JP2020092212A - Dope amount detection method and processing method of plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドープ量検出方法および板状物の加工方法に関する。 The present invention relates to a dope amount detecting method and a plate-like material processing method.
半導体ウエーハからチップを生成するために、板状物であるウエーハに対して透過性を有するレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成し、強度等が低下した改質層を起点として分割する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to produce a chip from a semiconductor wafer, a laser beam having a transparency is irradiated to a wafer that is a plate-like material to form a modified layer inside the wafer, and the modified layer with reduced strength is used as the starting point. A technique of dividing is proposed (for example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に示された技術は、改質層を形成する際、ウエーハに不純物がドープされていると、ドープされている不純物の量などによってレーザービームの透過率や屈折率が異なるため、同じ厚みのウエーハであっても集光点位置が変化して適正な位置に改質層を形成することができなかったり、厚み方向に深い位置に改質層を形成できないという問題があった。例えば、ドープされた不純物の量が増加すると、電気が流れるため抵抗値が低下する。この抵抗値が1Ω/cmの場合には、改質層を形成することができるが、ウエーハの抵抗値が0.008Ω/cmの場合には、厚み方向に深い位置に改質層を形成することができない。
The technique disclosed in
上記の特許文献1に示された技術の問題に対して、ウエーハに添加されている不純物に対応した適切な加工条件で改質層を形成することが可能なウエーハの加工方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
With respect to the problem of the technique disclosed in
ところが、特許文献2に示されたウエーハの加工方法は、適切な加工条件を求めるために、分割予定ラインに改質層を形成する前に外周余剰領域に対して改質層を形成しければならず、ウエーハの機械的な強度が必要以上に低下してしまう虞があった。
However, in the wafer processing method disclosed in
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工することなく板状物のドープ量を把握することができる板状物のドープ量検出方法および板状物の加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a plate-like material dope amount detection method and a plate-like material processing method capable of grasping the dope amount of the plate-like material without processing. It is to provide a method.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のドープ量検出方法は、板状物に含まれる不純物のドープ量を検出するドープ量検出方法であって、該板状物に対して該板状物の加工閾値を超えない出力でレーザービームを照射しながら、レーザービームの照射によって該板状物から生じる弾性波を検出する弾性波検出ステップと、該弾性波検出ステップで検出した弾性波の大きさに基づいて該板状物に含まれる不純物のドープ量を判定するドープ量判定ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the dope amount detection method of the present invention is a dope amount detection method for detecting the dope amount of impurities contained in a plate-like material, and While irradiating the laser beam with an output that does not exceed the processing threshold of the plate-shaped object, the elastic wave detection step of detecting the elastic wave generated from the plate-shaped object by the irradiation of the laser beam and the elastic wave detection step are performed. And a doping amount determining step of determining a doping amount of impurities contained in the plate-shaped material based on the size of the elastic wave.
前記ドープ量検出方法において、該弾性波検出ステップを様々な不純物ドープ量の板状物に対して実施し、該板状物に含まれる不純物のドープ量と、該ドープ量に対応する弾性波の大きさと、の対応グラフを予め作成しておいても良い。 In the dope amount detection method, the elastic wave detection step is performed on a plate-shaped object having various impurity-doped amounts, and a doping amount of impurities contained in the plate-shaped object and an elastic wave corresponding to the doped amount. A correspondence graph of the size and the size may be created in advance.
前記ドープ量検出方法において、該弾性波検出ステップにおける弾性波の検出は、AEセンサを用いても良い。 In the dope amount detecting method, an AE sensor may be used for detecting the elastic wave in the elastic wave detecting step.
本発明の板状物の加工方法は、板状物を加工する板状物の加工方法であって、該板状物に対して該板状物の加工閾値を超えない出力でレーザービームを照射しながら、レーザービームの照射によって該板状物から生じる弾性波を検出する弾性波検出ステップと、該弾性波検出ステップで検出した弾性波の大きさに基づいて該板状物に含まれる不純物のドープ量を判定するドープ量判定ステップと、該ドープ量判定ステップで判定されたドープ量に対応する加工条件を選定する加工条件選定ステップと、該加工条件選定ステップで選定された加工条件で該板状物に対してレーザービームを照射し加工を遂行する加工ステップと、を含むことを特徴とする。 The method for processing a plate-shaped object of the present invention is a method for processing a plate-shaped object, which comprises irradiating the plate-shaped object with a laser beam with an output that does not exceed a processing threshold value for the plate-shaped object. However, an elastic wave detecting step of detecting elastic waves generated from the plate-like object by irradiation of the laser beam, and impurities contained in the plate-like object based on the size of the elastic wave detected in the elastic wave detecting step. The dope amount judging step for judging the dope amount, the machining condition selecting step for selecting the machining condition corresponding to the dope amount judged in the dope amount judging step, and the plate under the machining condition selected in the machining condition selecting step A processing step of irradiating a laser beam to a shaped object to perform the processing.
