KR102304148B1 - 검사용 웨이퍼 및 검사용 웨이퍼의 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 레이저 가공시에 디바이스에 대한 누설광의 영향을 억제하면서, 웨이퍼를 양호하게 분할할 수 있는 가공 조건을 찾아내는 것.
(해결 수단) 레이저 가공에 의해 웨이퍼 (W) 의 내부에 개질층 (M) 을 형성하는 레이저 가공 장치 (1) 에 웨이퍼 대신에 사용되어, 레이저 가공시의 누설광을 검사하기 위한 검사용 웨이퍼 (WA) 로서, 검사용 기판 (41) 과, 검사용 기판의 표면 전체면에 소정 두께로 형성된 하지층 (42) 과, 하지층에 적층된 금속박 (43) 을 구비하고, 웨이퍼의 디바이스와 검사용 웨이퍼의 금속박에 대한 누설광의 영향이 일치하도록 하지층의 두께가 형성되어 있다.

Description

검사용 웨이퍼 및 검사용 웨이퍼의 사용 방법{WAFER FOR INSPECTION, AND METHOD OF USING WAFER FOR INSPECTION}
본 발명은, 레이저 가공 장치에서 사용되는 검사용 웨이퍼 및 검사용 웨이퍼의 사용 방법에 관한 것이다.
웨이퍼의 분할 방법으로서, 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼의 기판의 내부에 개질층을 형성한 후에, 개질층을 기점으로 웨이퍼를 분할하는 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 에 기재된 분할 방법에서는, 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선이 웨이퍼의 이면측으로부터 조사되어, 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼의 내부에 개질층이 형성된다. 그리고, 브레이킹이나 익스팬드에 의해 웨이퍼에 대해 외력이 가해짐으로써, 강도가 저하된 개질층이 분할 기점이 되어 웨이퍼가 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.
일본 특허공보 제3408805호
그런데, 통상은 웨이퍼의 이면측으로부터 조사된 레이저 광선은 디바이스 부근에서 집광되어, 개질층의 형성에 기여하지 않는 레이저 광선이 집광점으로부터 웨이퍼의 표면측의 디바이스를 향하여 확산된다. 이 집광점으로부터의 레이저 광선의 누설광이 디바이스에 조사됨으로써, 디바이스가 열을 받아 파손되어 버린다는 문제가 발생하고 있었다. 한편으로, 레이저 광선의 출력을 떨어뜨리거나, 집광점의 위치를 디바이스로부터 멀어지게 하거나 함으로써, 디바이스에 대한 누설광의 영향을 억제할 수 있지만, 개질층을 기점으로 웨이퍼를 분할하기 어려워진다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 레이저 가공시에 디바이스에 대한 누설광의 영향을 억제하면서, 웨이퍼를 양호하게 분할할 수 있는 가공 조건을 찾아낼 수 있는 검사용 웨이퍼 및 검사용 웨이퍼의 사용 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 양태의 검사용 웨이퍼는, 표면에 분할 예정 라인에 의해 구획되고 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼의 이면으로부터 웨이퍼를 구성하는 기판에 대해 투과성 파장의 레이저 광선을 조사시키고 기판의 내부에서 집광시켜 분할 예정 라인을 따라 기판의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 가공 장치에 사용하여, 레이저 광선이 집광되어 개질층의 형성에 기여하지 않는 레이저 광선이 개질층으로부터 디바이스에 영향을 주는 누설광을 검사하는 검사용 웨이퍼로서, 검사용 기판과, 검사용 기판의 표면 전체면에 소정 두께로 형성한 하지층과, 하지층에 적층시킨 금속박으로 구성되고, 하지층은, 디바이스에 영향을 주는 누설광만을 금속박에서 검출할 수 있는 두께로 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 검사용 웨이퍼의 하지층의 두께에 의해, 웨이퍼의 디바이스에 대한 레이저 광선의 누설광의 영향과 검사용 웨이퍼의 금속박에 대한 레이저 광선의 누설광의 영향을 일치시킬 수 있다. 따라서, 디바이스에 대해 영향이 없는 누설광이 금속박에서 검출되지 않고, 디바이스에 대해 영향이 있는 누설광만이 금속박에서 검출된다. 웨이퍼 대신에 검사용 웨이퍼를 사용함으로써, 디바이스에 대한 누설광의 영향을 억제하면서, 웨이퍼의 레이저 가공에 최적인 가공 조건을 찾아낼 수 있다. 따라서, 제품이 되는 웨이퍼를 낭비하지 않고, 검사용 웨이퍼를 사용하여 최적인 가공 조건을 찾아낼 수 있다.
