JP2020088040A - レーザ加工装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、レーザ加工装置10の概略図である。図1に示すように、レーザ加工装置10は、ウェーハ12(例えばシリコンウェーハ)を複数のチップ14(図2参照)に分割する前の前工程として、ウェーハ12に対してレーザ加工を施す。なお、図中のXYZ方向は互いに直交し、このうちX方向及びY方向は水平方向であり、Z方向は鉛直方向である。またθ方向は、Z方向を回転軸とする回転方向である。
図4は、制御装置24の機能ブロック図である。図4に示すように、制御装置24には、ステージ駆動機構26と、レーザユニット28(レーザ光源40及び空間光変調器48)と、赤外線顕微鏡30(照明光源64及び赤外線カメラ70)と、ユニット駆動機構32と、モニタ72と、操作部74と、が接続されている。なお、操作部74は、公知のキーボード、マウス、及び操作ボタン等が用いられる。
図13は、上記構成のレーザ加工装置10によるウェーハ12のレーザ加工処理、特に本発明のレーザ加工装置の制御方法に相当する位置関係情報92の補正処理の流れを示すフローチャートである。
以上のように本実施形態のレーザ加工装置10は、ウェーハ12の裏面上への熱加工層120の形成と熱加工層120の撮影とを行い、この熱加工層120の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算することで、レーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置との位置関係情報92を補正することができる。その結果、レーザ加工装置10が設置されている環境の変化により光軸A1と光軸A2との相対位置が設計値からずれたとしても、このずれを位置関係情報92に反映させることができる。
図14は、加工ユニット22の変形例を説明するための説明図である。上記実施形態の加工ユニット22では、設計上でY方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置とが揃っているが、図14の符号XIVAに示すように、Y方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置とがずれていてもよい。なお、Δy=Y2−Y1である。
上記実施形態では、ウェーハ12の裏面の無効領域12aの中で、分割予定ラインC1,C2の中のいずれかのライン端部に熱加工層120を形成しているが、チップ14の品質に影響を及ぼさない無効領域12a内であれば熱加工層120の形成予定位置は特に限定されない。
12…ウェーハ,
12a…無効領域,
20…Xθステージ,
22…加工ユニット,
24…制御装置,
26…ステージ駆動機構,
28…レーザユニット,
30…赤外線顕微鏡,
32…ユニット駆動機構,
70…赤外線カメラ,
80…統括制御部,
92…位置関係情報,
96…検出制御部,
98…改質領域形成制御部,
100…情報補正制御部,
122…撮影画像,
110…熱加工層形成制御部,
112…撮影制御部,
114…演算部,
116…補正部,
120…撮影画像,
200…改質領域
Claims (8)
- ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置において、
前記ウェーハの一面に向けて前記レーザ光を照射するレーザ光学系と、
前記一面に対向する位置に配置され且つ前記レーザ光学系の第1光軸とは異なる第2光軸を有し、前記ウェーハを撮影する赤外線カメラと、
前記レーザ光学系及び前記赤外線カメラを一体に前記ウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、
前記赤外線カメラに前記ウェーハのアライメント基準を撮影させて、前記赤外線カメラにより撮影された前記アライメント基準の第1撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置を検出する検出制御部と、
前記相対移動機構を駆動して前記レーザ光学系に対する前記ウェーハの相対移動を行い、且つ相対移動されている前記ウェーハの前記一面に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させて、前記一面に熱加工層を形成する熱加工層形成制御部と、
前記相対移動機構を駆動して前記赤外線カメラを前記熱加工層の撮影位置に相対移動させ、前記赤外線カメラに前記熱加工層の第2撮影画像を撮影させる撮影制御部と、
前記第2撮影画像と、前記第1光軸及び前記第2光軸の既知の位置関係情報とに基づき、前記一面内での前記熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算部と、
前記演算部の演算結果に基づき、前記位置関係情報を補正する補正部と、
を備えるレーザ加工装置。 - 前記ウェーハの内部に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させた状態で、前記検出制御部による前記分割予定ラインの位置検出結果と、前記補正部により補正された前記位置関係情報とに基づき、前記相対移動機構により前記分割予定ラインに沿って前記レーザ光学系を前記ウェーハに対して相対移動させて、前記分割予定ラインに沿って前記ウェーハの内部に前記改質領域を形成する改質領域形成制御部を備える請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記検出制御部が、前記相対移動機構を駆動して前記赤外線カメラを前記アライメント基準の撮影位置に相対移動させ、且つ前記赤外線カメラに前記アライメント基準を撮影させて、前記第1撮影画像を取得する請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。
- 前記検出制御部が、前記第1撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置と、前記ウェーハの無効領域内で予め定めた前記熱加工層の形成予定位置とを検出し、
前記熱加工層形成制御部が、前記位置関係情報と前記検出制御部による前記形成予定位置の検出結果とに基づき、前記相対移動機構及び前記レーザ光学系を制御して、前記形成予定位置に前記熱加工層を形成する請求項1から3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 - 前記形成予定位置が、前記分割予定ラインの端部である請求項4に記載のレーザ加工装置。
- 前記分割予定ラインの方向ごと、前記ウェーハごと、又は複数の前記ウェーハごとに、少なくとも前記熱加工層形成制御部と前記撮影制御部と前記演算部と前記補正部とを繰り返し作動させる繰り返し制御部を備える請求項1から5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザ光学系と、前記一面に対向する位置に配置され且つ前記レーザ光学系の第1光軸とは異なる第2光軸を有し、前記ウェーハを撮影する赤外線カメラと、前記レーザ光学系及び前記赤外線カメラを一体に前記ウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、を備え、前記レーザ光学系により前記ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、前記ウェーハの分割予定ラインに沿って前記ウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置の制御方法において、
前記赤外線カメラに前記ウェーハのアライメント基準を撮影させて、前記赤外線カメラにより撮影された前記アライメント基準の第1撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置を検出する検出工程と、
前記相対移動機構により前記レーザ光学系に対して相対移動されている前記ウェーハの前記一面に対し、前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させて、前記一面に熱加工層を形成する熱加工層形成工程と、
前記相対移動機構により前記赤外線カメラを前記熱加工層の撮影位置に移動させ、前記赤外線カメラに前記熱加工層の第2撮影画像を撮影させる撮影工程と、
前記撮影工程で撮影された前記第2撮影画像と、前記第1光軸及び前記第2光軸の既知の位置関係情報とに基づき、前記一面内での前記熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算工程と、
前記演算工程での演算結果に基づき、前記位置関係情報を補正する補正工程と、
を有するレーザ加工装置の制御方法。 - 前記ウェーハの内部に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させた状態で、前記検出工程での前記分割予定ラインの位置検出結果と、前記補正工程で補正された前記位置関係情報とに基づき、前記相対移動機構により前記分割予定ラインに沿って前記レーザ光学系を前記ウェーハに対して相対移動させて、前記分割予定ラインに沿って前記ウェーハの内部に前記改質領域を形成する改質領域形成工程を有する請求項7に記載のレーザ加工装置の制御方法。
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