JP2023013750A - Laser processing device and control method of the same - Google Patents

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JP2023013750A JP2021118143A JP2021118143A JP2023013750A JP 2023013750 A JP2023013750 A JP 2023013750A JP 2021118143 A JP2021118143 A JP 2021118143A JP 2021118143 A JP2021118143 A JP 2021118143A JP 2023013750 A JP2023013750 A JP 2023013750A
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Abstract

To provide a laser processing device capable of maintaining a distance of a light focusing point from a front surface side of a workpiece to a constant distance with high accuracy, and provide a control method of the same.SOLUTION: A laser processing device comprises: a first laser light source that emits a processing laser light; a second laser light source that emits a detection laser light; a first light focusing lens that focuses a processing laser light into an inner part of a workpiece, and focuses a detection laser light onto a back surface of the workpiece; a first light detection part that detects a reflection light of the detection laser light from the back surface of the workpiece; a height position detection part that detects a height position of the back surface of the workpiece on the basis of a detection result of the first light detection part; a profile acquisition part that acquires a thickness profile from a cracking detection device; and a light focusing point position adjustment part that adjusts a position of a first light focusing point along a light axial direction of the first light focusing lens on the basis of the detection result of the height position detection part and the thickness profile, and maintains the position of the first light focusing point in a distance that is constant from the front surface of the workpiece.SELECTED DRAWING: Figure 16

Description

本発明は、被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus for laser processing a workpiece and a control method thereof.

従来、被加工物であるシリコンウェーハ(以下、ウェーハと略す)等の内部に集光点を合わせてレーザ光を加工ライン(切断予定ラインともいう)に沿って照射し、加工ラインに沿ってウェーハの内部に切断の起点となるレーザ加工領域(「改質領域」又は「改質層」ともいう)を形成するレーザ加工装置が知られている。レーザ加工領域が形成されたウェーハは、その後、エキスパンド又はブレーキングといった割断プロセスによって加工ラインに沿って割断されて個々のチップに分断される。このようなレーザ加工装置によれば、ウェーハの内部にレーザ加工領域が形成され、そのレーザ加工領域を起点として加工ラインに沿ってウェーハが割断されるので、ブレードを用いてウェーハを切削して割断する一般的なダイシング装置と比べ、発塵量が低く、ダイシング傷、チッピングあるいは材料表面でのクラック等が発生する可能性が低くなる等の利点がある。 Conventionally, a silicon wafer (hereinafter abbreviated as wafer), which is a workpiece, is irradiated with a laser beam along a processing line (also referred to as a line to be cut) with a focal point aligned with the inside, and the wafer is cut along the processing line. A laser processing apparatus is known that forms a laser processing region (also referred to as a “modified region” or a “modified layer”) that serves as a starting point for cutting inside. The wafer with the laser-processed regions is then split along the process lines into individual chips by a splitting process such as expanding or breaking. According to such a laser processing apparatus, a laser processing region is formed inside the wafer, and the wafer is cleaved along the processing line starting from the laser processing region. Compared to a general dicing machine that uses a dicing machine, the amount of dust generated is low, and the possibility of dicing scratches, chipping, or cracks on the material surface is low.

また、近年の半導体製造分野では、ウェーハが大型化する傾向にあり、さらに実装密度を高めるためにウェーハの薄板化が進んでいる。このようなウェーハに対しては、裏面研削装置によりウェーハの裏面を研削(バックグラインド)してウェーハを薄板化した後、レーザ加工装置によりこのウェーハにレーザ加工領域を形成するレーザ加工を行う。 In recent years, in the field of semiconductor manufacturing, there is a tendency for wafers to become larger, and wafers are being made thinner in order to further increase packaging density. For such a wafer, the back surface of the wafer is ground (back-grinded) by a back surface grinder to thin the wafer, and then laser processing is performed to form a laser processing region on the wafer by a laser processing device.

このようなレーザ加工装置によるレーザ加工では、ウェーハの表面(デバイス形成面)に形成されているデバイス層への熱ダメージを抑えるために、ウェーハの表面(デバイス形成面)側からのレーザ加工領域の形成位置(レーザ光の集光点の位置)を一定距離に維持する必要がある。このため、特許文献1に記載のレーザ加工装置では、オートフォーカス機能を利用してウェーハの内部にレーザ光を集光する集光レンズを、ウェーハの裏面(デバイス形成面とは反対側の面)の凹凸に追従するように上下方向に位置調整している。この際に、裏面研削装置により裏面がバックグラインドされているウェーハには厚みのばらつきが生じている。このため、オートフォーカス機能を利用して、ウェーハの裏面とウェーハ内部に集光されるレーザ光の集光点との距離を一定距離に維持したとしても、ウェーハの表面と集光点との間の距離がウェーハの厚みのばらつきに応じて変化してしまう。 In laser processing by such a laser processing apparatus, in order to suppress thermal damage to the device layer formed on the front surface (device formation surface) of the wafer, the laser processing area from the front surface (device formation surface) side of the wafer is It is necessary to maintain the forming position (the position of the focal point of the laser beam) at a constant distance. For this reason, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, a condensing lens for condensing laser light inside the wafer using an autofocus function is placed on the rear surface of the wafer (the surface opposite to the device formation surface). The position is adjusted in the vertical direction so as to follow the unevenness of the surface. At this time, the thickness of the wafer whose back surface is back-grinded by the back-grinding device varies in thickness. Therefore, even if the autofocus function is used to keep the distance between the back surface of the wafer and the focal point of the laser beam focused inside the wafer at a constant distance, the distance between the front surface of the wafer and the focal point is large. changes according to variations in the thickness of the wafer.

そこで、特許文献1に記載のレーザ加工装置は、少なくとも1本のスキャンラインに沿ったウェーハの裏面の高さプロファイルと、ウェーハの表面側を保持するステージ(テーブル)の上面の高さプロファイルとに基づき、ウェーハの加工ラインごとに加工ラインに沿ったウェーハの厚みの変化を示す厚みプロファイルを取得する。そして、このレーザ加工装置では、厚みプロファイルに基づいてウェーハの表面側からのレーザ加工領域(集光点)の位置を一定距離に維持する。 Therefore, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, the height profile of the back surface of the wafer along at least one scan line and the height profile of the top surface of a stage (table) that holds the front surface side of the wafer Based on this, a thickness profile is obtained for each processing line of the wafer, which indicates the change in the thickness of the wafer along the processing line. Then, in this laser processing apparatus, the position of the laser processing region (focusing point) from the front surface side of the wafer is maintained at a constant distance based on the thickness profile.

特開2020-142284号公報JP 2020-142284 A

ところで、上記特許文献1に記載のレーザ加工装置では、ウェーハの裏面の高さプロファイルと、ステージの上面の高さプロファイルと、に基づき厚みプロファイルを取得している。この際に、一般的にウェーハの表面側は保護シートで覆われているため、ステージの上面とウェーハの表面との間には保護シートが挟まれている。また、ウェーハの表面にはデバイス層による凹凸が形成されている。このため、上記特許文献1に記載の方法ではウェーハの厚みプロファイルを正確に求めることができない。その結果、上記特許文献1に記載のレーザ加工装置では、ウェーハの表面側からのレーザ加工領域(集光点)の位置を高精度に一定距離に維持することは困難である。 By the way, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, the thickness profile is acquired based on the height profile of the back surface of the wafer and the height profile of the top surface of the stage. At this time, since the surface side of the wafer is generally covered with a protective sheet, the protective sheet is sandwiched between the upper surface of the stage and the surface of the wafer. Further, unevenness due to the device layer is formed on the surface of the wafer. For this reason, the method described in Patent Document 1 cannot accurately determine the thickness profile of the wafer. As a result, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, it is difficult to maintain the position of the laser processing area (focusing point) from the front surface side of the wafer at a constant distance with high accuracy.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被加工物の表面側からの集光点の距離をより高精度に一定距離に維持可能なレーザ加工装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a laser processing apparatus and a control method thereof that can maintain the distance of the focal point from the surface side of the workpiece at a constant distance with higher accuracy. for the purpose.

本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置は、加工用レーザ光の第1集光点を被加工物の内部に合わせた状態で被加工物の裏面側から加工用レーザ光を被加工物の加工ラインに沿って照射し、被加工物の内部にレーザ加工領域を形成する加工ヘッドと、被加工物内のレーザ加工領域から伸展した亀裂を検出する亀裂検出装置と、を備えるレーザ加工装置において、亀裂検出装置が、予め定められた複数の測定点で被加工物の表面及び裏面を示す界面位置を検出する界面位置検出部と、界面位置検出部の検出結果に基づき、加工ラインに沿った被加工物の厚みの変化を示す厚みプロファイルを検出する厚み検出部と、を備え、加工ヘッドが、加工用レーザ光を出射する第1レーザ光源と、検出用レーザ光を出射する第2レーザ光源と、を含むレーザ光源部と、第1レーザ光源から出射した加工用レーザ光を被加工物の内部に集光させ、且つ第2レーザ光源から出射した検出用レーザ光を被加工物の裏面に集光させる第1集光レンズと、被加工物の裏面からの検出用レーザ光の反射光を検出する第1光検出部と、第1光検出部の検出結果に基づき、被加工物の裏面の高さ位置を検出する高さ位置検出部と、厚み検出部から厚みプロファイルを取得するプロファイル取得部と、高さ位置検出部の検出結果と、プロファイル取得部が取得した厚みプロファイルとに基づき、第1集光レンズの光軸方向に沿って第1集光点の位置を調整して、第1集光点の位置を被加工物の表面から予め定められた一定距離に維持する集光点位置調整部と、を備える。 In order to achieve the object of the present invention, a laser processing apparatus is provided in which a processing laser beam is emitted from the back side of the workpiece while a first focal point of the processing laser beam is aligned with the inside of the workpiece. A laser processing apparatus comprising a processing head that irradiates along a processing line of and forms a laser processing area inside the workpiece, and a crack detection device that detects cracks extending from the laser processing area in the workpiece. In, the crack detection device includes an interface position detection unit that detects the interface positions indicating the front and back surfaces of the workpiece at a plurality of predetermined measurement points, and along the processing line based on the detection results of the interface position detection unit a thickness detection unit for detecting a thickness profile indicating a change in the thickness of the workpiece, and the processing head includes a first laser light source that emits a processing laser beam and a second laser that emits a detection laser beam. a laser light source unit including a light source; a processing laser beam emitted from the first laser light source to be focused inside the workpiece; and a detection laser beam emitted from the second laser light source to the back surface of the workpiece a first condenser lens that converges light on the workpiece, a first photodetector that detects the reflected light of the detection laser beam from the back surface of the workpiece, and a workpiece based on the detection result of the first photodetector Based on the height position detection unit that detects the height position of the back surface, the profile acquisition unit that acquires the thickness profile from the thickness detection unit, the detection result of the height position detection unit, and the thickness profile acquired by the profile acquisition unit , adjusting the position of the first condensing point along the optical axis direction of the first condensing lens to maintain the position of the first condensing point at a predetermined constant distance from the surface of the workpiece; and a point position adjuster.

このレーザ加工装置によれば、亀裂検出装置により被加工物の厚みプロファイルを従来よりも正確に検出可能であり、この厚みプロファイルと、被加工物の裏面の高さ位置の検出結果とに基づき、第1集光点の位置を被加工物の表面から一定距離に維持することができる。 According to this laser processing apparatus, the thickness profile of the workpiece can be detected more accurately than before by the crack detection device, and based on this thickness profile and the detection result of the height position of the back surface of the workpiece, The position of the first focal point can be maintained at a constant distance from the surface of the workpiece.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、被加工物に対して第1集光レンズを第1集光レンズの光軸方向に対して垂直方向に相対移動させて、第1集光点を加工ラインに沿って移動させる第1移動機構を備え、第1移動機構により第1集光点が加工ラインに沿って移動されるごとに、第1光検出部、高さ位置検出部、及び集光点位置調整部が繰り返し作動する。これにより、加工ラインに沿ってレーザ加工が行われる間、第1集光点の位置を被加工物の表面から一定距離に維持することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the first condensing lens is relatively moved in a direction perpendicular to the optical axis direction of the first condensing lens with respect to the workpiece, and the first condensing point along the processing line, each time the first focal point is moved along the processing line by the first movement mechanism, the first light detection unit, the height position detection unit, and The condensing point position adjustment unit operates repeatedly. Thereby, while laser processing is performed along the processing line, the position of the first focal point can be maintained at a constant distance from the surface of the workpiece.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、亀裂検出装置が、検出光を出射する光源と、光源から出射した検出光を被加工物に集光させる第2集光レンズと、第2集光レンズの光軸方向に沿って検出光の第2集光点を走査する集光点走査部と、集光点走査部により第2集光点が走査される間、被加工物からの検出光の反射光を検出する第2光検出部と、被加工物に対して第2集光レンズを第2集光レンズの光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させる第2移動機構と、を備え、第2移動機構により第2集光点が複数の測定点に順番に移動されるごとに、集光点走査部及び第2光検出部が繰り返し作動し、界面位置検出部が、複数の測定点ごとの第2光検出部の検出結果に基づき、複数の測定点ごとの界面位置を検出する。これにより、被加工物の界面位置を高精度に検出することができるので、より高精度な厚みプロファイルを検出することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the crack detection device includes a light source that emits detection light, a second condenser lens that collects the detection light emitted from the light source on the workpiece, and a second condenser. a condensing point scanning unit for scanning the second condensing point of the detection light along the optical axis direction of the optical lens; and detection from the workpiece while the second condensing point is scanned by the condensing point scanning unit a second light detection unit that detects reflected light of light; and a second moving mechanism that relatively moves the second condenser lens with respect to the workpiece in a direction perpendicular to the optical axis direction of the second condenser lens. , each time the second light-condensing point is sequentially moved to a plurality of measurement points by the second moving mechanism, the light-condensing point scanning unit and the second light detection unit repeatedly operate, and the interface position detection unit The interface position is detected for each of the plurality of measurement points based on the detection results of the second photodetector for each of the plurality of measurement points. As a result, the interface position of the workpiece can be detected with high accuracy, so that the thickness profile can be detected with higher accuracy.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、界面位置検出部が、研削装置により裏面が研削された被加工物の中心を通るスキャンラインに沿った複数の測定点ごとの界面位置を検出する。スキャンラインに沿った複数の測定点ごとの被加工物の厚みの検出結果に基づき、被加工物の面内の厚みの分布を判断(推定)することができるので、厚みプロファイルを短時間で検出することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the interface position detection unit detects the interface position for each of a plurality of measurement points along a scan line passing through the center of the workpiece whose back surface has been ground by the grinding device. . The in-plane thickness distribution of the workpiece can be determined (estimated) based on the results of detecting the thickness of the workpiece at multiple measurement points along the scan line, so the thickness profile can be detected in a short period of time. can do.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、亀裂検出装置が加工ヘッドに設けられている。 In a laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, a crack detection device is provided on the processing head.

本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置の制御方法は、第1集光レンズにより加工用レーザ光の第1集光点を被加工物の内部に合わせた状態で被加工物の裏面側から加工用レーザ光を被加工物の加工ラインに沿って照射し、被加工物の内部にレーザ加工領域を形成する加工ヘッドと、被加工物の内部でレーザ加工領域から伸展した亀裂を検出する亀裂検出装置と、を備えるレーザ加工装置の制御方法において、亀裂検出装置により、予め定められた複数の測定点で被加工物の表面及び裏面を示す界面位置を検出した検出結果に基づき、加工ラインに沿った被加工物の厚みの変化を示す厚みプロファイルを検出し、加工ヘッドが、第1レーザ光源から加工用レーザ光を出射し、第2レーザ光源から検出用レーザ光を出射し、第1集光レンズにより、第1レーザ光源から出射した加工用レーザ光を被加工物の内部に集光させ且つ第2レーザ光源から出射した検出用レーザ光を被加工物の裏面に集光させ、被加工物の裏面からの検出用レーザ光の反射光を検出し、検出用レーザ光の反射光の検出結果に基づき、被加工物の裏面の高さ位置を検出し、亀裂検出装置から厚みプロファイルを取得し、高さ位置の検出結果と厚みプロファイルとに基づき、第1集光レンズの光軸方向に沿って第1集光点の位置を調整して、第1集光点の位置を被加工物の表面側から予め定められた一定距離に維持する。 A control method for a laser processing apparatus for achieving the object of the present invention is a method of controlling a laser beam for processing on the back side of a workpiece with a first focusing lens aligned with the inside of the workpiece. A processing head that forms a laser processing area inside the workpiece and a crack extending from the laser processing area inside the workpiece are detected. and a crack detection device, in which the crack detection device detects the interface position indicating the front surface and the back surface of the workpiece at a plurality of predetermined measurement points. Based on the detection results, the processing line is A thickness profile indicating a change in the thickness of the workpiece along is detected, and the processing head emits a processing laser beam from a first laser light source, a detection laser beam from a second laser light source, and a first The condensing lens converges the processing laser beam emitted from the first laser light source inside the workpiece and converges the detection laser beam emitted from the second laser light source on the back surface of the workpiece. The reflected light of the detection laser beam from the back surface of the workpiece is detected, the height position of the back surface of the workpiece is detected based on the detection result of the reflected light of the detection laser beam, and the thickness profile is obtained from the crack detection device. Based on the height position detection result and the thickness profile, the position of the first condensing point is adjusted along the optical axis direction of the first condensing lens, and the position of the first condensing point is processed. Maintain a predetermined constant distance from the surface side of the object.

本発明は、ウェーハの表面側からの集光点の距離をより高精度に一定距離に維持することができる。 According to the present invention, the distance of the focal point from the front surface side of the wafer can be maintained at a constant distance with higher accuracy.