본 발명의 일 양태의 검사용 웨이퍼의 사용 방법은, 상기의 검사용 웨이퍼의 사용 방법으로서, 검사용 웨이퍼의 이면으로부터 검사용 기판에 대해 투과성 파장의 레이저 광선을 조사시키고 검사용 기판의 내부에서 집광시킨 집광점을 검사용 웨이퍼의 면방향에서 직선으로 이동시켜 일직선의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 개질층 형성 공정 후, 검사용 웨이퍼의 금속박을 촬상하여, 금속박의 표면에 나타나는 금속박 변형이 일어난 최대폭을 측정하는 폭 측정 공정과, 폭 측정 공정에서 측정한 금속박 변형의 최대폭이 분할 예정 라인의 폭 내가 되도록 레이저 광선을 조정하는 조정 공정을 구비한다.
본 발명에 의하면, 디바이스에 영향을 주는 누설광만을 금속박에서 검출할 수 있는 검사용 웨이퍼를 사용함으로써, 디바이스에 대한 레이저 광선의 누설광의 영향을 억제하면서, 웨이퍼를 양호하게 분할할 수 있는 가공 조건을 찾아낼 수 있다.
도 1 은 본 실시형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2 는 비교예의 레이저 가공의 가공 조건의 설정 방법의 설명도이다.
도 3 은 본 실시형태의 검사용 웨이퍼의 분해 사시도이다.
도 4 는 본 실시형태의 하지층의 두께의 조정 방법의 설명도이다.
도 5 는 본 실시형태의 검사용 웨이퍼의 사용 방법의 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태의 레이저 가공 장치에 대하여 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다. 도 2 는, 비교예의 레이저 가공의 가공 조건의 설정 방법의 설명도이다. 또한, 레이저 가공 장치는, 본 실시형태의 검사용 웨이퍼를 사용한 검사를 실시할 수 있는 구성이면 되고, 도 1 에 나타내는 구성에 한정되지 않는다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치 (1) 는, 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 수단 (31) 과 웨이퍼 (W) 를 유지한 유지 테이블 (21) 을 상대 이동시켜, 웨이퍼 (W) 를 레이저 가공하도록 구성되어 있다. 웨이퍼 (W) 의 표면에는, 복수의 분할 예정 라인 (L) 이 격자상으로 배열되고, 분할 예정 라인 (L) 에 의해 구획된 각 영역에 복수의 디바이스가 형성되어 있다. 웨이퍼 (W) 는 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 링 프레임 (F) 에 지지되어 있다. 또한, 웨이퍼 (W) 는 특별히 한정되지 않지만, 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼 등과 같이, 표면에 디바이스가 형성되어 있으면 된다.
레이저 가공 장치 (1) 의 기대 (10) 상에는, 레이저 가공 수단 (31) 에 대해 유지 테이블 (21) 을 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 이동시키는 테이블 이동 수단 (11) 이 형성되어 있다. 테이블 이동 수단 (11) 은, 기대 (10) 상에 배치된 X 축 방향에 평행한 1 쌍의 가이드 레일 (12) 과, 1 쌍의 가이드 레일 (12) 에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 X 축 테이블 (14) 을 가지고 있다. 또, 테이블 이동 수단 (11) 은, X 축 테이블 (14) 의 상면에 배치되고 Y 축 방향에 평행한 1 쌍의 가이드 레일 (13) 과, 1 쌍의 가이드 레일 (13) 에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Y 축 테이블 (15) 을 가지고 있다
X 축 테이블 (14) 및 Y 축 테이블 (15) 의 배면측에는, 각각 도시되지 않은 너트부가 형성되어 있으며, 이들 너트부에 볼 나사 (16, 17) 가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼 나사 (16, 17) 의 일단부에 연결된 구동 모터 (18, 19) 가 회전 구동됨으로써, 유지 테이블 (21) 이 가이드 레일 (12, 13) 을 따라 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 이동된다. 또, Y 축 테이블 (15) 상에는, 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지 테이블 (21) 이 형성되어 있다. 유지 테이블 (21) 의 상면에는 유지면 (22) 이 형성되고, 유지 테이블 (21) 의 주위에는 웨이퍼 (W) 주위의 링 프레임 (F) 을 협지 고정시키는 클램프부 (23) 가 형성되어 있다.
