JP7219400B2 - WORK INSPECTION METHOD AND APPARATUS AND WORK MACHINING METHOD - Google Patents
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本発明はワーク検査方法及び装置並びにワーク加工方法に係り、特にワークの内部にレーザー加工領域を有するワークを割断する技術に関する。 The present invention relates to a work inspection method and apparatus, and a work processing method, and more particularly to a technique for cutting a work having a laser processing area inside the work.
従来、シリコンウェハ等のワークの内部に集光点を合わせてレーザー光を加工ラインに沿って照射し、加工ラインに沿ってワーク内部に切断の起点となるレーザー加工領域を形成するレーザーダイシング装置が知られている。レーザー加工領域が形成されたワークは、その後、エキスパンドやブレーキングといった割断プロセスによって切断予定ラインで割断されて個々のチップに分断される。 Conventionally, there is a laser dicing machine that irradiates a laser beam along a processing line with a focal point aligned with the inside of a work such as a silicon wafer, thereby forming a laser processing area that serves as a starting point for cutting inside the work along the processing line. Are known. The work on which the laser-processed region has been formed is then split along the planned cutting line by a splitting process such as expanding or breaking into individual chips.
ワークの内部にレーザー加工領域を形成する場合、ワークの内部の構造物(例えば、欠陥(例えば、傷、空隙等)、不純物等のパーティクル、加工痕、レーザー加工に起因して生じるワーク内部の亀裂等)によりレーザー光の一部がスパッタ状に散乱されたり、レーザー光の入射面とは反対側の面側に漏れだすことがある。このような散乱光は、ワークの内部に欠陥(例えば、点状の欠陥。以下、スプラッシュダメージという。)が発生する要因となる(例えば、特許文献1参照)。スプラッシュダメージは、ワーク及びワークに形成されたデバイスを破損させる場合があり、デバイスの品質を低下させる要因となるため、その発生を抑制することが求められている。 When forming a laser processing area inside the work, internal structures of the work (e.g., defects (e.g., scratches, voids, etc.), particles such as impurities, processing marks, cracks inside the work caused by laser processing) etc.), part of the laser light may be scattered in a sputter-like manner or may leak to the side opposite to the laser light incident surface. Such scattered light causes defects (for example, point-like defects, hereinafter referred to as splash damage) inside the workpiece (see, for example, Patent Document 1). Splash damage may damage the workpiece and the device formed on the workpiece, and is a factor in degrading the quality of the device, so it is desired to suppress its occurrence.
ところで、ワークの欠陥の検査は、レーザーダイシング装置とは別の顕微鏡等の装置を用いて、オペレータが目視により行うことが一般的である。しかしながら、ワーク上には、デバイスのパターン等が形成されているため、目視の検査では、デバイスのパターン等が検査の妨げとなる。また、スプラッシュダメージは、レーザー光の入射位置(レーザー加工領域の近傍)から離れた位置に散乱される場合もある。このため、点状の微細な欠陥であるスプラッシュダメージを漏れなく検出することは困難であった。 By the way, it is common for an operator to visually inspect a workpiece for defects using a device such as a microscope that is different from the laser dicing device. However, since device patterns and the like are formed on the work, visual inspection is hindered by the device patterns and the like. Also, the splash damage may be scattered to a position distant from the incident position of the laser beam (near the laser processing area). For this reason, it is difficult to completely detect splash damage, which is a fine point-like defect.
また、レーザー加工領域が形成される前のワークにも、欠陥、不純物等が含まれている場合があり、顕微鏡等を用いた目視の検査では、レーザー加工の前から存在する欠陥、不純物等(以下、欠損部という。)と、レーザー加工によって発生したスプラッシュダメージを含む加工時欠陥とを区別して検出することは困難であった。 In addition, there are cases where defects, impurities, etc. are included in the workpiece before the laser processing area is formed. It is difficult to distinguish between and detect defects during processing including splash damage caused by laser processing.
特許文献1には、レーザー加工時の漏れ光を検査するための検査用ウエーハが開示されているが、スプラッシュダメージをレーザー加工前の欠陥と区別して漏れなく検出するものではなかった。また、特許文献1は、集光点からのレーザー光線の漏れ光がデバイスに照射されることに起因する破損を防止するものであり、レーザー光の入射位置から離れた位置に散乱された散乱光に起因する欠陥を検出するものではなかった。このため、スプラッシュダメージがデバイスの品質に与える影響を正確に評価し、レーザー加工の加工条件を適切に設定することはできなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レーザー光の散乱等により発生する欠陥を精度よく検出することができ、かつ、レーザー加工がデバイスの品質に与える影響を正確に評価し、レーザー加工の加工条件を適切に設定することが可能なワーク検査方法及び装置並びにワーク加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to accurately detect defects caused by scattering of laser light, etc., and to accurately evaluate the effect of laser processing on the quality of the device. It is an object of the present invention to provide a workpiece inspection method and apparatus, and a workpiece machining method that can appropriately set machining conditions for laser machining.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係るワーク検査方法は、ワークに対するレーザー加工の前後のワークの検査範囲の画像を、撮像装置を用いて撮像する工程と、レーザー加工の前後のワークの検査範囲の画像を解析して、レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出工程と、加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定工程とを備える。 In order to solve the above problems, a work inspection method according to a first aspect of the present invention includes a step of capturing an image of an inspection range of a work before and after laser processing of the work using an imaging device; A detection process of analyzing the images of the inspection range of the workpiece before and after to detect defects during processing formed by scattered light during laser processing, and a setting process of setting processing conditions according to the detection results of defects during processing. Prepare.