レーザ加工システムの構成を示すブロック図である1 is a block diagram showing the configuration of a laser processing system; FIG. レーザ加工装置の概略構成を示したブロック図である。It is a block diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus. レーザ加工装置に搭載された亀裂検出装置の一例を示したブロック図である。It is a block diagram showing an example of a crack detection device mounted in a laser processing device. ウェーハに対して検出光の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when polarized illumination of detection light is performed on a wafer; ウェーハに対して検出光の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when polarized illumination of detection light is performed on a wafer; ウェーハに対して検出光の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when polarized illumination of detection light is performed on a wafer; 光検出器の受光面に受光される反射光の様子を示した図である。It is the figure which showed the state of the reflected light received by the light-receiving surface of a photodetector. 光検出器の受光面に受光される反射光の様子を示した図である。It is the figure which showed the state of the reflected light received by the light-receiving surface of a photodetector. 光検出器の受光面に受光される反射光の様子を示した図である。It is the figure which showed the state of the reflected light received by the light-receiving surface of a photodetector. ウェーハからの反射光が集光レンズ瞳に到達する経路を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a path along which reflected light from a wafer reaches a condenser lens pupil; 亀裂検出装置の制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control part of a crack detection apparatus. 駆動制御部による検出光の集光点のZ方向の走査を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining scanning in the Z direction of a focal point of detection light by a drive control unit; 、ピエゾアクチュエータによる集光点の移動量(μm)と光検出器の検出器本体から出力される検出信号(V)との関係を示したグラフである。3 is a graph showing the relationship between the amount of movement (μm) of the focal point by the piezo actuator and the detection signal (V) output from the detector body of the photodetector. ウェーハ上での測定点の配置を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining arrangement of a measurement point on a wafer. 図14中のスキャンラインに沿ったウェーハの断面図である。15 is a cross-sectional view of the wafer along the scan line in FIG. 14; FIG. レーザ加工装置の制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control part of a laser processing apparatus. ウェーハ内でのレーザ加工領域の形成予定ラインを示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a line scheduled for forming a laser-processed region within a wafer; 集光点位置調整部による集光点のZ方向の位置調整を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining position adjustment of the condensing point in the Z direction by the condensing point position adjusting unit; 亀裂検出装置によるウェーハの加工ラインごとの厚みプロファイルの検出処理の流れを示したフローチャートである。5 is a flow chart showing a flow of detection processing of a thickness profile for each wafer processing line by a crack detection device. レーザ加工装置による加工ラインごとのレーザ加工処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the laser processing process for every processing line by a laser processing apparatus. ウェーハ表面が非平坦形状のウェーハ内でのレーザ加工領域の形成予定ラインを示した説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing a planned line for forming a laser-processed region in a wafer having a non-flat wafer surface; 図20に示したウェーハのレーザ加工を行う場合の集光点位置調整部による集光点のZ方向の位置調整を説明するための説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining the position adjustment of the condensing point in the Z direction by the condensing point position adjusting unit when the laser processing of the wafer shown in FIG. 20 is performed;

[レーザ加工システム]
図1は、レーザ加工システム100の構成を示すブロック図である。
[Laser processing system]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a laser processing system 100. As shown in FIG.

図1に示すように、レーザ加工システム100は、複数の工程を経て被加工物であるウェーハWをその加工ラインDLに沿って分割して複数のチップ(図示は省略)を形成する。このレーザ加工システム100は、裏面研削装置200と、レーザ加工装置10と、分割装置300と、を含んでいる。 As shown in FIG. 1, the laser processing system 100 divides a wafer W, which is an object to be processed, along processing lines DL through a plurality of steps to form a plurality of chips (not shown). This laser processing system 100 includes a back surface grinding device 200 , a laser processing device 10 and a dividing device 300 .

レーザ加工システム100では、まず、裏面研削装置200にウェーハが搬送され、裏面研削装置200において、ウェーハWの裏面を研削するバックグラインド(裏面研削処理)が行われる。裏面研削装置200により裏面がバックグラインドされたウェーハWは、例えば250μm以下の厚さに薄化される。なお、バックグラインドを行うに際し、ウェーハWの表面側には予め保護シート(バックグラインドテープともいう)が貼り付けられており、この保護シートによってウェーハWの表面に形成されたデバイス(デバイス層)が保護されている。ここで、本明細書において、ウェーハの二つの面のうち、デバイスが形成された面をウェーハの「表面」と称し、表面の反対側の面を「裏面」と称することにする。 In the laser processing system 100, first, a wafer is transported to the back surface grinding device 200, and the back surface of the wafer W is ground in the back surface grinding device 200 (back grinding process). The wafer W whose back surface has been back ground by the back grinding apparatus 200 is thinned to a thickness of 250 μm or less, for example. When performing back grinding, a protective sheet (also referred to as a back grinding tape) is attached in advance to the front surface of the wafer W, and the device (device layer) formed on the front surface of the wafer W is protected by this protective sheet. protected. Here, in this specification, of the two sides of the wafer, the side on which devices are formed is referred to as the "front side" of the wafer, and the side opposite to the front side is referred to as the "back side."

裏面研削装置200によってバックグラインドが行われたウェーハWは、レーザ加工装置10に搬入され、レーザ加工装置10において、ウェーハWの裏面側から照射されたレーザ光によりウェーハWの内部にレーザ加工領域が加工ラインDLに沿って形成される。 The wafer W that has undergone back grinding by the back grinding device 200 is carried into the laser processing device 10, and in the laser processing device 10, a laser processing region is formed inside the wafer W by a laser beam irradiated from the back side of the wafer W. It is formed along the processing line DL.

全ての加工ラインDLにレーザ加工領域が形成されたウェーハは、その裏面がダイシングテープを介してダイシング用フレームに搭載(マウント)される。この状態でウェーハの表面に貼り付けられていた保護シートが剥離される。 A wafer having laser-processed regions formed on all processing lines DL is mounted (mounted) on a dicing frame via a dicing tape on its back surface. In this state, the protective sheet attached to the surface of the wafer is peeled off.

次に、ウェーハは、ダイシング用フレームごと分割装置300に搬入され、分割装置300において、ダイシングテープが放射状に引き伸ばされて、ウェーハが個々のチップに分断される。以上がレーザ加工システム100によるウェーハの加工の流れである。 Next, the wafer is loaded into the dividing device 300 along with the dicing frame, and the dicing tape is radially stretched in the dividing device 300 to divide the wafer into individual chips. The flow of wafer processing by the laser processing system 100 has been described above.

なお、レーザ加工システム100を構成する裏面研削装置200及び分割装置300については公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。 Since the back surface grinding device 200 and the dividing device 300 that constitute the laser processing system 100 are well-known technologies, a detailed description thereof will be omitted here.

[レーザ加工装置]
図2は、レーザ加工装置10の概略構成を示したブロック図である。なお、図中のXYZ方向は互いに直交しており、XY方向は水平方向であり且つZ方向は上下方向である。
[Laser processing equipment]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the laser processing apparatus 10. As shown in FIG. The XYZ directions in the drawing are orthogonal to each other, the XY directions are horizontal directions, and the Z directions are vertical directions.

図2に示すように、レーザ加工装置10は、裏面研削装置200によりウェーハWの裏面であるウェーハ裏面WbがバックグラインドされたウェーハWの内部にレーザ加工領域Rを形成する。このレーザ加工装置10は、加工ヘッド16と、吸着ステージ18と、加工ヘッド駆動部19と、テーブル駆動部14と、制御部12と、を備える。さらに、レーザ加工装置10は、加工ヘッド16の一側面に取り付けられた亀裂検出装置500を備える。なお、亀裂検出装置500の構成については後述する。 As shown in FIG. 2 , the laser processing apparatus 10 forms a laser processing region R inside the wafer W in which the wafer rear surface Wb, which is the rear surface of the wafer W, is back ground by the rear surface grinding apparatus 200 . This laser processing apparatus 10 includes a processing head 16 , a suction stage 18 , a processing head driving section 19 , a table driving section 14 and a control section 12 . Furthermore, the laser processing apparatus 10 includes a crack detection device 500 attached to one side of the processing head 16 . The configuration of crack detection device 500 will be described later.

吸着ステージ18は、ウェーハWを吸着保持する保持面18aを備える。ウェーハWの表面であるウェーハ表面Waは、例えば、XY方向に伸びる複数の加工ラインDLにより格子状の領域に区画されており、この格子状の領域には、それぞれ電子回路等のデバイス[デバイス層(膜)]が形成されている。このウェーハWは、吸着ステージ18の保持面18aを覆う保護シート220を下側にして載置され、保護シート220を介して吸着ステージ18により吸着保持される。なお、保護シート220を介することなくウェーハWを直接吸着保持させてもよい。 The suction stage 18 has a holding surface 18a that holds the wafer W by suction. The wafer front surface Wa, which is the surface of the wafer W, is partitioned into grid-like regions by, for example, a plurality of processing lines DL extending in the XY directions. (film)] is formed. The wafer W is placed with the protective sheet 220 covering the holding surface 18 a of the suction stage 18 facing downward, and is held by the suction stage 18 via the protective sheet 220 . Note that the wafer W may be directly sucked and held without the protection sheet 220 interposed therebetween.

テーブル駆動部14は、本発明の第1移動機構及び第2移動機構に相当するものであり、吸着ステージ18をXY方向に移動させるためのXY駆動機構(不図示)と、吸着ステージ18をZ方向周りのθ方向に回転させるための回転駆動機構(不図示)と、を備えている。テーブル駆動部14は、制御部12による制御に従って、XY駆動機構により吸着ステージ18をXY方向に移動させると共に、回転駆動機構により吸着ステージ18をZ方向周りのθ方向に回転させる。これにより、吸着ステージ18に吸着保持されたウェーハWと後述する加工ヘッド16との相対的な位置合わせを行うことが可能となると共に、ウェーハWに設けられた複数の加工ラインDLに沿って加工ヘッド16によるレーザ加工を行うことが可能となる。 The table driving unit 14 corresponds to the first moving mechanism and the second moving mechanism of the present invention, and includes an XY driving mechanism (not shown) for moving the suction stage 18 in the XY directions and a Z-axis movement of the suction stage 18 . and a rotation driving mechanism (not shown) for rotating in the θ direction around the direction. Under the control of the control unit 12, the table drive unit 14 moves the suction stage 18 in the XY directions by the XY drive mechanism and rotates the suction stage 18 in the θ direction around the Z direction by the rotation drive mechanism. As a result, it is possible to perform relative alignment between the wafer W sucked and held by the suction stage 18 and the processing head 16, which will be described later. It becomes possible to perform laser processing by the head 16 .

加工ヘッド16は、レーザ加工を行うための各種光学系を収容する加工光学系本体(「レーザエンジン」などともいう。)である。加工ヘッド16は、レーザ光源20と、ダイクロイックミラー21と、集光レンズ22(対物レンズともいう)と、ピエゾアクチュエータ23と、AF(Automatic Focus)センサ24と、を備える。Z方向の上方から下方に向かってレーザ光源20と、ダイクロイックミラー21と、集光レンズ22及びピエゾアクチュエータ23とが設けられ、ダイクロイックミラー21の側方側にAFセンサ24が設けられている。 The processing head 16 is a processing optical system main body (also called a “laser engine” or the like) that accommodates various optical systems for performing laser processing. The processing head 16 includes a laser light source 20 , a dichroic mirror 21 , a condenser lens 22 (also referred to as an objective lens), a piezo actuator 23 and an AF (Automatic Focus) sensor 24 . A laser light source 20, a dichroic mirror 21, a condenser lens 22, and a piezo actuator 23 are provided from top to bottom in the Z direction.

レーザ光源20は本発明の第1レーザ光源に相当するものであり、さらに後述のレーザ光源25と共に本発明のレーザ光源部を構成する。レーザ光源20は、ウェーハWの内部へのレーザ加工領域Rの形成に用いられる加工用レーザ光LPを出射する。このレーザ光源20としては、例えば、半導体レーザ励起Nd:YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザが用いられる。加工用レーザ光LPの条件としては、例えば、波長が波長:1.1μm、レーザ光スポット断面積が3.14×10-8cm、発振形態がQスイッチパルス、繰り返し周波数が80~120kHz、パルス幅が180~280ns、出力が8Wである。 The laser light source 20 corresponds to the first laser light source of the present invention, and constitutes the laser light source section of the present invention together with a laser light source 25 which will be described later. The laser light source 20 emits a processing laser beam LP used for forming a laser processing region R inside the wafer W. As shown in FIG. As the laser light source 20, for example, a semiconductor laser-pumped Nd:YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser is used. The conditions of the processing laser beam LP are, for example, a wavelength of 1.1 μm, a laser beam spot cross-sectional area of 3.14×10 −8 cm 2 , an oscillation mode of Q-switch pulse, a repetition frequency of 80 to 120 kHz, The pulse width is 180-280ns and the output is 8W.

ダイクロイックミラー21は、加工用レーザ光LPを透過し、後述のAFセンサ24から出射される検出用レーザ光LDを反射する。これにより、ダイクロイックミラー21は、レーザ光源20から入射した加工用レーザ光LPを透過して集光レンズ22に向けて出射する。また、ダイクロイックミラー21は、AFセンサ24から入射した検出用レーザ光LDを集光レンズ22に向けて出射する。 The dichroic mirror 21 transmits the processing laser beam LP and reflects the detection laser beam LD emitted from the AF sensor 24, which will be described later. As a result, the dichroic mirror 21 transmits the processing laser beam LP incident from the laser light source 20 and emits the processing laser beam LP toward the condenser lens 22 . Also, the dichroic mirror 21 emits the detection laser light LD incident from the AF sensor 24 toward the condenser lens 22 .

集光レンズ22は、本発明の第1集光レンズに相当するものであり、例えばコンデンスレンズなどが用いられる。この集光レンズ22は、ダイクロイックミラー21から入射した加工用レーザ光LPをウェーハWの内部に集光させる。これにより、ウェーハWの内部にレーザ加工領域Rが形成される。ここでレーザ加工領域Rとは、レーザ光Lの照射によってウェーハWの内部の密度、屈折率、機械的強度等の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。レーザ加工領域Rは、例えば、クラック領域を含んでいる。 The condensing lens 22 corresponds to the first condensing lens of the present invention, and for example, a condenser lens or the like is used. The condensing lens 22 converges the processing laser light LP incident from the dichroic mirror 21 inside the wafer W. As shown in FIG. Thereby, a laser processing region R is formed inside the wafer W. As shown in FIG. Here, the laser processing region R is a region where the physical properties such as density, refractive index, mechanical strength, etc. inside the wafer W become different from the surroundings due to the irradiation of the laser beam L, and the strength is lower than the surroundings. Say. Laser-processed region R includes, for example, a crack region.

また、集光レンズ22は、ダイクロイックミラー21から入射した検出用レーザ光LDをウェーハ裏面Wbに集光させる。これにより、集光レンズ22は、ウェーハWの内部への加工用レーザ光LPの集光と、ウェーハ裏面Wbへの検出用レーザ光LDの集光と、を同時に行うことができる。 Also, the condenser lens 22 converges the detection laser beam LD incident from the dichroic mirror 21 onto the wafer rear surface Wb. Thereby, the condenser lens 22 can simultaneously collect the processing laser beam LP to the inside of the wafer W and the detection laser beam LD to the wafer rear surface Wb.

ピエゾアクチュエータ23は、制御部12から印加される電圧が変化することによってZ方向(集光レンズ22の光軸方向)に伸縮し、この伸縮動作によって集光レンズ22を光軸方向に移動させる。これにより、集光レンズ22のZ方向位置を精密調整することができ、ウェーハWの内部に集光される加工用レーザ光LPの集光点FP1(本発明の第1集光点に相当)の位置をZ方向に精密調整(微調整)することができる。 The piezoelectric actuator 23 expands and contracts in the Z direction (the direction of the optical axis of the condenser lens 22) as the voltage applied from the controller 12 changes, and this expansion and contraction moves the condenser lens 22 in the direction of the optical axis. As a result, the position of the condenser lens 22 in the Z direction can be precisely adjusted, and the condensing point FP1 (corresponding to the first condensing point of the present invention) of the processing laser beam LP condensed inside the wafer W. can be precisely adjusted (finely adjusted) in the Z direction.

なお、ピエゾアクチュエータ23の移動量(伸縮量:μm)とピエゾアクチュエータ23に印加される電圧との関係は実験などによって予め決定されている。制御部12は、その関係を定義するテーブルを記憶するとともに、この関係に従ってピエゾアクチュエータ23に印加する電圧を変化させる。 The relationship between the amount of movement (extension amount: μm) of the piezo actuator 23 and the voltage applied to the piezo actuator 23 is determined in advance by experiments or the like. The control unit 12 stores a table defining the relationship, and changes the voltage applied to the piezo actuator 23 according to this relationship.

AFセンサ24は、加工ラインDLに沿ったウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置の検出に用いられる。このAFセンサ24は、レーザ光源25と光検出器26とを備える。 The AF sensor 24 is used to detect the Z-direction height position of the wafer back surface Wb along the processing line DL. This AF sensor 24 comprises a laser light source 25 and a photodetector 26 .

レーザ光源25は、本発明の第2レーザ光源に相当するものであり、加工用レーザ光LPの波長域とは異なる波長域であって且つウェーハ裏面Wbで反射可能な波長域の検出用レーザ光LDをダイクロイックミラー21に向けて出射する。この検出用レーザ光LDは、ダイクロイックミラー21により集光レンズ22に向けて反射された後、集光レンズ22によりウェーハ裏面Wbに集光される。そして、ウェーハ裏面Wbで反射された検出用レーザ光LDの反射光LRは、検出用レーザ光LDの光路を遡ってAFセンサ24の光検出器26に入射する。なお、図中の符号RPは、ウェーハ裏面Wbで反射される検出用レーザ光LDの反射点を示す。 The laser light source 25 corresponds to the second laser light source of the present invention, and emits detection laser light in a wavelength range different from the wavelength range of the processing laser light LP and in a wavelength range that can be reflected by the wafer back surface Wb. The LD is emitted toward the dichroic mirror 21 . The detection laser beam LD is reflected by the dichroic mirror 21 toward the condenser lens 22 and then condensed by the condenser lens 22 onto the back surface Wb of the wafer. Then, the reflected light LR of the detection laser light LD reflected by the wafer back surface Wb travels along the optical path of the detection laser light LD and enters the photodetector 26 of the AF sensor 24 . The symbol RP in the drawing indicates the reflection point of the detection laser beam LD reflected by the wafer rear surface Wb.

光検出器26は、本発明の第1光検出部に相当するものであり、反射光LRを受光する受光面を有し、受光した反射光LRに基づいてウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置に応じた検出信号を制御部12へ出力する。 The photodetector 26 corresponds to the first photodetector of the present invention, and has a light receiving surface for receiving the reflected light LR. A detection signal corresponding to the position is output to the control unit 12 .

