JP2018199144A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】待機時間を短縮して加工効率を高めること。
【解決手段】レーザ加工装置（１）は、レーザ光を発振するレーザ発振器（３０）と、Ｓ偏光を集光する第１の集光器（３１）と、Ｐ偏光を集光する第２の集光器（３２）と、ウエーハ（Ｗ）を保持する保持テーブル（２）を第１、第２の集光器に対してＸ方向に加工送りするＸ移動手段（４）と、第１、第２の集光器をそれぞれＹ方向にインデックス送りする第１、第２のインデックス送り手段（６、７）と、を備える。第１の集光器でウエーハをＸ方向の分割予定ライン（Ｌ）に沿ってレーザ加工している間に、第２の集光器をインデックス送りして次の分割予定ライン上に位置付ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、分割予定ラインに沿ってレーザ光を照射してウエーハを加工するレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。

ウエーハを分割予定ラインに沿ってレーザ加工するレーザ加工装置においては、所定の波長を有するレーザ光がウエーハに照射される（例えば、特許文献１参照）。このようなレーザ加工装置は、ウエーハを保持するチャックテーブル、レーザ光を集光する集光器（集光レンズ等の光学部品）等を備えている。レーザ加工装置は、集光器で集光したレーザ光をウエーハに照射しながら、チャックテーブルを例えばＸ方向に加工送りすることでウエーハを分割予定ラインに沿ってレーザ加工する。所定の分割予定ラインに沿ってレーザ加工した後は、チャックテーブルをＸ方向に直交するＹ方向にインデックス送りし、新たな分割予定ラインに沿ってレーザ加工を実施する。

特開２０１６−１３２０１７号公報

ところで、上記したインデックス送り中は、レーザ光の照射及び加工送りが実施されないため、レーザ加工装置としては、レーザ加工が実施されない時間、いわゆる待機時間が発生してしまう。この結果、レーザ加工装置のスループットに影響を与えるおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、待機時間を短縮して加工効率を高めることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様のレーザ加工装置は、分割予定ラインにより区画されデバイスを形成するウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザ光を照射させウエーハをレーザ加工するレーザ加工装置であって、ウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、保持テーブルに保持したウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザ光を集光させた加工点を位置付けレーザ加工する加工手段と、保持テーブルを分割予定ラインの延在方向のＸ方向に移動させるＸ移動手段と、を備え、加工手段は、レーザ光を発振する発振部と、保持面においてＸ方向に直交するＹ方向に並んでレーザ光が入射する順に配設される第１の集光器と第２の集光器と、発振部から発振されたレーザ光を第１の集光器で集光させるときと第２の集光器で集光させるときとに切り換えＹ方向のレーザ光の光路上に配設する切換手段と、を備え、切換手段は、１／２波長板と、１／２波長板を第１の角度と第２の角度とに回転させる回転手段と、第１の角度で回転された１／２波長板で偏光面が回転されたＹ方向を光路とするＳ偏光のレーザ光を１００％反射させＸ方向とＹ方向とに直交するＺ方向に光路を変更し第１の集光器で集光させる偏光ビームスプリッタと、第２の角度で回転された１／２波長板で偏光面が回転されたＹ方向を光路とするＰ偏光のレーザ光を１００％偏光ビームスプリッタを透過させたレーザ光を反射させＺ方向に光路を変更し第２の集光器で集光させるミラーと、を備え、さらに、偏光ビームスプリッタと第１の集光器とをＹ方向にインデックス送りする第１のインデックス送り手段と、ミラーと第２の集光器とをＹ方向にインデックス送りする第２のインデックス送り手段と、制御手段とを備え、制御手段は、第１の集光器または第２の集光器のどちらかでレーザ加工しているときに、レーザ加工をしていない集光器の第１のインデックス送り手段または第２のインデックス送り手段のどちらかのインデックス送り手段を動作させ次に加工する分割予定ラインに対してインデックス送りする。

