JP7257604B2 - LASER PROCESSING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus for forming a modified region inside a wafer along a dividing line of the wafer by irradiating laser light with a focal point aligned with the inside of the wafer, and a control method thereof.
表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工が知られている(特許文献1参照)。そして、レーザ加工後のウェーハは、外的応力の印加により、改質領域を起点として個々のチップに分割される。 A laser processing is known in which a laser beam is irradiated with a focused point on the inside of a wafer having a plurality of devices formed on the surface thereof to form a modified region inside the wafer along the dividing line of the wafer. (See Patent Document 1). Then, the laser-processed wafer is divided into individual chips with the modified region as a starting point by application of external stress.
このようなレーザ加工を行うレーザ加工装置として、ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザユニット(レーザヘッドともいう)と、レーザユニットに固定され且つウェーハの一面を撮影する赤外線顕微鏡と、を備えるものが知られている(特許文献2参照)。このレーザ加工装置では、改質領域の形成前に、赤外線顕微鏡でウェーハのアライメント基準を撮影し、この撮影により得られた撮影画像に基づきウェーハの分割予定ラインの位置(赤外線顕微鏡に対する分割予定ラインの相対位置)を検出するアライメント検出を行う。 A laser processing apparatus that performs such laser processing includes a laser unit (also referred to as a laser head) that irradiates a laser beam onto one surface of a wafer, and an infrared microscope that is fixed to the laser unit and photographs the surface of the wafer. There is known one provided (see Patent Literature 2). In this laser processing apparatus, before the modified region is formed, the alignment reference of the wafer is photographed with an infrared microscope, and the position of the planned division line of the wafer (the position of the planned division line with respect to the infrared microscope) is determined based on the photographed image obtained by this photographing. Alignment detection for detecting the relative position) is performed.
次いで、分割予定ラインの位置検出結果と、既知のレーザユニットの光軸及び赤外線顕微鏡の光軸の位置関係情報とに基づき、分割予定ラインの一端にレーザユニットの光軸を位置合わせするアライメントを行う。そして、レーザユニットからウェーハの内部の集光点に向けてレーザ光を照射させると共に、レーザユニット及びウェーハを相対移動させることで、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成する。以下、分割予定ラインごとに、上述のアライメントと改質領域の形成とが繰り返し実行される。 Then, based on the position detection result of the planned division line and known positional relationship information between the optical axis of the laser unit and the optical axis of the infrared microscope, alignment is performed to align the optical axis of the laser unit with one end of the planned division line. . Then, a modified region is formed inside the wafer along the division line by irradiating the laser light from the laser unit toward the focal point inside the wafer and moving the laser unit and the wafer relative to each other. Thereafter, the above-described alignment and formation of modified regions are repeatedly performed for each line to be divided.
特許文献3には、レーザユニットからウェーハに照射されるレーザ光の照射位置の目標値(理論値)と実測値との位置ずれを取得するレーザ加工装置が記載されている。このレーザ加工装置は、ウェーハを保持するウェーハステージとは別の試料載置ステージを備えている。そして、この試料載置ステージに加工試料片を載置した後、レーザユニットから加工試料片の表面にレーザ光を照射してレーザ加工痕跡を形成する。次いで、このレーザ加工痕跡を観察光学部で撮影し、この撮影により得られた撮影画像に基づき、レーザ光の照射位置の目標値と実測値との位置ずれを検出している。 Patent Literature 3 describes a laser processing apparatus that obtains a positional deviation between a target value (theoretical value) and an actual measurement value of the irradiation position of a laser beam irradiated onto a wafer from a laser unit. This laser processing apparatus includes a sample mounting stage separate from a wafer stage that holds a wafer. After the processed sample piece is mounted on the sample mounting stage, the surface of the processed sample piece is irradiated with laser light from the laser unit to form a laser processing trace. Next, the laser processing trace is photographed by the observation optical unit, and the positional deviation between the target value and the actual measurement value of the irradiation position of the laser beam is detected based on the photographed image obtained by this photographing.
ところで、特許文献2に記載のレーザ加工装置では、装置が設置されている工場(クリーンルーム)の室内温度等の環境が変わったり或いは環境が時間的に変化したりすることで、レーザユニットの光軸と赤外線顕微鏡の光軸との相対位置がずれる場合がある。この場合には、レーザユニットによるレーザ光の加工位置が分割予定ラインに対して位置ずれするため、精度の高い加工ができなくなる。このため、従来では、定期的なメンテナンスで位置ずれを補正するなど対策を実施しているが、工場によって気温の変化が大きく短期間で位置ずれが発生するおそれがある。 By the way, in the laser processing apparatus described in Patent Document 2, the optical axis of the laser unit changes due to changes in the environment such as the room temperature of the factory (clean room) where the apparatus is installed, or due to changes in the environment over time. and the optical axis of the infrared microscope may shift. In this case, the processing position of the laser beam by the laser unit is displaced with respect to the line to be divided, so that high-precision processing cannot be performed. For this reason, conventionally, countermeasures such as correcting misalignment have been implemented through periodic maintenance, but depending on the factory, there is a risk of misalignment occurring in a short period of time due to large temperature changes.
このような位置ずれを防止するため、改質領域形成時にレーザ光の加工位置の補正を行うことが望ましいが、ウェーハの厚みによっては1つの分割予定ラインに対してレーザ光の複数スキャンが必要になる。この場合、改質領域及び亀裂の蛇行が複数重なることにより、レーザ光の加工位置の補正が困難になる。そして、数μmの補正ずれが発生すると、例えば分割予定ラインの幅が20μm以下の狭ストリートプロセスにおいて大きく歩留まりを落とすことになる。 In order to prevent such positional deviation, it is desirable to correct the processing position of the laser beam when forming the modified region. Become. In this case, a plurality of meandering modified regions and cracks overlap, making it difficult to correct the processing position of the laser beam. If a correction deviation of several μm occurs, for example, in a narrow street process in which the width of the line to be divided is 20 μm or less, the yield is greatly reduced.
そこで、特許文献2に記載のレーザ加工装置においても、上記特許文献3に記載されているようにレーザユニットからウェーハに照射されるレーザ光の照射位置の目標値と実測値との位置ずれを検出することで、レーザユニットの光軸と赤外線顕微鏡の光軸との位置関係を取得することが考えられる。 Therefore, in the laser processing apparatus described in Patent Document 2 as well, as described in Patent Document 3, the positional deviation between the target value and the actual measurement value of the irradiation position of the laser light irradiated onto the wafer from the laser unit is detected. By doing so, it is conceivable to acquire the positional relationship between the optical axis of the laser unit and the optical axis of the infrared microscope.
しかしながら、特許文献3に記載の方法は、レーザユニットの光軸と赤外線顕微鏡の光軸とが一致しているレーザ加工装置を対象としているため、この特許文献3に記載の方法を特許文献2に記載のレーザ加工装置に単純に適用することはできない。また仮に適用することができたとしても、加工試料片を容易する手間及びコストと、加工試料片を試料載置ステージに着脱したりする手間及びコストと、が掛かるという問題がある。 However, the method described in Patent Document 3 is intended for a laser processing apparatus in which the optical axis of the laser unit and the optical axis of the infrared microscope are aligned. It cannot be simply applied to the described laser processing apparatus. Moreover, even if it is possible to apply this method, there is a problem that it takes time and cost to prepare the processed sample piece and to attach and detach the processed sample piece to and from the sample mounting stage.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高精度なウェーハのレーザ加工を簡単に行うことができる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 It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus and a method of controlling the laser processing apparatus, which can easily perform laser processing of a wafer with high precision.