本発明の第2の態様に係るワーク検査方法は、第1の態様の検出工程が、レーザー加工の前のワークの検査範囲の画像を解析して、ワークの検査範囲の欠損部を検出する工程と、レーザー加工の後のワークの検査範囲の画像から検出した欠陥を解析して、ワークの検査範囲から欠陥候補を検出する工程と、欠陥候補から、欠損部と、レーザー加工によりワーク内に形成されたレーザー加工領域及びレーザー加工領域の影を除外して、加工時欠陥を特定する工程とを備える。 In the workpiece inspection method according to the second aspect of the present invention, the detection step of the first aspect is a step of analyzing an image of an inspection range of the workpiece before laser processing and detecting a defective portion in the inspection range of the workpiece. Then, the defect detected from the image of the inspection range of the work after laser processing is analyzed, and the defect candidate is detected from the inspection range of the work. and excluding laser-processed areas and shadows of the laser-processed areas to identify machining defects.
本発明の第3の態様に係るワーク検査方法は、レーザー加工の前のワークに含まれる欠損部の情報を含むマップデータを取得する工程と、レーザー加工の後のワークの検査範囲の画像を解析して、ワークの検査範囲から欠陥候補を検出し、欠陥候補から、欠損部と、レーザー加工によりワーク内に形成されたレーザー加工領域及びレーザー加工領域の影を除外して、レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出工程と、加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定工程とを備える。 A workpiece inspection method according to a third aspect of the present invention includes steps of obtaining map data including information on a defective portion included in a workpiece before laser processing, and analyzing an image of an inspection range of the workpiece after laser processing. Then, defect candidates are detected from the inspection range of the workpiece, and from the defect candidates, the missing part, the laser processing area formed in the workpiece by laser processing, and the shadow of the laser processing area are excluded, and the scattering during laser processing The method includes a detection step of detecting a processing defect formed by light, and a setting step of setting processing conditions according to the detection result of the processing defect.
本発明の第4の態様に係るワーク検査方法は、第2又は第3の態様において、レーザー加工領域の位置に基づいて、レーザー加工を行う位置の補正量を算出する工程をさらに備える。 A work inspection method according to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, further comprises a step of calculating a correction amount for the laser processing position based on the position of the laser processing region.
本発明の第5の態様に係るワーク検査方法は、第1から第4のいずれかの態様の設定工程において、加工時欠陥の評価値を算出し、加工時欠陥の評価値がエラーリミット値以上の場合に、加工条件を設定するようにしたものである。 A work inspection method according to a fifth aspect of the present invention, in the setting step of any one of the first to fourth aspects, calculates an evaluation value of the defect during processing, and the evaluation value of the defect during processing is an error limit value or more. In this case, the machining conditions are set.
本発明の第6の態様に係るワーク検査方法は、第5の態様の評価値を、加工時欠陥の個数、サイズ及びレーザー加工の加工ラインからの距離のうちの少なくとも1つとしたものである。 A work inspection method according to a sixth aspect of the present invention is such that the evaluation value of the fifth aspect is at least one of the number and size of defects during processing and the distance from the laser processing line.
本発明の第7の態様に係るワーク加工方法は、第1から第6の態様のいずれかのワーク検査方法により設定された加工条件に基づいて、加工対象のワークのレーザー加工を行うようにしたものである。 A work processing method according to a seventh aspect of the present invention performs laser processing of a work to be processed based on the processing conditions set by the work inspection method according to any one of the first to sixth aspects. It is.
本発明の第8の態様に係るワーク検査装置は、ワークに対するレーザー加工の前後のワークの検査範囲の画像を撮像する撮像装置と、レーザー加工の前後のワークの検査範囲の画像を解析して、レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出部と、加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定部とを備える。 A workpiece inspection apparatus according to an eighth aspect of the present invention includes an imaging device that captures an image of an inspection range of a workpiece before and after laser processing of the workpiece, and an image of the inspection range of the workpiece before and after laser processing. A detection unit for detecting processing defects formed by scattered light during laser processing, and a setting unit for setting processing conditions according to the detection results of the processing defects.
本発明の第9の態様に係るワーク検査装置は、レーザー加工の前のワークに含まれる欠損部の情報を含むマップデータを取得するマップデータ取得部と、レーザー加工の後のワークの検査範囲の画像を解析して、ワークの検査範囲から欠陥候補を検出し、欠陥候補から、欠損部と、レーザー加工によりワーク内に形成されたレーザー加工領域及びレーザー加工領域の影を除外して、レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出部と、加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定部とを備える。 A work inspection apparatus according to a ninth aspect of the present invention includes a map data acquisition unit that acquires map data including information on a defective portion included in a work before laser processing, and an inspection range of the work after laser processing. Analyze the image to detect defect candidates from the inspection range of the work, remove the missing part, the laser processing area formed in the work by laser processing, and the shadow of the laser processing area from the defect candidates, and perform laser processing a detection unit for detecting defects during processing formed by scattered light; and a setting unit for setting processing conditions according to the detection result of the defects during processing.
本発明によれば、レーザー光の散乱等により発生する欠陥を精度よく検出することが可能になる。さらに、本発明によれば、加工時欠陥の検出結果に応じて、レーザー加工がデバイスの品質に与える影響を正確に評価し、レーザー加工の加工条件を適切に設定することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect defects caused by scattering of laser light or the like. Furthermore, according to the present invention, it is possible to accurately evaluate the effect of laser processing on the quality of the device according to the results of detection of defects during processing, and appropriately set processing conditions for laser processing.
