏向手段
６７a：第１の集光器
６７１a：第１の集光レンズ
６７b：第２の集光器
６７１b：第２の集光レンズ
６９：レーザー光線吸収手段
７：撮像手段
１０：制御手段
２０：半導体ウエーハ

Claims (4)

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、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段を加工送り方向（X軸方向）に相対的に移動せしめる加工送り手段と、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は、第１のパルスレーザー光線照射手段と第２のパルスレーザー光線照射手段とを具備しており、
   該第１のパルスレーザー光線照射手段は第１のパルスレーザー光線を発振する第１のパルスレーザー光線発振手段と、該第１のパルスレーザー光線発振手段が発振したパルスレーザー光線の光軸を加工送り方向（X軸方向）に偏向する音響光学偏向手段と、該音響光学偏向手段を通過したパルスレーザー光線を集光する第１の集光レンズとを備え、
   該第２のパルスレーザー光線照射手段はパルスレーザー光線を発振する第２のパルスレーザー光線発振手段と、該第２のパルスレーザー光線発振手段が発振したパルスレーザー光線を集光する第２の集光レンズとを備えており、
   該第１の集光レンズのNA値は、該第２の集光レンズのNA値より小さい値に設定されている、
   ことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該第１の集光レンズのNA値は０．０１以下に設定され、該第２の集光レンズのNA値は０．０２以上に設定されている、請求項１記載のレーザー加工装置。
3. 該第１のパルスレーザー光線発振手段と該第２のパルスレーザー光線発振手段は共通のパルスレーザー光線発振手段からなり、該共通の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を第１の経路と第２の経路に選択的に切り換える経路切換手段を備えており、該第１の経路に該音響光学偏向手段および該第１の集光レンズが配設され、該第２の経路に該第２の集光レンズが配設されている、請求項１又は２記載のレーザー加工装置。
4. 請求項１記載のレーザー加工装置を用いて、表面に複数のデバイスが形成されているとともにデバイスにボンディングパッドが形成されているウエーハに、裏面側からパルスレーザー光線を照射してボンディングパッドに達するビアホールを形成するウエーハの加工方法であって、
   該第１のパルスレーザー光線照射手段を用いて、ウエーハを保持したチャックテーブルを所定速度で加工送りしつつ該音響光学偏向手段を作動して該第１の集光レンズによって集光されるパルスレーザー光線の光軸を偏向しボンディングパッドに対応する位置にパルスレーザー光線を照射することにより、ウエーハ裏面からボンディングパッドに達しない未貫通穴を形成する第１のレーザー加工工程と、
   該第２のパルスレーザー光線照射手段を用いて、第１のレーザー加工工程においてウエーハに形成された未貫通穴に照射し、ボンディングパッドに達するビアホールを形成する第２のレーザー加工工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。

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