本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置は、ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置において、ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザ光学系と、一面に対向する位置に配置され且つレーザ光学系の第1光軸とは異なる第2光軸を有し、ウェーハを撮影する赤外線カメラと、レーザ光学系及び赤外線カメラを一体にウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、赤外線カメラにウェーハのアライメント基準を撮影させて、赤外線カメラにより撮影されたアライメント基準の第1撮影画像に基づき、分割予定ラインの位置を検出する検出制御部と、相対移動機構を駆動してレーザ光学系に対するウェーハの相対移動を行い、且つ相対移動されているウェーハの一面に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させて、一面に熱加工層を形成する熱加工層形成制御部と、相対移動機構を駆動して赤外線カメラを熱加工層の撮影位置に相対移動させ、赤外線カメラに熱加工層の第2撮影画像を撮影させる撮影制御部と、第2撮影画像と、第1光軸及び第2光軸の既知の位置関係情報とに基づき、一面内での熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算部と、演算部の演算結果に基づき、位置関係情報を補正する補正部と、を備える。 A laser processing apparatus for achieving the object of the present invention forms a modified region inside the wafer along the dividing line of the wafer by irradiating laser light with a focal point aligned with the inside of the wafer. A laser processing apparatus having a laser optical system that irradiates a laser beam toward one surface of a wafer and a second optical axis that is arranged at a position facing the one surface and is different from the first optical axis of the laser optical system, , a relative movement mechanism that integrally moves the laser optical system and the infrared camera relative to the wafer, and an infrared camera that photographs the alignment reference of the wafer. 1 Based on the photographed image, a detection control unit for detecting the position of the line to be divided and a relative movement mechanism are driven to move the wafer relative to the laser optical system, and the laser optical system By driving the thermally processed layer formation control unit that condenses the system laser beam to form a thermally processed layer on one surface, and the relative movement mechanism, the infrared camera is relatively moved to the photographing position of the thermally processed layer, and the infrared camera Formation of a thermally processed layer within one surface based on a photographing control unit that causes a second photographed image of the thermally processed layer to be photographed, the second photographed image, and known positional relationship information between the first optical axis and the second optical axis. A computing unit that computes a positional deviation between a theoretical position value and an actually measured value, and a correcting unit that corrects the positional relationship information based on the computation result of the computing unit.
このレーザ加工装置によれば、環境の変化等によりレーザ光学系の第1光軸と赤外線カメラの第2光軸との相対位置が設計値からずれた場合であっても、レーザ光学系の第1光軸と赤外線カメラの第2光軸との位置関係情報を補正することができる。 According to this laser processing apparatus, even if the relative position between the first optical axis of the laser optical system and the second optical axis of the infrared camera deviates from the design value due to changes in the environment, etc., the first optical axis of the laser optical system The positional relationship information between the first optical axis and the second optical axis of the infrared camera can be corrected.
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、ウェーハの内部に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させた状態で、検出制御部による分割予定ラインの位置検出結果と、補正部により補正された位置関係情報とに基づき、相対移動機構により分割予定ラインに沿ってレーザ光学系をウェーハに対して相対移動させて、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成する改質領域形成制御部を備える。これにより、分割予定ラインに沿って高精度にウェーハの内部に改質領域を形成することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, in a state in which the laser beam of the laser optical system is focused on the inside of the wafer, the position detection result of the line to be divided by the detection control unit and the position corrected by the correction unit Based on the positional relationship information, the relative movement mechanism moves the laser optical system relative to the wafer along the planned division line to form a modified region inside the wafer along the planned division line. A formation controller is provided. As a result, the modified region can be formed inside the wafer with high precision along the dividing line.
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、検出制御部が、相対移動機構を駆動して赤外線カメラをアライメント基準の撮影位置に相対移動させ、且つ赤外線カメラにアライメント基準を撮影させて、第1撮影画像を取得する。これにより、分割予定ラインの位置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 detection control unit drives the relative movement mechanism to relatively move the infrared camera to the imaging position of the alignment reference, causes the infrared camera to photograph the alignment reference, and 1 Acquire a captured image. Thereby, the position of the planned division line can be detected.
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、検出制御部が、第1撮影画像に基づき、分割予定ラインの位置と、ウェーハの無効領域内で予め定めた熱加工層の形成予定位置とを検出し、熱加工層形成制御部が、位置関係情報と検出制御部による形成予定位置の検出結果とに基づき、相対移動機構及びレーザ光学系を制御して、形成予定位置に熱加工層を形成する。これにより、ウェーハの無効領域に熱加工層を形成することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the detection control unit determines the position of the planned division line and the predetermined position to form the thermally processed layer within the invalid area of the wafer based on the first captured image. The thermally processed layer formation control unit controls the relative movement mechanism and the laser optical system based on the positional relationship information and the detection result of the planned formation position by the detection control unit to form a thermally processed layer at the planned formation position. do. Thereby, a thermal processing layer can be formed in the invalid area of the wafer.
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、形成予定位置が、分割予定ラインの端部である。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the planned formation position is the end of the planned division line.
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、分割予定ラインの方向ごと、ウェーハごと、又は複数のウェーハごとに、少なくとも熱加工層形成制御部と撮影制御部と演算部と補正部とを繰り返し作動させる繰り返し制御部を備える。これにより、所定のタイミングで位置関係情報を補正することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, at least the thermal processing layer formation control unit, the imaging control unit, the calculation unit, and the correction unit are repeated for each direction of the dividing line, for each wafer, or for each of a plurality of wafers. Equipped with a repeat control unit to operate. Thereby, the positional relationship information can be corrected at a predetermined timing.
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、ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザ光学系と、一面に対向する位置に配置され且つレーザ光学系の第1光軸とは異なる第2光軸を有し、ウェーハを撮影する赤外線カメラと、レーザ光学系及び赤外線カメラを一体にウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、を備え、レーザ光学系によりウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置の制御方法において、赤外線カメラにウェーハのアライメント基準を撮影させて、赤外線カメラにより撮影されたアライメント基準の第1撮影画像に基づき、分割予定ラインの位置を検出する検出工程と、相対移動機構によりレーザ光学系に対して相対移動されているウェーハの一面に対し、レーザ光学系のレーザ光を集光させて、一面に熱加工層を形成する熱加工層形成工程と、相対移動機構により赤外線カメラを熱加工層の撮影位置に移動させ、赤外線カメラに熱加工層の第2撮影画像を撮影させる撮影工程と、撮影工程で撮影された第2撮影画像と、第1光軸及び第2光軸の既知の位置関係情報とに基づき、一面内での熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算工程と、演算工程での演算結果に基づき、位置関係情報を補正する補正工程と、を有する。 A method of controlling a laser processing apparatus for achieving the object of the present invention includes a laser optical system that irradiates a laser beam toward one surface of a wafer, and a first optical axis of the laser optical system arranged at a position facing the one surface of the wafer. An infrared camera that has a second optical axis different from the wafer, and a relative movement mechanism that integrally moves the laser optical system and the infrared camera relative to the wafer. In a control method of a laser processing apparatus for forming a modified region inside a wafer along a planned division line of the wafer by irradiating the laser beam with the focal point aligned with the laser beam, the infrared camera is caused to photograph the alignment reference of the wafer. a detection step of detecting the position of the line to be divided based on the first photographed image of the alignment reference photographed by the infrared camera; , a thermally processed layer forming step in which a thermally processed layer is formed on one surface by condensing the laser beam of the laser optical system, and the infrared camera is moved to the photographing position of the thermally processed layer by the relative movement mechanism, and the thermal processing is performed by the infrared camera. Thermal processing within one surface based on a photographing step of photographing a second photographed image of the layer, the second photographed image photographed in the photographing step, and known positional relationship information of the first optical axis and the second optical axis. The method includes a calculation step of calculating the positional deviation between the theoretical value and the measured value of the layer formation position, and a correction step of correcting the positional relationship information based on the calculation result in the calculation step.