유지 테이블 (21) 의 후방의 수직벽부 (25) 에는 아암부 (26) 가 돌출되어 형성되어 있으며, 아암부 (26) 의 선단에는 유지 테이블 (21) 상의 웨이퍼 (W) 를 레이저 가공하는 레이저 가공 수단 (31) 이 형성되어 있다. 레이저 가공 수단 (31) 은, 웨이퍼 (W) 를 구성하는 기판에 대해 투과성 파장의 레이저 광선을 웨이퍼 (W) 의 이면측으로부터 조사한다. 레이저 가공 수단 (31) 에 대해 유지 테이블 (21) 이 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 상대적으로 이동됨으로써, 레이저 광선이 기판의 내부에서 집광되어 웨이퍼 (W) 의 내부에 분할 예정 라인 (L) 을 따른 개질층 (M) (도 2A 참조) 이 형성된다. 웨이퍼 (W) 는, 이 강도가 저하된 개질층 (M) 을 분할 기점으로 하여 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.
또, 레이저 가공 수단 (31) 옆에는, 웨이퍼 (W) 의 얼라이먼트용의 촬상 수단 (32) 이 형성되어 있다. 촬상 수단 (32) 은, 웨이퍼 (W) 의 표면을 촬상하여 촬상 화상을 생성하고 있으며, 웨이퍼 (W) 의 얼라이먼트 외에, 후술하는 검사용 웨이퍼 (WA) (도 3 참조) 를 사용한 검사 방법에 사용된다. 또한, 개질층 (M) (도 2A 참조) 은, 레이저 광선의 조사에 의해 웨이퍼 (W) 의 내부의 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위와 상이한 상태가 되어, 주위보다 강도가 저하되는 영역을 말한다. 개질층 (M) 은, 예를 들어, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역이며, 이들이 혼재한 영역이어도 된다.
또, 레이저 가공 장치 (1) 에는, 장치 각 부를 통괄 제어하는 제어 수단 (33) 이 형성되어 있다. 제어 수단 (33) 은, 각종 처리를 실행하는 프로세서나 메모리 등에 의해 구성된다. 메모리는, 용도에 따라 ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) 등의 하나 또는 복수의 기억 매체로 구성된다. 메모리에는, 장치 각 부를 제어하는 제어 프로그램 외에, 레이저 가공의 가공 조건, 검사용 웨이퍼 (WA) (도 3 참조) 의 사용 방법으로 실시되는 각 공정을 실행하는 프로그램 등이 기억되어 있다. 또한, 검사용 웨이퍼 (WA) 의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
또, 레이저 가공의 가공 조건은 웨이퍼 (W) 에 대한 가공 실적 등에 기초하여 설정되어 있지만, 새롭게 가공 조건을 설정하는 경우 등에는, 디바이스에 대한 레이저 광선의 누설광의 영향에 추가하여, 웨이퍼 (W) 의 분할 용이성을 고려해야 한다. 레이저 가공 장치 (1) 에서는 웨이퍼 (W) 의 기판의 내부에서 레이저 광선이 집광되면, 집광점으로부터 확산된 누설광에 의해 디바이스에 열을 줄 우려가 있다. 한편으로, 디바이스에 대한 열 등의 영향을 줄이도록, 레이저 광선의 출력이나 집광점의 위치를 조정하면, 웨이퍼 (W) 에 대해 적절한 위치에 적절한 강도의 개질층 (M) (도 2A 참조) 을 형성하는 것이 어렵다.