この構成によれば、第１の集光器で集光したレーザ光で所定の分割予定ラインに沿ってウエーハをレーザ加工している間に、第２の集光器をインデックス送りして次の分割予定ライン上に位置付けることができる。このため、所定の分割予定ラインに沿ってウエーハをレーザ加工した後に、続けて次の分割予定ラインに沿ってウエーハを第２の集光器で集光したレーザ光でレーザ加工することができる。また、第２の集光器で集光したレーザ光で次の分割予定ラインに沿ってウエーハをレーザ加工している間に、第１の集光器をインデックス送りして更に次の分割予定ライン上に位置付けることができる。このように、２つの集光器のいずれか一方でレーザ加工中に、いずれか他方の集光器を次の分割予定ライン上にインデックス送りすることで、待機時間を短縮して、レーザ加工を続けて実施することが可能である。よって、ウエーハの加工効率を高めることができる。

また、本発明の一態様のレーザ加工方法は、上記レーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、分割予定ラインを備えたウエーハを保持する保持工程と、保持工程で保持したウエーハの分割予定ラインを検出するアライメント工程と、発振部から発振されたレーザ光を集光させた第１の集光器の加工点を分割予定ラインに位置付け保持テーブルを＋Ｘ方向に移動させレーザ加工する第１の加工工程と、第１の加工工程中に第２の集光器の加工点を次にレーザ加工する分割予定ラインに位置づけるインデックス送りの第１のインデックス送り工程と、第１のインデックス送り工程の後、保持テーブルを第１の加工工程とは反対方向の−Ｘ方向に移動させ第２の集光器の加工点でレーザ加工する第２の加工工程と、第２の加工工程中に第１の集光器の加工点を次にレーザ加工する分割予定ラインに位置づけるインデックス送りの第２のインデックス送り工程と、第１の加工工程から第２のインデックス送り工程までを繰り返す繰り返し工程と、を備える。

本発明によれば、レーザ加工時の待機時間を短縮して加工効率を高めることができる。

本実施の形態に係るレーザ加工装置の模式図である。 本実施の形態に係るレーザ加工装置の第１の加工工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係るレーザ加工装置の第１のインデックス送り工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係るレーザ加工装置の第２の加工工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係るレーザ加工装置の第２のインデックス送り工程の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るレーザ加工装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るレーザ加工装置の模式図である。なお、本実施の形態に係るレーザ加工装置においては、Ｘ方向を加工送り方向、Ｙ方向をインデックス送り方向、Ｚ方向をレーザ光の照射方向とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向は互いに直交しているものとする。また、以下の各図において、Ｘ方向手前側を＋Ｘ側、奥側を−Ｘ側とし、Ｙ方向右側を＋Ｙ側、左側を−Ｙ側とし、Ｚ方向上側を＋Ｚ側、下側を−Ｚ側と呼ぶことにする。

図１に示すように、レーザ加工装置１は、ウエーハＷに所定波長のレーザ光を照射して、ウエーハＷをレーザ加工するように構成されている。具体的にレーザ加工装置１は、ウエーハＷを保持する保持テーブル２と、ウエーハＷに向かってレーザ光を照射する加工手段３と、保持テーブル２及び加工手段３をＸ方向に相対移動させるＸ移動手段４と、これらを統括制御する制御手段５と、を含んで構成される。

ウエーハＷは、例えば円形状に形成され、表面に格子状の分割予定ラインＬが形成されている。分割予定ラインＬによって区画された各領域には、図示しないデバイスが形成されている。なお、ウエーハＷの種類は特に限定されず、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等、適宜変更が可能である。

保持テーブル２は、ウエーハＷを吸引保持するポーラスチャックであり、円板状の枠体の上面にセラミックス等の多孔質材で構成される保持面２０が形成されている。保持面２０は、ウエーハＷと略同径の円形状を有し、保持面２０に生じる負圧によって、ウエーハＷを吸引保持することが可能となっている。詳細は後述するが、ウエーハＷは、テープＴを介して保持面２０に吸引保持される。

Ｘ移動手段４は、例えば、モータ駆動のガイドアクチュエータで構成され、Ｘ方向に延在するガイドレール４０に沿って、保持テーブル２を＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に移動させる。