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置の制御方法において、ウェーハの内部に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させた状態で、検出工程での分割予定ラインの位置検出結果と、補正工程で補正された位置関係情報とに基づき、相対移動機構により分割予定ラインに沿ってレーザ光学系をウェーハに対して相対移動させて、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成する改質領域形成工程を有する。 In a method for controlling a laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, in a state in which the laser beam of the laser optical system is focused on the inside of the wafer, the position detection result of the line to be divided in the detection step and the correction step are performed. Based on the positional relationship information corrected in , the relative movement mechanism moves the laser optical system relative to the wafer along the planned dividing line to form a modified region inside the wafer along the planned dividing line. It has a modified region forming step.
本発明は、高精度なウェーハのレーザ加工を簡単に行うことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can easily perform laser processing of a wafer with high precision.
[レーザ加工装置の構成]
図1は、レーザ加工装置10の概略図である。図1に示すように、レーザ加工装置10は、ウェーハ12(例えばシリコンウェーハ)を複数のチップ14(図2参照)に分割する前の前工程として、ウェーハ12に対してレーザ加工を施す。なお、図中のXYZ方向は互いに直交し、このうちX方向及びY方向は水平方向であり、Z方向は鉛直方向である。またθ方向は、Z方向を回転軸とする回転方向である。
[Configuration of laser processing device]
FIG. 1 is a schematic diagram of a
図2は、レーザ加工装置10による加工対象のウェーハ12の平面図である。図3は、図2に示したウェーハ12の一部の断面図である。図2及び図3に示すように、ウェーハ12は格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域に区画されている。この区画された各領域にはチップTを構成するデバイス層16が設けられている。レーザ加工装置10は、ストリート上に設定された複数の分割予定ラインC1,C2に沿ってウェーハ12の内部に改質領域200(図6参照)を形成する。なお、分割予定ラインC1と分割予定ラインC2とは互いに直交している。
FIG. 2 is a plan view of a
図1に戻って、レーザ加工装置10は、Xθステージ20と、加工ユニット22と、制御装置24と、を備える。
Returning to FIG. 1 , the
Xθステージ20は、不図示の保護テープを介して、ウェーハ12のデバイス層16が設けられている側の表面を吸着保持する。これにより、ウェーハ12は、その表面とは反対側の裏面が後述の加工ユニット22と対向するようにXθステージ20に保持される。このため、ウェーハ12の裏面は、本発明の一面に相当する。
The
Xθステージ20は、後述の制御装置24の制御の下、ステージ駆動機構26(図4参照)により、X方向に移動されると共にθ方向に回転される。なお、ステージ駆動機構26は、公知の直動機構及び回転機構を組み合わせた構成である。また、移動方向M1はX方向の一方向側に向かうXθステージ20の移動方向であり、移動方向M2はX方向の他方向側に向かうXθステージ20の移動方向である。
The
加工ユニット22は、レーザユニット28と赤外線顕微鏡30とを備える。この加工ユニット22は、Xθステージ20のZ方向上方側に配置されており、後述の制御装置24により制御される。
The
また、加工ユニット22は、後述の制御装置24の制御の下、ユニット駆動機構32(図4参照)により、Y方向及びZ方向にそれぞれ移動される。なお、ユニット駆動機構32は、既述のステージ駆動機構26と共に本発明の相対移動機構を構成するものであり、公知の直動機構が用いられる。
Also, the
レーザユニット28は、本発明のレーザ光学系に相当するものであり、ウェーハ12の裏面に向けてレーザ光Lを照射する。レーザユニット28は、レーザ光源40、ビームエキスパンダ42、ミラー44、λ/2波長板46、空間光変調器48、ミラー50、ミラー52、レンズ54、ミラー56、ミラー58、レンズ60、及び集光レンズ62を備える。なお、レーザユニット28の構成は、図1に示した構成に限定されるものではなく、ウェーハ12のレーザ加工に用いられる各種のヘッドの構成を採用してもよい。
The
レーザ光源40は、ウェーハ12のレーザ加工用のレーザ光Lをビームエキスパンダ42に向けて出射する。なお、レーザ光Lの種類については公知技術(例えば特許文献1参照)であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
The
ビームエキスパンダ42は、レーザ光源40から入射されたレーザ光Lを、後述の空間光変調器48で位相変調するための適切なビーム径に拡大する。ビームエキスパンダ42から出射されたレーザ光Lは、ミラー44及びλ/2波長板46を経て空間光変調器48に入射する。
The
空間光変調器48は、例えば、反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)が用いられる。この空間光変調器48は、制御装置24の制御の下、所定のホログラムパターンを呈示することで、λ/2波長板46から入射されたレーザ光Lを変調させる。これにより、ウェーハ12の内部に集光されるレーザ光Lの収差が所定の収差以下となるように、レーザ光Lが収差補正される。なお、空間光変調器48の構成及び機能については公知技術(上記特許文献1参照)であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
For the spatial
空間光変調器48により変調されたレーザ光Lは、ミラー50、ミラー52、レンズ54、ミラー56、ミラー58、及びレンズ60を経て、集光レンズ62により集光される。集光レンズ62は、不図示のレンズ移動機構によりZ方向に位置調整される。このレンズ移動機構は、制御装置24の制御の下、集光レンズ62のZ方向の位置を調整することで、レーザ光Lの集光点のZ方向位置(ウェーハ深さ方向位置)を調整する。なお、集光レンズ62(レーザユニット28)の光軸A1は、本発明の第1光軸に相当する。
The laser light L modulated by the spatial
赤外線顕微鏡30は、レーザユニット28に固定されており、レーザユニット28と一体に移動する。この赤外線顕微鏡30は、照明光源64、ハーフミラー66、対物レンズ68、及び赤外線カメラ70等を備える。
The
照明光源64は、例えばLD(Laser Diode)光源及びSLD(Super Luminescent Diode)光源等が用いられる。この照明光源64は、ウェーハ12を透過する波長域の照明光、例えば赤外域の赤外光をハーフミラー66に向けて出力する。
As the
ハーフミラー66は、照明光源64から入射した照明光の一部を透過して対物レンズ68に向けて出射する。これにより、照明光は、対物レンズ68によりウェーハ12の裏面上に集光される。対物レンズ68により集光される照明光の集光点のZ方向位置(ウェーハ深さ方向位置)は、不図示のレンズ移動機構により対物レンズ68をZ方向に移動させることにより調整される。対物レンズ68の光軸A2は、照明光源64の照明軸及び後述の赤外線カメラ70の撮影光軸であり、本発明の第2光軸に相当する。なお、光軸A1,A2は共にZ方向に平行である。
The
ウェーハ12で反射された照明光の反射光の一部は、ハーフミラー66により赤外線カメラ70に向けて反射される。
