CN107958847A - 检查用晶片和检查用晶片的使用方法 - Google Patents

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Abstract

提供检查用晶片和检查用晶片的使用方法，既能够抑制在激光加工时漏光对器件的影响，又能够找出能够对晶片进行良好地分割的加工条件。在通过激光加工在晶片(W)的内部形成改质层(M)的激光加工装置(1)中，代替晶片而使用该检查用晶片(WA)，其用于对激光加工时的漏光进行检查，其中，该检查用晶片(WA)具有：检查用基板(41)；基底层(42)，其按照规定的厚度形成在检查用基板的整个正面上；以及金属箔(43)，其层叠在基底层上，基底层的厚度形成为漏光对晶片的器件和检查用晶片的金属箔的影响一致。

Description

检查用晶片和检查用晶片的使用方法
技术领域
本发明涉及在激光加工装置中使用的检查用晶片和检查用晶片的使用方法。
背景技术
作为晶片的分割方法，公知有沿着分割预定线在晶片的基板的内部形成改质层然后以改质层为起点对晶片进行分割的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的分割方法中，从晶片的背面侧照射对于晶片具有透过性的波长的激光光线，沿着分割预定线在晶片的内部形成改质层。并且，通过切割或扩展对晶片施加外力，从而以强度降低的改质层为分割起点将晶片分割成各个器件芯片。
专利文献1：日本特许第3408805号公报
但是，通常从晶片的背面侧照射的激光光线会聚在器件附近，无助于改质层的形成的激光光线会从聚光点朝向晶片的正面侧的器件扩散。由于来自该聚光点的激光光线的漏光照射到器件上，所以产生器件受热而破损的不良情况。另一方面，能够通过降低激光光线的输出或使聚光点的位置远离器件来抑制漏光对器件的影响，但存在很难以改质层为起点对晶片进行分割的问题。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的之一在于，提供检查用晶片和检查用晶片的使用方法，既能够抑制激光加工时漏光对器件的影响，又能够找出能够对晶片进行良好地分割的加工条件。
本发明的一个方式的检查用晶片检查用晶片使用在如下的激光加工装置中，该激光加工装置从在正面上由分割预定线划分而形成有多个器件的晶片的背面对构成晶片的基板照射透过性波长的激光光线，使该激光光线会聚在基板的内部而沿着分割预定线在基板的内部形成改质层，该激光光线会聚于该检查用晶片，该检查用晶片对无助于形成该改质层的激光光线从该改质层对器件造成影响的漏光进行检查，其中，该检查用晶片包含：检查用基板；基底层，其按照规定的厚度形成在该检查用基板的整个正面上；以及金属箔，其层叠在该基底层上，该基底层形成为该金属箔能够只检测出对器件造成影响的漏光的厚度。
根据该结构，能够通过检查用晶片的基底层的厚度来使激光光线的漏光对晶片的器件的影响和激光光线的漏光对检查用晶片的金属箔的影响一致。因此，对器件无影响的漏光不会被金属箔检测到，只有对器件有影响的漏光才会被金属箔检测到。通过使用检查用晶片来代替晶片，既能够抑制漏光对器件的影响，又能够找出在晶片的激光加工中最佳的加工条件。因此，不会浪费作为产品的晶片，能够使用检查用晶片找出最佳的加工条件。
本发明的一个方式的检查用晶片的使用方法是上述的检查用晶片的使用方法，其中，该检查用晶片的使用方法具有如下的工序：改质层形成工序，从该检查用晶片的背面对该检查用基板照射透过性波长的激光光线，使会聚在该检查用基板的内部的聚光点在该检查用晶片的面方向上呈直线移动而形成一条直线的改质层；宽度测量工序，在该改质层形成工序之后，对该检查用晶片的该金属箔进行拍摄，对表现在该金属箔的正面上的产生了金属箔变形的最大宽度进行测量；以及调整工序，对激光光线进行调整以使通过该宽度测量工序测量出的金属箔变形的最大宽度处于分割预定线的宽度之内。