以下、添付図面に従って本発明に係るワーク検査方法及び装置並びにワーク加工方法の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a workpiece inspection method and apparatus and a workpiece machining method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本実施形態では、レーザーダイシング装置1を用いてテスト加工用ワークCWの加工を行う。そして、加工前後のテスト加工用ワークCWの検査範囲(例えば、加工用ワークCWの内部、表面(上面及び下面)等)の画像を用いて、レーザー加工の前から存在する欠損部と、レーザー加工によって発生したスプラッシュダメージを含む加工時欠陥とを区別して検出する。
In this embodiment, the
次に、加工時欠陥の検出結果に基づいて加工条件を評価して、加工条件の変更が必要か否かを判定する。そして、加工条件の変更が必要と判定された場合に、加工条件の再設定を行う。これにより、ワークWの加工条件を適切に設定することが可能になる。 Next, the processing conditions are evaluated based on the detection result of the defects during processing, and it is determined whether or not the processing conditions need to be changed. Then, when it is determined that the machining conditions need to be changed, the machining conditions are reset. Thereby, it becomes possible to set the machining conditions of the workpiece W appropriately.
(レーザーダイシング装置)
まず、レーザーダイシング装置1について、図1を参照して説明する。図1は、レーザーダイシング装置1の概観構成を示す図である。
(laser dicing machine)
First, the
同図に示すように、本実施の形態のレーザーダイシング装置1は、ワーク移動部11、光学系ユニット(レーザーエンジン)40、制御部50等を含んでいる。光学系ユニット40は、レーザー光学部20及び観察光学部30を含んでいる。
As shown in the figure, the
制御部50は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、入出力回路部等を含んでおり、レーザーダイシング装置1の各部の動作を制御する。
The
ワーク移動部11は、加工対象のワークWを吸着保持する吸着ステージ13と、レーザーダイシング装置1の本体ベース16に設けられ、吸着ステージ13をXYZθ方向に精密に移動させるXYZθテーブル12とを含んでいる。このワーク移動部11によって、ワークWが図のXYZθ方向に精密に移動される。
The
ワークWは、表面の一方の面に粘着材を有するバックグラインド(BG)テープBが貼付され、裏面が上向きとなるように吸着ステージ13に載置される。
A back grind (BG) tape B having an adhesive material is attached to one surface of the work W, and the work W is placed on the
なお、ワークWは、一方の面に粘着材を有するダイシングシートが貼付され、このダイシングシートを介してフレームと一体化された状態で吸着ステージ13に載置されるようにしてもよい。この場合には、表面が上向きとなるように吸着ステージ13に載置される。以下の説明では、ワークWの光学系ユニット40側に露呈する面を上面、BGテープBが貼付される面を下面とする。なお、ワークWは、吸着ステージ13に直接吸着されるようにしてもよい。
A dicing sheet having an adhesive material is attached to one surface of the work W, and the work W may be placed on the
レーザー光学部20は、レーザー発振器21、コリメートレンズ22、ハーフミラー23、コンデンスレンズ(集光レンズ)24、レーザー光をワークWに対して平行に微小移動させる駆動手段25等を含んでいる。レーザー発振器21の光源としては、例えば、半導体レーザー励起Nd:YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザーが用いられる。レーザー発振器21から発振されたレーザー光は、コリメートレンズ22、ハーフミラー23、コンデンスレンズ24等の光学系を経てワークWの検査範囲に集光される。集光点のZ方向位置は、コンデンスレンズ24のZ方向微動によって調整される。
The laser
観察光学部30は、観察用光源31、コリメートレンズ32、ハーフミラー33、コンデンスレンズ34、撮像装置(カメラ。例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラ)35、画像処理部38、モニタ36等を含んでいる。制御部50及び観察光学部30は、ワーク検査装置の一例である。
The observation
観察光学部30では、観察用光源31から出射された照明光がコリメートレンズ32、ハーフミラー33、コンデンスレンズ24等の光学系を経てワークWを照射する。ワークWからの反射光はコンデンスレンズ24、ハーフミラー23及び33、コンデンスレンズ34を経由して観察手段としてのカメラ35に入射し、ワークWの画像が撮像される。
In the observation
この撮像データは画像処理部38に入力され、ワークWのアライメントに用いられる。また、この撮像データは、制御部50を経てモニタ36に写し出される。
This imaging data is input to the
観察光学部30は、ワークWの検査範囲の欠陥を撮像することが可能となっている。この場合、照明光として、可視光よりも波長が長いものを用いる。ワークWがシリコンウェハの場合には、例えば、赤外光を用いる。ワークWに照射された照明光は、ワークWの検査範囲を透過してワークWの下面で反射される。このワークWの下面からの反射光はコンデンスレンズ24、ハーフミラー23及び33、コンデンスレンズ34を経由してカメラ35に入射し、ワークWの検査範囲の欠陥を含む画像が撮像される。
The observation
この撮像データは画像処理部38に入力され、ワークWの検査範囲の欠陥の検出に用いられる。また、ワークWの検査範囲の画像は、欠陥の検出結果とともに、モニタ36に写し出される。これにより、オペレータは、モニタ36を見ながら、欠陥の検出結果の確認及び修正等を行うことが可能となっている。
This imaging data is input to the
本実施形態では、レーザー光を用いてレーザー加工領域を形成する加工前と加工後にワークWの検査範囲の欠陥を含む画像を撮像する。これにより、レーザー加工の前から存在する欠損部と、レーザー加工によって発生したスプラッシュダメージを含む加工時欠陥とを区別して検出することが可能になる。 In the present embodiment, images including defects in the inspection range of the workpiece W are captured before and after processing for forming a laser processing region using laser light. This makes it possible to distinguish and detect defects existing before laser processing and processing defects including splash damage caused by laser processing.