加工手段３は、分割予定ラインＬに沿ってレーザ光を集光させた加工点（集光点と呼ばれてもよい）を位置付けレーザ加工する。具体的に加工手段３は、レーザ光を発振する発振部としてのレーザ発振器３０と、レーザ発振器３０から発振されるレーザ光を集光する光学系としての２つの集光器３１、３２と、これら２つの集光器３１、３２に集光させるレーザ光（の偏光成分）を切換える切換手段３３と、を含んで構成される。

レーザ発振器３０は、レーザ光源であり、所定波長のレーザ光をＹ方向に発振することができる。なお、レーザ光の波長は特に限定されず、加工対象となるウエーハＷの材質や加工方法に応じて適宜変更が可能である。

集光器３１、３２は、加工手段３の光学系の一部を構成する凸レンズである。集光器３１、３２は、Ｙ方向に並んで配置され、それぞれがＺ方向に光軸を有している。説明の便宜上、レーザ発振器３０に近い側に配設される集光器３１を第１の集光器とし、レーザ発振器３０から遠い側に配設される集光器３２を第２の集光器とする。すなわち、第１の集光器及び第２の集光器は、レーザ光が入射する順に配設されている。

切換手段３３は、レーザ発振器３０から発振されたレーザ光を集光器３１で集光させるときと、集光器３２で集光させるときと、に切り換えるように構成され、レーザ発振器３０から発振されるＹ方向のレーザ光の光路上に配設される光学系である。具体的に切換手段３３は、レーザ発振器３０側から１／２波長板３４、偏光ビームスプリッタ３５及びミラー３６を含んで構成される。

１／２波長板３４は、レーザ発振器３０からのレーザ光の偏光状態（偏光面）を変化させる。具体的に１／２波長板３４には、回転手段３７が設けられており、回転手段３７によって１／２波長板３４の角度が調整される。レーザ発振器３０から発振される直線偏光のレーザ光は、所定角度の１／２波長板３４を透過することでその偏光面が回転され、直交する２つ偏光成分（Ｓ偏光及びＰ偏光）の比率が調整される。

詳細は後述するが、回転手段３７は、１／２波長板３４を第１の角度と第２の角度との間で回転可能に構成され、第１の角度では、Ｓ偏光の比率が１００％に調整され、第２の角度ではＰ偏光の比率が１００％に調整される。

偏光ビームスプリッタ３５は、レーザ発振器３０から発振されるＹ方向のレーザ光の光路上において、１／２波長板３４とミラー３６との間に設けられている。より具体的に偏光ビームスプリッタ３５は、レーザ発振器３０から発振されるＹ方向のレーザ光の光路と、集光器３１の光軸とが直交する位置に設けられている。

偏光ビームスプリッタ３５は、１／２波長板３４を通過したＳ偏光又はＰ偏光のうち、Ｓ偏光（以下、第１のレーザ光Ｌ１と呼ぶことがある）を集光器３１に向けて反射させる一方、Ｐ偏光（以下、第２のレーザ光Ｌ２と呼ぶことがある）をミラー３６に向けて透過させる。詳細は後述するが、偏光ビームスプリッタ３５によってＹ方向からＺ方向に光路が変更されたＳ偏光は、集光器３１によって集光され、ウエーハＷに照射される。

ミラー３６は、レーザ発振器３０から発振されるＹ方向のレーザ光の光路と、集光器３２の光軸とが直交する位置に設けられている。ミラー３６は、偏光ビームスプリッタ３５を透過したＰ偏光を集光器３２に向けて反射させる。詳細は後述するが、偏光ビームスプリッタ３５によってＹ方向からＺ方向に光路が変更されたＰ偏光は、集光器３２によって集光され、ウエーハＷに照射される。

また、集光器３１及び偏光ビームスプリッタ３５は、同一の筐体３８内に設けられており、第１のインデックス送り手段６によってＹ方向に移動可能に構成される。第１のインデックス送り手段６は、例えば、モータ駆動のガイドアクチュエータで構成され、Ｙ方向に延在するガイドレール６０に沿って、集光器３１及び偏光ビームスプリッタ３５を＋Ｙ方向又は−Ｙ方向にインデックス送りする。