根据本发明，通过使用利用金属箔能够仅检测到对器件造成影响的漏光的检查用晶片，既能够抑制激光光线的漏光对器件的影响，又能够找出可以对晶片进行良好地分割的加工条件。
附图说明
图1是本实施方式的激光加工装置的立体图。
图2的(A)和(B)是比较例的激光加工的加工条件的设定方法的说明图。
图3是本实施方式的检查用晶片的分解立体图。
图4的(A)、(B)和(C)是本实施方式的基底层的厚度的调整方法的说明图。
图5的(A)、(B)和(C)是本实施方式的检查用晶片的使用方法的说明图。
标号说明
1：激光加工装置；41：检查用基板；42：基底层；43：金属箔；D：器件；F：环状框架；L：分割预定线；M：改质层；T：划片带；W：晶片；WA：检查用晶片。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的激光加工装置进行说明。图1是本实施方式的激光加工装置的立体图。图2是比较例的激光加工的加工条件的设定方法的说明图。另外，激光加工装置只要是能够实施使用了本实施方式的检查用晶片的检查的结构即可，并不限定于图1所示的结构。
如图1所示，激光加工装置1构成为使照射激光光线的激光加工单元31和保持着晶片W的保持工作台21相对移动而对晶片W进行激光加工。在晶片W的正面上呈格子状排列有多条分割预定线L，在由分割预定线L划分出的各区域内形成有多个器件。晶片W借助划片带T被环状框架F支承。另外，晶片W并没有特别限定，只要像半导体晶片或光器件晶片等那样在正面上形成有器件即可。
在激光加工装置1的基台10上设置有工作台移动单元11，该工作台移动单元11使保持工作台21相对于激光加工单元31在X轴方向和Y轴方向上移动。工作台移动单元11具有：一对导轨12，它们与X轴方向平行并配置在基台10上；以及电动机驱动的X轴工作台14，其被设置成能够在一对导轨12上滑动。并且，工作台移动单元11具有：一对导轨13，它们与Y轴方向平行并配置在X轴工作台14的上表面上；以及电动机驱动的Y轴工作台15，其以被设置成能够在一对导轨13上滑动。
在X轴工作台14和Y轴工作台15的背面侧分别形成有未图示的螺母部，这些螺母部与滚珠丝杠16、17螺合。并且，通过使与滚珠丝杠16、17的一端部连结的驱动电动机18、19旋转驱动，保持工作台21沿着导轨12、13在X轴方向和Y轴方向上移动。并且，在Y轴工作台15上设置有对晶片W进行保持的保持工作台21。在保持工作台21的上表面上形成有保持面22，在保持工作台21的周围设置有对晶片W的周围的环状框架F进行夹持固定的夹持部23。
在保持工作台21的后方的立壁部25上突出设置有臂部26，在臂部26的前端设置有对保持工作台21上的晶片W进行激光加工的激光加工单元31。激光加工单元31从晶片W的背面侧对构成晶片W的基板照射透过性波长的激光光线。通过使保持工作台21相对于激光加工单元31在X轴方向和Y轴方向上相对地移动，使激光光线在基板的内部会聚而在晶片W的内部形成沿着分割预定线L的改质层M(参照图2的(A))。晶片W以该强度降低的改质层M为分割起点被分割成各个器件芯片。
并且，在与激光加工单元31相邻的位置设置有晶片W的对准用的拍摄单元32。拍摄单元32对晶片W的正面进行拍摄而生成拍摄图像，除了用于晶片W的对准之外，还在后述的使用了检查用晶片WA(参照图3)的检查方法中使用。另外，改质层M(参照图2的(A))是指因激光光线的照射而使晶片W的内部的密度、折射率、机械强度或其他的物理特性成为与周围不同的状态且强度比周围降低的区域。改质层M例如是熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域，也可以是将上述区域混在一起的区域。