Part of the reflected light of the illumination light reflected by the
赤外線カメラ70は、赤外光の波長域に対して感度を有する撮像素子(不図示)を備えている。ウェーハ12の内部に対物レンズ68による集点を合わせた状態で赤外線カメラ70によりウェーハ12を撮影した撮影画像に基づき、ウェーハ12の内部の状態を確認することができる。また、ウェーハ12の裏面に対物レンズ68による集点を合わせた状態で赤外線カメラ70によりウェーハ12を撮影した撮影画像に基づき、ウェーハ12の裏面の状態を確認することができる。
The
赤外線カメラ70が撮影した撮影画像の画像データは、制御装置24へ出力される。制御装置24は、赤外線カメラ70から入力された撮影画像の画像データに基づき、モニタ72にウェーハ12の内部又は裏面の撮影画像を表示させる。
Image data of the captured image captured by the
なお、赤外線カメラ70としては、例えばInGaAs(インジウムガリウムヒ素)カメラに代表される近赤外領域(1μm以上の波長領域)で高い感度を有するカメラ(近赤外線カメラ)が好ましく用いられる。
As the
赤外線カメラ70の光軸A2は、既述のレーザユニット28の光軸A1の位置に対して、レーザ加工時のウェーハ12の移動方向M1(X方向の一方向)の下流側に位置する。これにより、赤外線カメラ70は、レーザユニット28のレーザ光Lによるウェーハ12の加工位置と同一の分割予定ラインC1,C2上でウェーハ12を撮影することができる。
The optical axis A2 of the
[制御装置の構成]
図4は、制御装置24の機能ブロック図である。図4に示すように、制御装置24には、ステージ駆動機構26と、レーザユニット28(レーザ光源40及び空間光変調器48)と、赤外線顕微鏡30(照明光源64及び赤外線カメラ70)と、ユニット駆動機構32と、モニタ72と、操作部74と、が接続されている。なお、操作部74は、公知のキーボード、マウス、及び操作ボタン等が用いられる。
[Configuration of control device]
FIG. 4 is a functional block diagram of the
制御装置24は、例えばパーソナルコンピュータのような演算装置により構成され、各種のプロセッサ(Processor)及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、及びプログラマブル論理デバイス[例えばSPLD(Simple Programmable Logic Devices)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、及びFPGA(Field Programmable Gate Arrays)]等が含まれる。なお、制御装置24の各種機能は、1つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
The
制御装置24は、不図示の制御プログラムを実行することで、統括制御部80、記憶部82、移動制御部84、レーザ制御部86、顕微鏡制御部88、及び表示制御部90として機能する。以下、本実施形態において「~部」として説明するものは「~回路」、「~装置」、又は「~機器」であってもよい。すなわち、「~部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。
The
統括制御部80は、操作部74に対する入力操作に基づき、レーザ加工装置10の各部の動作を統括的に制御する。
The
記憶部82には、上述の制御プログラムの他に、位置関係情報92が予め記憶されている。位置関係情報92は、XY方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置(XY座標)と赤外線カメラ70の光軸A2の位置(XY座標)との相対位置関係を示す既知情報である。この位置関係情報92は、レーザ加工装置10の製造メーカにて測定された値が記憶される。また、位置関係情報92は、後述の情報補正制御部100により補正(書き替え)される。
The
移動制御部84は、統括制御部80の制御の下、ステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32をそれぞれ駆動することで、レーザユニット28及び赤外線顕微鏡30を一体にウェーハ12に対してXYZ方向及びθ方向に相対移動させる。これにより、レーザ加工前にレーザユニット28の光軸A1をウェーハ12の加工開始位置[後述の無効領域12a(図10参照)及び分割予定ラインC1,C2の一端]に位置合わせしたり、レーザ加工時にレーザユニット28をウェーハ12に対してX方向に相対移動させたりすることができる。また、レーザ加工前に、赤外線顕微鏡30の光軸A2をウェーハ12の特定位置[アライメント基準、及び後述の熱加工層120(図10参照)等]に位置合わせすることができる。
The
レーザ制御部86は、統括制御部80の制御の下、レーザ光源40によるレーザ光Lの出射と、空間光変調器48によるレーザ光Lの変調とを制御する。なお、空間光変調器48によるレーザ光Lの変調制御については公知技術であるので具体的な説明は省略する。
The
顕微鏡制御部88は、統括制御部80の制御の下、照明光源64による照明光の出射及び赤外線カメラ70によるウェーハ12の撮影を制御する。
The
表示制御部90は、モニタ72の表示を制御する。表示制御部90は、赤外線カメラ70から入力されたウェーハ12の撮影画像の画像データに基づき、この撮影画像をモニタ72に表示させる。また、表示制御部90は、レーザ加工装置10の各種の設定画面をモニタ72に表示させる。
The
統括制御部80は、既述の制御プログラムを実行することで、検出制御部96、改質領域形成制御部98、及び情報補正制御部100として機能する。
The
検出制御部96は、レーザ加工装置10の各部を制御して、Xθステージ20に保持されているウェーハ12の分割予定ラインC1,C2の位置(XY面内での向きを含む)を検出するアライメント検出を実行する。
The
最初に検出制御部96は、移動制御部84及び顕微鏡制御部88を介して、ステージ駆動機構26とユニット駆動機構32と赤外線顕微鏡30とを制御して、ウェーハ12のアライメント基準の撮影画像102の画像データを取得(撮影)する。ここでいうアライメント基準とは、レーザ加工装置10がウェーハ12の分割予定ラインC1,C2の位置を認識するための基準であり、例えば、ストリート及び認識マーク等の公知の基準が用いられる。なお、アライメント基準は、赤外線カメラ70で撮影可能であれば、ウェーハ12の内部、表面、及び裏面等の任意の位置に設けられていてもよい。
First, the
具体的に検出制御部96は、撮影画像102の画像データを取得する場合、ステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32を駆動して、赤外線カメラ70をウェーハ12のアライメント基準を撮影可能な撮影位置(アライメント基準が赤外線カメラ70の撮影範囲内に含まれる位置)に相対移動させる。この移動後に検出制御部96は、赤外線カメラ70を制御して、赤外線カメラ70にアライメント基準を含むウェーハ12の撮影を実行させる。これにより、赤外線カメラ70によりウェーハ12の撮影画像102の画像データが取得され、この画像データが赤外線カメラ70から検出制御部96に出力される。なお、撮影画像102は本発明の第1撮影画像に相当する。
Specifically, when acquiring the image data of the photographed
そして、検出制御部96は、撮影画像102の画像データに基づき、撮影画像102内のアライメント基準を公知の画像認識法で検出することにより、ウェーハ12の分割予定ラインC1,C2の位置を検出する。
Based on the image data of the captured
また、検出制御部96は、アライメント基準の検出結果に基づき、分割予定ラインC1,C2の位置の他に、ウェーハ12の無効領域12a(図10参照)内で後述の熱加工層120(図10参照)を形成する形成予定位置を検出する。この無効領域12aは、ウェーハ12内でチップ14から離間した領域(例えばウェーハ12の外周領域)である。そして、本実施形態では、熱加工層120の形成予定位置として、分割予定ラインC1,C2の中のいずれかのラインの端部を予め定めている。このため、検出制御部96は、分割予定ラインC1,C2の位置を検出することで、熱加工層120の形成予定位置を合せて検出することができる。
Further, based on the detection result of the alignment reference, the