同様に、集光器３２及びミラー３６は、同一の筐体３９内に設けられており、第２のインデックス送り手段７によってＹ方向に移動可能に構成される。第２のインデックス送り手段７は、例えば、モータ駆動のガイドアクチュエータで構成され、Ｙ方向に延在するガイドレール７０に沿って、集光器３２及びミラー３６を＋Ｙ方向又は−Ｙ方向にインデックス送りする。

制御手段５は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、例えば、装置各部を制御する制御プログラムの他、後述する画像処理を実施する処理プログラムが記憶されている。制御手段５は、例えば、Ｘ移動手段４、レーザ発振器３０、回転手段３７、第１、第２のインデックス送り手段６、７の駆動を制御する。

ところで、一般にレーザ加工装置においては、ウエーハの表面にレーザ光を照射する加工手段に対して、ウエーハを保持する保持テーブルを所定の方向（例えば、加工送り方向であるＸ方向）に相対移動させる。保持テーブルは、加工手段に対して分割予定ラインの一端側から他端側に向かって移動された後、加工方向とは異なる方向（例えば、Ｘ方向に直交するＹ方向）にインデックス送りされ、加工手段の加工位置（加工点）が、別の分割予定ライン上に位置付けられる。そして、再びウエーハの表面にレーザ光が照射されながら、保持テーブルは、Ｘ方向に沿ってウエーハの他端側から一端側に向かって移動される。これらの動作が繰り返されることで、ウエーハＷが分割予定ラインに沿ってレーザ加工される。

すなわち、レーザ光を用いてウエーハを加工するレーザ加工装置では、＋Ｘ方向の移動でレーザ加工をした後、Ｙ方向（＋又は−）のインデックス送りをして、次に−Ｘ方向の移動でレーザ加工をする。その後、更にＹ方向のインデックス送りをし、これらのＸ方向の往復動作を繰り返すことでレーザ加工を実施する。この場合、インデックス送り中は、レーザ光の照射及び加工送りが実施されないため、レーザ加工装置としては、レーザ加工が実施されない時間、いわゆる待機時間が発生してしまう。この結果、レーザ加工装置のスループットに影響を与えるおそれがある。

ここで、保持テーブルのＸ方向における動作には、移動始めの加速動作、移動速度が安定した後の等速動作、加工が終了して停止までの減速動作のように、大きく分けて３つの種類がある。レーザ加工（レーザ照射）は、その加工品質を均一にコントロールするため、等速動作中に実施されることが好ましい。このため、上記した加速動作及び減速動作は、加工点がウエーハより外側で完了または開始する必要がある。

このような保持テーブルの移動速度の違いに着目して、従来より、保持テーブルの加減速動作中にインデックス送りを実施するレーザ加工装置が提案されている。このレーザ加工装置によれば、レーザ加工を実施しない加減速動作中にインデックス送りすることで、加工時間を短縮できるとされている。

しかしながら、分割予定ラインの間隔が大きいためにインデックス送り量が大きくなる場合や、上記した加減速動作に要する時間が短い場合には、当該加減速動作中にインデックス送りを完了することが難しく、待機時間を短縮できるという効果が十分に得られないことが想定される。

そこで、本件発明者等は、インデックス送り量や保持テーブルの加減速動作に要する時間によらず、待機時間を短縮して加工効率を高めることができるレーザ加工装置１を着想した。具体的に本実施の形態では、レーザ発振器３０からのレーザ光を集光する光学系として２つの集光器３１、３２（第１、第２の集光器）を設け、それぞれの集光器３１、３２に対するレーザ発振器３０からのレーザ光の照射を切り換える光学系として、切換手段３３を設けた。更に、それぞれの集光器３１、３２を独立してインデックス送り可能な構成とした。