ここで、ウェーハ裏面Wbで反射された反射光LRの分布と光量は、集光レンズ22からウェーハWまでの距離、すなわち、ウェーハ裏面Wbの凹凸形状(表面変位)に応じて変化する。AFセンサ24は、この性質を利用して、ウェーハ裏面Wbで反射された反射光LRの分布と光量の変化に基づいて、ウェーハWの面内で集光点FP1が形成されているレーザ加工位置(XY位置)におけるZ方向の高さ位置を求める。なお、AFセンサ24におけるウェーハ裏面Wbの高さ位置の測定方法としては、例えば、非点収差方式、ナイフエッジ方式などが用いられる。これらの方式については公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 Here, the distribution and light amount of the reflected light LR reflected by the wafer back surface Wb change according to the distance from the condenser lens 22 to the wafer W, that is, the uneven shape (surface displacement) of the wafer back surface Wb. Using this property, the AF sensor 24 detects the laser processing position where the condensing point FP1 is formed within the surface of the wafer W based on the distribution of the reflected light LR reflected by the wafer back surface Wb and the change in the amount of light. Find the height position in the Z direction at (XY position). As a method for measuring the height position of the wafer rear surface Wb in the AF sensor 24, for example, an astigmatism method, a knife edge method, or the like is used. Since these methods are publicly known, detailed description thereof is omitted here.

上述のAFセンサ24によるウェーハ裏面Wbの高さ位置の測定は、ウェーハWの加工ラインDL上で連続的に行われる。これにより、加工ラインDLに沿ってウェーハWの内部にレーザ加工領域Rを形成する際に、AFセンサ24の測定結果に基づいて加工用レーザ光LPの集光点FP1のZ方向位置をリアルタイムで制御することが可能となる。 Measurement of the height position of the wafer rear surface Wb by the AF sensor 24 described above is continuously performed on the wafer W processing line DL. As a result, when the laser processing region R is formed inside the wafer W along the processing line DL, the Z-direction position of the converging point FP1 of the processing laser light LP is adjusted in real time based on the measurement result of the AF sensor 24. control becomes possible.

なお、本実施形態では、加工ヘッド16内にAFセンサ24が設けられており、集光レンズ22により加工用レーザ光LPの集光と検出用レーザ光LDの集光とを同時に行う構成となっているが、この構成に限らない。例えば、AFセンサ24が加工ヘッド16とは独立して隣接した位置に設けられていてもよい。 In this embodiment, the AF sensor 24 is provided in the processing head 16, and the condensing lens 22 simultaneously condenses the processing laser beam LP and the detection laser beam LD. However, it is not limited to this configuration. For example, the AF sensor 24 may be provided independently of and adjacent to the processing head 16 .

加工ヘッド駆動部19は、加工ヘッド16をZ方向に移動させるための加工ヘッドZ駆動機構(不図示)を備えている。加工ヘッドZ駆動機構は、例えばモータ及びギアを含むアクチュエータである。加工ヘッド駆動部19は、制御部12による制御の下、加工ヘッドZ駆動機構により加工ヘッド16をZ方向に移動させる。これにより、加工ヘッド16と、吸着ステージ18に吸着保持されたウェーハWとのZ方向の相対距離を粗調整することができる。 The machining head drive unit 19 includes a machining head Z drive mechanism (not shown) for moving the machining head 16 in the Z direction. The machining head Z drive mechanism is, for example, an actuator including a motor and gears. The processing head drive unit 19 moves the processing head 16 in the Z direction by the processing head Z drive mechanism under the control of the control unit 12 . Thereby, the relative distance in the Z direction between the processing head 16 and the wafer W suction-held by the suction stage 18 can be roughly adjusted.

制御部12は、例えば、パーソナルコンピュータ又はワークステーションにより実現される。制御部12は、CPU(Central Processing Unit)と、メモリ(例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等)と、ストレージ(例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等)と、入出力回路部と、を備える。 The control unit 12 is implemented by, for example, a personal computer or workstation. The control unit 12 includes a CPU (Central Processing Unit), memory (eg, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc.), storage (eg, HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive ), etc.) and an input/output circuit unit.

制御部12は、レーザ加工装置10の各部の動作を制御する。具体的には、加工ヘッド16の動作制御(レーザ光源20,25の出射制御、光検出器26による反射光の受光制御、ピエゾアクチュエータ23による集光レンズ22の位置調整など)、加工ヘッド駆動部19及びテーブル駆動部14の動作制御などを行う。 The control unit 12 controls the operation of each unit of the laser processing device 10 . Specifically, operation control of the processing head 16 (emission control of the laser light sources 20 and 25, light reception control of the reflected light by the photodetector 26, position adjustment of the condenser lens 22 by the piezo actuator 23, etc.), processing head drive unit 19 and the table drive unit 14.

ウェーハWにレーザ加工領域Rを形成する場合、加工ヘッド駆動部19により加工ヘッド16とウェーハWとの間の相対距離(ワーキングディスタンス)を所望の距離に調整した上で、上述のAFセンサ24によるウェーハ裏面Wbの高さ位置の測定と、集光レンズ22のZ方向の位置調整とが実行される。次いで、レーザ光源20から加工用レーザ光LPが出射され、集光レンズ22を介してウェーハWの内部に照射される。この際に、詳しくは後述するが、ウェーハWの内部に照射される加工用レーザ光LPの集光点FP1のZ方向位置は、ピエゾアクチュエータ23による集光レンズ22のZ方向の位置調整によって、ウェーハ表面Waから一定距離を維持するように調整される。 When forming the laser processing region R on the wafer W, after adjusting the relative distance (working distance) between the processing head 16 and the wafer W by the processing head driving unit 19 to a desired distance, the above-mentioned AF sensor 24 Measurement of the height position of the wafer rear surface Wb and adjustment of the position of the condenser lens 22 in the Z direction are performed. Next, a processing laser beam LP is emitted from the laser light source 20 and irradiated inside the wafer W through the condenser lens 22 . At this time, although details will be described later, the Z-direction position of the converging point FP1 of the processing laser beam LP irradiated to the inside of the wafer W is adjusted by adjusting the Z-direction position of the condensing lens 22 by the piezo actuator 23. It is adjusted to maintain a constant distance from the wafer surface Wa.

この状態でテーブル駆動部14により吸着ステージ18がダイシング方向であるX方向、すなわち集光レンズ22の光軸方向に対して垂直方向に加工送りされる。これにより、ウェーハWの加工ラインDLに沿ってレーザ加工領域Rが1層形成される。そして、加工ラインDLに沿ってレーザ加工領域Rが1層形成されると、テーブル駆動部14により吸着ステージ18がY方向に1ピッチ割り出し送りされ、次の加工ラインDLにもレーザ加工領域Rが形成される。次に、全てのX方向の加工ラインDLに沿ってレーザ加工領域Rが形成されるとテーブル駆動部14により吸着ステージ18がZ方向周りのθ方向に90°回転され、回転後のX方向の加工ラインDLにも同様にしてレーザ加工領域Rが形成される。なお、図2では、1層のレーザ加工領域Rが示されているが、ウェーハWの厚さに応じて、ウェーハWの内部に複数層(例えば2層、3層など)のレーザ加工領域Rが形成される場合もある。 In this state, the suction stage 18 is processed and fed by the table drive unit 14 in the X direction, which is the dicing direction, that is, in the direction perpendicular to the optical axis direction of the condenser lens 22 . As a result, one layer of the laser processed region R is formed along the processing line DL of the wafer W. As shown in FIG. Then, when one layer of the laser-processed region R is formed along the processing line DL, the suction stage 18 is indexed and fed by one pitch in the Y direction by the table drive unit 14, and the laser-processed region R is also formed on the next processing line DL. It is formed. Next, when the laser processing regions R are formed along all the processing lines DL in the X direction, the suction stage 18 is rotated by 90° in the θ direction around the Z direction by the table driving unit 14, A laser processing region R is similarly formed on the processing line DL. Although FIG. 2 shows one layer of the laser processing region R, depending on the thickness of the wafer W, a plurality of layers (for example, two layers, three layers, etc.) of the laser processing region R can be formed inside the wafer W. is sometimes formed.

[亀裂検出装置]
図3は、レーザ加工装置10に搭載された亀裂検出装置500の一例を示したブロック図である。図3に示すように、亀裂検出装置500は、基本機能として、加工用レーザ光LPの照射によりウェーハWの内部に発生した亀裂を検出する亀裂検出機能を備えるだけでなく、さらに、加工用レーザ光LPの照射が行われる前(すなわち、裏面研削装置200によりバックグラインドが行われた後)のウェーハWの厚みを検出する厚み検出機能を兼ね備えている。以下、亀裂検出装置500の基本機能である亀裂検出機能について説明した後に、亀裂検出装置500の厚み検出機能について説明する。なお、亀裂検出装置500は、加工ヘッド16の一側面に取り付けられており、上述した加工ヘッド駆動部19により加工ヘッド16と一体にZ方向に移動可能である。
[Crack detector]
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a crack detection device 500 mounted on the laser processing device 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the crack detection device 500 has, as a basic function, not only a crack detection function for detecting cracks generated inside the wafer W by the irradiation of the processing laser beam LP, but also a processing laser beam It also has a thickness detection function for detecting the thickness of the wafer W before irradiation with the light LP (that is, after back grinding is performed by the back grinding device 200). Hereinafter, the thickness detection function of the crack detection device 500 will be described after the crack detection function, which is the basic function of the crack detection device 500, will be described. The crack detection device 500 is attached to one side surface of the processing head 16 and can be moved in the Z direction integrally with the processing head 16 by the processing head driving section 19 described above.

[亀裂検出機能]
レーザ加工装置10によりウェーハWの内部にレーザ加工領域Rを形成した場合、そのレーザ加工領域RからウェーハWの厚み方向に亀裂K(クラック)が伸展する。レーザ加工装置10の後工程である分割装置300においてウェーハWのチップへの分断を適正に行うためには、ウェーハWを割断する際の起点となるレーザ加工領域Rを適正に形成し、ウェーハWの内部に形成された亀裂Kの亀裂深さを正確に検出することが重要である。
[Crack detection function]
When the laser processing region R is formed inside the wafer W by the laser processing apparatus 10, a crack K (crack) extends from the laser processing region R in the thickness direction of the wafer W. As shown in FIG. In order to properly divide the wafer W into chips in the dividing device 300, which is a post-process of the laser processing device 10, a laser processing region R serving as a starting point for cutting the wafer W is properly formed, and the wafer W It is important to accurately detect the crack depth of the crack K formed inside.

そこで、亀裂検出装置500は、ウェーハWに対して検出光L1を照射し、ウェーハWからの反射光L2を検出することで、ウェーハWの内部に形成された亀裂Kの亀裂深さを検出する機能(亀裂検出機能)を備える。なお、亀裂検出装置500は、レーザ加工装置10と組み合わせて使用されるが、以下の説明では、亀裂検出装置500に係る構成要素について説明し、レーザ加工装置10の構成と同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下の説明では、ウェーハWが吸着される吸着ステージ18をXY平面と平行な平面とし、Z方向をウェーハWの厚み(深さ)方向とする3次元直交座標系を用いる。 Therefore, the crack detection device 500 detects the depth of the crack K formed inside the wafer W by irradiating the wafer W with the detection light L1 and detecting the reflected light L2 from the wafer W. It has a function (crack detection function). In addition, although the crack detection device 500 is used in combination with the laser processing device 10, in the following description, the components related to the crack detection device 500 will be described, and the same members as the configuration of the laser processing device 10 will be the same. , and description thereof may be omitted. In the following description, a three-dimensional orthogonal coordinate system is used in which the chucking stage 18 on which the wafer W is chucked is a plane parallel to the XY plane, and the Z direction is the thickness (depth) direction of the wafer W. FIG.

亀裂検出装置500は、光源部550、照明光学系600、界面位置検出用光学系650、亀裂検出用光学系700、制御部750、集光点位置移動機構752、集光レンズ754、操作部756、表示部758、及び通信インタフェース(Interface:IF)である通信IF759を含んでいる。 The crack detection device 500 includes a light source unit 550, an illumination optical system 600, an interface position detection optical system 650, a crack detection optical system 700, a control unit 750, a condensing point position moving mechanism 752, a condensing lens 754, and an operation unit 756. , a display unit 758, and a communication IF 759 that is a communication interface (Interface: IF).

光源部550は、検出光L1を出射する。この検出光L1は、ウェーハWの界面位置の検出、及びウェーハWの内部に形成された亀裂Kの検出に用いられる。ここで、ウェーハWがシリコン製の場合、検出光L1としては波長1,000nm以上の赤外光を用いるのが望ましい。 The light source unit 550 emits detection light L1. This detection light L1 is used for detection of the interface position of the wafer W and detection of the crack K formed inside the wafer W. As shown in FIG. Here, when the wafer W is made of silicon, it is desirable to use infrared light with a wavelength of 1,000 nm or more as the detection light L1.

光源部550は、光源552A、552B、552C及びハーフミラー554を有している。光源552A、552B、552C及びハーフミラー554は、集光レンズ754の光軸と同軸の主光軸AXに沿って配置されている。 The light source section 550 has light sources 552 A, 552 B, 552 C and a half mirror 554 . Light sources 552A, 552B, 552C and half mirror 554 are arranged along main optical axis AX coaxial with the optical axis of condenser lens 754 .

光源552A、552B、552Cは、主光軸AXに沿って検出光L1を出射する。光源552A、552B、552Cとしては、例えば、レーザ光源(赤外線レーザ光源、レーザダイオード)、又はLED(Light Emitting Diode)光源を用いることができる。 The light sources 552A, 552B, 552C emit detection light L1 along the main optical axis AX. As the light sources 552A, 552B, 552C, for example, laser light sources (infrared laser light sources, laser diodes) or LED (Light Emitting Diode) light sources can be used.

光源552Aは、集光レンズ754の集光レンズ瞳754aの略全面を照明することが可能なレーザ開口を有している。この光源552Aは、後述の界面位置の検出に用いられる。 The light source 552A has a laser aperture capable of illuminating substantially the entire surface of the condensing lens pupil 754a of the condensing lens 754 . This light source 552A is used for detecting the interface position, which will be described later.

光源552B、552Cは、集光レンズ754の集光レンズ瞳754aのうち、主光軸AX(集光レンズ754の光軸)から偏心した一部のみを照明することが可能なレーザ開口をそれぞれ有している。これらの光源552B、552Cは、後述の亀裂検出に用いられる。 The light sources 552B and 552C each have a laser aperture capable of illuminating only a part of the condensing lens pupil 754a of the condensing lens 754 decentered from the main optical axis AX (the optical axis of the condensing lens 754). are doing. These light sources 552B and 552C are used for crack detection, which will be described later.

ハーフミラー554は、界面位置検出用の光源552Aから出射される検出光L1を反射し、亀裂検出用の光源552B、552Cから出射される検出光L1を透過させる。以下、図示は省略するが、光源552A、552B、552Cから出射される検出光L1をそれぞれL1(A)、L1(B)、L1(C)として説明する。 Half mirror 554 reflects detection light L1 emitted from light source 552A for interface position detection, and transmits detection light L1 emitted from light sources 552B and 552C for crack detection. Hereinafter, although illustration is omitted, the detection light beams L1 emitted from the light sources 552A, 552B, and 552C will be described as L1(A), L1(B), and L1(C), respectively.

光源552A、552B、552Cは、それぞれ制御部750と接続されており、制御部750により光源552A、552B、552Cの出射制御が行われる。 The light sources 552A, 552B, and 552C are each connected to a control section 750, and the control section 750 controls emission of the light sources 552A, 552B, and 552C.

制御部750は、亀裂検出装置500の各部の動作を制御するCPUと、制御プログラムを格納するROMと、CPUの作業領域として使用可能なSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)と、を含んでいる。制御部750は、レーザ加工装置10の制御部12と不図示のインタフェースを介して接続されており、操作部756を介して操作者による操作入力を受け付け、操作入力に応じた制御信号を亀裂検出装置500の各部に送信して各部の動作を制御する。 The control unit 750 includes a CPU that controls the operation of each unit of the crack detection device 500, a ROM that stores control programs, and an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) that can be used as a work area for the CPU. The control unit 750 is connected to the control unit 12 of the laser processing apparatus 10 via an interface (not shown), receives an operation input by the operator via an operation unit 756, and detects a crack by detecting a control signal corresponding to the operation input. It transmits to each unit of the device 500 to control the operation of each unit.

なお、本実施形態では、亀裂検出装置500の制御部750を、レーザ加工装置10の制御部12(図3参照)とは別に示したが、これらの制御部750,12で実行される処理は、1つの制御部で実行されてもよいし、複数の制御部で実行されてもよい。 In this embodiment, the controller 750 of the crack detection device 500 is shown separately from the controller 12 (see FIG. 3) of the laser processing device 10, but the processes executed by these controllers 750 and 12 are , may be executed by one control unit, or may be executed by a plurality of control units.

操作部756は、操作者による操作入力を受け付ける手段であり、例えば、キーボード、マウス、又はタッチパネル等のポインティングデバイス等である。 The operation unit 756 is means for receiving an operation input by an operator, and is, for example, a keyboard, a mouse, or a pointing device such as a touch panel.

また、表示部758は、亀裂検出装置500の操作のための操作GUI(Graphical User Interface)及び画像(例えば、亀裂の検出結果等)を表示する装置である。表示部758としては、例えば、液晶ディスプレイを用いることができる。 The display unit 758 is a device that displays an operation GUI (Graphical User Interface) for operating the crack detection device 500 and images (for example, crack detection results, etc.). As the display unit 758, for example, a liquid crystal display can be used.

なお、操作部756及び表示部758は、レーザ加工装置10に備えられる操作部及び表示部(いずれも不図示)と共用されていてもよい。 Note that the operation unit 756 and the display unit 758 may be shared with the operation unit and the display unit (both not shown) provided in the laser processing apparatus 10 .