并且，在激光加工装置1中设置有对装置各部分进行统一控制的控制单元33。控制单元33由执行各种处理的处理器或存储器等构成。存储器根据用途由ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等一个或多个存储介质构成。在存储器中除了存储有对装置各部分进行控制的控制程序之外，还存储有激光加工的加工条件、执行在检查用晶片WA(参照图3)的使用方法中实施的各工序的程序等。另外，后面对检查用晶片WA进行详述。
并且，激光加工的加工条件是根据对晶片W的加工实际结果等而设定的，在要重新设定加工条件的情况下等时，除了考虑激光光线的漏光对器件的影响之外，还必须考虑晶片W的分割容易度。当在激光加工装置1中使激光光线会聚在晶片W的基板的内部时，从聚光点扩散的漏光可能会对器件赋予热。另一方面，当为了减少热等对器件的影响而对激光光线的输出或聚光点的位置进行调整时，很难在对于晶片W合适的位置形成合适的强度的改质层M(参照图2的(A))。
具体来说，如图2的(A)所示，在对晶片W进行激光加工时，激光光线的漏光可能不落在分割预定线L的宽度之内而是散射到分割预定线L的宽度之外而使器件D破损。当为了使漏光落在分割预定线L的宽度之内而使激光光线的输出变弱或使聚光点的位置远离器件D时，有时形成于晶片W的改质层M无法成为合适的分割起点。即，虽然能够抑制漏光对器件D的影响，但很难以改质层M为分割起点对晶片W进行分割。
因此，如图2的(B)所示，通常使用比较例的检查用晶片WB来代替晶片W，一边确认漏光对器件D(参照图2的(A))的影响，一边对能够适当地分割晶片W的加工条件进行设定。关于比较例的检查用晶片WB，在基板51的正面55侧隔着基底层52层叠金属箔53，因漏光而容易在金属箔53上产生热变形(飞溅)S。从背面56侧对该检查用晶片WB照射激光光线而在相当于晶片W的器件D的部位(分割预定线L的外侧)对金属箔53的热变形S进行观察，由此，找出器件D不受漏光的影响的加工条件。
但是，在比较例的检查用晶片WB中，当金属箔53的灵敏度过高时，即使是对器件D(参照图2的(A))无影响的漏光也会使金属箔53发生热变形。即，即使是在晶片W(参照图2的(A))中散射到分割预定线L之外的漏光，只要是功率充分降低的漏光便不会对器件D造成影响，但这种功率降低的漏光也被金属箔53全部检测到。因此，存在如下的不良情况：由于无法知道是否是对器件D有影响的漏光，所以设定了过分考虑漏光对器件D的影响的加工条件。
因此，关于本实施方式的检查用晶片WA(参照图3)，使基底层42的厚度可变来调节金属箔43对漏光的检测灵敏度，其中，基底层42用于将金属箔43附着在检查用基板41上。通过使基底层42变厚而使金属箔43的检测灵敏度变迟钝，使金属箔43仅检测到会使器件D(参照图2的(A))受影响的漏光。因此，能够使用检查用晶片WA使加工条件变更为各种各样，将漏光对器件D的影响作为金属箔43的热变形S来进行检测，并能够找出对晶片W进行分割的最佳的加工条件。
以下，参照图3对本实施方式的检查用晶片进行说明。图3是本实施方式的检查用晶片的分解立体图。图4的是本实施方式的基底层的厚度的调整方法的说明图。另外，在检查用晶片中未形成分割预定线，但在图4的(B)和(C)中，为了方便说明而以虚线示出了分割预定线。