なお、本実施形態では、レーザー光学部20及び観察光学部30を用いてワークWの画像を撮像するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ワークWのアライメント用に設置された顕微鏡の光学系及びカメラを用いて、ワークWの検査範囲の画像を撮像するようにしてもよい。
In this embodiment, the laser
ワークWにレーザー加工領域を形成する場合、レーザー発振器21からレーザー光Lが出射され、レーザー光Lはコリメートレンズ22、ハーフミラー23、コンデンスレンズ24等の光学系を経由してワークWの検査範囲に照射される。照射されるレーザー光Lの集光点のZ方向位置は、XYZθテーブル12によるワークWのZ方向位置調整、及びコンデンスレンズ24の位置制御によって、ワークWの検査範囲の所定位置に正確に設定される。
When forming a laser processing area on the workpiece W, the laser beam L is emitted from the
この状態でXYZθテーブル12がダイシング方向であるX方向に加工送りされる。これにより、ワークWの加工ラインに沿って、ワークWの検査範囲にレーザー加工領域R1が1ライン形成される。そして、加工ラインに沿ってレーザー加工領域R1が1ライン形成されると、XYZθテーブル12がY方向に1ピッチ割り出し送りされ、次の加工ラインにもレーザー加工領域R1が形成される。次に、すべてのX方向の加工ラインに沿ってレーザー加工領域R1が形成されると、XYZθテーブル12がZ軸回りに90°回転され、回転後のX方向の加工ラインにも同様にしてレーザー加工領域R1が形成される。 In this state, the XYZθ table 12 is processed and fed in the X direction, which is the dicing direction. As a result, one line of the laser processing region R1 is formed in the inspection range of the work W along the processing line of the work W. As shown in FIG. Then, when one line of the laser processing area R1 is formed along the processing line, the XYZθ table 12 is indexed and fed by one pitch in the Y direction, and the laser processing area R1 is also formed on the next processing line. Next, when the laser processing regions R1 are formed along all the X-direction processing lines, the XYZθ table 12 is rotated by 90° around the Z-axis, and the X-direction processing lines after rotation are similarly laser-processed. A processed region R1 is formed.
ここで、レーザー加工領域R1とは、レーザー光の照射によってワーク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。レーザー加工領域R1は、例えば、クラック領域を含む。レーザー加工領域が形成されたワークWは、不図示の研削装置に搬送され、ワークWの裏面が研削されてレーザー加工領域R1が除去される。そして、ワークWの裏面側にエキスパンドテープが貼付されて伸展されると、レーザー加工領域R1からワークWの表面側に伸展したクラックによりワークWが割断される。これにより、ワークWが個別のチップに離間する。 Here, the laser processing region R1 is a region where the physical properties such as density, refractive index, mechanical strength, etc. inside the workpiece W become different from the surroundings due to the irradiation of the laser beam, and the strength is lower than the surroundings. Say. Laser-processed region R1 includes, for example, a crack region. The work W on which the laser-processed region is formed is transported to a grinding device (not shown), and the back surface of the work W is ground to remove the laser-processed region R1. Then, when the expanding tape is attached to the back side of the work W and stretched, the work W is split by the cracks extending from the laser processing region R1 to the front side of the work W. As a result, the workpiece W is separated into individual chips.
(テスト加工用ワーク)
次に、テスト加工用ワークCWについて、図2を参照して説明する。図2(A)はテスト加工用ワークの平面図(上面図)であり、図2(B)は図2(A)のB-B断面図である。
(workpiece for test machining)
Next, the test machining work CW will be described with reference to FIG. FIG. 2(A) is a plan view (top view) of a work for test machining, and FIG. 2(B) is a cross-sectional view along BB in FIG. 2(A).
図2(B)に示すように、本実施形態に係るテスト加工用ワークCWは、ワーク層WLと、ワーク層WLの下面に形成された検出層DLとを含んでいる。ワーク層WLは、例えば、シリコン等により形成される。検出層DLは、低融点金属(例えば、錫等)、低融点合金等をワーク層WLに蒸着することにより形成される。なお、検出層DLは、樹脂等の被膜により形成されていてもよい。 As shown in FIG. 2B, the test machining work CW according to this embodiment includes a work layer WL and a detection layer DL formed on the lower surface of the work layer WL. The work layer WL is made of silicon or the like, for example. The detection layer DL is formed by vapor-depositing a low-melting-point metal (such as tin), a low-melting-point alloy, or the like on the work layer WL. Note that the detection layer DL may be formed of a film such as resin.
テスト加工用ワークCWは、レーザーダイシング装置1において、検出層DLを下面にして吸着保持される。図2に示すテスト加工用ワークCWには、不純物(パーティクル)を含む欠損部P1が含まれている。なお、図2では、図面の簡略化のため、欠損部P1は1つのみ示されている。本実施形態では、カメラ35を用いて加工前のテスト加工用ワークCWを撮像する。そして、制御部50は、この画像を解析することにより、欠損部P1を検出する。
The test machining work CW is sucked and held in the
テスト加工用ワークCWに対してレーザー加工が行われると、ワーク層WLの検査範囲に、加工ラインL1(図2(A)参照)に沿って、レーザー加工領域R1(図2(B)参照)が形成される。 When laser processing is performed on the test processing work CW, a laser processing region R1 (see FIG. 2(B)) is formed along the processing line L1 (see FIG. 2(A)) in the inspection range of the work layer WL. is formed.