前記板状物の加工方法において、該弾性波検出ステップを様々な不純物ドープ量の板状物に対して実施し、該板状物に含まれる不純物のドープ量と、該ドープ量に対応する弾性波の大きさと、の対応グラフを予め作成しておいても良い。 In the method for processing a plate-like object, the elastic wave detection step is performed on a plate-like object with various impurity doping amounts, and the doping amount of impurities contained in the plate-like object and elasticity corresponding to the doping amount. It is also possible to create in advance a correspondence graph with the size of the wave.
前記板状物の加工方法において、該弾性波検出ステップにおける弾性波の検出は、AEセンサを用いても良い。 In the processing method of the plate-shaped material, an AE sensor may be used to detect the elastic wave in the elastic wave detecting step.
本願発明は、加工することなく板状物のドープ量を把握することができるという効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that the dope amount of a plate-shaped material can be grasped without processing.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 Modes (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the embodiments below. Further, the constituent elements described below include those that can be easily conceived by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the scope of the present invention.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係るドープ量検出方法及び板状物の加工方法を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係るドープ量検出方法の検出対象及び板状物の加工方法の加工対象の板状物の一例を示す斜視図である。図2は、図1に示された板状物を裏面側からみた斜視図である。図3は、実施形態1に係るドープ量検出方法及び板状物の加工方法を実施するレーザー加工装置の一例を示す斜視図である。図4は、図3に示されたレーザー加工装置のAE解析ユニットが解析した弾性波の一例を示す図である。図5は、図3に示されたレーザー加工装置のAE解析ユニットが解析した弾性波の他の例を示す図である。図6は、図3に示されたレーザー加工装置のドープ量判定部が予め記憶した対応グラフの一例を示す図である。図7は、図3に示されたレーザー加工装置の加工条件選定部が予め記憶した加工条件選定条件の一例を示す図である。
[Embodiment 1]
A dope amount detection method and a plate-shaped material processing method according to
実施形態1に係るドープ量検出方法は、図1及び図2に示す板状物1の不純物のドープ量201−2,202−2(図6に示す)を検出する方法であるとともに、実施形態1に係る板状物の加工方法は、図1に示す板状物1を加工する方法である。
The doping amount detection method according to the first embodiment is a method for detecting the doping amounts 201-2 and 202-2 (shown in FIG. 6) of impurities in the plate-
実施形態1では、板状物1は、図1及び図2に示すように、シリコン、サファイア、又はガリウムヒ素などを基板2とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。板状物1は、図1に示すように、交差する複数の分割予定ライン3で区画された基板2の表面4の複数の領域それぞれにデバイス5が形成されたデバイス領域6と、デバイス領域6を囲繞しかつデバイス5が形成されていない外周余剰領域7とを備える。デバイス5は、例えば、IC(Integrated Circuit)、又はLSI(Large Scale Integration)等の集積回路、CCD(Charge Coupled Device)、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサである。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the plate-
(レーザー加工装置)
実施形態1に係るドープ量検出方法及び板状物の加工方法は、図3に示されるレーザー加工装置10により実施される。実施形態1において、レーザー加工装置10は、表面4の裏側の裏面8側にレーザービーム31を照射して、分割予定ライン3に沿って板状物1の内部に分割起点となる改質層を形成する加工装置である。なお、改質層とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。改質層の機械的な強度は、周囲の機械的な強度よりも低い。
(Laser processing equipment)
The dope amount detecting method and the plate-shaped object processing method according to the first embodiment are carried out by the