如图3所示，在确定激光加工装置1(参照图1)的加工条件时，使用检查用晶片WA来代替晶片W。检查用晶片WA形成为当使激光光线会聚时对无助于改质层的形成的激光光线对晶片W的器件D(参照图2的(A))造成影响的漏光进行检查。在检查用晶片WA的检查用基板41上，隔着规定的厚度的基底层42层叠有金属箔43。透过了基底层42的漏光照射到金属箔43上而使其发生热变形，通过金属箔43的热变形来检查对器件D造成影响的漏光。
检查用基板41是激光光线所会聚从而形成作为分割起点的改质层M(参照图4的(B))的基板，可选择各种各样的材质，但通常选择与实际生产时的晶片W相同的材质和相同的厚度的基板。例如，当实际生产时的晶片W(参照图4的(A))为半导体晶片的情况下，选择半导体基板来作为检查用基板41，当实际生产时的晶片W为光器件晶片的情况下，选择无机材料基板来作为检查用基板41。作为检查用基板41，也可以使用例如硅(Si)、碳化硅(SiC)、蓝宝石(Al2O3)、氮化镓(GaN)。
在检查用基板41的正面整体上通过蒸镀来形成规定的厚度的基底层42。对基底层42能够选择各种各样的材质，选择了能够使金属箔43良好地附着在检查用基板41上的材质。作为基底层42，例如也可以使用钛(Ti)、铬(Cr)。并且，基底层42的厚度如上述那样形成为如下厚度：当对晶片W(参照图2的(A))进行激光加工时，金属箔43能够仅检测到对器件D造成影响的漏光。另外，后面对基底层42的厚度的调整进行详述。
在基底层42的正面上代替器件D(参照图4的(A))而通过蒸镀形成金属箔43。对金属箔43能够选择各种各样的材质，选择了与实际生产时的加工对象的器件的金属布线相同的材质或熔点接近的材质。作为金属箔43，例如也可以使用铝(Al)、锡(Sn)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铟(In)、铅(Pb)、铜(Cu)、铬(Cr)。并且，金属箔43的厚度并没有特别地限定，形成为容易显现出激光光线的漏光的热变形的厚度。
对检查用晶片WA的基底层42的厚度进行调整，以便使漏光对实际生产中使用的晶片W(参照图2的(A))的器件D和检查用晶片WA的金属箔43的影响一致。由此，当在使用了检查用晶片WA的检查中金属箔43发生了热变形的情况下，能够视为实际生产中使用的晶片W的器件D会因热影响而发生破损。通过使用检查用晶片WA来尝试各种各样的加工条件，能够对器件D不受漏光的影响的加工条件进行设定。另外，基底层42和金属箔43采用了通过蒸镀形成的结构，但只要能够形成为对于检查用晶片WA合适的厚度，则基底层42和金属箔43也可以通过任意的方法形成。
如图4的(A)所示，在对基底层42(参照图4的(B))的厚度进行调整时，首先对实际生产中使用的晶片W进行实际地激光加工而找出对器件D无影响的基准的加工条件。另外，这里只要能够确定对器件D无影响的加工条件即可，可以根据过去的加工实际结果等凭经验确定加工条件，也可以通过计算等在理论上确定加工条件，来代替对晶片W进行实际地激光加工而确定加工条件。并且，例如，也可以通过检查单元(未图示)来确认器件D内的布线的电阻等，从而判断对器件D的影响的有无。
如图4的(B)所示，当确定了基准的加工条件时，按照基准的加工条件对检查用晶片WA实施激光加工。然后，通过拍摄单元32(参照图1)来拍摄检查用晶片WA的金属箔43，对因激光光线的漏光而导致的金属箔43上的热变形S进行检测。由于基准的加工条件被设定为不会对器件D(参照图4的(A))造成影响的条件，所以如果漏光对晶片W和检查用晶片WA的影响一致，则在检查用晶片WA的与晶片W的器件D的形成部位对应的部位(即分割预定线L的线宽的外侧)应该不会在金属箔43上产生热变形。