レーザ加工装置１を制御する制御手段５は、集光器３１、３２のどちらかで所定の分割予定ラインＬ上をレーザ加工しているときに、レーザ加工をしていない集光器３１、３２を第１、第２のインデックス送り手段６、７のどちらかで駆動（動作）させ、次に加工する分割予定ラインＬに対してインデックス送りを実施させる。

すなわち、集光器３１で集光したレーザ光で所定の分割予定ラインＬに沿ってウエーハＷをレーザ加工している間に、集光器３２をインデックス送りして次の分割予定ラインＬ上に位置付けることができる。このため、所定の分割予定ラインＬに沿ってウエーハＷをレーザ加工した後に、続けて次の分割予定ラインＬに沿ってウエーハＷを集光器３２で集光したレーザ光でレーザ加工することができる。また、集光器３２で集光したレーザ光で次の分割予定ラインＬに沿ってウエーハＷをレーザ加工している間に、集光器３１をインデックス送りして更に次の分割予定ラインＬ上に位置付けることができる。

このように、２つの集光器３１、３２のいずれか一方でレーザ加工中に、いずれか他方の集光器３１、３２を次の分割予定ラインＬ上にインデックス送りすることで、待機時間を短縮して、レーザ加工を続けて実施することが可能である。よって、ウエーハＷの加工効率を高めることができる。

次に、図１から図５を参照して本実施の形態に係るレーザ加工装置の動作、すなわち、レーザ加工方法について説明する。図２は、本実施の形態に係るレーザ加工装置の第１の加工工程の一例を示す図である。図３は、本実施の形態に係るレーザ加工装置の第１のインデックス送り工程の一例を示す図である。図４は、本実施の形態に係るレーザ加工装置の第２の加工工程の一例を示す図である。図５は、本実施の形態に係るレーザ加工装置の第２のインデックス送り工程の一例を示す図である。

本実施の形態に係るレーザ加工方法は、保持工程と、アライメント工程と、第１の加工工程（図２参照）と、第１のインデックス送り工程（図３参照）と、第２の加工工程（図４参照）と、第２のインデックス送り工程（図５参照）と、繰り返し工程と、をこの順に実施して構成される。

図１に示すように、下面にテープＴが貼着されたウエーハＷは、先ず、保持工程において、保持面２０の中心とウエーハＷの中心とが一致するように、保持面２０上に載置される。ウエーハＷは、保持面２０に生じる負圧により、テープＴを介して保持テーブル２に吸引保持される。

次に、アライメント工程が実施される。アライメント工程では、図示しない撮像手段によって、保持面２０上のウエーハＷの表面全体が撮像され、分割予定ラインＬが検出される。制御手段５は、撮像手段の撮像画像に基づいて、ウエーハＷの加工領域（すなわち、分割予定ラインＬ）を検出し、集光器３１、３２の加工点を当該加工領域に位置合わせする。

具体的に、制御手段５は、撮像画像から分割予定ラインＬの幅を検出し、分割予定ラインＬの幅中心と加工点とが一致するように、集光器３１、３２と保持テーブル２とのＸ方向の位置を調整する。なお、このとき集光器３１及び偏光ビームスプリッタ３５は、−Ｙ側の端部における分割予定ラインＬ上に加工点がくるように位置づけられ、集光器３２及びミラー３６は、＋Ｙ側の所定の分割予定ラインＬ上に加工点がくるように位置づけられる（図２参照）。また、保持テーブル２は、ガイドレール４０の−Ｘ側の端部に位置付けられている。以上により、レーザ加工の準備が完了する。

次に、第１の加工工程が実施される。図２に示すように、第１の加工工程では、レーザ発振器３０から発振されたレーザ光（第１のレーザ光Ｌ１）を集光させた集光器３１の加工点を分割予定ラインＬに位置付け、保持テーブルを＋Ｘ方向に移動させることでウエーハＷをレーザ加工する。