レーザー加工装置10は、図3に示すように、板状物1を保持面21で保持するチャックテーブル20と、レーザービーム照射ユニット30と、チャックテーブル20を保持面21と平行な方向であるX方向に加工送りさせるX軸移動ユニット40と、チャックテーブル20を保持面21と平行でかつX方向と直交する方向であるY方向に割り出し送りさせるY軸移動ユニット50と、撮像ユニット60と、制御ユニット100とを備える。
As shown in FIG. 3, the
チャックテーブル20は、図示しない保護部材を介して板状物1の表面4側を保持面21で保持する。チャックテーブル20は、円盤形状であり、板状物1を保持する保持面21がポーラスセラミック等から形成されている。チャックテーブル20は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、保持面21に載置された板状物1を吸引、保持する。実施形態1では、保持面21は、水平方向と平行な平面である。実施形態1において、チャックテーブル20の外径は、板状物1の外径よりも小さい。
The chuck table 20 holds the
また、チャックテーブル20は、回転ユニット22により鉛直方向と平行なZ方向と平行な中心軸線回りに回転される。回転ユニット22及びチャックテーブル20は、X軸移動ユニット40によりX方向に移動される移動基台23上に設置されている。移動基台23は、回転ユニット22及びチャックテーブル20とともに、Y軸移動ユニット50によりY方向に移動される。
Further, the chuck table 20 is rotated by the
X軸移動ユニット40、及びY軸移動ユニット50は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ41,51、ボールねじ41,51を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ42,52及びチャックテーブル20及び回転ユニット22をX方向、又はY方向に移動自在に支持する周知のガイドレール43,53を備える。
The
また、レーザー加工装置10は、チャックテーブル20のX方向の位置を検出するため図示しないX方向位置検出ユニットと、チャックテーブル20のY方向の位置を検出するための図示しないY方向位置検出ユニットとを備える。X方向位置検出ユニット及びY方向位置検出ユニットは、X方向、又はY方向と平行に設置されたリニアスケールと、X方向、又はY方向にチャックテーブル20とともに移動するリニアスケールを読み取る図示しない読み取りヘッドとにより構成することができる。X方向位置検出ユニット、及びY方向位置検出ユニットは、検出結果を制御ユニット100に出力する。
Further, the
レーザービーム照射ユニット30は、板状物1に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム31をチャックテーブル20に保持した板状物1に照射するユニットである。また、レーザービーム照射ユニット30は、板状物1に対して透過性を有する波長のレーザービーム31を、集光点35(図9に示す)を裏面8から所定の深さとなる板状物1の内部に設定して板状物1に照射し、板状物1の内部に分割予定ライン3に沿った改質層を形成するユニットでもある。
The laser
レーザービーム照射ユニット30は、レーザー加工装置10の装置本体11から立設した壁部12に連なった支持柱13の先端に取り付けられている。レーザービーム照射ユニット30は、図3に示すように、集光器32と、レーザービーム発振器33と、図示しない集光点位置調整ユニットとを備える。集光器32は、チャックテーブル20の保持面21に対向して配置され、レーザービーム31をチャックテーブル20に保持された板状物1の内部に集光する。
The laser
レーザービーム発振器33は、パルス状のレーザービーム31を発振し、発振したレーザービーム31をミラー34を介して、集光器32に照射する。ミラー34は、レーザービーム発振器33と集光器32との間におけるレーザービーム31の光路上に配置されている。ミラー34は、レーザービーム31を集光器32に向けて反射する。レーザービーム発振器33が発振するレーザービーム31は、例えば、YAGレーザービームまたはYVOレーザービームである。実施形態1において、板状物1の基板2がシリコンで構成される場合、レーザービーム31の波長は、例えば、1064nmであるが、これに限定されない。
The
集光点位置調整ユニットは、レーザービーム31の集光点35(図9に示す)の位置をZ方向に変位させるものである。集光点位置調整ユニットは、集光器32を保持するレンズホルダ、レンズホルダをZ方向に移動させるための周知のボールねじやパルスモータ、ピエゾモータにより構成される。
The condensing point position adjusting unit displaces the position of the condensing point 35 (shown in FIG. 9) of the
撮像ユニット60は、チャックテーブル20に保持された板状物1を撮像するものであり、レーザービーム照射ユニット30とX方向に並列する位置に配設されている。実施形態1では、撮像ユニット60は、支持柱13の先端に取り付けられて、レーザービーム照射ユニット30とX方向に並ぶ位置に配置されている。撮像ユニット60は、チャックテーブル20に保持された板状物1を撮像する赤外線カメラにより構成される。
The
制御ユニット100は、レーザー加工装置10の上述した構成要素をそれぞれ制御して、板状物1に対する加工動作をレーザー加工装置10に実施させるものである。なお、制御ユニット100は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット100の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置10を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置10の上述した構成要素に出力する。
The
制御ユニット100は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと、報知ユニット110とが接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。報知ユニット110は、音と光とのうちの少なくとも一方を発して、オペレータに報知する。