구체적으로는, 도 2A 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 레이저 가공시에는, 레이저 광선의 누설광이 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내에 들어가지 않아, 분할 예정 라인 (L) 의 폭 외로 산란되어 디바이스 (D) 를 파손시킬 우려가 있다. 누설광이 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내에 들어가도록, 레이저 광선의 출력을 약하게 하거나, 집광점의 위치를 디바이스 (D) 로부터 떨어뜨리거나 하면, 웨이퍼 (W) 에 형성된 개질층 (M) 이 적절한 분할 기점이 되지 않는 경우가 있다. 즉, 디바이스 (D) 에 대한 누설광의 영향을 억제할 수 있기는 하지만, 개질층 (M) 을 분할 기점으로 하여 웨이퍼 (W) 를 분할하기 어렵게 되어 있다.
이 때문에, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 통상은 웨이퍼 (W) 대신에 비교예의 검사용 웨이퍼 (WB) 를 사용하여, 디바이스 (D) (도 2A 참조) 에 대한 누설광의 영향을 확인하면서, 웨이퍼 (W) 를 적절히 분할할 수 있는 가공 조건이 설정된다. 비교예의 검사용 웨이퍼 (WB) 는, 기판 (51) 의 표면 (55) 측에 하지층 (52) 을 개재하여 금속박 (53) 이 적층되어 있어, 누설광에 의해 금속박 (53) 에 열 변형 (스플래시) (S) 이 발생하기 쉽게 되어 있다. 이 검사용 웨이퍼 (WB) 에 대해 이면 (56) 측으로부터 레이저 광선을 조사하여, 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 에 상당하는 지점 (분할 예정 라인 (L) 의 외측) 에서 금속박 (53) 의 열 변형 (S) 을 관찰함으로써, 디바이스 (D) 가 누설광의 영향을 받지 않는 가공 조건을 찾아내고 있다.
그러나, 비교예의 검사용 웨이퍼 (WB) 에서는, 금속박 (53) 의 감도가 지나치게 높으면, 디바이스 (D) (도 2A 참조) 에 영향이 없는 누설광으로도 금속박 (53) 이 열 변형되어 버린다. 즉, 웨이퍼 (W) (도 2A 참조) 에서 분할 예정 라인 (L) 밖으로 산란되는 누설광이라 하더라도, 충분히 파워가 저하된 누설광이라면 디바이스 (D) 에 영향을 주지 않지만, 이와 같은 파워가 저하된 누설광도 금속박 (53) 에서 모두 검출되고 있었다. 이 때문에, 디바이스 (D) 에 영향이 있는 누설광인지 여부를 알 수 없기 때문에, 디바이스 (D) 에 대한 누설광의 영향을 필요 이상으로 고려한 가공 조건이 설정된다는 문제가 있다.
그래서, 본 실시형태의 검사용 웨이퍼 (WA) (도 3 참조) 는, 검사용 기판 (41) 에 대해 금속박 (43) 을 부착시키기 위한 하지층 (42) 의 두께를 가변하여, 금속박 (43) 에 의한 누설광의 검출 감도를 조절하도록 하고 있다. 하지층 (42) 을 두껍게 하여 금속박 (43) 의 검출 감도를 둔하게 함으로써, 디바이스 (D) (도 2A 참조) 가 영향을 받는 누설광만을 금속박 (43) 에 검출시킨다. 따라서, 검사용 웨이퍼 (WA) 를 사용하여 가공 조건을 여러 가지로 가변시켜, 디바이스 (D) 에 대한 누설광의 영향을 금속박 (43) 의 열 변형 (S) 으로서 검출하면서, 웨이퍼 (W) 를 분할하는 데에 최적인 가공 조건을 찾아내는 것이 가능하게 되어 있다.