通信IF759は、後述のレーザ加工装置10の通信IF28(図16参照)に有線接続又は無線接続されている。通信IF759は、詳しくは後述するが、制御部750の制御の下、後述の厚み検出機能により検出されたウェーハWの厚み検出結果である厚みプロファイル42(図11参照)を通信IF28、すなわちレーザ加工装置10へ出力する。 The communication IF 759 is wired or wirelessly connected to the communication IF 28 (see FIG. 16) of the laser processing apparatus 10, which will be described later. Although the details will be described later, the communication IF 759 transmits the thickness profile 42 (see FIG. 11), which is the thickness detection result of the wafer W detected by the thickness detection function described later, under the control of the control unit 750 to the communication IF 28, that is, laser processing. output to device 10;

照明光学系600は、光源部550から出射された検出光L1を集光レンズ754に導光する。照明光学系600は、リレーレンズ602、606及びミラー(例えば、全反射ミラー)604を有している。光源部550から出射された検出光L1は、リレーレンズ602を透過して、ミラー604により反射されて光路が折り曲げられる。ミラー604によって反射された検出光L1は、リレーレンズ606を透過した後、界面位置検出用光学系650のハーフミラー654及びハーフミラー652によって順次反射されて集光レンズ754に向けて出射される。また、ハーフミラー652を透過した観察光(ウェーハWからの戻り光)は、観察光学系760を用いて観察可能である。なお、観察光学系760を用いない場合は、ハーフミラー652に代えてダイクロイックミラー又は全反射ミラーを用いることができる。 The illumination optical system 600 guides the detection light L1 emitted from the light source section 550 to the condenser lens 754 . The illumination optical system 600 has relay lenses 602 and 606 and a mirror (for example, a total reflection mirror) 604 . The detection light L1 emitted from the light source unit 550 is transmitted through the relay lens 602, reflected by the mirror 604, and the optical path is bent. The detection light L 1 reflected by the mirror 604 is transmitted through the relay lens 606 , then sequentially reflected by the half mirrors 654 and 652 of the interface position detection optical system 650 and emitted toward the condenser lens 754 . Observation light transmitted through the half mirror 652 (return light from the wafer W) can be observed using the observation optical system 760 . If the observation optical system 760 is not used, a dichroic mirror or a total reflection mirror can be used in place of the half mirror 652. FIG.

集光レンズ754は、本発明の第2集光レンズに相当するものであり、照明光学系600から出射された検出光L1をウェーハWに集光(合焦)させる。集光レンズ754は、ウェーハ裏面Wbに対向する位置に配置され、集光レンズ754の光軸が主光軸AXと同軸に配置される。 The condenser lens 754 corresponds to the second condenser lens of the present invention, and condenses (focuses) the detection light L1 emitted from the illumination optical system 600 onto the wafer W. FIG. The condenser lens 754 is arranged at a position facing the back surface Wb of the wafer, and the optical axis of the condenser lens 754 is arranged coaxially with the main optical axis AX.

集光点位置移動機構752は、ウェーハWに対する検出光L1の集光点FP2(本発明の第2集光点に相当、図12参照)の位置をZ方向(集光レンズ754の光軸方向)に変化させる。集光点位置移動機構752は、集光レンズ754をZ方向に移動させるピエゾアクチュエータ752aを含んで構成される。 The focal point position moving mechanism 752 shifts the position of the focal point FP2 (corresponding to the second focal point of the present invention, see FIG. 12) of the detection light L1 with respect to the wafer W in the Z direction (the optical axis direction of the condenser lens 754). ). The focusing point position moving mechanism 752 includes a piezo actuator 752a that moves the focusing lens 754 in the Z direction.

ピエゾアクチュエータ752aは、制御部750から印加される電圧が変化することによってZ方向(集光レンズ754の光軸方向)に伸縮し、この伸縮動作によって集光レンズ754を光軸方向に移動させる。これにより、ウェーハWに対する検出光L1の集光点FP2(図12参照)の位置をウェーハWの厚み方向(Z方向)において変化させる。 The piezo actuator 752a expands and contracts in the Z direction (optical axis direction of the condenser lens 754) when the voltage applied from the control unit 750 changes, and this expansion and contraction movement moves the condenser lens 754 in the optical axis direction. As a result, the position of the focal point FP2 (see FIG. 12) of the detection light L1 with respect to the wafer W is changed in the thickness direction of the wafer W (Z direction).

また、ピエゾアクチュエータ752aの移動量(伸縮量:μm)とピエゾアクチュエータ752aに印加される電圧との関係は実験などによって予め決定されている。制御部750は、その関係を定義するテーブルを記憶するとともに、この関係に従ってピエゾアクチュエータ752aに印加する電圧を変化させる。 Also, the relationship between the amount of movement (extension amount: μm) of the piezo actuator 752a and the voltage applied to the piezo actuator 752a is determined in advance by experiments or the like. The control unit 750 stores a table that defines the relationship, and changes the voltage applied to the piezo actuator 752a according to this relationship.

集光点位置移動機構752は、制御部750の制御に従ってピエゾアクチュエータ752aを駆動することにより、集光レンズ754をZ方向に移動させる。これにより、集光レンズ754とウェーハWとのZ方向の相対距離が変化し、ウェーハWに対する検出光L1の集光点FP2の位置が変化するので、検出光L1の集光点FP2をウェーハWの厚み方向(Z方向)に走査することが可能となる。 The focusing point position moving mechanism 752 moves the focusing lens 754 in the Z direction by driving the piezo actuator 752a under the control of the controller 750 . As a result, the relative distance in the Z direction between the condenser lens 754 and the wafer W changes, and the position of the condensing point FP2 of the detection light L1 with respect to the wafer W changes. can be scanned in the thickness direction (Z direction).

また、集光点位置移動機構752は、ピエゾアクチュエータ752aに加え、上述の加工ヘッド駆動部19の加工ヘッドZ駆動機構を含むものであってもよい。加工ヘッドZ駆動機構により加工ヘッド16をZ方向に移動させることにより、加工ヘッド16と一体となって亀裂検出装置500をZ方向に移動させることができる。これにより、集光レンズ754とウェーハWとの相対距離が変化するので、ウェーハWに対する検出光L1の集光点FP2(図12参照)の位置を変化させることが可能となる。したがって、加工ヘッドZ駆動機構による集光点の位置調整(粗調整)と、ピエゾアクチュエータ752aによる集光点の位置調整(微調整)とを組み合わせることで、ピエゾアクチュエータ752aのみで検出光L1の集光点FP2をウェーハWの厚み方向に走査する場合に比べて、ウェーハWに対する検出光L1の集光点FP2の位置の調整の自由度(調整幅)が広がるため、様々な厚みのウェーハWに対しても亀裂検出及び厚み検出が可能となる。 In addition to the piezo actuator 752a, the focal point position moving mechanism 752 may include the machining head Z driving mechanism of the machining head driving section 19 described above. By moving the machining head 16 in the Z direction with the machining head Z drive mechanism, the crack detection device 500 can be moved in the Z direction together with the machining head 16 . This changes the relative distance between the condenser lens 754 and the wafer W, so that the position of the focal point FP2 (see FIG. 12) of the detection light L1 with respect to the wafer W can be changed. Therefore, by combining the position adjustment (coarse adjustment) of the focal point by the processing head Z driving mechanism and the position adjustment (fine adjustment) of the focal point by the piezo actuator 752a, the detection light L1 can be focused only by the piezo actuator 752a. Compared to scanning the light spot FP2 in the thickness direction of the wafer W, the degree of freedom (adjustment range) for adjusting the position of the light spot FP2 of the detection light L1 with respect to the wafer W is increased. Also, crack detection and thickness detection are possible.

集光レンズ754によって集光され、ウェーハWによって反射された検出光L1の反射光L2は、界面位置検出用光学系650及び亀裂検出用光学系700に導光され、それぞれ、ウェーハWの界面位置の検出及び亀裂の検出に用いられる。 The reflected light L2 of the detection light L1 that is condensed by the condensing lens 754 and reflected by the wafer W is guided to the interface position detection optical system 650 and the crack detection optical system 700, and the interface position of the wafer W is detected. It is used for detection of and crack detection.

以下の例では、ウェーハ表面Waの界面位置の検出を行い、その後、ウェーハ表面Waの界面位置を基準として亀裂深さを検出する例について説明する。 In the following example, the interface position of the wafer front surface Wa is detected, and then the crack depth is detected with reference to the interface position of the wafer front surface Wa.

なお、本実施形態では、ウェーハ表面Waを基準として亀裂深さの検出を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ウェーハ裏面Wbを基準として亀裂深さの検出を行ってもよい。また、ウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbの双方の界面位置をそれぞれ基準として検出した亀裂深さの平均値をとることも可能である。 In this embodiment, the crack depth is detected using the wafer front surface Wa as a reference, but the present invention is not limited to this. For example, the crack depth is detected using the wafer back surface Wb as a reference. good too. It is also possible to take an average value of the crack depths detected with reference to the interface positions of both the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb.

<界面位置検出用光学系>
界面位置検出用光学系650は、ウェーハWの界面(ウェーハ表面Wa又はウェーハ裏面Wb)の検出を行うための光学系であり、ハーフミラー652、ハーフミラー654、リレーレンズ656、ハーフミラー658、及び光検出器660を有している。
<Optical system for interface position detection>
The interface position detection optical system 650 is an optical system for detecting the interface of the wafer W (wafer front surface Wa or wafer back surface Wb), and includes a half mirror 652, a half mirror 654, a relay lens 656, a half mirror 658, and a It has a photodetector 660 .

ウェーハWの界面として例えばウェーハ表面Waを検出するときには、制御部750は、光源552Aを発光させて、検出光L1(A)をウェーハWに照射する。 When detecting, for example, the wafer front surface Wa as the interface of the wafer W, the controller 750 causes the light source 552A to emit light to irradiate the wafer W with the detection light L1(A).

光源552Aからの検出光L1(A)は、集光レンズ754の集光レンズ瞳754aと略同じ大きさの開口を有するレーザ光であり、ハーフミラー654及びハーフミラー652によって順次反射されて集光レンズ754に導光される。検出光L1(A)は、集光レンズ754の集光レンズ瞳754aの略全面に照射される。 The detection light L1(A) from the light source 552A is a laser beam having an opening approximately the same size as the condenser lens pupil 754a of the condenser lens 754, and is sequentially reflected by the half mirrors 654 and 652 to be condensed. The light is guided to lens 754 . The detection light L1(A) irradiates substantially the entire surface of the condensing lens pupil 754a of the condensing lens 754 .

ここで、ウェーハWにより反射された検出光L1(A)の反射光をL2(A)とする。反射光L2(A)は、集光レンズ754を透過してハーフミラー652によって反射され、ハーフミラー654を透過した後、リレーレンズ656に導光される。リレーレンズ656を透過した反射光L2(A)は、ハーフミラー658によって反射されて光検出器660に導光される。 Here, the reflected light of the detection light L1(A) reflected by the wafer W is assumed to be L2(A). Reflected light L2(A) passes through condenser lens 754 , is reflected by half mirror 652 , passes through half mirror 654 , and is guided to relay lens 656 . Reflected light L2(A) transmitted through relay lens 656 is reflected by half mirror 658 and guided to photodetector 660 .

光検出器660は、ウェーハWからの反射光L2(A)を受光して、ウェーハWのウェーハ表面Waの検出を行うための装置であり、検出器本体660A及びピンホールパネル660Bを有している。 The photodetector 660 is a device for receiving the reflected light L2(A) from the wafer W to detect the wafer surface Wa of the wafer W, and has a detector body 660A and a pinhole panel 660B. there is

検出器本体660Aとしては、受光した光を電気信号に変換して制御部750に出力するフォトディテクタ(例えば、フォトダイオード)を用いることができる。 As the detector main body 660A, a photodetector (for example, a photodiode) that converts received light into an electrical signal and outputs the electrical signal to the control section 750 can be used.

ピンホールパネル660Bには、入射光の一部を透過させるためのピンホールが形成されている。ピンホールパネル660Bは、検出器本体660Aの受光面に対して上流側に配置されており、ピンホールパネル660Bのピンホールが反射光L2(A)の光軸上に位置するように配置されている。ピンホールパネル660Bのピンホールの位置は、集光レンズ754の集光点(前側焦点位置)と光学的に共役関係にある(コンフォーカルピンホール)。また、ピンホールパネル660Bのピンホールの大きさは、集光レンズ754の回折限界程度に調整されている。 A pinhole is formed in the pinhole panel 660B for transmitting part of the incident light. The pinhole panel 660B is arranged upstream with respect to the light receiving surface of the detector main body 660A, and is arranged so that the pinhole of the pinhole panel 660B is positioned on the optical axis of the reflected light L2(A). there is The position of the pinhole of the pinhole panel 660B is optically conjugate with the condensing point (front focal position) of the condensing lens 754 (confocal pinhole). Also, the size of the pinholes of the pinhole panel 660B is adjusted to about the diffraction limit of the condenser lens 754 .

ウェーハWによって反射された反射光L2(A)は、集光レンズ754の集光点と光学的に共役な位置にあるピンホールパネル660Bのピンホールの位置に集光する。そして、集光レンズ754の集光点が反射面となるウェーハWのウェーハ表面Waと一致した場合、検出光L1(A)の光束はウェーハWのウェーハ表面Waで反射されて、平行光束となって集光レンズ754を透過して戻ってくる。したがって、検出器本体660Aから出力される検出信号は、集光レンズ754の集光点が反射面となるウェーハ表面Waの位置と一致したときに鋭いピークを有する。なお、集光レンズ754の集光点が反射面となるウェーハ裏面Wbの位置と一致したときにも、検出器本体660Aから出力される検出信号は鋭いピークを有する。 The reflected light L2(A) reflected by the wafer W is condensed at the position of the pinhole of the pinhole panel 660B which is optically conjugate with the condensing point of the condensing lens 754 . Then, when the condensing point of the condensing lens 754 coincides with the wafer surface Wa of the wafer W serving as the reflecting surface, the light flux of the detection light L1 (A) is reflected by the wafer surface Wa of the wafer W and becomes a parallel light flux. The light passes through the condensing lens 754 and returns. Therefore, the detection signal output from the detector main body 660A has a sharp peak when the condensing point of the condensing lens 754 coincides with the position of the wafer surface Wa serving as the reflecting surface. The detection signal output from the detector main body 660A has a sharp peak even when the condensing point of the condensing lens 754 coincides with the position of the back surface Wb of the wafer serving as the reflecting surface.

制御部750は、光源552Aからの検出光L1(A)をウェーハWに照射しながら、集光点位置移動機構752により集光レンズ754とウェーハWとの相対距離を変化させて、ウェーハWに対する検出光L1(A)の集光点の位置(すなわち、集光レンズ754の前側焦点位置)をZ方向に移動させる。これにより、検出光L1(A)の集光点がウェーハWの厚み方向に走査される。制御部750は、検出光L1(A)の集光点がウェーハWの厚み方向(Z方向)に走査されたときのウェーハWからの反射光L2(A)を光検出器660により検出し、この光検出器660からの検出信号のピークを検出することにより、Z方向におけるウェーハ表面Waの界面位置を検出することができる。 The controller 750 changes the relative distance between the condenser lens 754 and the wafer W using the condenser position moving mechanism 752 while irradiating the wafer W with the detection light L1(A) from the light source 552A. The position of the condensing point of the detection light L1(A) (that is, the front focal position of the condensing lens 754) is moved in the Z direction. Thereby, the focal point of the detection light L1(A) is scanned in the thickness direction of the wafer W. FIG. The controller 750 detects the reflected light L2 (A) from the wafer W when the focal point of the detection light L1 (A) is scanned in the thickness direction (Z direction) of the wafer W by the photodetector 660, By detecting the peak of the detection signal from this photodetector 660, the interface position of the wafer surface Wa in the Z direction can be detected.

なお、本実施形態では、コンフォーカル法を用いてウェーハWの界面位置の検出を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、非点収差法、白色干渉法等のその他の焦点検出方法を適用することも可能である。 In the present embodiment, the confocal method is used to detect the interface position of the wafer W. However, the present invention is not limited to this method. It is also possible to apply focus detection methods.

<亀裂検出用光学系>
亀裂検出用光学系700は、リレーレンズ702と光検出器704、706とを有している。
<Optical system for crack detection>
The crack detection optical system 700 has a relay lens 702 and photodetectors 704 and 706 .

ウェーハWの内部に形成された亀裂Kを検出する場合に、制御部750は、光源552B、552Cを発光させて、検出光L1(B)、L1(C)をウェーハWに照射する。光源552B、552Cは、それぞれ主光軸AXからずれた位置にレーザ開口を有している。これにより、主光軸AXに対して偏心した検出光L1(B)及びL1(C)がウェーハWに照射される。 When detecting the crack K formed inside the wafer W, the control unit 750 causes the light sources 552B and 552C to emit light and irradiates the wafer W with the detection lights L1(B) and L1(C). The light sources 552B and 552C each have a laser aperture at a position shifted from the main optical axis AX. As a result, the wafer W is irradiated with detection lights L1(B) and L1(C) that are eccentric with respect to the main optical axis AX.

ウェーハWによりそれぞれ反射された検出光L1(B)、L1(C)の反射光L2(B)、L2(C)は、集光レンズ754を透過してハーフミラー652及びハーフミラー654によって順次反射された後、リレーレンズ656及びハーフミラー658を順次透過してリレーレンズ702に入射する。リレーレンズ702を透過した反射光L2(B)、L2(C)は、光検出器704、706により受光される。 The reflected lights L2(B) and L2(C) of the detection lights L1(B) and L1(C) respectively reflected by the wafer W pass through the condenser lens 754 and are sequentially reflected by the half mirrors 652 and 654. After passing through the relay lens 656 and the half mirror 658 , the light enters the relay lens 702 . Reflected lights L2(B) and L2(C) transmitted through relay lens 702 are received by photodetectors 704 and 706, respectively.

光検出器704,706は、ウェーハWからの反射光L2(B)、L2(C)を受光して、ウェーハWの内部の亀裂Kの検出を行うための装置である。光検出器704,706としては、受光した光を電気信号に変換して制御部750に出力するフォトディテクタ(例えば、フォトダイオード)を用いることができる。 The photodetectors 704 and 706 are devices for receiving reflected light L2(B) and L2(C) from the wafer W to detect cracks K inside the wafer W. FIG. As the photodetectors 704 and 706, photodetectors (for example, photodiodes) that convert received light into electrical signals and output the electrical signals to the control unit 750 can be used.

光検出器704、706は集光レンズ瞳754aと共役位置に配置され、さらに、検出光L1(B)及びL1(C)を受光するよう集光レンズ754の光軸からずれた位置に配置されている。 The photodetectors 704 and 706 are positioned conjugate with the condenser lens pupil 754a, and are positioned offset from the optical axis of the condenser lens 754 to receive the detected light beams L1(B) and L1(C). ing.