The
また、レーザー加工装置10は、チャックテーブル20に保持された板状物1の弾性波201,202(図4及び図5に示す)を検出する弾性波検出部70を備えている。弾性波201,202は、レーザービーム照射ユニット30がチャックテーブル20に保持された板状物1に板状物1の加工閾値を超えない出力のレーザービーム31を照射した際に、板状物1に含まれる不純物のドープ量201−2,202−2に応じた強度で板状物1の内部に発生するものである。ドープ量とは、板状物1に含まれる不純物の量を示している。加工閾値を超えない出力は、板状物1の内部に改質層が形成されない程度のレーザービーム31の出力である。
Further, the
弾性波201,202は、板状物1に含まれるドープ量が多くなる程、レーザービーム31が不純物により吸収される量が増加して、大きくなり、ドープ量が少なくなる程、レーザービーム31が不純物により吸収される量が減少して、小さくなる。このために、図4に示す弾性波201は、図5に示す弾性波202よりも板状物に含まれるドープ量が多いことを示している。
The
弾性波検出部70は、AE(Acoustic Emission)センサ71と、AE(Acoustic Emission)解析ユニット72とを備える。AEセンサ71は、チャックテーブル20の保持面21に保持された板状物1の弾性波201,202(図4及び図5に示す)を検出するものである。
The elastic
実施形態1において、AEセンサ71は、チタン酸ジルコン酸鉛などのセラミック製圧電素子から構成されている。AEセンサ71は、チャックテーブル20の保持面21に保持された板状物1に接触するように、上面が保持面21と同一平面上に位置して、移動基台23上に設置されている。AEセンサ71は、検出した弾性波201,202をAE解析ユニット72に出力する。
In the first embodiment, the
AE解析ユニット72は、AEセンサ71が検出した弾性波201,202を解析するユニットである。実施形態1では、AE解析ユニット72は、AEセンサ71が検出した弾性波の大きさである最大強度201−1,202−1(図4及び図5に示す)を検出して、検出した最大強度201−1,202−1を制御ユニット100に出力する。実施形態1では、AE解析ユニット72は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。AE解析ユニット72の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、最大強度201−1,202−1を検出し、検出した最大強度201−1,202−1を入出力インターフェース装置を介して制御ユニット100に出力する。
The
また、レーザー加工装置10は、制御ユニット100がドープ量判定部101と加工条件選定部102とを備える。ドープ量判定部101は、AE解析ユニット72から入力した弾性波の大きさである最大強度201−1,202−1に基づいて、板状物1に含まれる不純物のドープ量201−2,202−2を判定するものである。ドープ量判定部101は、予め図6に示す対応グラフ300を記憶している。
Further, in the
対応グラフ300は、板状物に含まれる不純物のドープ量201−2,202−2と、ドープ量201−2,202−2に対応する弾性波201,202の最大強度201−1,202−1との関係を示すものである。実施形態1では、対応グラフ300は、不純物のドープ量201−2,202−2が既知でかつ異なる板状物1の表面4側を順にチャックテーブル20に保持し、各板状物1に対して板状物1の加工閾値を超えない出力でレーザービーム照射ユニット30からレーザービーム31を照射しながらAEセンサ71でレーザービーム31の照射によって板状物1から生じる弾性波201,202を検出して、得られる。即ち、対応グラフ300は、後述する弾性波検出ステップST2を様々な不純物のドープ量201−2,202−2の板状物1に対して実施して、予め作成される。また、実施形態1では、集光点35を裏面8に設定して、加工閾値を超えない出力でレーザービーム31を照射して、対応グラフ300を予め作成するのが望ましい。
ドープ量判定部101は、対応グラフ300からAE解析ユニット72から入力した弾性波の大きさである最大強度201−1,202−1に対応したドープ量201−2,202−2を読み出して、板状物1に含まれる不純物のドープ量201−2,202−2を判定する。例えば、ドープ量判定部101は、最大強度201−1である場合、ドープ量201−2と判定し、最大強度202−1である場合、ドープ量202−2と判定する。
The dope
加工条件選定部102は、ドープ量判定部101が判定したドープ量201−2,202−2に対応する加工条件を選定するものである。加工条件選定部102は、例えば、図7に示す加工条件選定条件400を記憶している。加工条件選定条件400は、ドープ量201−2,202−2と加工条件とを1対1で対応付けたものである。なお、実施形態1では、加工条件は、改質層を形成する際のレーザービーム31の繰り返し周波数、レーザービーム31の平均出力、レーザービーム31のパルス幅、集光点35のスポット径、集光点35の裏面8からの距離、レーザービーム照射ユニット30と板状物1との相対速度のうち少なくとも一つである。加工条件選定条件400は、不純物のドープ量201−2,202−2が既知でかつ異なる板状物1の表面4側を順にチャックテーブル20に保持し、各板状物1に対して加工条件を変化させながらレーザービーム照射ユニット30から改質層を形成するレーザービーム31を照射して、適切に改質層が形成される加工条件が選択されて、得られる。
The processing
加工条件選定部102は、加工条件選定条件400からドープ量判定部101が判定したドープ量201−2,202−2に最も近いドープ量201−2,202−2を読み出し、この最も近いドープ量201−2,202−2に加工条件選定条件400において対応付けられた加工条件を読み出して記憶する。制御ユニット100は、板状物1に改質層を形成する際に、加工条件選定部102が読み出した加工条件で板状物1にレーザービーム31を照射する。
The processing
前述したドープ量判定部101及び加工条件選定部102の機能は、記憶装置が対応グラフ300及び加工条件選定条件400等を記憶し、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