具体的に１／２波長板３４は、第１の角度に調整されており、レーザ発振器３０から発振されるレーザ光は、１／２波長板３４を通過してＳ偏光の比率が１００％に調整され、第１のレーザ光Ｌ１として偏光ビームスプリッタ３５に到達する。第１のレーザ光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ３５で１００％反射され、その光路がＹ方向からＺ方向に変更されて集光器３１に到達する。集光器３１を通過した第１のレーザ光Ｌ１は、分割予定ラインＬ上の加工点に集光される。分割予定ラインＬ上に第１のレーザ光Ｌ１が照射されている状態で、保持テーブル２は、ガイドレール４０に沿って＋Ｘに移動される。これにより、ウエーハＷが分割予定ラインＬに沿ってレーザ加工される。

次に、第１のインデックス送り工程について説明する。第１のインデックス送り工程は、上記した第１の加工工程中に実施される。具体的に第１のインデック送り工程では、図３に示すように、保持テーブル２がガイドレール４０に沿って＋Ｘ方向に移動している間に、集光器３２及びミラー３６が、第２のインデックス送り手段７により、ガイドレール７０に沿って＋Ｙ側に移動される。集光器３１及びミラー３６は、＋Ｙ側の端部における分割予定ラインＬ上に加工点が位置するように移動される。

集光器３２及びミラー３６の移動は、第１の加工工程が終了するまでの間、すなわち、保持テーブル２が、ガイドレール４０の＋Ｘ側の端部に位置付けられるまでの間に実施されることが好ましい。このように、一方の集光器３１でレーザ光を照射している間に、他の集光器３２を次の加工位置に位置付けておくことで、レーザ加工装置１の待機時間を短縮することが可能である。

第１のインデックス工程及び第１の加工工程が完了すると、次に第２の加工工程が実施される。図４に示すように、第２の加工工程では、保持テーブル２を第１の加工工程とは反対方向の−Ｘ方向に移動させ、集光器３２の加工点でレーザ加工する。上記したように、集光器３１でレーザ光を分割予定ラインＬに向けて集光しながら、保持テーブル２がガイドレール４０の＋Ｘ側の端部まで移動した結果、第１の加工工程が完了すると、集光器３２は既に次の分割予定ラインＬ上に位置付けられているため、レーザ加工装置１は、続けて第２の加工工程に移行することができる。

このとき１／２波長板３４は、回転手段３７によって第２の角度に調整され、レーザ発振器３０から発振されるレーザ光は、１／２波長板３４を通過してＰ偏光の比率が１００％に調整される。すなわち、第２の加工工程では、レーザ発振器３０から発振されるレーザ光が第２のレーザ光Ｌ２として偏光ビームスプリッタ３５に到達する。第２のレーザ光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ３５を透過してミラー３６に到達し、ミラー３６によって、その光路がＹ方向からＺ方向に変更されて集光器３２に到達する。集光器３２を通過した第２のレーザ光Ｌ２は、分割予定ラインＬ上の加工点に集光される。分割予定ラインＬ上に第２のレーザ光Ｌ２が照射されている状態で、保持テーブル２は、ガイドレール４０に沿って−Ｘに移動される。これにより、ウエーハＷが次の分割予定ラインＬに沿ってレーザ加工される。

次に、第２のインデックス送り工程について説明する。第２のインデックス送り工程は、上記した第２の加工工程中に実施される。具体的に第２のインデック送り工程では、図５に示すように、保持テーブル２がガイドレール４０に沿って−Ｘ方向に移動している間に、集光器３１及び偏光ビームスプリッタ３５が、第１のインデックス送り手段６により、ガイドレール６０に沿って＋Ｙ側に移動される。集光器３１及び偏光ビームスプリッタ３５は、先の第１の加工工程で加工した分割予定ラインＬに隣り合う次の分割予定ラインＬ上に加工点が位置するように移動される。

集光器３２及び偏光ビームスプリッタ３５の移動は、第１のインデック送り工程と同様に、第２の加工工程が終了するまでの間、すなわち、保持テーブル２が、ガイドレール４０の−Ｘ側の端部に位置付けられるまでの間に実施されることが好ましい。このように、一方の集光器３２でレーザ光を照射している間に、他の集光器３１を次の加工位置に位置付けておくことで、レーザ加工装置１の待機時間を短縮することが可能である。