図4から図6は、ウェーハWに対して検出光L1の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。図4は集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在する場合、図5は集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在しない場合、図6は集光レンズ754の集光点と亀裂Kの亀裂深さ(亀裂下端位置)とが一致する場合をそれぞれ示している。 FIGS. 4 to 6 are explanatory diagrams showing the state when the wafer W is illuminated with the detection light L1. 4 shows the case where the crack K exists at the condensing point of the condensing lens 754, FIG. 5 shows the case where the crack K does not exist at the condensing point of the condensing lens 754, and FIG. Each of these shows a case where the crack depth (crack bottom position) of the crack K matches.

また、図7から図9は、光検出器704、706の受光面704C、706Cに受光される反射光L2の様子を示した図であり、それぞれ図4から図6に示した場合に対応するものである。 7 to 9 are diagrams showing the reflected light L2 received by the light receiving surfaces 704C and 706C of the photodetectors 704 and 706, corresponding to the cases shown in FIGS. 4 to 6, respectively. It is.

また、図10は、ウェーハWからの反射光L2が集光レンズ瞳754aに到達する経路を説明するための図である。なお、ここでは、検出光L1は、集光レンズ瞳754aの一方側(図10の右側)の第1領域G1を通過して、ウェーハWに対して偏射照明が行われる場合について説明する。 Also, FIG. 10 is a diagram for explaining the path along which the reflected light L2 from the wafer W reaches the condenser lens pupil 754a. Here, the case where the detection light L1 passes through the first region G1 on one side (the right side in FIG. 10) of the condenser lens pupil 754a and the wafer W is subjected to polarized illumination will be described.

図4に示すように、集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在する場合には、検出光L1は亀裂Kで全反射した後、ウェーハ表面Waで反射して、その反射光L2は主光軸AXに対して検出光L1の光路と同じ側の経路をたどって、集光レンズ瞳754aの検出光L1と同じ側の領域に到達する成分となる。すなわち、図10に示すように、光源部550からの検出光L1が集光レンズ754を介してウェーハWに照射されるときの検出光L1の経路をR1としたとき、ウェーハWの内部の亀裂Kで全反射した反射光L2は、検出光L1の経路R1とは主光軸AXに対して同じ側(図10の右側)の経路R2をたどって集光レンズ瞳754aの第1領域G1を通過する。 As shown in FIG. 4, when there is a crack K at the condensing point of the condenser lens 754, the detection light L1 is totally reflected by the crack K, then reflected by the wafer surface Wa, and the reflected light L2 is It is a component that follows the path on the same side as the optical path of the detection light L1 with respect to the main optical axis AX and reaches the area on the same side as the detection light L1 of the condenser lens pupil 754a. That is, as shown in FIG. 10, when the detection light L1 from the light source unit 550 irradiates the wafer W through the condenser lens 754 and the path of the detection light L1 is R1, the crack inside the wafer W is The reflected light L2 totally reflected by K follows the path R2 on the same side (the right side in FIG. 10) with respect to the main optical axis AX as the path R1 of the detection light L1, and passes through the first region G1 of the condenser lens pupil 754a. pass.

図5に示すように、集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在しない場合には、検出光L1はウェーハ表面Waで反射し、その反射光L2は集光レンズ瞳754aの検出光L1と反対側の領域に到達する成分となる。すなわち、図10に示すように、ウェーハ表面Waで反射した反射光L2は、検出光L1の経路R1とは主光軸AXに対して反対側(図10の左側)の経路R3をたどって集光レンズ瞳754aの第2領域G2を通過する。 As shown in FIG. 5, when there is no crack K at the condensing point of the condensing lens 754, the detection light L1 is reflected by the wafer surface Wa, and the reflected light L2 becomes the detection light L1 of the condensing lens pupil 754a. is the component that reaches the region on the opposite side. That is, as shown in FIG. 10, the reflected light L2 reflected by the wafer surface Wa follows a path R3 on the opposite side (left side in FIG. 10) with respect to the main optical axis AX to the path R1 of the detection light L1 and converges. It passes through the second region G2 of the optical lens pupil 754a.

図6に示すように、集光レンズ754の集光点と亀裂Kの下端位置とが一致する場合には、検出光L1は、亀裂Kで全反射した後、ウェーハ表面Waで反射して、集光レンズ瞳754aの検出光L1と同じ側の領域に到達する反射光成分L2aと、亀裂Kで全反射されずにウェーハWのウェーハ表面Waで反射して集光レンズ瞳754aの検出光L1と反対側の領域に到達する非反射光成分L2bとに分割される。すなわち、図10に示すように、反射光L2のうち、ウェーハWの内部の亀裂Kで全反射した反射光成分L2a(図6参照)は、経路R2をたどって集光レンズ瞳754aの第1領域G1を通過するとともに、亀裂Kで全反射されずにウェーハWのウェーハ表面Waで反射した非反射光成分L2b(図6参照)は、経路R3をたどって集光レンズ瞳754aの第2領域G2を通過する。 As shown in FIG. 6, when the condensing point of the condensing lens 754 and the lower end position of the crack K match, the detection light L1 is totally reflected by the crack K, then reflected by the wafer surface Wa, The reflected light component L2a reaching the area on the same side as the detection light L1 of the condenser lens pupil 754a, and the detection light L1 of the condenser lens pupil 754a reflected by the wafer surface Wa of the wafer W without being totally reflected by the crack K. and a non-reflected light component L2b reaching the area on the opposite side. That is, as shown in FIG. 10, of the reflected light L2, the reflected light component L2a (see FIG. 6) totally reflected by the crack K inside the wafer W follows the path R2 to the first light of the condenser lens pupil 754a. The non-reflected light component L2b (see FIG. 6) that passes through the region G1 and is reflected by the wafer surface Wa of the wafer W without being totally reflected by the crack K follows the route R3 to reach the second region of the condenser lens pupil 754a. Pass through G2.

光検出器704、706は、それぞれが集光レンズ瞳754aの第1領域G1及び第2領域G2と光学的に共役な位置となるように配置されている。これにより、光検出器704、706は、それぞれ集光レンズ瞳754aの第1領域G1及び第2領域G2を通過した光を選択的に受光可能となっている。 The photodetectors 704 and 706 are arranged so as to be optically conjugate with the first region G1 and the second region G2 of the condenser lens pupil 754a, respectively. As a result, the photodetectors 704 and 706 can selectively receive light that has passed through the first region G1 and the second region G2 of the condenser lens pupil 754a.

ここで、図4に示す例(集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在する場合)では、図7に示すように、光検出器704、706のうち、光検出器704の受光面704Cに反射光L2が入射する。このため、光検出器704の受光面704Cから出力される検出信号のレベルが光検出器706の受光面706Cから出力される検出信号のレベルよりも高くなる。 Here, in the example shown in FIG. 4 (when there is a crack K at the condensing point of the condensing lens 754), as shown in FIG. Reflected light L2 is incident on 704C. Therefore, the level of the detection signal output from the light receiving surface 704C of the photodetector 704 is higher than the level of the detection signal output from the light receiving surface 706C of the photodetector 706. FIG.

一方、図5に示す例(集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在しない場合)では、図8に示すように、光検出器704、706のうち、光検出器706の受光面706Cに反射光が入射する。このため、光検出器706の受光面706Cから出力される検出信号のレベルが光検出器704の受光面704Cから出力される検出信号のレベルよりも高くなる。 On the other hand, in the example shown in FIG. 5 (when there is no crack K at the condensing point of the condensing lens 754), as shown in FIG. The reflected light is incident on the Therefore, the level of the detection signal output from the light receiving surface 706C of the photodetector 706 is higher than the level of the detection signal output from the light receiving surface 704C of the photodetector 704. FIG.

また、図6に示す例(集光レンズ754の集光点と亀裂Kの下端位置とが一致する場合)では、図9に示すように、光検出器704、706の受光面704C、706Cに反射光L2の各成分L2a、L2bがそれぞれ入射するため、光検出器704、706の受光面704C、706Cから出力される検出信号のレベルが略等しくなる。 Further, in the example shown in FIG. 6 (when the condensing point of the condensing lens 754 coincides with the lower end position of the crack K), as shown in FIG. Since the respective components L2a and L2b of the reflected light L2 are incident, the levels of the detection signals output from the light receiving surfaces 704C and 706C of the photodetectors 704 and 706 are approximately equal.

このように、光検出器704、706の受光面704C、706Cで受光される光量は、集光レンズ754の集光点に亀裂Kが存在するか否かによって変化する。本実施形態では、このような性質を利用して、ウェーハWの内部に形成された亀裂Kの亀裂深さ(亀裂下端位置又は亀裂上端位置)を検出する。 Thus, the amount of light received by the light receiving surfaces 704C and 706C of the photodetectors 704 and 706 changes depending on whether or not there is a crack K at the condensing point of the condensing lens 754. FIG. In this embodiment, using such properties, the crack depth (crack bottom end position or crack top end position) of the crack K formed inside the wafer W is detected.

具体的には、光検出器704、706の受光面704C、706Cから出力される検出信号の出力をそれぞれD1、D2としたとき、集光レンズ754の集光点における亀裂Kの存在を判断するための評価値Sは、次式で表すことができる。 Specifically, when the output of the detection signals output from the light receiving surfaces 704C and 706C of the photodetectors 704 and 706 are respectively D1 and D2, the existence of the crack K at the condensing point of the condensing lens 754 is determined. The evaluation value S for can be expressed by the following equation.

S=(D1-D2)/(D1+D2) …(1)
式(1)において、S=0の条件を満たすとき、すなわち、光検出器704、706の受光面704C、706Cによって受光される光量が一致するとき、集光レンズ754の集光点と亀裂下端位置(又は亀裂上端位置)とが一致した状態を示す。
S=(D1-D2)/(D1+D2) (1)
In equation (1), when the condition of S=0 is satisfied, that is, when the amounts of light received by the light receiving surfaces 704C and 706C of the photodetectors 704 and 706 match each other, the condensing point of the condensing lens 754 and the bottom end of the crack It shows a state in which the position (or crack top position) matches.

制御部750は、集光点位置移動機構752を制御して検出光L1の集光点FP2(図12参照)の位置をZ方向(集光レンズ754の光軸方向)に移動させる。また、制御部750は、この集光点FP2の位置をウェーハ表面Waの界面位置からウェーハWの厚み方向(Z方向)に順次変化させながら、光検出器704、706の受光面704C、706Cから出力される検出信号を順次取得する。そして、制御部750は、この検出信号に基づいて式(1)で示される評価値Sを算出し、この評価値S及び集光点位置情報を評価することによって亀裂Kの亀裂深さ(亀裂下端位置又は亀裂上端位置)を検出することができる。以上が亀裂検出装置500の亀裂検出機能である。 The controller 750 controls the focal point position moving mechanism 752 to move the position of the focal point FP2 (see FIG. 12) of the detection light L1 in the Z direction (optical axis direction of the condenser lens 754). Further, the controller 750 sequentially changes the position of the focal point FP2 from the interface position of the wafer front surface Wa in the thickness direction (Z direction) of the wafer W, while The output detection signals are acquired sequentially. Then, the control unit 750 calculates the evaluation value S represented by the formula (1) based on this detection signal, and evaluates this evaluation value S and the condensing point position information to evaluate the crack depth of the crack K (crack bottom position or crack top position) can be detected. The above is the crack detection function of the crack detection device 500 .

[亀裂検出装置の厚み検出機能及び外部出力機能]
次に、亀裂検出装置500によるウェーハWの厚み検出機能、及び裏面研削装置200へのウェーハWの厚み検出結果(厚みプロファイル42、図11参照)の外部出力機能について説明する。
[Thickness detection function and external output function of crack detection device]
Next, the function of detecting the thickness of the wafer W by the crack detection device 500 and the function of outputting the thickness detection result (thickness profile 42, see FIG. 11) of the wafer W to the back grinding device 200 will be described.

亀裂検出装置500は、既述したように、亀裂検出機能に加えて、さらに、厚み検出機能及び外部出力機能を兼ね備えている。亀裂検出装置500の厚み検出機能は、亀裂検出装置500の各構成要素を利用して、裏面研削装置200によってバックグラインドが行われた後であり且つレーザ加工装置10によるレーザ加工領域Rの形成前のウェーハW(特にシリコン層)の厚さを検出する。また、亀裂検出装置500の外部出力機能は、ウェーハWの厚み検出結果を裏面研削装置200に外部出力する。以下、厚み検出機能及び外部出力機能について説明する。 As described above, the crack detection device 500 has a thickness detection function and an external output function in addition to the crack detection function. The thickness detection function of the crack detection device 500 utilizes each component of the crack detection device 500 after the back grinding is performed by the back grinding device 200 and before the laser processing region R is formed by the laser processing device 10. , the thickness of the wafer W (especially silicon layer) is detected. Moreover, the external output function of the crack detection device 500 outputs the thickness detection result of the wafer W to the back surface grinding device 200 . The thickness detection function and the external output function will be described below.

厚み検出機能は、亀裂検出装置500の構成要素である、テーブル駆動部14、吸着ステージ18、光源552A、照明光学系600、界面位置検出用光学系650、制御部750、集光点位置移動機構752(ピエゾアクチュエータ752a)、集光レンズ754、操作部756及び表示部758を利用してウェーハWの厚みを検出する。 The thickness detection function is performed by the table driving unit 14, the suction stage 18, the light source 552A, the illumination optical system 600, the interface position detection optical system 650, the control unit 750, and the focal point position moving mechanism, which are components of the crack detection device 500. 752 (piezo actuator 752a), condenser lens 754, operation unit 756 and display unit 758 are used to detect the thickness of wafer W. FIG.

図11は、亀裂検出装置500の制御部750の機能ブロック図である。なお、図11では亀裂検出装置500の厚み検出機能以外の機能については適宜図示を省略している。 FIG. 11 is a functional block diagram of the control section 750 of the crack detection device 500. As shown in FIG. In addition, in FIG. 11, the illustration of the functions other than the thickness detection function of the crack detection device 500 is omitted as appropriate.

<厚み検出機能>
図11及び既述の図3に示すように、制御部750は、厚み検出機能を実行する場合に、不図示の記憶部から読み出した制御プログラムを実行することで、光源制御部800、駆動制御部802、界面位置検出部803、及び厚み検出部804として機能する。
<Thickness detection function>
As shown in FIG. 11 and FIG. 3 already described, when executing the thickness detection function, the control unit 750 executes a control program read from a storage unit (not shown) to control the light source control unit 800 and drive control. It functions as a portion 802 , an interface position detection portion 803 and a thickness detection portion 804 .

光源制御部800は、厚み検出機能の実行時に光源552Aから検出光L1(A)を出射させる。これにより、検出光L1(A)が照明光学系600及び集光レンズ754を介してウェーハWに照射され、且つウェーハWからの反射光L2(A)が集光レンズ754及び界面位置検出用光学系650を介して光検出器660(本発明の第2光検出部に相当)で検出される。 The light source control unit 800 causes the light source 552A to emit the detection light L1(A) when executing the thickness detection function. As a result, the detection light L1 (A) is irradiated onto the wafer W via the illumination optical system 600 and the condenser lens 754, and the reflected light L2 (A) from the wafer W is reflected by the condenser lens 754 and the interface position detection optical system. It is detected by the photodetector 660 (corresponding to the second photodetector of the present invention) via the system 650 .

駆動制御部802は、テーブル駆動部14を制御して、集光レンズ754に対して吸着ステージ18(ウェーハW)をXY方向(本発明の垂直方向に相当)に相対移動させることで、ウェーハWの厚みを検出する測定点MP(図12参照)に対して集光レンズ754の光軸を位置合わせする。この場合、駆動制御部802はテーブル駆動部14と共に本発明の第2移動機構として機能する。 The drive control unit 802 controls the table drive unit 14 to relatively move the suction stage 18 (wafer W) with respect to the condenser lens 754 in the XY directions (corresponding to the vertical direction of the present invention). The optical axis of the condensing lens 754 is aligned with the measuring point MP (see FIG. 12) for detecting the thickness of . In this case, the drive control section 802 functions together with the table drive section 14 as the second moving mechanism of the present invention.

測定点MP(図12参照)の位置は、ウェーハWの中心を通るスキャンラインCL(図14参照)に沿って複数配置されている。なお、測定点MPをウェーハWの加工ラインDL上に複数配置してもよく、さらに加工ラインDL上に所定の間隔で(例えば、縦横の加工ラインDLの交点に)複数の測定点MPを配置してもよい。 A plurality of measurement points MP (see FIG. 12) are arranged along a scan line CL (see FIG. 14) passing through the center of the wafer W. As shown in FIG. A plurality of measurement points MP may be arranged on the processing line DL of the wafer W, and a plurality of measurement points MP are arranged on the processing line DL at predetermined intervals (for example, at intersections of the vertical and horizontal processing lines DL). You may

図12は、駆動制御部802による検出光L1(A)の集光点FP2のZ方向の走査を説明するための説明図である。図12に示すように、駆動制御部802は、測定点MPに対する集光レンズ754の位置合わせ後に、ピエゾアクチュエータ752a及び加工ヘッドZ駆動機構の少なくとも一方を駆動して集光レンズ754とウェーハWとの相対距離を調整して、集光レンズ754[検出光L1(A)]の集光点FP2の位置を、ウェーハ裏面WbからZ方向の上方に離間した位置に設定しておく。 FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining scanning in the Z direction of the focal point FP2 of the detection light L1(A) by the drive control unit 802. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, after the condenser lens 754 is aligned with the measurement point MP, the drive control unit 802 drives at least one of the piezo actuator 752a and the processing head Z driving mechanism to move the condenser lens 754 and the wafer W together. By adjusting the relative distance of , the position of the condensing point FP2 of the condensing lens 754 [detection light L1 (A)] is set to a position spaced upward in the Z direction from the back surface Wb of the wafer.