レーザー加工時には、ワーク層WLの検査範囲でレーザー光の一部が散乱されたり、ワーク層WLの下面側に漏れだす。この散乱光及び漏れ光がワーク層WLの下面の検出層DLに到達すると、検出層DLが一部溶融される。これにより、テスト加工用ワークCWに照射光(例えば、赤外光)を照射したときのワーク層WLと検出層DLとの間の界面の反射率が変化する。制御部50は、画像処理部38を用いて、加工後のテスト加工用ワークCWの画像を解析し、この反射率の変化に基づいて欠陥を検出する。
During laser processing, part of the laser light is scattered in the inspection range of the work layer WL or leaks to the lower surface side of the work layer WL. When this scattered light and leaked light reach the detection layer DL on the lower surface of the work layer WL, the detection layer DL is partially melted. This changes the reflectance of the interface between the work layer WL and the detection layer DL when the test machining work CW is irradiated with irradiation light (for example, infrared light). The
図2に示す例では、散乱光により形成されたスプラッシュダメージSD1からSD3と、レーザー加工領域R1の下面側に漏れ出た漏れ光により形成されたダメージBD(以下、直下ダメージという。)が示されている。スプラッシュダメージSD1からSD3は、ワーク層WLの検査範囲の構造物によりレーザー光の一部がスパッタ状に散乱されることにより形成された点状の欠陥である。直下ダメージBDは、レーザー光の一部がレーザー加工領域R1の下面側に漏れることにより形成された欠陥であり、加工ラインL1に沿って形成される。 In the example shown in FIG. 2, splash damage SD1 to SD3 formed by scattered light and damage BD formed by leaked light leaked to the lower surface side of the laser processing region R1 (hereinafter referred to as direct damage) are shown. ing. The splash damages SD1 to SD3 are point-like defects formed by sputter-like scattering of part of the laser light by structures within the inspection range of the work layer WL. The direct damage BD is a defect formed by a part of the laser beam leaking to the lower surface side of the laser processing region R1, and is formed along the processing line L1.
本実施形態では、カメラ35を用いて、ワーク層WLと検出層DLとの間の界面をフォーカス面FP(合焦面)として、加工後のテスト加工用ワークCWを撮像する。図2に示すように、加工後のテスト加工用ワークCWの画像には、スプラッシュダメージSD1からSD3以外に、欠損部P1及び直下ダメージBDが含まれている。なお、図2の符号R2は、レーザー加工領域R1によりカメラ35からの照射光の一部が遮光されて生じる影である。この影R2は、加工ラインL1に沿って撮像される。
In this embodiment, the
本実施形態では、制御部50は、画像処理部38を用いて、加工前のテスト加工用ワークCWの画像を解析して欠損部P1を検出し、その位置及び形状に関する情報(例えば、座標等)を保存する。次に、制御部50は、画像処理部38を用いて、加工後のテスト加工用ワークCWの画像から、スプラッシュダメージSD1からSD3を含む加工時欠陥の候補(以下、欠陥候補という。)としてすべての欠陥を検出する。この欠陥候補には、スプラッシュダメージSD1からSD3以外に、欠損部P1、直下ダメージBD及びレーザー加工領域R1の影R2が含まれ得る。そして、制御部50は、あらかじめ検出した欠損部P1を欠陥候補から除外する。さらに、制御部50は、加工後のテスト加工用ワークCWの画像から加工ラインL1に沿う直下ダメージBD及び影R2を検出して、欠陥候補から除外する。これにより、スプラッシュダメージSD1からSD3が加工時欠陥として検出される。
In the present embodiment, the
欠損部P1については、あらかじめ検出した欠損部P1を含む領域をマスクして、欠陥候補の検出対象から除外するようにしてもよい。ここで、マスク領域は、欠損部P1の輪郭により画定される領域に、テスト加工用ワークCWの搬送誤差等の繰り返し精度をマージンとして付加した領域である。このようにマスク領域を定めることにより、マスク領域を最小にすることができるので、加工時欠陥の検出対象となる領域を最大化することができ、加工時欠陥の検出漏れを防止することができる。 As for the defective portion P1, the region including the defective portion P1 detected in advance may be masked to be excluded from detection targets of defect candidates. Here, the mask area is an area defined by the contour of the defective portion P1 and a margin of repetition accuracy such as a transfer error of the test machining work CW. By defining the mask area in this way, the mask area can be minimized, so that the area to be detected for defects during processing can be maximized, and failure to detect defects during processing can be prevented. .
さらに、テスト加工用ワークCWの検出層DLにパターンを生成し、アライメント用のカメラ等を用いてこのパターンを検出することにより、テスト加工用ワークCWのアライメントを行うことで搬送誤差を補正することも可能である。この場合、テスト加工用ワークCWの搬送誤差をより小さくすることが可能であるため、マスク領域をさらに小さくすることができる。これにより、加工時欠陥の検出対象となる領域をより大きくすることができ、加工時欠陥の検出漏れをより確実に防止することができる。 Furthermore, by generating a pattern on the detection layer DL of the test machining work CW and detecting this pattern using an alignment camera or the like, the test machining work CW is aligned, thereby correcting the conveyance error. is also possible. In this case, since it is possible to further reduce the transfer error of the test machining work CW, it is possible to further reduce the mask area. As a result, it is possible to further increase the area to be detected for defects during processing, and it is possible to more reliably prevent omissions in detection of defects during processing.
なお、テスト加工用ワークCWは、検出層DLが形成されたものに限定されるものではなく、例えば、ワーク層WLの下面を鏡面加工等して反射率を高めたもの(例えば、ミラーワーク)を用いてもよい。下面が高反射率に加工されたテスト加工用ワークCWにおいても、レーザー光の散乱及び漏れにより、下面の反射率が変化(低下)するため、スプラッシュダメージ等を検出することが可能になる。 Note that the test machining work CW is not limited to one on which the detection layer DL is formed. may be used. Splash damage and the like can be detected even in the test machining workpiece CW whose lower surface is processed to have a high reflectance, because the reflectance of the lower surface changes (decreases) due to scattering and leakage of laser light.