第２のインデックス工程及び第２の加工工程が完了した後は、上記した第１の加工工程、第１のインデックス送り工程、第２の加工工程、及び第２のインデックス工程を繰り返す繰り返し工程が実施される。このように、２つの集光器３１、３２でウエーハＷの外側からＹ方向＋Ｙ側、−Ｙ側の分割予定ラインＬ上に交互にレーザ光を照射することで、ウエーハＷの外側から中央に向かってウエーハＷの全面にわたる分割予定ラインＬに沿ってレーザ加工を実施することが可能である。なお、ウエーハＷの中央近傍においては、集光器３１、３２が干渉しない範囲において、一方の集光器３１、３２が続けて第１の加工工程又は第２の加工工程を実施してもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、２つの集光器３１、３２のいずれか一方でレーザ加工中に、いずれか他方の集光器３１、３２を次の分割予定ラインＬ上にインデックス送りすることで、待機時間を短縮して、レーザ加工を続けて実施することが可能である。よって、ウエーハＷの加工効率を高めることができる。また、既存の構成を活用することができ、複雑な光学系や駆動機構を要することなくレーザ加工装置１を構成することが可能である。

なお、本実施の形態では、レーザ加工装置単体の構成について説明したが、この構成に限定されない。本発明が適用される加工装は、レーザ加工を実施する加工手段を備えた他の加工装置に適用可能である。例えば、研削装置、研磨装置、プラズマエッチング装置、エッジトリミング装置、エキスパンド装置、ブレーキング装置等を組み合わせたクラスター装置に適用されてもよい。

また、加工対象のワークとして、加工の種類に応じて、例えば、半導体デバイスウエーハ、光デバイスウエーハ、パッケージ基板、半導体基板、無機材料基板、酸化物ウエーハ、生セラミックス基板、圧電基板等の各種ワークが用いられてもよい。半導体デバイスウエーハとしては、デバイス形成後のシリコンウエーハや化合物半導体ウエーハが用いられてもよい。光デバイスウエーハとしては、デバイス形成後のサファイアウエーハやシリコンカーバイドウエーハが用いられてもよい。また、パッケージ基板としてはＣＳＰ（Chip Size Package）基板、半導体基板としてはシリコンやガリウム砒素等、無機材料基板としてはサファイア、セラミックス、ガラス等が用いられてもよい。さらに、酸化物ウエーハとしては、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベートが用いられてもよい。

また、上記実施の形態では、ウエーハＷに対して所定波長のレーザ光を照射する構成としたが、レーザ光の波長は適宜変更が可能である。本発明は、例えば、ウエーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザ光を照射して加工するアブレーションや、ウエーハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光を照射して加工するステルスダイシングにも適用可能である。

また、上記実施の形態では、アライメント工程において、ウエーハＷの表面全体を撮像して複数の分割予定ラインＬ全体を検出する構成について説明したが、この構成に限定されない。例えば、分割予定ラインＬを１ライン毎に検出してアライメント工程を実施してもよい。この場合、レーザ加工装置１は、第１の集光器（集光器３１）に併設される第１の顕微鏡（不図示）と、第２の集光器（集光器３２）に併設される第２の顕微鏡（不図示）とを備えることが好ましい。このレーザ加工装置１は、第１の集光器３１で加工中に、第２の集光器３２を第２のインデックス送り手段７でインデックス送りして、第２の顕微鏡でインデックス送りした位置が加工する分割予定ラインＬに正確に位置づけられているか確認を行ってもよい。さらに、レーザ加工装置１は、インデックス送りした位置が位置ズレしていたときに、第２の集光器３２の位置補正を行ってもよい。また、レーザ加工装置１は、第２の集光器３２で加工中に、第１の集光器３１を第１のインデックス送り手段６でインデックス送りして、第１の顕微鏡でインデックス送りした位置が加工する分割予定ラインＬに正確に位置づけられているか確認を行ってもよい。