改質領域形成制御部98は、移動制御部84及びレーザ制御部86を介して、ステージ駆動機構26とユニット駆動機構32とレーザユニット28とを制御して、分割予定ラインC1,C2ごとに、分割予定ラインC1,C2に沿ってウェーハ12の内部に改質領域200(図6参照)を形成する。
The modified region formation control unit 98 controls the
具体的に、改質領域形成制御部98は、検出制御部96によるアライメント検出結果に基づき、移動制御部84を介してステージ駆動機構26を駆動してXθステージ20をθ方向に回転させることにより、互いに直交する分割予定ラインC1,C2の一方(例えば分割予定ラインC1)をX方向に平行にする。
Specifically, the modified region formation control unit 98 drives the
次いで、改質領域形成制御部98は、X方向に平行な複数の分割予定ラインC1の中の第1番目の分割予定ラインC1に対応する改質領域200(図6参照)の形成を開始する。改質領域形成制御部98は、検出制御部96によるアライメント検出結果(分割予定ラインC1の位置検出結果)と、記憶部82内の位置関係情報92とに基づき、レーザユニット28(光軸A1)と分割予定ラインC1との相対位置関係を判別する。
Next, the modified region formation control unit 98 starts forming a modified region 200 (see FIG. 6) corresponding to the first planned division line C1 among the plurality of planned division lines C1 parallel to the X direction. . The modified region formation control unit 98 controls the laser unit 28 (optical axis A1) based on the alignment detection result (the position detection result of the line to be divided C1) by the
ここで、既述のアライメント検出では、赤外線カメラ70(光軸A2)と分割予定ラインC1,C2との相対位置関係を検出しているが、位置関係情報92に基づきレーザユニット28(光軸A1)と赤外線カメラ70(光軸A2)との位置関係は既知である。このため、改質領域形成制御部98は、アライメント検出結果と位置関係情報92とに基づき、レーザユニット28(光軸A1)と分割予定ラインC1,C2との相対位置関係を判別することができる。 Here, in the above-described alignment detection, the relative positional relationship between the infrared camera 70 (optical axis A2) and the planned division lines C1 and C2 is detected. ) and the infrared camera 70 (optical axis A2) are known. Therefore, the modified region formation control unit 98 can determine the relative positional relationship between the laser unit 28 (optical axis A1) and the planned dividing lines C1 and C2 based on the alignment detection result and the positional relationship information 92. .
従って、改質領域形成制御部98は、アライメント検出結果と位置関係情報92とに基づき、移動制御部84を介してステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32を駆動して、レーザユニット28の光軸A1を第1番目の分割予定ラインC1の一端、例えば移動方向M2側の一端に位置合わせするアライメントを行う。
Therefore, the modified region formation control section 98 drives the
図5及び図6は、ウェーハ12の内部における改質領域200の形成を説明するための説明図である。図5及び図6に示すように、改質領域形成制御部98は、上述のアライメント完了後、レーザユニット28を制御して、レーザ光Lをウェーハ12の裏面から所定の深さ位置にある集光点P1に集光させて、この集光点P1の位置に改質領域200を形成する。
5 and 6 are explanatory diagrams for explaining the formation of the modified
次いで、改質領域形成制御部98は、移動制御部84を介してステージ駆動機構26を駆動して、Xθステージ20を移動方向M2に移動させる。これにより、集光点P1にレーザ光Lを集光させた状態で、ウェーハ12に対してレーザユニット28が移動方向M1に相対移動される、すなわち第1番目の分割予定ラインC1に沿ってレーザユニット28がウェーハ12に対してX方向に相対移動される。その結果、第1番目の分割予定ラインC1に沿ってウェーハ12の内部に改質領域200が形成される。また、改質領域200が形成されると、この改質領域200を起点としてウェーハ12の厚さ方向(Z方向)に亀裂202が発生する。
Next, the modified region formation controller 98 drives the
改質領域形成制御部98は、第1番目の分割予定ラインC1に対応する改質領域200の形成後、移動制御部84を介してユニット駆動機構32を駆動して、レーザユニット28を分割予定ラインC1のピッチ間隔に相当する距離だけ第2番目の分割予定ラインC1に向けてY方向に移動させる。これにより、レーザユニット28の光軸A1を第2番目の分割予定ラインC1の一端、例えば移動方向M1側の一端に位置合わせするアライメントが行われる。
After forming the modified
そして、改質領域形成制御部98は、移動制御部84及びレーザ制御部86を介してステージ駆動機構26及びレーザユニット28を制御して、集光点P1に対するレーザユニット28のレーザ光Lの集光と、Xθステージ20の移動方向M1への移動とを実行する。これにより、第2番目の分割予定ラインC1に沿ってウェーハ12の内部に改質領域200が形成される。
Then, the modified region formation control section 98 controls the
以下同様に、全ての分割予定ラインC1に沿ってウェーハ12の内部に改質領域200が形成される。次いで、改質領域形成制御部98は、移動制御部84を介してステージ駆動機構26を駆動して、Xθステージ20を90°回転させることより、分割予定ラインC2をX方向に平行にする。そして、改質領域形成制御部98は、分割予定ラインC1に対応する改質領域200の形成と同様に、移動制御部84及びレーザ制御部86を介してステージ駆動機構26及びレーザユニット28を制御して、全ての分割予定ラインC2に沿ってウェーハ12の内部に改質領域200を形成する。以上で改質領域200の形成が完了する。
Similarly, the modified
図7及び図8は、ウェーハ12の内部における2層の改質領域200の形成を説明するための説明図である。図7及び図8に示すように、ウェーハ12の厚みが厚い場合、分割予定ラインC1,C2に沿ってウェーハ12の内部に2層の改質領域200を形成してもよい。この場合、改質領域形成制御部98は、分割予定ラインC1,C2ごとに、既述の図5及び図6で説明した1層目の改質領域200の形成後、レーザユニット28のレーザ光Lの集光位置をウェーハ12の内部で且つ集光点P1よりも浅い位置(Z方向上方側の位置)にある集光点P2に変更した状態で、上述の改質領域200の形成を繰り返し実行する。これにより、2層目の改質領域200が形成される。なお、ウェーハ12の厚みに応じて3層以上の改質領域200を形成してもよい。
7 and 8 are explanatory diagrams for explaining the formation of two layers of modified
図4に戻って、情報補正制御部100は、記憶部82内の位置関係情報92の補正を行う。
Returning to FIG. 4, the information