当在分割预定线L的线宽的外侧在金属箔43上产生了热变形的情况下，判断为即使是对器件D不造成影响的漏光也会被金属箔43检测到。因此，认为因基底层42较薄而使检测灵敏度过高，则如图4的(C)所示，使基底层42形成得较厚以使金属箔43的热变形部位S落在分割预定线L的线宽之内。相反地，当在分割预定线L的线宽的内侧在金属箔43上未产生热变形的情况下，认为因基底层42较厚而使检测灵敏度过低，则使基底层42形成为薄到金属箔43的热变形部位S落在分割预定线L的宽度之内的程度。
这样，按照基准的加工条件进行激光加工而将基底层42的厚度形成为使金属箔43的热变形S落在分割预定线L的宽度之内，由此，能够使漏光对晶片W(参照图4的(A))的器件D和检查用晶片WA的金属箔43的影响一致。在这样的检查用晶片WA中，仅将对器件D有影响的漏光作为金属箔43的热变形S来进行检测。因此，能够无视对器件D无影响的漏光，既能够使金属箔43的热变形S落在分割预定线L的宽度之内，又能够找出对于晶片W最佳的加工条件。
接着，参照图5对检查用晶片的使用方法进行说明。图5是本实施方式的检查用晶片的使用方法的说明图。另外，图5是示出了检查用晶片的使用方法的一例的图，能够进行适当变更。
如图5的(A)所示，首先实施改质层形成工序。在改质层形成工序中，在激光加工装置1(参照图1)中使检查用晶片WA的正面的金属箔43侧朝向下方而将检查用晶片WA隔着划片带T保持在保持工作台21上，检查用晶片WA的周围的环状框架F被夹持部23保持。并且，将激光加工单元31的射出口定位于检查用晶片WA的正上方，通过激光加工单元31从检查用晶片WA的背面照射激光光线。激光光线的波长对于检查用基板41具有透过性，该激光光线被调整为会聚在检查用基板41的内部。
然后，通过使激光加工单元31相对于检查用晶片WA进行相对移动，使聚光点在检查用晶片WA的面方向上呈直线移动，在检查用基板41的内部形成一条直线的改质层M。此时，激光光线的漏光从聚光点朝向检查用晶片WA的金属箔43扩散，金属箔43因透过了基底层42的漏光而发生热变形。检查用晶片WA的基底层42的厚度形成为利用金属箔43能够仅检测到对器件D(参照图4的(A))造成影响的漏光，所以金属箔43不会因对器件D无影响的程度的微弱的漏光而发生热变形。
如图5的(B)所示，在改质层形成工序之后实施宽度测量工序。在宽度测量工序中，在将划片带T(参照图5的(A))从检查用晶片WA剥离之后，使检查用晶片WA的金属箔43朝向上方而通过拍摄单元32对检查用晶片WA的金属箔43进行拍摄。在拍摄单元32中，根据金属箔43的拍摄图像对表现在金属箔43的正面上的金属箔变形S所产生的最大宽度d进行测量。此时，对拍摄图像实施各种图像处理而检测出金属箔43的热变形部位S，对在与改质层M的延伸方向垂直的方向上分隔最远的金属箔43的变形部位的两点之间的距离d进行测量。
如图5的(C)所示，在宽度测量工序之后实施调整工序。在调整工序中，对激光光线的加工条件进行调整以使金属箔变形的最大宽度d处于分割预定线L的宽度之内。由于漏光对检查用晶片WA的金属箔43和晶片W(参照图4的(A))的器件D的影响是一致的，所以从分割预定线L的宽度之内偏离的漏光可能会损伤晶片W的器件D。因此，通过对加工条件进行调整以使金属箔43的热变形S的最大宽度d落在分割预定线L的宽度之内，来设定不会对晶片W的器件D造成损伤的加工条件。
在调整工序中，例如，对激光光线的波长、光斑形状、平均输出、重复频率、脉冲宽度、聚光透镜的数值孔径(NA)、聚光点的位置、加工进给速度等至少1个加工条件进行调整。这样，在不使晶片W的器件D损伤的范围内对加工条件进行调整，能够找出对于晶片W可以形成良好的改质层M的最佳的加工条件。另外，分割预定线L的线宽使用了预先作为数据而存储的线宽，但也可以在检查用晶片WA的金属箔43上实际地形成分割预定线。