また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、待機時間を短縮して加工効率を高めることができるという効果を有し、特に、分割予定ラインに沿ってレーザ光を照射してウエーハを加工するレーザ加工装置及びレーザ加工方法に有用である。

Ｗ ウエーハ
Ｌ 分割予定ライン
１ レーザ加工装置
２ 保持テーブル
２０ 保持面
３ 加工手段
３０ レーザ発振器（発振部）
３１ 第１の集光器
３２ 第２の集光器
３３ 切換手段
３４ １／２波長板
３５ 偏光ビームスプリッタ
３６ ミラー
３７ 回転手段
４ Ｘ移動手段
５ 制御手段
６ 第１のインデックス送り手段
７ 第２のインデックス送り手段
Ｌ１ 第１のレーザ光
Ｌ２ 第２のレーザ光

Claims (2)

1. 分割予定ラインにより区画されデバイスを形成するウエーハの該分割予定ラインに沿ってレーザ光を照射させウエーハをレーザ加工するレーザ加工装置であって、
   ウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、
   該保持テーブルに保持したウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザ光を集光させた加工点を位置付けレーザ加工する加工手段と、
   該保持テーブルを該分割予定ラインの延在方向のＸ方向に移動させるＸ移動手段と、を備え、
   該加工手段は、
   レーザ光を発振する発振部と、
   該保持面において該Ｘ方向に直交するＹ方向に並んでレーザ光が入射する順に配設される第１の集光器と第２の集光器と、
   該発振部から発振されたレーザ光を該第１の集光器で集光させるときと該第２の集光器で集光させるときとに切り換え該Ｙ方向のレーザ光の光路上に配設する切換手段と、を備え、
   該切換手段は、
   １／２波長板と、
   １／２波長板を第１の角度と第２の角度とに回転させる回転手段と、
   該第１の角度で回転された該１／２波長板で偏光面が回転された該Ｙ方向を光路とするＳ偏光のレーザ光を１００％反射させ該Ｘ方向と該Ｙ方向とに直交するＺ方向に光路を変更し該第１の集光器で集光させる偏光ビームスプリッタと、
   該第２の角度で回転された該１／２波長板で偏光面が回転された該Ｙ方向を光路とするＰ偏光のレーザ光を１００％該偏光ビームスプリッタを透過させたレーザ光を反射させ該Ｚ方向に光路を変更し該第２の集光器で集光させるミラーと、を備え、
   さらに、該偏光ビームスプリッタと該第１の集光器とを該Ｙ方向にインデックス送りする第１のインデックス送り手段と、
   該ミラーと該第２の集光器とを該Ｙ方向にインデックス送りする第２のインデックス送り手段と、
   制御手段とを備え、
   該制御手段は、該第１の集光器または該第２の集光器のどちらかでレーザ加工しているときに、レーザ加工をしていない集光器の該第１のインデックス送り手段または該第２のインデックス送り手段のどちらかのインデックス送り手段を動作させ次に加工する該分割予定ラインに対してインデックス送りするレーザ加工装置。
2. 請求項１記載のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、
   分割予定ラインを備えたウエーハを保持する保持工程と、
   該保持工程で保持したウエーハの該分割予定ラインを検出するアライメント工程と、
   該発振部から発振されたレーザ光を集光させた該第１の集光器の加工点を該分割予定ラインに位置付け該保持テーブルを＋Ｘ方向に移動させレーザ加工する第１の加工工程と、
   該第１の加工工程中に該第２の集光器の加工点を次にレーザ加工する該分割予定ラインに位置づけるインデックス送りの第１のインデックス送り工程と、
   該第１のインデックス送り工程の後、該保持テーブルを該第１の加工工程とは反対方向の−Ｘ方向に移動させ該第２の集光器の加工点でレーザ加工する第２の加工工程と、
   該第２の加工工程中に該第１の集光器の加工点を次にレーザ加工する該分割予定ラインに位置づけるインデックス送りの第２のインデックス送り工程と、
   該第１の加工工程から該第２のインデックス送り工程までを繰り返す繰り返し工程と、を備えたレーザ加工方法。

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