既述の通り、レーザ加工装置10が設置されている工場(クリーンルーム)の室内温度等の環境が変わったり或いは環境が時間的に変化したりすることで、レーザユニット28の光軸A1と赤外線カメラ70の光軸A2との相対位置がずれる場合がある。この場合、位置関係情報92で規定されている光軸A1と光軸A2との位置関係と、実際の両者の位置関係との間にずれが生じる。その結果、当初(出荷時)の位置関係情報92に基づいて、レーザユニット28の光軸A1を分割予定ラインC1,C2の一端に正確に位置合わせ(アライメント)することができない。そこで、情報補正制御部100により所定のタイミングで位置関係情報92の補正(更新)を行う。
As described above, the optical axis A1 of the
情報補正制御部100は、熱加工層形成制御部110、撮影制御部112、演算部114、及び補正部116として機能する。
The information
図9及び図10は、熱加工層形成制御部110による熱加工層120の形成を説明するための説明図である。図9及び図10に示すように、熱加工層形成制御部110は、移動制御部84及びレーザ制御部86を介してステージ駆動機構26及びレーザユニット28を制御して、ウェーハ12の無効領域12aの裏面上で且つ分割予定ラインC1,C2のいずれかの端部であるライン端部(以下、単にライン端部という)に熱加工層120を形成する。
9 and 10 are explanatory diagrams for explaining the formation of the thermally processed
最初に熱加工層形成制御部110は、検出制御部96による熱加工層120の形成予定位置(ライン端部)の位置検出結果と、記憶部82内の位置関係情報92とに基づき、移動制御部84を介してステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32を駆動して、レーザユニット28の光軸A1をライン端部に位置合わせするアライメントを実行する。ここでは、レーザユニット28の光軸A1が例えばライン端部内のさらにX方向一端部(例えば移動方向M2側の端部)に位置合わせされる。
First, the thermally processed layer
そして、熱加工層形成制御部110は、上述のアライメント完了後、レーザユニット28を制御して、レーザ光Lをウェーハ12の裏面上の集光点P3に集光させる。これにより、集光点P3にレーザ光Lのエネルギーが集中し、この集光点P3でウェーハ12の裏面がアブレーションされ、熱加工層120が形成される。
Then, the thermally processed
次いで、熱加工層形成制御部110は、移動制御部84を介してステージ駆動機構26を駆動して、Xθステージ20を移動方向M2に所定距離だけ移動させる。これにより、集光点P3にレーザユニット28のレーザ光Lを集光させた状態で、ウェーハ12に対してレーザユニット28が移動方向M1に相対移動される、すなわちレーザユニット28がウェーハ12に対してX方向に相対移動される。その結果、ウェーハ12の裏面においてライン端部に沿ってX方向に延びた熱加工層120が形成される。なお、本実施形態では、熱加工層120のX方向の長さが例えば5mmになるようにXθステージ20の移動距離が調整されている。この移動距離は、熱加工層120が無効領域12a内に収まる距離、すなわちチップ14の品質に影響を及ぼさない距離であれば特に限定はされない。
Next, the thermally processed
撮影制御部112は、赤外線顕微鏡30(赤外線カメラ70)による熱加工層120の撮影を制御する。撮影制御部112は、検出制御部96による熱加工層120の形成予定位置(ライン端部)の位置検出結果に基づき、移動制御部84を介してステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32を駆動して、ウェーハ12に対して赤外線顕微鏡30を熱加工層120の撮影位置に相対移動させる。次いで、撮影制御部112は、赤外線顕微鏡30の赤外線カメラ70による熱加工層120の撮影を実行させる。これにより、赤外線カメラ70により熱加工層120の撮影画像122(図4参照)の画像データが取得され、この画像データが赤外線カメラ70から演算部114に出力される。なお、撮影画像122は本発明の第2撮影画像に相当する。
The
図11は、演算部114によるウェーハ12の裏面上での熱加工層120の形成位置の理論値と実測値との位置ずれの演算を説明するための説明図である。図11に示すように、演算部114は、撮影画像122の画像データに基づき、撮影画像122内の熱加工層120(斜線で表示)を公知の画像認識法で検出する。そして、演算部114は、撮影画像122内での熱加工層120の位置と、撮影画像122の撮影時の赤外線カメラ70の光軸A2の位置とに基づき、ウェーハ12の裏面上での熱加工層120の形成位置の実測値を検出する。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the calculation of the positional deviation between the theoretical value and the actually measured value of the formation position of the thermally processed
また、演算部114は、検出制御部96による熱加工層120の形成予定位置(ライン端部)の位置検出結果を、ウェーハ12の裏面上での熱加工層120の形成位置の理論値として用いる。この理論値は、位置関係情報92で定められているレーザユニット28の光軸A1と赤外線カメラ70の光軸A2との位置関係と、実際の双方の位置関係との間にずれがないと仮定した場合における熱加工層120の形成位置である。
Further, the
そして、演算部114は、熱加工層120の形成位置の理論値と実測値との位置ずれ(位置ずれのずれ量及びずれ方向)を示す値として(δx,δy)を演算する。なお、(δx,δy)の各々の値の大きさがX方向及びY方向の位置ずれのずれ量を示し、(δx,δy)の各々の値の正負が位置ずれのずれ方向(X方向及びY方向の正負)を示す。
Then, the
位置ずれの演算結果(δx,δy)は、位置関係情報92で定められているレーザユニット28の光軸A1と赤外線カメラ70の光軸A2との位置関係と、実際の双方の位置関係との間にずれがない場合はゼロになる。従って、演算結果(δx,δy)は、光軸A1と光軸A2との位置関係が、設計値からどの程度変化しているのかを示す値である。
The calculation result (δx, δy) of the positional deviation is the relationship between the positional relationship between the optical axis A1 of the
図12は、補正部116による位置関係情報92の補正を説明するための説明図である。図12において、座標(X1,Y1)は赤外線カメラ70の光軸A2の座標(設計値)であり、座標(X2,Y2)はレーザユニット28の光軸A1の座標(設計値)である。なお、座標(X1,Y1)及び座標(X2,Y2)は、双方のいずれか一方[例えば座標(X1,Y1)]を基準とした他方[例えば座標(X2,Y2)]の相対位置座標である。また、Δx=X2-X1である。さらに本実施形態ではY1=Y2である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining correction of the positional relationship information 92 by the
位置ずれの演算結果(δx,δy)がゼロではない場合、光軸A1及び光軸A2の相対位置関係は、図12の符号XIIAに示すような工場出荷時の位置関係情報92が示す位置関係から、図12の符号XIIBに示す位置関係に変化している。 When the calculation result (δx, δy) of the positional deviation is not zero, the relative positional relationship between the optical axis A1 and the optical axis A2 is the positional relationship indicated by the factory-shipped positional relationship information 92 as indicated by symbol XIIA in FIG. , to the positional relationship indicated by symbol XIIB in FIG.