如以上那样，根据本实施方式的检查用晶片WA，能够通过检查用晶片WA的基底层42的厚度来使激光光线的漏光对晶片W的器件D和检查用晶片WA的金属箔43的影响一致。因此，对器件D无影响的激光光线的漏光不会被金属箔43检测到，只有对器件D有影响的激光光线的漏光会被金属箔43检测到。通过使用检查用晶片WA来代替晶片W，既能够抑制激光光线的漏光对器件D的影响，又能够找出在晶片W的激光加工中最佳的加工条件。因此，能够使用检查用晶片WA来找出最佳的加工条件而不会浪费作为产品的晶片W。
另外，在本实施方式中，在检查用晶片的基底层的整个面上形成有金属箔，但并不限定于该结构。金属箔只要能够检测到漏光对器件的影响即可，也可以在基底层上局部地形成金属箔。
并且，在本实施方式中，也可以在检查用晶片的金属箔上形成防氧化膜。能够通过防氧化膜来防止金属箔的氧化。并且，也可以使用保护带来防止金属箔氧化。
并且，在本实施方式中，采用了在激光加工装置中实施改质层形成工序、宽度测量工序以及调整工序的结构，但并不限定于该结构。改质层形成工序、宽度测量工序以及调整工序也可以分别在专门的装置中实施。
并且，对本实施方式和变形例进行了说明，作为本发明的其他实施方式，也可以对上述实施方式和变形例进行整体或局部地组合。
并且，本发明的实施方式和变形例并不限定于上述的实施方式，也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。进而，如果因技术的进步或衍生出的其他技术而利用其他方法实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法进行实施。因此，权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。
并且，在本实施方式中，对将本发明应用于检查用晶片的结构进行了说明，但也可以应用在能够找出通过改质层进行良好地分割的加工条件的被加工物中。
如以上说明的那样，本发明具有既能够抑制激光加工时漏光对器件的影响，又能够找出能够对晶片进行良好地分割的加工条件的效果，特别是对用于找出半导体晶片或光器件晶片的加工条件的检查用晶片和检查用晶片的使用方法有用。

Claims (2)

1.一种检查用晶片，其使用在如下的激光加工装置中，该激光加工装置从在正面上由分割预定线划分而形成有多个器件的晶片的背面对构成晶片的基板照射透过性波长的激光光线，使该激光光线会聚在基板的内部而沿着分割预定线在基板的内部形成改质层，该激光光线会聚于该检查用晶片，该检查用晶片对无助于形成该改质层的激光光线从该改质层对器件造成影响的漏光进行检查，其中，
该检查用晶片包含：
检查用基板；
基底层，其按照规定的厚度形成在该检查用基板的整个正面上；以及
金属箔，其层叠在该基底层上，
该基底层形成为该金属箔能够只检测出对器件造成影响的漏光的厚度。
2.一种检查用晶片的使用方法，是权利要求1所述的检查用晶片的使用方法，其中，该检查用晶片的使用方法具有如下的工序：
改质层形成工序，从该检查用晶片的背面对该检查用基板照射透过性波长的激光光线，使会聚在该检查用基板的内部的聚光点在该检查用晶片的面方向上呈直线移动而形成一条直线的改质层；
宽度测量工序，在该改质层形成工序之后，对该检查用晶片的该金属箔进行拍摄，对表现在该金属箔的正面上的产生了金属箔变形的最大宽度进行测量；以及
调整工序，对激光光线进行调整以使通过该宽度测量工序测量出的金属箔变形的最大宽度处于分割预定线的宽度之内。
CN201710939785.2A 2016-10-14 2017-10-11 检查用晶片和检查用晶片的使用方法 Active CN107958847B (zh)

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