次に、駆動制御部802は、集光点位置移動機構752のピエゾアクチュエータ752aを駆動して、集光レンズ754をZ方向の下方(すなわち、ウェーハWに近づける方向)に移動させることで、ウェーハWに対する検出光L1(A)の集光点FP2の位置をZ方向に変化させる、すなわち集光点FP2をZ方向に走査する。これにより、集光レンズ754のZ方向の位置ごとに、界面位置検出用光学系650の光検出器660がウェーハWからの反射光L2(A)を検出して、反射光L2(A)の検出信号を厚み検出部804に出力する。この場合、駆動制御部802及びピエゾアクチュエータ752aが本発明の集光点走査部に相当する。 Next, the drive control unit 802 drives the piezo actuator 752a of the focal point position moving mechanism 752 to move the condensing lens 754 downward in the Z direction (that is, toward the wafer W). The position of the focal point FP2 of the detection light L1(A) with respect to W is changed in the Z direction, that is, the focal point FP2 is scanned in the Z direction. As a result, the photodetector 660 of the interface position detection optical system 650 detects the reflected light L2(A) from the wafer W for each position of the condenser lens 754 in the Z direction, and the reflected light L2(A) is A detection signal is output to the thickness detection unit 804 . In this case, the drive control section 802 and the piezo actuator 752a correspond to the focal point scanning section of the present invention.

反射光L2(A)は、集光レンズ754の集光点と光学的に共役な位置にあるピンホールパネル660Bのピンホールの位置に集光する。そして、集光レンズ754の下方への移動によって、集光レンズ754の集光点FP2がウェーハ裏面Wbと一致したとき、検出器本体660Aから出力される検出信号は鋭いピークとなる。そして、ピエゾアクチュエータ752aによる集光レンズ754の下方の移動を継続し、集光レンズ754の集光点FP2がウェーハ表面Waの位置と一致した場合に、検出器本体660Aから出力される検出信号も鋭いピークとなる。 The reflected light L2(A) is condensed at the position of the pinhole of the pinhole panel 660B that is optically conjugate with the condensing point of the condensing lens 754 . When the condensing point FP2 of the condensing lens 754 coincides with the back surface Wb of the wafer due to the downward movement of the condensing lens 754, the detection signal output from the detector main body 660A has a sharp peak. Then, the downward movement of the condenser lens 754 by the piezo actuator 752a is continued, and when the condensing point FP2 of the condenser lens 754 coincides with the position of the wafer surface Wa, the detection signal output from the detector body 660A is also a sharp peak.

図13は、ピエゾアクチュエータ752aによる集光点FP2の移動量(μm)と光検出器660の検出器本体660Aから出力される検出信号(V)との関係を示したグラフである。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the movement amount (μm) of the focal point FP2 by the piezo actuator 752a and the detection signal (V) output from the detector main body 660A of the photodetector 660. FIG.

図13に示すグラフによれば、ピエゾアクチュエータ752aの移動量(μm)、すなわち、集光レンズ754の移動量が20μm付近と230μm付近で検出信号(V)のピークP1、P2があり、ピークP1がウェーハ裏面Wbの界面位置を示し、ピークP2がウェーハ表面Waの界面位置をそれぞれ示している。これにより、ウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbを示す界面位置を検出することができ、さらにウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbの双方の界面位置に基づきウェーハWの厚みを検出することができる。 According to the graph shown in FIG. 13, there are peaks P1 and P2 of the detection signal (V) when the amount of movement (μm) of the piezoelectric actuator 752a, that is, the amount of movement of the condenser lens 754 is around 20 μm and around 230 μm. indicates the interface position on the wafer back surface Wb, and the peak P2 indicates the interface position on the wafer front surface Wa. Thereby, the interface positions indicating the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb can be detected, and the thickness of the wafer W can be detected based on the interface positions of both the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb.

以下、駆動制御部802は、測定点MPが複数である場合には、測定点MPごとに繰り返し作動して、測定点MPに対する集光レンズ754の位置合わせと、集光点FP2のZ方向の走査と、を繰り返し実行する。これにより、測定点MPを複数回変更させながら、測定点MPごとに集光点FP2の走査を行うことができる。 Hereinafter, when there are a plurality of measurement points MP, the drive control unit 802 operates repeatedly for each measurement point MP to align the condensing lens 754 with respect to the measurement point MP and move the condensing point FP2 in the Z direction. Scanning and are performed repeatedly. This makes it possible to scan the focal point FP2 for each measurement point MP while changing the measurement point MP multiple times.

図11に戻って、界面位置検出部803は、測定点MPごとに、駆動制御部802により集光点FP2がZ方向に変化されている間に光検出器660から出力される検出信号(図13参照)に基づき測定点MPにおけるウェーハWの界面位置を検出する。具体的には界面位置検出部803は、光検出器660から出力された検出信号に基づき、この検出信号のピークP1、P2を検出することでウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbを示す界面位置を検出する。これにより、ウェーハWのシリコン層の界面位置を検出することができる。 Returning to FIG. 11, the interface position detection unit 803 detects the detection signal ( 13), the interface position of the wafer W at the measurement point MP is detected. Specifically, the interface position detector 803 detects the interface position indicating the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb by detecting the peaks P1 and P2 of the detection signal output from the photodetector 660. do. Thereby, the interface position of the silicon layer of the wafer W can be detected.

厚み検出部804は、界面位置検出部803によるウェーハWの測定点MPにおける厚みを検出する。例えば厚み検出部804は、界面位置検出部803が既述の図13に示した検出信号からウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbを検出した場合、ウェーハ表面Waの界面位置に相当する230μmからウェーハ裏面Wbの界面位置に相当する20μmを減算する処理を行う。つまり、厚み検出部804は、ウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbを示す界面位置を検出したときの集光レンズ754の移動量に基づいてウェーハWの厚みを検出する。これにより、ウェーハWの測定点MPにおける厚さ(210μm)を検出することができる。 The thickness detector 804 detects the thickness of the wafer W at the measurement point MP by the interface position detector 803 . For example, when the interface position detector 803 detects the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb from the detection signals shown in FIG. 20 μm corresponding to the interface position of is subtracted. That is, the thickness detector 804 detects the thickness of the wafer W based on the amount of movement of the condensing lens 754 when the interface position indicating the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb is detected. Thereby, the thickness (210 μm) of the wafer W at the measurement point MP can be detected.

図14は、ウェーハW上での測定点MPの配置を説明するための説明図である。図15は、図14中のスキャンラインCLに沿ったウェーハWの断面図である。なお、図15中の符号ThはウェーハWの測定点MPごとの厚みを示す。また、図14及び図15に示した測定点MPは、スキャンラインCLに沿って複数配置された測定点MPの一部を示したものであり、測定点MPの数及び配置は図14及び図15に示した例に限定されるものではない。 FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the arrangement of measurement points MP on the wafer W. As shown in FIG. 15 is a cross-sectional view of the wafer W along the scan line CL in FIG. 14. FIG. 15 indicates the thickness of the wafer W at each measurement point MP. The measurement points MP shown in FIGS. 14 and 15 are part of the plurality of measurement points MP arranged along the scan line CL, and the number and arrangement of the measurement points MP are shown in FIGS. It is not limited to the example shown in 15.

図14及び図15に示すように、測定点MPは、ウェーハWの中心を通るスキャンラインCLに沿って複数配置されている。このため、テーブル駆動部14により集光レンズ754の光軸が各測定点MPに順番に移動されるごとに、ピエゾアクチュエータ752aによる集光点FP2のZ方向走査と、光検出器660による反射光L2(A)の検出と、界面位置検出部803による界面位置の検出と、厚み検出部804による厚み検出と、が繰り返し実行される。これにより、スキャンラインCLに沿った複数の測定点MPごとのウェーハWの厚みが検出される。 As shown in FIGS. 14 and 15, a plurality of measurement points MP are arranged along a scan line CL passing through the center of the wafer W. As shown in FIGS. Therefore, every time the optical axis of the condensing lens 754 is sequentially moved to each measurement point MP by the table driving unit 14, the Z-direction scanning of the condensing point FP2 by the piezo actuator 752a and the reflected light by the photodetector 660 are performed. Detection of L2(A), detection of the interface position by the interface position detection unit 803, and thickness detection by the thickness detection unit 804 are repeatedly executed. Thereby, the thickness of the wafer W is detected for each of the plurality of measurement points MP along the scan line CL.

ここで裏面研削装置200によりバックグラインドされたウェーハWの形状及び厚みはその中心(研削時の中心)に対してほぼ点対称となる(上記特許文献1参照)。この場合、ウェーハWの厚みは、その中心から同心円状に変化し、面方向に滑らかに変化する。従って、スキャンラインCLに沿った複数の測定点MPごとのウェーハWの厚みの検出結果に基づき、ウェーハWの面内の厚みの分布を判断(推定)することができる。 Here, the shape and thickness of the wafer W back-grinded by the back-grinding device 200 are substantially point-symmetrical with respect to its center (the center during grinding) (see Patent Document 1 above). In this case, the thickness of the wafer W varies concentrically from its center and smoothly in the planar direction. Therefore, the in-plane thickness distribution of the wafer W can be determined (estimated) based on the detection results of the thickness of the wafer W at each of the plurality of measurement points MP along the scan line CL.

図11に戻って、厚み検出部804は、スキャンラインCLに沿った複数の測定点MPごとのウェーハWの厚みの検出結果に基づき、ウェーハWの加工ラインDLごとに加工ラインDLに沿ったウェーハWの厚みの変化(分布)を示す厚みプロファイル42を検出する。 Returning to FIG. 11, the thickness detection unit 804 detects the thickness of the wafer W along the processing line DL for each processing line DL of the wafer W based on the detection results of the thickness of the wafer W at each of the plurality of measurement points MP along the scan line CL. A thickness profile 42 showing the variation (distribution) of the thickness of W is detected.

厚み検出部804により検出された加工ラインDLごとの厚みプロファイル42は、外部出力部806に出力されると共に、表示部758に表示される。以上が亀裂検出装置500の厚み検出機能である。 The thickness profile 42 for each processing line DL detected by the thickness detection unit 804 is output to the external output unit 806 and displayed on the display unit 758 . The above is the thickness detection function of the crack detection device 500 .

<外部出力機能>
次に、亀裂検出装置500の外部出力機能について具体的に説明を行う。この外部出力機能は、亀裂検出装置500の構成要素である、制御部750及び通信IF759を利用して加工ラインDLごとの厚みプロファイル42をレーザ加工装置10へ外部出力する。
<External output function>
Next, the external output function of the crack detection device 500 will be specifically described. This external output function externally outputs the thickness profile 42 for each processing line DL to the laser processing apparatus 10 using the control unit 750 and the communication IF 759 that are components of the crack detection apparatus 500 .

制御部750は、外部出力機能を実行する場合に、不図示の記憶部から読み出した制御プログラムを実行することで、外部出力部806として機能する。 When executing the external output function, the control unit 750 functions as the external output unit 806 by executing a control program read from a storage unit (not shown).

外部出力部806は、通信IF759を介して、厚み検出部804が検出した加工ラインDLごとの厚みプロファイル42を、レーザ加工装置10の通信IF28(図16参照)へ外部出力する。これにより、レーザ加工装置10において、加工ラインDLごとに厚みプロファイル42を参照してレーザ加工を行うことができる。以上が亀裂検出装置500の外部出力機能である。 The external output unit 806 externally outputs the thickness profile 42 for each processing line DL detected by the thickness detection unit 804 to the communication IF 28 (see FIG. 16) of the laser processing apparatus 10 via the communication IF 759 . Thereby, in the laser processing apparatus 10, laser processing can be performed with reference to the thickness profile 42 for each processing line DL. The above is the external output function of the crack detection device 500 .

[レーザ加工装置によるレーザ加工処理]
図16は、レーザ加工装置10の制御部12の機能ブロック図である。レーザ加工装置10は、亀裂検出装置500により検出された厚みプロファイル42と、AFセンサ24によるウェーハ裏面Wbの高さ位置の検出結果とに基づき、加工ラインDLごとに、加工ラインDLに沿ってウェーハWの内部で且つウェーハ表面Waから一定距離の位置にレーザ加工領域Rを形成するレーザ加工処理を行う。
[Laser processing by laser processing equipment]
FIG. 16 is a functional block diagram of the controller 12 of the laser processing apparatus 10. As shown in FIG. Based on the thickness profile 42 detected by the crack detection device 500 and the detection result of the height position of the wafer back surface Wb by the AF sensor 24, the laser processing device 10 moves the wafer along the processing line DL for each processing line DL. A laser processing is performed to form a laser processing region R within W and at a position at a certain distance from the wafer surface Wa.

図16に示すように、レーザ加工装置10の制御部12には、既述のテーブル駆動部14と、レーザ光源20、25と、光検出器26との他に、記憶部27と通信IF28とが接続されている。通信IF28は、既述の亀裂検出装置500の通信IF759に有線接続又は無線接続されており、通信IF759から厚みプロファイル42が入力される。記憶部27は、制御部12の制御プログラム(図示は省略)の他に、亀裂検出装置500から入力された厚みプロファイル42を記憶する。 As shown in FIG. 16, the control unit 12 of the laser processing apparatus 10 includes the table driving unit 14, the laser light sources 20 and 25, and the photodetector 26, as well as a storage unit 27 and a communication IF 28. is connected. The communication IF 28 is wired or wirelessly connected to the communication IF 759 of the crack detection device 500 described above, and the thickness profile 42 is input from the communication IF 759 . The storage unit 27 stores the thickness profile 42 input from the crack detection device 500 in addition to the control program (not shown) of the control unit 12 .

制御部12は、記憶部27から読み出した制御部プログラムを実行することで、光源制御部32、駆動制御部34、高さ位置検出部36、プロファイル取得部38、及び集光点位置調整部40として機能する。 By executing the control unit program read from the storage unit 27, the control unit 12 controls the light source control unit 32, the drive control unit 34, the height position detection unit 36, the profile acquisition unit 38, and the condensing point position adjustment unit 40. function as

光源制御部32は、AFセンサ24のレーザ光源25から検出用レーザ光LDを連続的に出射させる。これにより、検出用レーザ光LDがダイクロイックミラー21及び集光レンズ22を介してウェーハ裏面Wbに集光され、且つウェーハ裏面Wbからの反射光LRが集光レンズ22及びダイクロイックミラー21を介してAFセンサ24の光検出器26に連続的に入射する。また、光源制御部32は、レーザ光源20から加工用レーザ光LPを連続的に出射させる。これにより、加工用レーザ光LPがダイクロイックミラー21及び集光レンズ22を介してウェーハWの内部の集光点FP1に集光される。 The light source control unit 32 causes the laser light source 25 of the AF sensor 24 to continuously emit the detection laser light LD. As a result, the detection laser beam LD is condensed onto the wafer back surface Wb via the dichroic mirror 21 and the condenser lens 22, and the reflected light LR from the wafer back surface Wb is condensed via the condenser lens 22 and the dichroic mirror 21 for AF detection. It continuously impinges on the photodetector 26 of the sensor 24 . Further, the light source control unit 32 causes the laser light source 20 to continuously emit the processing laser light LP. As a result, the processing laser beam LP is condensed at the condensing point FP1 inside the wafer W via the dichroic mirror 21 and the condensing lens 22 .

駆動制御部34は、テーブル駆動部14を制御して、集光レンズ22に対して吸着ステージ18(ウェーハW)をXY方向(本発明の垂直方向に相当)に相対移動させることで、加工ラインDLの加工開始位置に対して集光レンズ22の光軸を位置合わせする。この場合、駆動制御部34はテーブル駆動部14と共に本発明の第1移動機構として機能する。そして、駆動制御部34は、レーザ加工処理が開始されると、テーブル駆動部14を制御して、既述の加工送り及び1ピッチ割り出し送りを実行する。 The drive control unit 34 controls the table drive unit 14 to relatively move the suction stage 18 (wafer W) with respect to the condenser lens 22 in the XY directions (corresponding to the vertical direction of the present invention). The optical axis of the condenser lens 22 is aligned with the DL processing start position. In this case, the drive control section 34 functions together with the table drive section 14 as the first moving mechanism of the present invention. Then, when the laser machining process is started, the drive control unit 34 controls the table drive unit 14 to execute the above-described processing feed and 1-pitch index feed.

高さ位置検出部36は、光検出器26から連続的に入力される反射光LRの検出信号に基づき、非点収差方式及びナイフエッジ方式などの公知の方法を用いて、ウェーハWのレーザ加工位置でのウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置を連続的に検出し、この高さ位置の検出結果を集光点位置調整部40へ連続的に出力する。 The height position detection unit 36 performs laser processing of the wafer W using a known method such as an astigmatism method and a knife edge method based on the detection signal of the reflected light LR continuously input from the photodetector 26. The height position in the Z direction of the back surface Wb of the wafer at the position is continuously detected, and the detection result of the height position is continuously output to the condensing point position adjustment unit 40 .

プロファイル取得部38は、通信IF28を介して、亀裂検出装置500の通信IF759から入力される加工ラインDLごとの厚みプロファイル42を取得して、記憶部27に記憶させる。 The profile acquisition unit 38 acquires the thickness profile 42 for each processing line DL input from the communication IF 759 of the crack detection device 500 via the communication IF 28 and stores it in the storage unit 27 .

図17は、ウェーハW内でのレーザ加工領域Rの形成予定ラインRPを示した説明図である。図17及び既述の図16に示すように、集光点位置調整部40は、集光点FP1がウェーハ表面Waから予め定められた一定距離だけ離れた形成予定ラインRPに沿って移動、すなわち形成予定ラインRPに沿ってレーザ加工領域Rが形成されるように、ピエゾアクチュエータ23を駆動して集光点FP1(集光レンズ22)のZ方向の位置調整を行う。 FIG. 17 is an explanatory diagram showing a formation scheduled line RP of the laser processing region R within the wafer W. As shown in FIG. As shown in FIG. 17 and FIG. 16 already described, the condensing point position adjusting unit 40 moves the condensing point FP1 along the planned formation line RP separated from the wafer surface Wa by a predetermined constant distance. The piezo actuator 23 is driven to adjust the position of the condensing point FP1 (condensing lens 22) in the Z direction so that the laser processing region R is formed along the planned formation line RP.

図18は、集光点位置調整部40による集光点FP1(集光レンズ22)のZ方向の位置調整を説明するための説明図である。 FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the position adjustment of the condensing point FP1 (condensing lens 22) in the Z direction by the condensing point position adjusting unit 40. As shown in FIG.