Regarding the functions of the doping
実施形態1に係る板状物の加工方法は、実施形態1に係るドープ量検出方法を含む。図8は、実施形態1に係る板状物の加工方法の流れを示すフローチャートである。図9は、図8に示された板状物の加工方法の弾性波検出ステップを模式的に示す図である。 The method for processing a plate-like material according to the first embodiment includes the method for detecting the dope amount according to the first embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the method for processing a plate-shaped material according to the first embodiment. FIG. 9 is a diagram schematically showing an elastic wave detecting step of the method for processing the plate-shaped object shown in FIG.
実施形態1に係る板状物の加工方法は、図3に示すレーザー加工装置10により実施される、即ちレーザー加工装置10の加工動作の一部である。実施形態1において、板状物1の加工方法は、板状物1の内部に分割予定ライン3に沿った改質層を形成する方法である。
The method for processing a plate-shaped material according to the first embodiment is performed by the
オペレータが加工内容情報を制御ユニット100に登録し、板状物1の表面4側を保護部材を介してチャックテーブル20の保持面21に載置し、オペレータから加工動作の開始指示があると、制御ユニット100は、加工動作を開始する。
When the operator registers the processing content information in the
加工動作では、制御ユニット100は、チャックテーブル20の保持面21に板状物1を吸引保持し、実施形態1に係る板状物の加工方法を実施する。実施形態1に係る板状物の加工方法は、図8に示すように、弾性波検出ステップST2と、ドープ量判定ステップST3と、加工条件選定ステップST6と、加工ステップST7とを備える。
In the processing operation, the
板状物の加工方法では、制御ユニット100は、板状物1に含まれる不純物のドープ量を検出するタイミングであるかを判定する(ステップST1)。制御ユニット100は、板状物1に含まれる不純物のドープ量を検出するタイミングであると判定する(ステップST1:Yes)と、弾性波検出ステップST2に進む。実施形態1において、板状物1に含まれる不純物のドープ量を検出するタイミングは、板状物1の製造時のロッドが変化した直後であるが、本発明では、これに限定されることない。
In the plate-shaped material processing method, the
弾性波検出ステップST2は、図9に示すように、板状物1に対して板状物1の加工閾値を超えない出力でレーザービーム31を照射しながら、レーザービーム31の照射によって板状物1から生じる弾性波を検出するステップである。弾性波検出ステップST2では、制御ユニット100は、撮像ユニット60によりチャックテーブル20に保持された板状物1を撮像させて、レーザービーム照射ユニット30を板状物1の外周余剰領域7の裏面8に対向させた後、チャックテーブル20の保持面21に保持した板状物1の外周余剰領域7の表面にAEセンサ71を接触させた状態で、板状物1の加工閾値を超えない出力でレーザービーム31を板状物1の外周余剰領域7の裏面8に照射しながらAEセンサ71で弾性波を検出する。なお、実施形態1では、弾性波検出ステップST2では、制御ユニット100は、レーザービーム31の集光点35を板状物1の裏面8に設定する。実施形態1では、弾性波検出ステップST2では、レーザービーム31を板状物1の外周余剰領域7の裏面8に照射したが、本発明は、デバイス5が形成されていない箇所であれば外周余剰領域7でなくても問題ないので、デバイス5が形成されていない箇所にレーザービーム31を照射しても良い。
In the elastic wave detection step ST2, as shown in FIG. 9, the plate-shaped
すると、レーザービーム31の照射によって、不純物のドープ量に応じた強度で板状物1から弾性波が生じ、板状物1から生じた弾性波をAEセンサ71が検出して、AEセンサ71が検出した弾性波をAE解析ユニット72に出力する。このように、弾性波検出ステップST2における弾性波の検出は、AEセンサ71を用いる。弾性波検出ステップST2では、AE解析ユニット72が弾性波の最大強度を検出して制御ユニット100に出力して、ドープ量判定ステップST3に進む。
Then, the irradiation of the
ドープ量判定ステップST3は、弾性波検出ステップST2で検出した弾性波の最大強度に基づいて板状物1に含まれる不純物のドープ量を判定するステップである。ドープ量判定ステップST3では、ドープ量判定部101が、AE解析ユニット72から入力した弾性波の最大強度と図6に示す対応グラフ300とに基づいて、板状物1に含まれる不純物のドープ量を判定し、判定したドープ量を一旦記憶する。
The doping amount determination step ST3 is a step of determining the doping amount of impurities contained in the plate-shaped