なお、本実施形態では、カメラ35の撮像面側からテスト加工用ワークCWに照明光を照射してテスト加工用ワークCWを観察する同軸落斜照明系(明視野照明系)を用いたが、本発明はこれに限定されない。明視野照明系に代えて暗視野照明系を用いてテスト加工用ワークCWの観察を行うことも可能である。
In the present embodiment, a coaxial epi-illumination system (bright-field illumination system) for observing the test machining work CW by irradiating illumination light onto the test machining work CW from the imaging surface side of the
暗視野照明系を用いる場合、例えば、テスト加工用ワークCWの周囲に配置されたリング照明から照射される光、又は円錐レンズを用いてリング状に変換された光(暗視野照明光)をテスト加工用ワークCWに照射する。そして、テスト加工用ワークCWからの散乱光を観察することにより、欠損部P1、直下ダメージBD及びレーザー加工領域R1の検出を行う。 When using a dark field illumination system, for example, test light emitted from a ring illumination arranged around the test machining work CW, or light converted into a ring shape using a conical lens (dark field illumination light). The workpiece CW for processing is irradiated. Then, by observing the scattered light from the test machining work CW, the defective portion P1, the direct damage BD, and the laser machining region R1 are detected.
ここで、欠損部P1、直下ダメージBD及びレーザー加工領域R1は、図2に示す明視野照明系を用いる場合にはテスト加工用ワークCWの画像において黒い画像領域として検出されるが、暗視野照明系を用いる場合には白い画像領域として検出される。したがって、暗視野照明系を用いる場合には、画像処理により白黒を反転させることにより、明視野照明系を用いる場合と同等の画像を得ることが可能になる。 Here, the defective portion P1, the direct damage BD, and the laser processing region R1 are detected as a black image region in the image of the test processing workpiece CW when the bright field illumination system shown in FIG. 2 is used, but the dark field illumination When using the system, it is detected as a white image area. Therefore, when using the dark-field illumination system, by inverting black and white by image processing, it is possible to obtain an image equivalent to that obtained when using the bright-field illumination system.
暗視野照明系を用いる場合には、レーザー加工領域R1の影R2が生じない。このため、明視野照明系を用いる場合には、レーザー加工領域R1の影R2となる領域についても、暗視野照明系を用いれば加工時欠陥の検出を行うことが可能になるので、加工時欠陥の検出が可能な領域が拡大するという利点がある。 When using the dark field illumination system, the shadow R2 of the laser processing region R1 does not occur. For this reason, when using the bright field illumination system, it is possible to detect defects during processing by using the dark field illumination system even for the region that is the shadow R2 of the laser processing region R1. There is an advantage that the detectable area of is expanded.
(加工条件の設定方法)
次に、本実施形態に係る加工条件の設定方法について、図3から図6を参照して説明する。図3は、レーザーダイシングの加工条件の設定方法を示すフローチャートである。
(How to set processing conditions)
Next, a method for setting processing conditions according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a method of setting processing conditions for laser dicing.
まず、テスト加工用ワークCWがレーザーダイシング装置1(加工部)に搬入され、吸着ステージ13に吸着保持される(ステップS10)。そして、観察光学部30によりテスト加工用ワークCWに照明光が照射され、カメラ35により加工前のテスト加工用ワークCWが撮像される(ステップS12)。なお、テスト加工用ワークCWは、BGテープBを介して吸着ステージ13に吸着保持されるようにしてもよいし、吸着ステージ13に直接吸着されるようにしてもよい。
First, a work CW for test machining is carried into the laser dicing apparatus 1 (processing section) and held by the adsorption stage 13 (step S10). Then, the observation
次に、レーザーダイシング装置1によりテスト加工用ワークCWが加工されて、テスト加工用ワークCWの検査範囲にレーザー加工領域R1が形成される(ステップS14)。そして、観察光学部30及びカメラ35等により加工後のテスト加工用ワークCWが撮像される(ステップS16)。
Next, the test machining work CW is processed by the
次に、制御部50は、加工前後のテスト加工用ワークCWの画像を比較して、レーザー加工により形成されたスプラッシュダメージを含む加工時欠陥を検出する(ステップS18)。ここで、制御部50及び画像処理部38は、本発明の検出部として機能する。そして、制御部50は、加工時欠陥の検出結果に応じて検出した加工時欠陥の評価を行う(ステップS20)。制御部50は、加工時欠陥の評価結果に基づいて、加工条件を変更するか否かを判定する。
Next, the
加工条件の再設定を行う場合には(ステップS22のYes)、制御部50は、加工条件の再設定を行う(ステップS24)。一方、加工条件の再設定を行わない場合には(ステップS22のNo)、制御部50は、加工時欠陥の評価結果、及び加工前後のテスト加工用ワークCWの画像を含む加工時欠陥情報を保存する(ステップS26)。ここで、制御部50は、本発明の設定部として機能する。ステップS26において保存した加工時欠陥情報は、品質記録として、オペレータが閲覧可能となる。
When resetting the processing conditions (Yes in step S22), the
次に、加工時欠陥の検出工程について説明する。図4は、加工時欠陥の検出工程を示すフローチャートである。 Next, a process for detecting defects during processing will be described. FIG. 4 is a flow chart showing the process of detecting defects during machining.