図18に示すように、集光点位置調整部40は、高さ位置検出部36から入力される高さ位置の検出結果に基づき、レーザ加工位置におけるウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置を判別する。ここで集光点位置調整部40には、ウェーハ裏面Wbから形成予定ラインRPまでのZ方向距離の設計値である加工深さ設計値と、ウェーハWの厚みの設計値(基準値)である厚み設計値とが予め設定されている。 As shown in FIG. 18, the focal point position adjusting unit 40 adjusts the Z-direction height position of the wafer back surface Wb at the laser processing position based on the detection result of the height position input from the height position detection unit 36. discriminate. Here, in the focal point position adjusting unit 40, there are a processing depth design value, which is a design value of the Z-direction distance from the wafer back surface Wb to the line to be formed RP, and a design value (reference value) of the thickness of the wafer W. A thickness design value is set in advance.

集光点位置調整部40は、記憶部27内の加工ラインDLに対応した厚みプロファイル42を参照することで、レーザ加工位置におけるウェーハWの厚みを検出する。次いで、集光点位置調整部40は、レーザ加工位置におけるウェーハWの厚みに基づき、加工深さ設計値にオフセットΔhを加える。 The focal point position adjusting unit 40 detects the thickness of the wafer W at the laser processing position by referring to the thickness profile 42 corresponding to the processing line DL in the storage unit 27 . Next, the focal point position adjusting unit 40 adds an offset Δh to the processing depth design value based on the thickness of the wafer W at the laser processing position.

例えば、レーザ加工位置におけるウェーハWの実際の厚みが厚み設計値よりも大きくなる場合にはその増加分に応じて加工深さ設計値にプラスのオフセットΔhを加え、逆にウェーハWの実際の厚みが厚み設計値よりも小さくなる場合にはその減少分に応じて加工深さ設計値にマイナスのオフセットΔhを加える。オフセットΔhは、ウェーハ表面Waから形成予定ラインRPまでの距離が一定距離となるように決定される。そして、集光点位置調整部40は、先に判別したレーザ加工位置におけるウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置と、オフセットされた加工深さ設計値とに基づき、ピエゾアクチュエータ23を駆動して集光点FP1のZ方向の位置調整を行って、集光点FP1のZ方向位置を形成予定ラインRPに合わせる。なお、符号SDは、集光点位置調整部40による位置調整後の検出用レーザ光LDの集光点の位置を示す。 For example, if the actual thickness of the wafer W at the laser processing position is larger than the thickness design value, a positive offset Δh is added to the processing depth design value according to the increase, and conversely, the actual thickness of the wafer W is becomes smaller than the thickness design value, a negative offset .DELTA.h is added to the machining depth design value according to the decrease. The offset Δh is determined so that the distance from the wafer surface Wa to the line to be formed RP is constant. Then, the focal point position adjusting unit 40 drives the piezo actuator 23 based on the Z-direction height position of the wafer back surface Wb at the previously determined laser processing position and the offset processing depth design value. The Z-direction position of the condensing point FP1 is adjusted to align the Z-direction position of the condensing point FP1 with the line to be formed RP. Reference symbol SD indicates the position of the focal point of the detection laser beam LD after position adjustment by the focal point position adjusting unit 40 .

以下、駆動制御部34がテーブル駆動部14を制御して加工送りを実行している間、光検出器26による反射光LRの検出と、高さ位置検出部36による高さ位置の検出と、集光点位置調整部40による集光点FP1のZ方向位置調整と、が繰り返し実行される。これにより、ウェーハWの内部で形成予定ラインRPに沿ってレーザ加工領域Rが形成される。 Hereinafter, while the drive control unit 34 controls the table drive unit 14 and executes processing feed, detection of the reflected light LR by the photodetector 26, detection of the height position by the height position detection unit 36, Z-direction position adjustment of the condensing point FP1 by the condensing point position adjusting unit 40 is repeatedly performed. As a result, the laser-processed region R is formed inside the wafer W along the planned formation line RP.

[レーザ加工装置の制御方法(作用)]
図19は、上記構成の亀裂検出装置500によるウェーハWの加工ラインDLごとの厚みプロファイル42の検出処理の流れを示したフローチャートである。
[Method for Controlling Laser Processing Apparatus (Action)]
FIG. 19 is a flow chart showing the flow of detection processing of the thickness profile 42 for each processing line DL of the wafer W by the crack detection device 500 having the above configuration.

図19に示すように、裏面研削装置200によりウェーハ裏面WbがバックグラインドされたウェーハWが亀裂検出装置500(レーザ加工装置10)の吸着ステージ18にセットされる(ステップS1)。 As shown in FIG. 19, the wafer W whose back surface Wb has been back ground by the back surface grinding device 200 is set on the suction stage 18 of the crack detection device 500 (laser processing device 10) (step S1).

次いで、オペレータが操作部756に対してウェーハWの厚みプロファイル42の測定操作を入力すると、制御部750が、光源制御部800、駆動制御部802、界面位置検出部803、厚み検出部804、及び外部出力部806として機能する。 Next, when the operator inputs an operation for measuring the thickness profile 42 of the wafer W to the operation unit 756, the control unit 750 controls the light source control unit 800, the drive control unit 802, the interface position detection unit 803, the thickness detection unit 804, and the It functions as an external output unit 806 .

そして、光源制御部800が、光源552Aから検出光L1(A)を出射させる(ステップS2)。これにより、検出光L1(A)が照明光学系600及び集光レンズ754を介してウェーハWに照射される。 Then, the light source control unit 800 emits the detection light L1(A) from the light source 552A (step S2). Thereby, the wafer W is irradiated with the detection light L<b>1 (A) through the illumination optical system 600 and the condenser lens 754 .

また、駆動制御部802が、テーブル駆動部14を制御して、ウェーハWのスキャンラインCL上の測定点MPに対して集光レンズ754の光軸を位置合わせする。次いで、駆動制御部802が、ピエゾアクチュエータ752a及び加工ヘッドZ駆動機構の少なくとも一方を駆動して集光レンズ754とウェーハWとの相対距離を調整した後、ピエゾアクチュエータ752aを駆動して検出光L1(A)の集光点FP2の位置をZ方向に変化させる(ステップS3)。これにより、集光点FP2がZ方向に走査される。 Further, the drive control unit 802 controls the table drive unit 14 to align the optical axis of the condenser lens 754 with the measurement point MP on the scan line CL of the wafer W. FIG. Next, the drive control unit 802 drives at least one of the piezo actuator 752a and the processing head Z drive mechanism to adjust the relative distance between the condenser lens 754 and the wafer W, and then drives the piezo actuator 752a to detect light L1. The position of the focal point FP2 in (A) is changed in the Z direction (step S3). As a result, the focal point FP2 is scanned in the Z direction.

集光点FP2がZ方向に走査される間、ウェーハWからの反射光L2(A)が集光レンズ754及び界面位置検出用光学系650を介して光検出器660で検出され、光検出器660が厚み検出部804に対して検出信号を繰り返し出力する(ステップS4、ステップS5でNO)。 While the condensing point FP2 is scanned in the Z direction, the reflected light L2 (A) from the wafer W is detected by the photodetector 660 via the condensing lens 754 and the interface position detection optical system 650. 660 repeatedly outputs a detection signal to the thickness detector 804 (NO in steps S4 and S5).

集光点FP2のZ方向の走査が完了すると(ステップS5でYES)、界面位置検出部803が、既述の図13に示したように、集光点FP2の走査中に光検出器660から入力された検出信号に基づき、ウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbを示す界面位置を検出する。そして、厚み検出部804が、界面位置検出部803によりウェーハ表面Wa及びウェーハ裏面Wbをそれぞれ示す界面位置が検出されときの集光レンズ754の移動量に基づいて測定点MPにおけるウェーハWの厚みを検出する(ステップS6)。 When the scanning of the condensing point FP2 in the Z direction is completed (YES in step S5), the interface position detection unit 803, as shown in FIG. Based on the input detection signals, interface positions indicating the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb are detected. Then, the thickness detector 804 detects the thickness of the wafer W at the measurement point MP based on the amount of movement of the condenser lens 754 when the interface positions indicating the wafer front surface Wa and the wafer back surface Wb are detected by the interface position detector 803. Detect (step S6).

以下、スキャンラインCLに沿った残りの測定点MPごとに、次の測定点MPに対する集光レンズ754の光軸の位置合わせと、ステップS3からステップS6までの処理と、が繰り返し実行される(ステップS7でYES、ステップS8)。これにより、厚み検出部804よってスキャンラインCLに沿った全ての複数の測定点MPの厚みが検出され、各測定点MPの厚み基づき、加工ラインDLごとの厚みプロファイル42が検出される(ステップS7でNO、ステップS9)。このように本実施形態では、亀裂検出装置500による界面検出機能を利用することで、ウェーハ表面Waが保護シート220で覆われていたり、ウェーハ表面Waのデバイス層に凹凸が形成されていたりする場合でもウェーハWのシリコン層の厚みを正確に検出可能である。その結果、厚みプロファイル42を正確に検出することができる。 Subsequently, the alignment of the optical axis of the condenser lens 754 with respect to the next measurement point MP and the processing from step S3 to step S6 are repeatedly executed for each of the remaining measurement points MP along the scan line CL ( YES in step S7, step S8). As a result, the thickness detection unit 804 detects the thickness of all the plurality of measurement points MP along the scan line CL, and the thickness profile 42 for each processing line DL is detected based on the thickness of each measurement point MP (step S7 NO, step S9). As described above, in this embodiment, by using the interface detection function of the crack detection device 500, when the wafer surface Wa is covered with the protective sheet 220 or the device layer of the wafer surface Wa is uneven, However, the thickness of the silicon layer of the wafer W can be accurately detected. As a result, the thickness profile 42 can be accurately detected.

外部出力部806は、厚み検出部804による加工ラインDLごとの厚みプロファイル42が完了すると、各厚みプロファイル42を、通信IF759を介してレーザ加工装置10の通信IF28へ外部出力する(ステップS10)。 When the thickness detection unit 804 completes the thickness profile 42 for each processing line DL, the external output unit 806 outputs each thickness profile 42 to the communication IF 28 of the laser processing apparatus 10 via the communication IF 759 (step S10).

外部出力部806による各厚みプロファイル42の外部出力が完了すると、レーザ加工装置10によるレーザ加工に移行する。 When the external output of each thickness profile 42 by the external output unit 806 is completed, the process proceeds to laser processing by the laser processing apparatus 10 .

図20は、上記構成のレーザ加工装置10による加工ラインDLごとのレーザ加工処理の流れを示すフローチャートである。図20に示すように、厚みプロファイル42の検出後、オペレータがレーザ加工装置10の不図示の操作部(操作部756との兼用可)に対してウェーハWのレーザ加工開始操作を入力すると、制御部12が、光源制御部32、駆動制御部34、高さ位置検出部36、プロファイル取得部38、及び集光点位置調整部40として機能する。 FIG. 20 is a flow chart showing the flow of laser processing for each processing line DL by the laser processing apparatus 10 configured as described above. As shown in FIG. 20, after the thickness profile 42 is detected, when the operator inputs an operation to start laser processing of the wafer W to an operation unit (not shown) of the laser processing apparatus 10 (can be used also as the operation unit 756), control The unit 12 functions as a light source control unit 32 , a drive control unit 34 , a height position detection unit 36 , a profile acquisition unit 38 and a condensing point position adjustment unit 40 .

プロファイル取得部38が、通信IF28を介して亀裂検出装置500から入力される加工ラインDLごとの厚みプロファイル42を取得し、これらの厚みプロファイル42を記憶部27に記憶させる(ステップS11)。なお、ステップS11は、後述のステップS15よりも前のタイミングであれば特に限定はされない。 The profile acquisition unit 38 acquires the thickness profile 42 for each processing line DL input from the crack detection device 500 via the communication IF 28, and stores these thickness profiles 42 in the storage unit 27 (step S11). Note that step S11 is not particularly limited as long as it is performed before step S15, which will be described later.

また、駆動制御部802が、テーブル駆動部14を制御して、加工ラインDLの加工開始位置に対して集光レンズ22の光軸を位置合わせする。 Further, the drive control unit 802 controls the table drive unit 14 to align the optical axis of the condenser lens 22 with the processing start position of the processing line DL.

この位置合わせが完了すると、光源制御部32が、レーザ光源25から検出用レーザ光LDを連続的に出射させると共に(ステップS12)、レーザ光源20から加工用レーザ光LPを連続的に出射させる(ステップS12A)。これにより、検出用レーザ光LDが集光レンズ22によりウェーハ裏面Wbに集光され、且つウェーハ裏面Wbからの反射光LRが光検出器26に連続的に入射し、さらに光検出器26が反射光LRの検出信号を高さ位置検出部36へ連続的に出力する(ステップS13)。また、加工用レーザ光LPが集光レンズ22を介してウェーハWの内部の集光点FP1に集光される。 When this alignment is completed, the light source control unit 32 causes the laser light source 25 to continuously emit the detection laser beam LD (step S12), and causes the laser light source 20 to continuously emit the processing laser beam LP ( step S12A). As a result, the detection laser beam LD is condensed onto the wafer back surface Wb by the condensing lens 22, and the reflected light LR from the wafer back surface Wb is continuously incident on the photodetector 26, and the photodetector 26 is reflected. A detection signal of the light LR is continuously output to the height position detection unit 36 (step S13). In addition, the processing laser beam LP is condensed at the condensing point FP1 inside the wafer W via the condensing lens 22 .

光検出器26による反射光LRの検出が開始されると、高さ位置検出部36が、光検出器26から連続的に入力される反射光LRの検出信号に基づき、ウェーハWのレーザ加工位置でのウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置を連続的に検出し、この高さ位置の検出結果を集光点位置調整部40へ連続的に出力する(ステップS14)。 When the detection of the reflected light LR by the photodetector 26 is started, the height position detector 36 detects the laser processing position of the wafer W based on the detection signal of the reflected light LR continuously input from the photodetector 26. The height position of the wafer back surface Wb in the Z direction is continuously detected, and the detection result of the height position is continuously output to the condensing point position adjusting unit 40 (step S14).

次いで、集光点位置調整部40が、高さ位置検出部36から連続的に入力される高さ位置の検出結果に基づき、レーザ加工位置におけるウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置を判別する。また、集光点位置調整部40は、記憶部27内の加工ラインDLに対応した厚みプロファイル42を参照してレーザ加工位置におけるウェーハWの厚みを検出し、この検出結果に基づき既述の図18に示したように加工深さ設計値にオフセットΔhを加える(ステップS15)。 Next, the focal point position adjusting unit 40 determines the Z-direction height position of the wafer back surface Wb at the laser processing position based on the detection results of the height position continuously input from the height position detecting unit 36. . Further, the focal point position adjusting unit 40 detects the thickness of the wafer W at the laser processing position by referring to the thickness profile 42 corresponding to the processing line DL in the storage unit 27, and based on the detection result, the above-mentioned figure As shown in 18, the offset Δh is added to the machining depth design value (step S15).

そして、集光点位置調整部40は、レーザ加工位置におけるウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置と、オフセットされた加工深さ設計値に基づき、ピエゾアクチュエータ23を駆動して集光点FP1のZ方向の位置調整を行って、集光点FP1のZ方向位置を形成予定ラインRPに合わせる(ステップS16)。これにより、形成予定ラインRPにレーザ加工領域Rが形成される。 Then, the focal point position adjusting unit 40 drives the piezo actuator 23 based on the Z-direction height position of the wafer back surface Wb at the laser processing position and the offset processing depth design value to shift the focal point FP1. Position adjustment in the Z direction is performed to align the position of the focal point FP1 in the Z direction with the line to be formed RP (step S16). As a result, the laser processing region R is formed in the formation scheduled line RP.

以下、駆動制御部34がテーブル駆動部14を制御して、集光レンズ22に対して吸着ステージ18(ウェーハW)をX方向に相対移動させる加工送りを実行している間(ステップS17でNO、ステップS18)、上述のステップS12からステップS18までの処理が繰り返し実行される。これにより、形成予定ラインRPに沿ってレーザ加工領域Rが形成され、ウェーハ表面Wa側からのレーザ加工領域Rの形成位置が一定距離に維持される。 Thereafter, while the drive control unit 34 controls the table drive unit 14 to move the suction stage 18 (wafer W) relative to the condenser lens 22 in the X direction (NO in step S17). , step S18), the above-described processing from step S12 to step S18 is repeatedly executed. As a result, the laser-processed region R is formed along the planned formation line RP, and the formation position of the laser-processed region R from the wafer front surface Wa side is maintained at a constant distance.

そして、1ライン分の加工ラインDLのレーザ加工が完了すると(ステップS17でYES)、駆動制御部34がテーブル駆動部14を制御して、集光レンズ22に対して吸着ステージ18をXY方向に相対移動させることで、次の加工ラインDLの加工開始位置に対して集光レンズ22の光軸を位置合わせする(ステップS19でNO、ステップS20)。この位置合わせが完了すると、上述のステップS12からステップS18までの処理が再び繰り返し実行され、次の加工ラインDLのレーザ加工が行われる。以下同様に残りの加工ラインDLのレーザ加工も実行される(ステップS19でYES)。 Then, when the laser processing of one processing line DL is completed (YES in step S17), the drive control unit 34 controls the table drive unit 14 to move the suction stage 18 in the XY directions with respect to the condenser lens 22. By relatively moving, the optical axis of the condenser lens 22 is aligned with the processing start position of the next processing line DL (NO in step S19, step S20). When this alignment is completed, the processing from step S12 to step S18 described above is repeated again, and laser processing is performed on the next processing line DL. Thereafter, the laser processing of the remaining processing lines DL is similarly performed (YES in step S19).

以上のように本実施形態では、亀裂検出装置500による界面検出機能を利用することでウェーハWの厚みプロファイル42を従来よりも正確に検出可能であるので、ウェーハ表面Waからの集光点FP1の距離をより高精度に一定距離に維持することができる。 As described above, in the present embodiment, the thickness profile 42 of the wafer W can be detected more accurately than before by using the interface detection function of the crack detection device 500. The distance can be maintained at a constant distance with higher accuracy.

[その他]
図21は、ウェーハ表面Waが非平坦形状のウェーハW内でのレーザ加工領域Rの形成予定ラインRPを示した説明図である。図21は、図20に示したウェーハWのレーザ加工を行う場合の集光点位置調整部40による集光点FP1のZ方向の位置調整を説明するための説明図である。
[others]
FIG. 21 is an explanatory view showing a formation scheduled line RP of a laser processing region R in a wafer W having a non-flat wafer surface Wa. FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining the position adjustment of the focal point FP1 in the Z direction by the focal point position adjusting unit 40 when laser processing is performed on the wafer W shown in FIG.