制御ユニット100は、ドープ量判定ステップST3においてドープ量を判定した後、判定されたドープ量が加工可能な範囲内であるかを判定する加工可否判定ステップST4を実施する。なお、実施形態1では、加工可能な範囲とは、図7に示された加工条件選定条件400で定められたドープ量のうち最大のドープ量と最小のドープ量との間の範囲を示し、レーザービーム31で板状物1の内部に改質層を形成することが可能なドープ量の範囲を示している。制御ユニット100は、判定されたドープ量が加工可能な範囲内ではない、即ち、加工条件選定条件400で定められたドープ量のうち最大のドープ量と最小のドープ量との間の範囲内ではないと判定する(加工可否判定ステップST4:No)と、実施形態1では、報知ユニット110に報知させ(ステップST5)て、板状物1の加工を中止して、板状物の加工方法を終了する。
After determining the dope amount in the dope amount determining step ST3, the
制御ユニット100は、判定されたドープ量が加工可能な範囲内である、即ち、加工条件選定条件400で定められたドープ量のうち最大のドープ量と最小のドープ量との間の範囲内であると判定する(加工可否判定ステップST4:Yes)と、加工条件選定ステップST6に進む。加工条件選定ステップST6は、ドープ量判定ステップST3で判定された板状物1に含まれる不純物のドープ量に対応する加工条件を選定するステップである。加工条件選定ステップST6では、加工条件選定部102が一旦に記憶したドープ量を読み出して、読み出したドープ量と図7に示す加工条件選定条件400とに基づいて、加工条件を選定し、選定した加工条件を記憶装置に記憶して、加工ステップST7に進む。
The
加工ステップST7は、加工条件選定ステップST6で選定された加工条件で板状物1にレーザービーム31を照射し加工を遂行するステップである。加工ステップST7では、制御ユニット100が記憶装置に記憶した加工条件を読み出し、撮像ユニット60にチャックテーブル20に保持された板状物1を撮像させて、チャックテーブル20に保持された板状物1の分割予定ライン3と、レーザービーム照射ユニット30との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、アライメントを遂行する。
The processing step ST7 is a step of performing the processing by irradiating the plate-
そして、制御ユニット100は、読み出した加工条件及び加工内容情報に基づいて、X軸移動ユニット40とY軸移動ユニット50と回転ユニット22により、レーザービーム照射ユニット30と板状物1とを分割予定ライン3に沿って相対的に移動させて、レーザービーム照射ユニット30からレーザービーム31を照射して板状物1の内部に分割予定ライン3に沿った改質層を形成する。加工ステップST7では、全ての分割予定ライン3に沿って改質層を形成すると、レーザービーム31の照射を停止する。
Then, the
また、実施形態1に係る板状物の加工方法は、制御ユニット100は、板状物1に含まれる不純物のドープ量を検出するタイミングではないと判定する(ステップST1:No)と、既存条件加工ステップST8に進む。既存条件加工ステップST8は、記憶装置に記憶された加工条件で板状物1にレーザービーム31を照射し加工を遂行するステップである。この記憶装置に記憶された加工条件は、既存条件加工ステップST8を実施する前に、弾性波検出ステップST2、ドープ量判定ステップST3、及び加工条件選定ステップST6等を実施して、記憶装置に記憶された加工条件である。
Further, in the plate-shaped material processing method according to the first embodiment, the
既存条件加工ステップST8では、制御ユニット100が記憶装置に記憶した加工条件を読み出し、撮像ユニット60にチャックテーブル20に保持された板状物1を撮像させて、アライメントを遂行する。そして、制御ユニット100は、読み出した加工条件及び加工内容情報に基づいて、加工ステップST7と同様に、レーザービーム照射ユニット30からレーザービーム31を照射して改質層を形成する。既存条件加工ステップST8では、全ての分割予定ライン3に沿って改質層を形成すると、レーザービーム31の照射を停止する。このように、実施形態1に係る板状物の加工方法は、光音響法(Photoacoustic Spectroscopy:PAS)を用いて、板状物1のドープ量を検出し、各板状物1に改質層を形成する度に実施される。また、図8に示された板状物の加工方法の弾性波検出ステップST2とドープ量判定ステップST3は、実施形態1に係るドープ量検出方法を構成する。
In the existing condition processing step ST8, the
実施形態1に係る板状物の加工方法及びドープ量検出方法は、弾性波検出ステップST2において板状物1の加工閾値を超えない出力でレーザービーム31を照射しながら板状物1から生じる弾性波を検出し、ドープ量判定ステップST3において弾性波の最大強度に基づいてドープ量を判定する。このために、実施形態1に係る板状物の加工方法及びドープ量検出方法は、板状物1に改質層を形成することなく、即ち板状物1を加工することなく、板状物1のドープ量を把握することができる。その結果、実施形態1に係る板状物の加工方法及びドープ量検出方法は、板状物1に加工を実施することなくドープ量を把握することが出来るため、板状物1にダメージを与えることなく、板状物1の加工性を判断できるという効果を奏する。
The plate-shaped material processing method and the dope amount detection method according to the first embodiment include elasticity generated from the plate-shaped
また、実施形態1に係る板状物の加工方法及びドープ量検出方法では、予め弾性波の強度とドープ量の対応グラフ300を作成しておく。この対応グラフ300に基づいて、弾性波検出ステップST2で検出された弾性波からドープ量を判定する。このために、実施形態1に係る板状物の加工方法及びドープ量検出方法は、板状物1のドープ量を把握することができる。
Further, in the method for processing a plate-like object and the method for detecting the dope amount according to the first embodiment, the