まず、制御部50は、加工前のテスト加工用ワークCWの画像から欠損部(P1)を検出する(ステップS180)。次に、制御部50は、加工後のテスト加工用ワークCWの画像から欠陥候補(BD、R2及びP1並びにSD1からSD3)及び加工ラインL1を検出する(ステップS182)。そして、制御部50は、加工後のテスト加工用ワークCWの画像から欠陥候補から、欠損部(P1)と、加工ラインL1に沿う直下ダメージBD及びレーザー加工領域R1の影R2とを除外し、加工時欠陥SD1からSD3を特定する(ステップS184)。
First, the
なお、本実施形態では、レーザー加工の前後のテスト加工用ワークCWの検査範囲の画像を比較して加工時欠陥を特定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、テスト加工用ワークCWにおける欠損部の位置及びサイズの情報を含むマップデータを事前に取得して制御部50(マップデータ取得部)に記憶しておくようにしてもよい。そして、加工後のテスト加工用ワークCWの画像からマップデータの欠損部を除外することにより、加工時欠陥を特定するようにしてもよい。この場合、レーザー加工前のテスト加工用ワークCWの撮像(ステップS12)及び欠損部の検出(ステップS180)は省略される。 In this embodiment, the images of the inspection range of the test machining work CW before and after laser machining are compared to identify defects during machining, but the present invention is not limited to this. For example, map data including information on the position and size of the defective portion in the test machining work CW may be acquired in advance and stored in the control unit 50 (map data acquiring unit). Then, by excluding the missing portion of the map data from the image of the test machining work CW after machining, defects during machining may be specified. In this case, the imaging of the work CW for test machining before laser machining (step S12) and the detection of the defective portion (step S180) are omitted.
ここで、マップデータは、1枚のテスト加工用ワークCW(例えば、シリコンウェハ)を上記と同様の方法で撮像して欠損部を検出することにより作成してもよい。そして、このマップデータは、例えば、マップデータの作成に用いたテスト加工用ワークCWと同じシリコンインゴットから切り出されたシリコンウェハの検査に共通に使用するようにしてもよい。 Here, the map data may be created by imaging one test machining work CW (for example, a silicon wafer) in the same manner as described above and detecting defective portions. This map data may be used in common, for example, for inspection of silicon wafers cut from the same silicon ingot as the test machining work CW used to create the map data.
次に、加工時欠陥の評価工程について説明する。図5は、加工時欠陥の評価工程を示すフローチャートである。 Next, a process for evaluating defects during processing will be described. FIG. 5 is a flow chart showing a process for evaluating defects during processing.
まず、制御部50は、加工時欠陥の評価値を算出する(ステップS200)。加工時欠陥の評価値は、加工時欠陥の個数、サイズ及び加工ラインL1からの距離である。加工時欠陥の個数は、例えば、加工ラインL1によって囲まれた領域(チップ1つ分の領域)における単位面積当たりの加工時欠陥の個数を求めてもよい。また、加工時欠陥の評価値は、例えば、テスト加工用ワークCWにおける平均値で規格化した数値として算出してもよい。
First, the
次に、制御部50は、加工時欠陥の評価値をエラーリミット値と比較する(ステップS202)。ステップS202からS204では、各種の加工時欠陥の評価値の代表値(例えば、最大値、平均値、中央値等)と、エラーリミット値とを比較して、加工条件の再設定を行うか否かを判定する。
Next, the
そして、加工時欠陥の評価値のいずれかがエラーリミット値以上の場合には(ステップS204のYes)、制御部50は、加工条件の再設定を行う旨の指示を出力する(ステップS206)。一方、加工時欠陥の評価値のいずれかがエラーリミット値未満の場合には(ステップS204のNo)、制御部50は、加工条件の再設定を行わない旨の指示を出力する(ステップS208)。
Then, if any of the evaluation values of defects during machining is equal to or greater than the error limit value (Yes in step S204), the
次に、加工条件の設定工程について説明する。図6は、加工条件の設定工程を示すフローチャートである。 Next, a process for setting processing conditions will be described. FIG. 6 is a flow chart showing a process for setting processing conditions.
まず、制御部50は、エラーリミット値以上の加工時欠陥の評価値の種類を特定する(ステップS240)。次に、制御部50は、エラーリミット値以上の評価値の種類に応じて加工条件を変更する候補をモニタ36に表示する(ステップS242)。
First, the
次に、制御部50は、オペレータから加工条件の候補の選択の指示入力を受け付けて(ステップS244)、加工条件の再設定を行う(ステップS246)。なお、加工条件の再設定は、オペレータが任意に設定可能としてもよい。
Next, the
ここで、加工条件は、例えば、レーザー光線の波長、スポット径、出力、繰り返し周波数、パルス幅、コンデンスレンズ24の開口数(NA)、集光点の位置、偏光特性、加工送り速度等を含んでいる。レーザー光のスポット径及び集光点の位置は、例えば、コンデンスレンズ24をZ方向に移動させることにより調整可能である。また、コンデンスレンズ24の開口数は、例えば、絞りにより調整可能である。また、偏光特性は、例えば、波長板を用いることにより調整可能である。上記に例示した加工条件を調整することにより、加工時欠陥の個数、サイズ及び加工ラインL1からの加工時欠陥の距離等の加工時欠陥の評価値がエラーリミット値未満になるように調整される。
Here, the processing conditions include, for example, the wavelength of the laser beam, the spot diameter, the output, the repetition frequency, the pulse width, the numerical aperture (NA) of the condensing
そして、本実施形態に係るワーク加工方法では、上記の工程により再設定された加工条件に基づいて、加工対象のワークWに対してレーザー加工が行われ、ワークWの研削及び割断が行われる。これにより、ワークWが個別のチップに分割される。 Then, in the work processing method according to the present embodiment, laser processing is performed on the work W to be processed based on the processing conditions reset by the above steps, and the work W is ground and cleaved. Thereby, the workpiece W is divided into individual chips.