従って、補正部116は、演算部114による位置ずれの演算結果(δx,δy)に基づき、XY方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置との実際の(最新の)相対位置関係を演算することで、記憶部82内の位置関係情報92を補正する。これにより、既述の熱加工層形成制御部110は、検出制御部96の位置検出結果と、補正部116により補正された位置関係情報92とに基づき、レーザユニット28、ステージ駆動機構26、及びユニット駆動機構32を制御して、ウェーハ12の内部に改質領域200を形成することができる。
Therefore, the
このような情報補正制御部100による位置関係情報92の補正、すなわち情報補正制御部100の各部の作動は、統括制御部80の制御の下、分割予定ラインC1,C2の方向ごと、ウェーハ12ごと、及び複数のウェーハ12ごとの少なくともいずれかのタイミングで実行される。従って、統括制御部80は、本発明の繰り返し制御部として機能する。なお、位置関係情報92の補正を定期的或いはレーザ加工装置10の起動時等に実行してもよい。
Such correction of the positional relationship information 92 by the information
[レーザ加工装置の作用]
図13は、上記構成のレーザ加工装置10によるウェーハ12のレーザ加工処理、特に本発明のレーザ加工装置の制御方法に相当する位置関係情報92の補正処理の流れを示すフローチャートである。
[Action of laser processing device]
FIG. 13 is a flow chart showing the flow of the laser processing of the
図13に示すように、レーザ加工対象のウェーハ12がXθステージ20に吸着保持されると、制御装置24の検出制御部96が作動する。検出制御部96は、ステージ駆動機構26とユニット駆動機構32と赤外線顕微鏡30とを制御して、ウェーハ12のアライメント基準の撮影画像102の画像データを取得する。そして、検出制御部96は、撮影画像102の画像データに基づき、ウェーハ12内の分割予定ラインC1,C2の位置を検出するアライメント検出を行う(ステップS1、本発明の検出工程に相当)。また、検出制御部96は、分割予定ラインC1,C2の位置を検出することで、無効領域12a内に位置する分割予定ラインC1,C2のいずれかのライン端部の位置(熱加工層120の形成予定位置)を合せて検出する。
As shown in FIG. 13, when the
アライメント検出が完了すると、情報補正制御部100の熱加工層形成制御部110が作動する。熱加工層形成制御部110は、検出制御部96による熱加工層120の形成予定位置の検出結果と、記憶部82内の位置関係情報92とに基づき、ステージ駆動機構26とユニット駆動機構32とレーザユニット28とを駆動して、既述の図10等に示したようにウェーハ12の裏面に熱加工層120を形成する(ステップS2、本発明の熱加工層形成工程)。
When the alignment detection is completed, the thermal processing layer
次いで、撮影制御部112は、検出制御部96による熱加工層120の形成予定位置の検出結果に基づき、ステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32を駆動して赤外線顕微鏡30を熱加工層120の撮影位置に移動させた後、赤外線カメラ70による熱加工層120の撮影を実行させる(ステップS3、本発明の撮影工程に相当)。これにより、赤外線カメラ70から演算部114に対して熱加工層120の撮影画像122の画像データが出力される。
Next, the
演算部114は、赤外線カメラ70からの撮影画像122の画像データの入力に応じて作動する。演算部114は、撮影画像122の画像データに基づき撮影画像122内の熱加工層120を画像認識法により検出した後、撮影画像122内の熱加工層120の位置と、撮影画像122の撮影時の赤外線カメラ70の光軸A2の位置と、に基づいて、ウェーハ12の裏面上での熱加工層120の形成位置の実測値を検出する。また、演算部114は、検出制御部96がアライメント検出時に検出した熱加工層120の形成予定位置の検出結果を、ウェーハ12の裏面上での熱加工層120の形成位置の理論値として取得する。そして、演算部114は、既述の図11に示したように、熱加工層120の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算し、その演算結果(δx,δy)を補正部116へ出力する(ステップS4、本発明の演算工程に相当)。
The
補正部116は、演算部114から位置ずれの演算結果(δx,δy)が入力されると、この演算結果(δx,δy)に基づき、既述の図12に示したように記憶部82内の位置関係情報92を補正する(ステップS5、本発明の補正工程に相当)。
When the calculation result (δx, δy) of the positional deviation is input from the
位置関係情報92の補正が完了すると、改質領域形成制御部98が作動する。改質領域形成制御部98は、検出制御部96によるアライメント検出結果と、記憶部82内の補正後の位置関係情報92とに基づき、ステージ駆動機構26とユニット駆動機構32とレーザユニット28とを駆動して、既述の図5から図8に示したように各分割予定ラインC1に沿ってウェーハ12の内部に1層又は複数層の改質領域200を形成する(ステップS6)。なお、ステップS6は、本発明の改質領域形成工程に相当する。
When the correction of the positional relationship information 92 is completed, the modified region formation control section 98 operates. The modified region formation control section 98 controls the
補正後の位置関係情報92に基づきウェーハ12のレーザ加工を行うので、レーザ加工装置10が設置されている環境の変化によりレーザユニット28の光軸A1と赤外線カメラ70の光軸A2との相対位置が設計値からずれたとしても、分割予定ラインC1に沿って高精度にウェーハ12の内部に改質領域200を形成することができる。
Since the laser processing of the
統括制御部80は、各分割予定ラインC1に沿った改質領域200の形成後、情報補正制御部100の各部を繰り返し作動させる繰り返し制御を実行する(ステップS7でYES、ステップS8でNO)。これにより、既述のステップS2からステップS5までの処理が繰り返し実行され、記憶部82内の位置関係情報92が再補正される。なお、この場合、新たな熱加工層120を、例えば最後の分割予定ラインC1に対応した改質領域200の形成後に、この最後の分割予定ラインC1のライン端部に形成してもよい。これにより、ウェーハ12とレーザユニット28とを相対移動させることなく、速やかに新たな熱加工層120の形成を開始することができる。
After forming the modified
そして、既述のステップS6が実行されることで、各分割予定ラインC2に沿ってウェーハ12の内部に1層又は複数層の改質領域200が形成される。以上で改質領域形成工程が完了する(ステップS7でNO)。
Then, by executing step S6 as described above, the modified
なお、統括制御部80は、ウェーハ12ごと又は複数のウェーハ12ごとに前述の繰り返し制御を実行する場合(ステップS7でYES)、ステップS1のアライメント検出を実行してから(ステップS8でYES)、ステップS2からステップS6までの処理を実行させる。
When executing the above-described repetitive control for each
レーザ加工後のウェーハ12は、公知の分割装置にて複数のチップ14に分割される。
The laser-processed
[本実施形態の効果]
以上のように本実施形態のレーザ加工装置10は、ウェーハ12の裏面上への熱加工層120の形成と熱加工層120の撮影とを行い、この熱加工層120の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算することで、レーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置との位置関係情報92を補正することができる。その結果、レーザ加工装置10が設置されている環境の変化により光軸A1と光軸A2との相対位置が設計値からずれたとしても、このずれを位置関係情報92に反映させることができる。
[Effect of this embodiment]
As described above, the
このため、レーザ加工装置10が設置されている環境の変化に関わらず、分割予定ラインC1,C2に沿って高精度にウェーハ12の内部に改質領域200を形成することができる。また、ウェーハ12に熱加工層120を直接形成するので、上記特許文献3のような加工試料片を用意したり或いは加工試料片をXθステージ20に着脱したりする必要がなくなるので手間とコストとを低減することができる。その結果、高精度なウェーハ12のレーザ加工を簡単に行うことができる。
Therefore, regardless of changes in the environment in which the
[加工ユニットの変形例]
図14は、加工ユニット22の変形例を説明するための説明図である。上記実施形態の加工ユニット22では、設計上でY方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置とが揃っているが、図14の符号XIVAに示すように、Y方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置とがずれていてもよい。なお、Δy=Y2-Y1である。
[Modified example of machining unit]
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a modification of the
図14の符号XIVBに示すように、Y方向におけるレーザユニット28の光軸A1の位置と赤外線カメラ70の光軸A2の位置とがずれていても、上記実施形態と同様に、演算部114による位置ずれの演算結果(δx,δy)に基づき、光軸A1及び光軸A2の実際の相対位置関係を演算することができる。その結果、上記実施形態と同様に、記憶部82内の位置関係情報92を補正することができる。
As indicated by symbol XIVB in FIG. 14, even if the position of the optical axis A1 of the
[その他]
上記実施形態では、ウェーハ12の裏面の無効領域12aの中で、分割予定ラインC1,C2の中のいずれかのライン端部に熱加工層120を形成しているが、チップ14の品質に影響を及ぼさない無効領域12a内であれば熱加工層120の形成予定位置は特に限定されない。
[others]
In the above-described embodiment, the thermally processed
上記実施形態では、熱加工層120がX方向に延びた略直線パターンに形成されているが、熱加工層120は直線パターンに限定されず任意の形状パターンで形成してもよい。
In the above embodiment, the heat-processed
上記実施形態では、既述の図13に示したステップS2からステップS5までの工程を、レーザ加工装置10にて行われる他の工程とは独立して実行しているが、ステップS6(改質領域200の形成)の前に行われる他の工程と並行して実行してもよい。この他の工程としては、例えば、ウェーハ12の裏面の高さを検出する高さ検出工程が例として挙げられる。
In the above embodiment, the processes from step S2 to step S5 shown in FIG. 13 are executed independently of other processes performed by the
上記実施形態では、本発明の相対移動機構としてステージ駆動機構26及びユニット駆動機構32を例に挙げて説明したが、レーザユニット28及び赤外線顕微鏡30と、ウェーハ12とを相対移動可能であればその構成は特に限定はされない。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、レーザユニット28の外部に赤外線顕微鏡30が連結されているが、赤外線顕微鏡30がレーザユニット28の筐体内に設けられていてもよい。
Although the
10…レーザ加工装置,
12…ウェーハ,
12a…無効領域,
20…Xθステージ,
22…加工ユニット,
24…制御装置,
26…ステージ駆動機構,
28…レーザユニット,
30…赤外線顕微鏡,
32…ユニット駆動機構,
70…赤外線カメラ,
80…統括制御部,
92…位置関係情報,
96…検出制御部,
98…改質領域形成制御部,
100…情報補正制御部,
122…撮影画像,
110…熱加工層形成制御部,
112…撮影制御部,
114…演算部,
116…補正部,
120…撮影画像,
200…改質領域
10 ... laser processing equipment,
12 ... Wafer,
12a... invalid area,
20 ... Xθ stage,
22 ... processing unit,
24 ... control device,
26 ... stage driving mechanism,
28 ... laser unit,
30... Infrared microscope,
32 ... unit drive mechanism,
70... Infrared camera,
80 ... integrated control unit,