上記実施形態では、ウェーハ表面Waが平坦形状である場合を例に挙げて説明を行ったが、図21に示すように、実際にはウェーハ表面Waは平坦形状ではなく、ウェーハ表面Wa(保持面18a)と集光レンズ22との間の距離は外乱により変動している。この場合には形成予定ラインRPも非直線形状(例えば波打ち形状)となる。 In the above embodiment, the case where the wafer surface Wa is flat has been described as an example. However, as shown in FIG. 18a) and the condenser lens 22 are fluctuating due to disturbances. In this case, the line to be formed RP also has a nonlinear shape (for example, a wavy shape).

このような場合においても図22に示すように、集光点位置調整部40が、レーザ加工位置におけるウェーハ裏面WbのZ方向の高さ位置と、レーザ加工位置におけるウェーハWの厚みに基づきオフセットされた加工深さ設計値とに基づき、ピエゾアクチュエータ23を駆動して集光点FP1のZ方向位置を形成予定ラインRPに合わせる。そして、加工送りが実行されている間、上記実施形態と同様に、光検出器26による反射光LRの検出と、高さ位置検出部36による高さ位置の検出と、集光点位置調整部40による集光点FP1のZ方向位置調整とが繰り返し実行される。この場合には加工送りが行われている間、ピエゾアクチュエータ23がZ方向に伸縮して、ウェーハ表面Waと集光点FP1との距離を一定距離に維持する。これにより、ウェーハWの内部で形成予定ラインRPに沿ってレーザ加工領域Rが形成される。 Even in such a case, as shown in FIG. 22, the focal point position adjusting unit 40 is offset based on the Z-direction height position of the wafer back surface Wb at the laser processing position and the thickness of the wafer W at the laser processing position. The piezo actuator 23 is driven to align the Z-direction position of the focal point FP1 with the planned formation line RP. Then, while the processing feed is being executed, similarly to the above embodiment, the photodetector 26 detects the reflected light LR, the height position detection unit 36 detects the height position, and the condensing point position adjustment unit 40 is repeatedly performed to adjust the position of the focal point FP1 in the Z direction. In this case, the piezo actuator 23 expands and contracts in the Z direction while the wafer is being fed to maintain the distance between the wafer surface Wa and the focal point FP1 at a constant distance. As a result, the laser-processed region R is formed inside the wafer W along the planned formation line RP.

上記実施形態のレーザ加工装置10及び亀裂検出装置500は、加工ヘッド16をZ方向に移動可能とし、且つ、吸着ステージ18をXYθ方向に移動可能(回転可能)とした構成を採用したが、加工ヘッド16と吸着ステージ18とのXYZθ方向の相対位置を変化させることができれば、実施形態の構成に限らない。例えば、吸着ステージ18をXYZθ方向に移動可能(回転可能)な構成としてもよいし、加工ヘッド16をYZ方向に移動可能とし、且つ、吸着ステージ18をXθ方向に移動可能(回転可能)な構成としてもよい。 The laser processing apparatus 10 and the crack detection apparatus 500 of the above embodiment employ a configuration in which the processing head 16 is movable in the Z direction and the suction stage 18 is movable (rotatable) in the XYθ directions. As long as the relative position in the XYZθ direction between the head 16 and the suction stage 18 can be changed, the configuration is not limited to the embodiment. For example, the suction stage 18 may be configured to be movable (rotatable) in the XYZθ directions, or a configuration in which the processing head 16 is movable in the YZ directions and the suction stage 18 is movable (rotatable) in the Xθ directions. may be

上記実施形態のレーザ加工装置10及び亀裂検出装置500は、加工ヘッド16と亀裂検出装置500とが一体となってZ方向に移動可能な構成を採用したが、これに限らず、加工ヘッド16と亀裂検出装置500とが互いに独立してZ方向に移動可能な構成を採用してもよい。また、加工ヘッド16と亀裂検出装置500とが互いに独立して移動可能な方向はZ方向に限らず、それ以外の方向(例えば、X方向やY方向など)に移動可能な構成としてもよい。 The laser processing apparatus 10 and the crack detection apparatus 500 of the above-described embodiment employ a configuration in which the processing head 16 and the crack detection apparatus 500 are integrated and movable in the Z direction. A configuration in which the crack detection device 500 and the crack detection device 500 can move independently of each other in the Z direction may be adopted. Further, the direction in which the processing head 16 and the crack detection device 500 can move independently of each other is not limited to the Z direction, and may be configured to move in other directions (eg, the X direction and the Y direction).

上記実施形態では、スキャンラインCLに沿った複数の測定点MPごとのウェーハWの厚みの検出結果に基づき加工ラインDLごとの厚みプロファイル42を検出しているが、加工ラインDLごとの厚みプロファイル42を実際に測定してもよい。 In the above embodiment, the thickness profile 42 for each processing line DL is detected based on the detection results of the thickness of the wafer W at each of the plurality of measurement points MP along the scan line CL. may be actually measured.

上記時実施形態では、本発明の被加工物としてウェーハW(シリコンウェーハ)を例に挙げて説明したが、ガラス基板、圧電セラミック基板、及びガラス基板などのレーザ加工にも本発明を適用することができる。 In the above embodiments, the wafer W (silicon wafer) was taken as an example of the workpiece of the present invention, but the present invention can also be applied to laser processing of glass substrates, piezoelectric ceramic substrates, glass substrates, and the like. can be done.

10 レーザ加工装置
12 制御部
14 テーブル駆動部
16 加工ヘッド
18 吸着ステージ
18a 保持面
19 加工ヘッド駆動部
20 レーザ光源
21 ダイクロイックミラー
22 集光レンズ
23 ピエゾアクチュエータ
24 AFセンサ
25 レーザ光源
26 光検出器
27 記憶部
32 光源制御部
34 駆動制御部
36 高さ位置検出部
38 プロファイル取得部
40 集光点位置調整部
42 厚みプロファイル
100 レーザ加工システム
200 裏面研削装置
220 保護シート
300 分割装置
500 亀裂検出装置
550 光源部
552A 光源
552B 光源
552C 光源
554 ハーフミラー
600 照明光学系
602 リレーレンズ
604 ミラー
606 リレーレンズ
650 界面位置検出用光学系
652 ハーフミラー
654 ハーフミラー
656 リレーレンズ
658 ハーフミラー
660 光検出器
660A 検出器本体
660B ピンホールパネル
700 亀裂検出用光学系
702 リレーレンズ
704 光検出器
704C 受光面
706 光検出器
706C 受光面
750 制御部
752 集光点位置移動機構
752a ピエゾアクチュエータ
754 集光レンズ
754a 集光レンズ瞳
756 操作部
758 表示部
760 観察光学系
800 光源制御部
802 駆動制御部
803 界面位置検出部
804 厚み検出部
806 外部出力部
AX 主光軸
CL スキャンライン
DL 加工ライン
FP1 集光点
FP2 集光点
G1 第1領域
G2 第2領域
GUI 操作
IF28 通信
IF759 通信
K 亀裂
L レーザ光
L1 検出光
L2 反射光
L2a 反射光成分
L2b 非反射光成分
LD 検出用レーザ光
LP 加工用レーザ光
LR 反射光
MP 測定点
Nd 半導体レーザ励起
P1 ピーク
P2 ピーク
R レーザ加工領域
R1 経路
R2 経路
R3 経路
RP 形成予定ライン
S 評価値
W ウェーハ
Wa ウェーハ表面
Wb ウェーハ裏面
Z 加工ヘッド
Δh オフセット
10 laser processing device 12 control unit 14 table driving unit 16 processing head 18 suction stage 18a holding surface 19 processing head driving unit 20 laser light source 21 dichroic mirror 22 condenser lens 23 piezo actuator 24 AF sensor 25 laser light source 26 photodetector 27 storage Unit 32 Light source control unit 34 Drive control unit 36 Height position detection unit 38 Profile acquisition unit 40 Condensing point position adjustment unit 42 Thickness profile 100 Laser processing system 200 Back surface grinding device 220 Protection sheet 300 Division device 500 Crack detection device 550 Light source unit 552A Light source 552B Light source 552C Light source 554 Half mirror 600 Illumination optical system 602 Relay lens 604 Mirror 606 Relay lens 650 Interface position detection optical system 652 Half mirror 654 Half mirror 656 Relay lens 658 Half mirror 660 Photodetector 660A Detector body 660B Pin Hole panel 700 Crack detection optical system 702 Relay lens 704 Photodetector 704C Light receiving surface 706 Photodetector 706C Light receiving surface 750 Control unit 752 Condensing point position moving mechanism 752a Piezo actuator 754 Condensing lens 754a Condensing lens pupil 756 Operation unit 758 display unit 760 observation optical system 800 light source control unit 802 drive control unit 803 interface position detection unit 804 thickness detection unit 806 external output unit AX main optical axis CL scan line DL processing line FP1 condensing point FP2 condensing point G1 first area G2 Second area GUI Operation IF 28 Communication IF 759 Communication K Crack L Laser light L1 Detection light L2 Reflected light L2a Reflected light component L2b Non-reflected light component LD Detection laser light LP Processing laser light LR Reflected light MP Measuring point Nd Semiconductor laser excitation P1 Peak P2 Peak R Laser processing area R1 Path R2 Path R3 Path RP Planned formation line S Evaluation value W Wafer Wa Front surface Wb Wafer back surface Z Processing head Δh Offset

Claims (6)

加工用レーザ光の第1集光点を被加工物の内部に合わせた状態で前記被加工物の裏面側から前記加工用レーザ光を前記被加工物の加工ラインに沿って照射し、前記被加工物の内部にレーザ加工領域を形成する加工ヘッドと、前記被加工物内の前記レーザ加工領域から伸展した亀裂を検出する亀裂検出装置と、を備えるレーザ加工装置において、
前記亀裂検出装置が、
予め定められた複数の測定点で前記被加工物の表面及び裏面を示す界面位置を検出する界面位置検出部と、
前記界面位置検出部の検出結果に基づき、前記加工ラインに沿った前記被加工物の厚みの変化を示す厚みプロファイルを検出する厚み検出部と、
を備え、
前記加工ヘッドが、
前記加工用レーザ光を出射する第1レーザ光源と、検出用レーザ光を出射する第2レーザ光源と、を含むレーザ光源部と、
前記第1レーザ光源から出射した前記加工用レーザ光を前記被加工物の内部に集光させ、且つ前記第2レーザ光源から出射した前記検出用レーザ光を前記被加工物の裏面に集光させる第1集光レンズと、
前記被加工物の裏面からの前記検出用レーザ光の反射光を検出する第1光検出部と、
前記第1光検出部の検出結果に基づき、前記被加工物の裏面の高さ位置を検出する高さ位置検出部と、
前記厚み検出部から前記厚みプロファイルを取得するプロファイル取得部と、
前記高さ位置検出部の検出結果と、前記プロファイル取得部が取得した前記厚みプロファイルとに基づき、前記第1集光レンズの光軸方向に沿って前記第1集光点の位置を調整して、前記第1集光点の位置を前記被加工物の表面から予め定められた一定距離に維持する集光点位置調整部と、
を備えるレーザ加工装置。
irradiating the processing laser light from the back side of the work piece along a processing line of the work piece with the first focal point of the processing laser light aligned with the inside of the work piece; A laser processing apparatus comprising a processing head that forms a laser processing area inside a workpiece, and a crack detection device that detects a crack extending from the laser processing area in the workpiece,
The crack detection device is
an interface position detection unit that detects interface positions indicating the front surface and the back surface of the workpiece at a plurality of predetermined measurement points;
a thickness detection unit that detects a thickness profile indicating a change in thickness of the workpiece along the processing line based on the detection result of the interface position detection unit;
with
The processing head is
a laser light source unit including a first laser light source that emits the processing laser light and a second laser light source that emits the detection laser light;
The processing laser beam emitted from the first laser light source is focused inside the workpiece, and the detection laser beam emitted from the second laser light source is focused on the back surface of the workpiece. a first condenser lens;
a first light detection unit that detects reflected light of the detection laser light from the back surface of the workpiece;
a height position detection unit that detects the height position of the back surface of the workpiece based on the detection result of the first light detection unit;
a profile acquisition unit that acquires the thickness profile from the thickness detection unit;
Adjusting the position of the first condensing point along the optical axis direction of the first condensing lens based on the detection result of the height position detection unit and the thickness profile acquired by the profile acquisition unit , a condensing point position adjusting unit that maintains the position of the first condensing point at a predetermined constant distance from the surface of the workpiece;
A laser processing device comprising:
前記被加工物に対して前記第1集光レンズを前記第1集光レンズの光軸方向に対して垂直方向に相対移動させて、前記第1集光点を前記加工ラインに沿って移動させる第1移動機構を備え、
前記第1移動機構により前記第1集光点が前記加工ラインに沿って移動されるごとに、前記第1光検出部、前記高さ位置検出部、及び前記集光点位置調整部が繰り返し作動する請求項1に記載のレーザ加工装置。
The first condensing lens is moved relative to the workpiece in a direction perpendicular to the optical axis direction of the first condensing lens to move the first condensing point along the processing line. A first movement mechanism is provided,
Each time the first focal point is moved along the processing line by the first moving mechanism, the first light detection section, the height position detection section, and the focal point position adjustment section operate repeatedly. The laser processing apparatus according to claim 1.
前記亀裂検出装置が、
検出光を出射する光源と、
前記光源から出射した前記検出光を前記被加工物に集光させる第2集光レンズと、
前記第2集光レンズの光軸方向に沿って前記検出光の第2集光点を走査する集光点走査部と、
前記集光点走査部により前記第2集光点が走査される間、前記被加工物からの前記検出光の反射光を検出する第2光検出部と、
前記被加工物に対して前記第2集光レンズを前記第2集光レンズの光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させる第2移動機構と、
を備え、
前記第2移動機構により前記第2集光点が前記複数の測定点に順番に移動されるごとに、前記集光点走査部及び前記第2光検出部が繰り返し作動し、
前記界面位置検出部が、前記複数の測定点ごとの前記第2光検出部の検出結果に基づき、前記複数の測定点ごとの前記界面位置を検出する請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。
The crack detection device is
a light source that emits detection light;
a second condenser lens for condensing the detection light emitted from the light source onto the workpiece;
a condensing point scanning unit that scans a second condensing point of the detection light along the optical axis direction of the second condensing lens;
a second photodetector that detects reflected light of the detection light from the workpiece while the second focal point is scanned by the focal point scanning unit;
a second movement mechanism that relatively moves the second condenser lens with respect to the workpiece in a direction perpendicular to the optical axis direction of the second condenser lens;
with
each time the second moving mechanism sequentially moves the second light-condensing point to the plurality of measurement points, the light-condensing point scanning unit and the second light detection unit repeatedly operate;
3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the interface position detection section detects the interface position for each of the plurality of measurement points based on detection results of the second light detection section for each of the plurality of measurement points. .
前記界面位置検出部が、研削装置により裏面が研削された前記被加工物の中心を通るスキャンラインに沿った前記複数の測定点ごとの前記界面位置を検出する請求項1から3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 4. Any one of claims 1 to 3, wherein the interface position detection unit detects the interface position for each of the plurality of measurement points along a scan line passing through the center of the workpiece whose back surface has been ground by the grinding device. The laser processing device according to the item. 前記亀裂検出装置が前記加工ヘッドに設けられている請求項1から4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the crack detection device is provided on the processing head. 第1集光レンズにより加工用レーザ光の第1集光点を被加工物の内部に合わせた状態で前記被加工物の裏面側から前記加工用レーザ光を前記被加工物の加工ラインに沿って照射し、前記被加工物の内部にレーザ加工領域を形成する加工ヘッドと、前記被加工物の内部で前記レーザ加工領域から伸展した亀裂を検出する亀裂検出装置と、を備えるレーザ加工装置の制御方法において、
前記亀裂検出装置により、予め定められた複数の測定点で前記被加工物の表面及び裏面を示す界面位置を検出した検出結果に基づき、前記加工ラインに沿った前記被加工物の厚みの変化を示す厚みプロファイルを検出し、
前記加工ヘッドが、
第1レーザ光源から前記加工用レーザ光を出射し、
第2レーザ光源から検出用レーザ光を出射し、
第1集光レンズにより、前記第1レーザ光源から出射した前記加工用レーザ光を前記被加工物の内部に集光させ且つ前記第2レーザ光源から出射した前記検出用レーザ光を前記被加工物の裏面に集光させ、
前記被加工物の裏面からの前記検出用レーザ光の反射光を検出し、
前記検出用レーザ光の反射光の検出結果に基づき、前記被加工物の裏面の高さ位置を検出し、
前記亀裂検出装置から前記厚みプロファイルを取得し、
前記高さ位置の検出結果と前記厚みプロファイルとに基づき、前記第1集光レンズの光軸方向に沿って前記第1集光点の位置を調整して、前記第1集光点の位置を前記被加工物の表面側から予め定められた一定距離に維持するレーザ加工装置の制御方法。
The laser beam for processing is directed along the processing line of the workpiece from the back side of the workpiece while the first condensing point of the laser beam for machining is aligned with the inside of the workpiece by the first condenser lens. and a processing head for forming a laser processing area inside the workpiece, and a crack detection device for detecting a crack extending from the laser processing area inside the workpiece. In the control method,
A change in the thickness of the workpiece along the processing line is detected based on the detection results obtained by detecting interface positions indicating the front surface and the back surface of the workpiece at a plurality of predetermined measurement points by the crack detection device. Detect the thickness profile showing
The processing head is
emitting the processing laser beam from a first laser light source;
A detection laser beam is emitted from the second laser light source,
The processing laser light emitted from the first laser light source is condensed inside the workpiece by a first condenser lens, and the detection laser light emitted from the second laser light source is focused on the workpiece. Focus the light on the back of the
detecting reflected light of the detection laser light from the back surface of the workpiece;
detecting the height position of the back surface of the workpiece based on the detection result of the reflected light of the detection laser beam;
obtaining the thickness profile from the crack detection device;
Adjusting the position of the first condensing point along the optical axis direction of the first condensing lens based on the detection result of the height position and the thickness profile, and adjusting the position of the first condensing point. A control method for a laser processing apparatus that maintains a predetermined constant distance from the surface side of the workpiece.
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