本実施形態によれば、レーザー光の散乱等により発生する加工時欠陥を精度よく検出することが可能になる。さらに、本実施形態によれば、加工時欠陥の検出結果に応じて、レーザー加工がデバイスの品質に与える影響を正確に評価し、レーザー加工の加工条件を適切に設定することが可能になる。 According to the present embodiment, it is possible to accurately detect processing defects caused by scattering of laser light or the like. Furthermore, according to this embodiment, it is possible to accurately evaluate the effect of laser processing on device quality and appropriately set the processing conditions for laser processing according to the results of detection of defects during processing.
さらに、本実施形態では、制御部50は、加工ラインL1(レーザー加工領域)に沿う直下ダメージBD及びレーザー加工領域R1の影R2の位置の検出結果に基づいて、レーザー加工領域が目標位置に形成されているか否かを判定するようにしてもよい。そして、制御部50は、レーザー加工領域が目標位置に形成されていないと判定した場合に、レーザー加工の位置の補正量を算出して、レーザー加工の条件を再設定するようにしてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
1…レーザーダイシング装置、11…ワーク移動部、12…XYZθテーブル、13…吸着ステージ、16…本体ベース、20…レーザー光学部、21…レーザー発振器、22…コリメートレンズ、23…ハーフミラー、24…コンデンスレンズ(集光レンズ)、25…駆動手段、30…観察光学部、31…観察用光源、32…コリメートレンズ、33…ハーフミラー、34…コンデンスレンズ、35…カメラ、36…モニタ、38…画像処理部、40…光学系ユニット(レーザーエンジン)、50…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記レーザー加工の前後の前記ワークの検査範囲の画像を解析して、前記レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出工程と、
前記加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定工程と、
を備えるワーク検査方法。 a step of capturing images of an inspection range of the workpiece before and after laser processing the workpiece using an imaging device;
A detection step of analyzing an image of an inspection range of the work before and after the laser processing to detect processing defects formed by scattered light during the laser processing;
a setting step of setting processing conditions according to the detection result of the defects during processing;
A workpiece inspection method comprising:
前記レーザー加工の前の前記ワークの検査範囲の画像を解析して、前記ワークの検査範囲の欠損部を検出する工程と、
前記レーザー加工の後の前記ワークの検査範囲の画像から検出した欠陥を解析して、前記ワークの検査範囲から欠陥候補を検出する工程と、
前記欠陥候補から、前記欠損部と、前記レーザー加工により前記ワーク内に形成されたレーザー加工領域及び該レーザー加工領域の影を除外して、前記加工時欠陥を特定する工程と、
を備える請求項1記載のワーク検査方法。 The detection step includes
a step of analyzing an image of the inspection range of the work before the laser processing to detect a defective portion in the inspection range of the work;
a step of analyzing defects detected from an image of the inspection range of the work after the laser processing, and detecting defect candidates from the inspection range of the work;
A step of identifying the defect during processing by excluding the missing portion, the laser processing region formed in the work by the laser processing, and the shadow of the laser processing region from the defect candidates;
The workpiece inspection method according to claim 1, comprising:
前記レーザー加工の後のワークの検査範囲の画像を解析して、前記ワークの検査範囲から欠陥候補を検出し、前記欠陥候補から、前記欠損部と、前記レーザー加工により前記ワーク内に形成されたレーザー加工領域及び該レーザー加工領域の影を除外して、前記レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出工程と、
前記加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定工程と、
を備えるワーク検査方法。 a step of acquiring map data including information on the missing portion included in the workpiece before laser processing;
Analyze the image of the inspection range of the work after the laser processing, detect the defect candidate from the inspection range of the work, and from the defect candidate, the defect part and the defect formed in the work by the laser processing A detection step of detecting defects during processing formed by scattered light during the laser processing by excluding the laser processing region and the shadow of the laser processing region;
a setting step of setting processing conditions according to the detection result of the defects during processing;
A workpiece inspection method comprising:
請求項1から4のいずれか1項記載のワーク検査方法。 In the setting step, the evaluation value of the defect during processing is calculated, and if the evaluation value of the defect during processing is equal to or greater than an error limit value, the processing conditions are set.
The work inspection method according to any one of claims 1 to 4.
請求項5記載のワーク検査方法。 The evaluation value is at least one of the number of defects during processing, the size and the distance from the processing line of the laser processing.
The work inspection method according to claim 5.
前記レーザー加工の前後の前記ワークの検査範囲の画像を解析して、前記レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出部と、
前記加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定部と、
を備えるワーク検査装置。 an imaging device that captures images of an inspection range of the workpiece before and after laser processing the workpiece;
a detection unit that analyzes an image of the inspection range of the work before and after the laser processing and detects defects during processing formed by scattered light during the laser processing;
a setting unit for setting processing conditions according to the detection result of the defects during processing;
Work inspection device with
前記レーザー加工の後のワークの検査範囲の画像を解析して、前記ワークの検査範囲から欠陥候補を検出し、前記欠陥候補から、前記欠損部と、前記レーザー加工により前記ワーク内に形成されたレーザー加工領域及び該レーザー加工領域の影を除外して、前記レーザー加工時の散乱光により形成された加工時欠陥を検出する検出部と、
前記加工時欠陥の検出結果に応じて加工条件を設定する設定部と、
を備えるワーク検査装置。 a map data acquisition unit that acquires map data including information on a missing portion included in the work before laser processing;
Analyze the image of the inspection range of the work after the laser processing, detect the defect candidate from the inspection range of the work, and from the defect candidate, the defect part and the defect formed in the work by the laser processing A detection unit that excludes a laser processing area and a shadow of the laser processing area and detects defects during processing formed by scattered light during the laser processing;
a setting unit for setting processing conditions according to the detection result of the defects during processing;
Work inspection device with
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