92 ... positional relationship information,
96 ... detection control unit,
98 ... modified region formation control unit,
100... Information correction control unit,
122 ... photographed image,
110...Thermal processing layer formation control unit,
112 ... photographing control unit,
114 ... calculation unit,
116 ... correction unit,
120... photographed image,
200... Modified area
Claims (8)
前記ウェーハの一面に向けて前記レーザ光を照射するレーザ光学系と、
前記一面に対向する位置に配置され且つ前記レーザ光学系の第1光軸とは異なる第2光軸を有し、前記ウェーハを撮影する赤外線カメラと、
前記レーザ光学系及び前記赤外線カメラを一体に前記ウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、
前記赤外線カメラに前記ウェーハのアライメント基準を撮影させて、前記赤外線カメラにより撮影された前記アライメント基準の第1撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置を検出する検出制御部と、
前記相対移動機構を駆動して前記レーザ光学系に対する前記ウェーハの相対移動を行い、且つ相対移動されている前記ウェーハの前記一面に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させて、前記一面に熱加工層を形成する熱加工層形成制御部と、
前記相対移動機構を駆動して前記赤外線カメラを前記熱加工層の撮影位置に相対移動させ、前記赤外線カメラに前記熱加工層の第2撮影画像を撮影させる撮影制御部と、
前記第2撮影画像と、前記第1光軸及び前記第2光軸の既知の位置関係情報とに基づき、前記一面内での前記熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算部と、
前記演算部の演算結果に基づき、前記位置関係情報を補正する補正部と、
を備えるレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus for forming a modified region inside a wafer along the dividing line of the wafer by irradiating laser light with a focal point aligned with the inside of the wafer,
a laser optical system that irradiates the laser beam toward one surface of the wafer;
an infrared camera arranged at a position facing the one surface and having a second optical axis different from the first optical axis of the laser optical system for photographing the wafer;
a relative movement mechanism for integrally moving the laser optical system and the infrared camera relative to the wafer;
a detection control unit for causing the infrared camera to photograph the alignment reference of the wafer and detecting the position of the line to be divided based on a first photographed image of the alignment reference photographed by the infrared camera;
The relative movement mechanism is driven to move the wafer relative to the laser optical system, and the laser beam of the laser optical system is condensed on the one surface of the wafer that is relatively moved to the one surface. a thermally processed layer formation control unit for forming a thermally processed layer in the
an imaging control unit that drives the relative movement mechanism to relatively move the infrared camera to an imaging position of the thermally processed layer and causes the infrared camera to capture a second captured image of the thermally processed layer;
Positional deviation between the theoretical value and the measured value of the formation position of the thermally processed layer in the one plane based on the second photographed image and the known positional relationship information of the first optical axis and the second optical axis. a computing unit that computes
a correction unit that corrects the positional relationship information based on the calculation result of the calculation unit;
A laser processing device comprising:
前記熱加工層形成制御部が、前記位置関係情報と前記検出制御部による前記形成予定位置の検出結果とに基づき、前記相対移動機構及び前記レーザ光学系を制御して、前記形成予定位置に前記熱加工層を形成する請求項1から3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The detection control unit detects, based on the first photographed image, the position of the planned dividing line and a predetermined planned formation position of the thermally processed layer within the invalid area of the wafer,
The thermally processed layer formation control unit controls the relative movement mechanism and the laser optical system based on the positional relationship information and the detection result of the planned formation position by the detection control unit to move the layer to the planned formation position. 4. The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, which forms a thermally processed layer.
前記赤外線カメラに前記ウェーハのアライメント基準を撮影させて、前記赤外線カメラにより撮影された前記アライメント基準の第1撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置を検出する検出工程と、
前記相対移動機構により前記レーザ光学系に対して相対移動されている前記ウェーハの前記一面に対し、前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させて、前記一面に熱加工層を形成する熱加工層形成工程と、
前記相対移動機構により前記赤外線カメラを前記熱加工層の撮影位置に移動させ、前記赤外線カメラに前記熱加工層の第2撮影画像を撮影させる撮影工程と、
前記撮影工程で撮影された前記第2撮影画像と、前記第1光軸及び前記第2光軸の既知の位置関係情報とに基づき、前記一面内での前記熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算工程と、
前記演算工程での演算結果に基づき、前記位置関係情報を補正する補正工程と、
を有するレーザ加工装置の制御方法。 A laser optical system for irradiating a laser beam toward one surface of a wafer, and a second optical axis arranged at a position facing the one surface and different from the first optical axis of the laser optical system, and photographing the wafer. and a relative movement mechanism for integrally moving the laser optical system and the infrared camera relative to the wafer, wherein the laser optical system focuses the laser light on the inside of the wafer. to form a modified region inside the wafer along the dividing line of the wafer,
a detection step of causing the infrared camera to photograph the alignment reference of the wafer and detecting the position of the line to be divided based on a first photographed image of the alignment reference photographed by the infrared camera;
Thermal processing for forming a thermally processed layer on the one surface of the wafer, which is relatively moved with respect to the laser optical system by the relative movement mechanism, by condensing the laser beam of the laser optical system on the one surface of the wafer. a layer forming step;
a photographing step of moving the infrared camera to a photographing position of the heat-processed layer by the relative movement mechanism and causing the infrared camera to photograph a second photographed image of the heat-processed layer;
A theoretical value of the formation position of the thermally processed layer within the one plane based on the second photographed image photographed in the photographing step and the known positional relationship information of the first optical axis and the second optical axis. and a calculation step of calculating the positional deviation between the measured value and
a correction step of correcting the positional relationship information based on the calculation result of the calculation step;
A method of controlling a laser processing apparatus having
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