また、実施形態1に係る板状物の加工方法及びドープ量検出方法は、弾性波検出ステップST2においてAEセンサ71を用いるので、加工閾値を超えない出力でレーザービーム31を照射しながら板状物1から生じる弾性波を検出することができる。
Further, since the plate-like material processing method and the dope amount detection method according to the first embodiment use the
また、実施形態1に係る板状物の加工方法は、ドープ量判定ステップST3で判定されたドープ量に対応する加工条件を選定する加工条件選定ステップST6を備えているので、板状物1の不純物のドープ量に対して適切な加工条件で板状物を加工することができる。 Further, since the plate-shaped material processing method according to the first embodiment includes the processing condition selection step ST6 that selects the processing condition corresponding to the dope amount determined in the dope amount determination step ST3, It is possible to process the plate-like material under processing conditions suitable for the amount of impurities doped.
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2に係るドープ量検出方法を図面に基づいて説明する。図10は、実施形態2に係るドープ量検出方法の流れを示すフローチャートである。図10は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
A dope amount detection method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the dope amount detecting method according to the second embodiment. In FIG. 10, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
実施形態2に係るドープ量検出方法は、実施形態1と同様にレーザー加工装置10により実施され、図10に示すように、弾性波検出ステップST2とドープ量判定ステップST3とを備える。このように、実施形態2に係るドープ量検出方法では、制御ユニット100は、チャックテーブル20に板状物1の表面4側が載置された後、オペレータからドープ量検出の開始指示があると、チャックテーブル20に板状物1を吸引保持した後、実施形態1と同様に、弾性波検出ステップST2とドープ量検出ステップST3とを順に実施する。
The dope amount detecting method according to the second embodiment is performed by the
実施形態2に係るドープ量検出方法では、ドープ量検出ステップST3において、実施形態1と同様に、ドープ量判定部101が、AE解析ユニット72から入力した弾性波の最大強度と図6に示す対応グラフ300とに基づいて、板状物1に含まれる不純物のドープ量を判定する。実施形態2に係るドープ量検出方法では、ドープ量検出ステップST3において、判定したドープ量を一旦記憶すると、レーザービーム31の照射を停止して、制御ユニット100が、チャックテーブル20をオペレータにより板状物1が載置された位置まで移動させた後、板状物1の吸引保持を解除して終了する。
In the dope amount detecting method according to the second embodiment, in the dope amount detecting step ST3, similarly to the first embodiment, the dope
実施形態2に係るドープ量検出方法は、弾性波検出ステップST2において板状物1の加工閾値を超えない出力でレーザービーム31を照射しながら板状物1から生じる弾性波を検出し、ドープ量判定ステップST3において弾性波の最大強度に基づいてドープ量を判定する。このために、実施形態2に係るドープ量検出方法は、実施形態1と同様に、板状物1に改質層を形成することなく、即ち板状物1を加工することなく、板状物1のドープ量を把握することができるという効果を奏する。
The dope amount detecting method according to the second embodiment detects elastic waves generated from the plate-
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上記実施形態では、弾性波検出ステップST2において板状物1に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム31を集光点35を裏面8に設定して照射したが、本発明は、これに限定されることなく、弾性波検出ステップST2において板状物1に対して吸収性を有する波長のパルス状のレーザービームを集光点を裏面8に設定して照射しても良い。また、上記実施形態では、弾性波検出ステップST2において板状物1にAEセンサ71を接触させて弾性波201,202を検出したが、本発明では、AEセンサ71を予め板状物1に貼り付けても良く、AEセンサ71を予めチャックテーブル20に取り付けても良い。また、本発明では、AEセンサ71の代わりに、板状物1の裏面8等の振動をレーザー変位計等を用いて計測して、弾性波を検出しても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the above-described embodiment, in the elastic wave detection step ST2, the
また、前述した実施形態1では、AE解析ユニット72が、弾性波の最大強度を検出したが、本発明では、AE解析ユニット72は、弾性波の大きさである積分値を算出して、制御ユニット100に出力しても良い。この場合、対応グラフ300は、板状物に含まれる不純物のドープ量と弾性波の積分値との関係を示し、ドープ量判定部101が、対応グラフ300からAE解析ユニット72から入力した積分値に対応したドープ量を読み出して、ドープ量を判定するのが望ましい。
Further, in the above-described first embodiment, the
1 板状物
31 レーザービーム
71 AEセンサ
201,202 弾性波
201−1,202−1 最大強度(弾性波の大きさ)
201−2,202−2 ドープ量
300 対応グラフ
ST2 弾性波検出ステップ
ST3 ドープ量判定ステップ
ST6 加工条件選定ステップ
ST7 加工ステップ
1 plate-
201-2, 202-2
Claims (6)
該板状物に対して該板状物の加工閾値を超えない出力でレーザービームを照射しながら、レーザービームの照射によって該板状物から生じる弾性波を検出する弾性波検出ステップと、
該弾性波検出ステップで検出した弾性波の大きさに基づいて該板状物に含まれる不純物のドープ量を判定するドープ量判定ステップと、
を含むことを特徴とするドープ量検出方法。 A method for detecting the doping amount of impurities contained in a plate-like object, comprising:
An elastic wave detecting step of detecting an elastic wave generated from the plate-shaped object by irradiation of the laser beam while irradiating the plate-shaped object with a laser beam with an output not exceeding a processing threshold value of the plate-shaped object,
A doping amount determination step of determining a doping amount of impurities contained in the plate-like object based on the size of the elastic wave detected in the elastic wave detection step,
A method for detecting a doping amount, comprising:
該板状物に含まれる不純物のドープ量と、該ドープ量に対応する弾性波の大きさと、の対応グラフを予め作成しておくことを特徴とする、請求項1に記載のドープ量検出方法。 The elastic wave detection step is performed on a plate-like object having various impurity doping amounts,
The doping amount detection method according to claim 1, wherein a correspondence graph of the doping amount of impurities contained in the plate-like object and the size of the elastic wave corresponding to the doping amount is created in advance. ..
該板状物に対して該板状物の加工閾値を超えない出力でレーザービームを照射しながら、レーザービームの照射によって該板状物から生じる弾性波を検出する弾性波検出ステップと、
該弾性波検出ステップで検出した弾性波の大きさに基づいて該板状物に含まれる不純物のドープ量を判定するドープ量判定ステップと、
該ドープ量判定ステップで判定されたドープ量に対応する加工条件を選定する加工条件選定ステップと、
該加工条件選定ステップで選定された加工条件で該板状物に対してレーザービームを照射し加工を遂行する加工ステップと、
を含むことを特徴とする板状物の加工方法。 A method of processing a plate-shaped object, comprising:
An elastic wave detecting step of detecting an elastic wave generated from the plate-shaped object by irradiation of the laser beam while irradiating the plate-shaped object with a laser beam with an output not exceeding a processing threshold value of the plate-shaped object,
A doping amount determination step of determining a doping amount of impurities contained in the plate-like object based on the size of the elastic wave detected in the elastic wave detection step,
A processing condition selection step of selecting a processing condition corresponding to the dope amount determined in the dope amount determination step,
A processing step of irradiating the plate-like object with a laser beam under the processing conditions selected in the processing condition selection step to perform processing;
A method for processing a plate-shaped material, comprising:
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