이하, 도 3 을 참조하여, 본 실시형태의 검사용 웨이퍼에 대하여 설명한다. 도 3 은, 본 실시형태의 검사용 웨이퍼의 분해 사시도이다. 도 4 는, 본 실시형태의 하지층의 두께의 조정 방법의 설명도이다. 또한, 검사용 웨이퍼에는 분할 예정 라인은 형성되어 있지 않지만, 도 4B, C 에 있어서는 설명의 편의상, 분할 예정 라인을 파선으로 나타내고 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치 (1) (도 1 참조) 의 가공 조건을 결정할 때에는, 웨이퍼 (W) 대신에 검사용 웨이퍼 (WA) 가 사용된다. 검사용 웨이퍼 (WA) 는, 레이저 광선을 집광시켰을 때, 개질층의 형성에 기여하지 않는 레이저 광선이 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) (도 2A 참조) 에 영향을 주는 누설광을 검사하도록 형성되어 있다. 검사용 웨이퍼 (WA) 의 검사용 기판 (41) 에는, 소정 두께의 하지층 (42) 을 개재하여 금속박 (43) 이 적층되어 있다. 금속박 (43) 은 하지층 (42) 을 투과한 누설광이 조사되어 열 변형되고, 금속박 (43) 의 열 변형에 의해 디바이스 (D) 에 영향을 주는 누설광이 검사된다.
검사용 기판 (41) 은, 레이저 광선이 집광됨으로써 분할 기점이 되는 개질층 (M) (도 4B 참조) 이 형성되는 것으로, 여러 가지 재질이 선택 가능하지만, 통상은 실생산시의 웨이퍼 (W) 와 동일한 재질이고 동일한 두께의 기판이 선택된다. 예를 들어, 실생산시의 웨이퍼 (W) (도 4A 참조) 가 반도체 웨이퍼인 경우에는 검사용 기판 (41) 으로서 반도체 기판이 선택되고, 실생산시의 웨이퍼 (W) 가 광디바이스 웨이퍼인 경우에는 검사용 기판 (41) 으로서 무기 재료 기판이 선택된다. 검사용 기판 (41) 으로는, 예를 들어 실리콘 (Si), 실리콘 카바이드 (SiC), 사파이어 (Al2O3), 질화갈륨 (GaN) 이 사용되어도 된다.
검사용 기판 (41) 의 표면 전체에는, 소정 두께의 하지층 (42) 이 증착에 의해 형성되어 있다. 하지층 (42) 에는, 여러 가지 재질이 선택 가능하지만, 금속박 (43) 을 검사용 기판 (41) 에 양호하게 부착시키는 것이 가능한 재질이 선택된다. 하지층 (42) 으로는, 예를 들어 티탄 (Ti), 크롬 (Cr) 이 사용되어도 된다. 또, 하지층 (42) 의 두께는, 상기한 바와 같이, 웨이퍼 (W) (도 2A 참조) 를 레이저 가공했을 때, 디바이스 (D) 에 영향을 주는 누설광만을 금속박 (43) 에서 검출할 수 있는 두께로 형성되어 있다. 또한, 하지층 (42) 의 두께 조정의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
하지층 (42) 의 표면에는, 디바이스 (D) (도 4A 참조) 대신으로서 금속박 (43) 이 증착에 의해 형성되어 있다. 금속박 (43) 에는, 여러 가지 재질이 선택 가능하지만, 실생산시의 가공 대상인 디바이스의 금속 배선과 동일한 재질, 또는 융점이 가까운 재질이 선택된다. 금속박 (43) 으로는, 예를 들어 알루미늄 (Al), 주석 (Sn), 백금 (Pt), 금 (Au), 은 (Ag), 인듐 (In), 납 (Pb), 구리 (Cu), 크롬 (Cr) 이 사용되어도 된다. 또, 금속박 (43) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 레이저 광선의 누설광의 열 변형이 나타나기 쉬운 두께로 형성되어 있다.
검사용 웨이퍼 (WA) 는, 실생산에서 사용되는 웨이퍼 (W) (도 2A 참조) 의 디바이스 (D) 와 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 에 대한 누설광의 영향을 같게 하도록 하지층 (42) 의 두께가 조정되어 있다. 이로써, 검사용 웨이퍼 (WA) 를 사용한 검사에서 금속박 (43) 이 열 변형된 경우에는, 실생산에서 사용되는 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 가 열 영향으로 파손된다고 볼 수 있다. 검사용 웨이퍼 (WA) 를 사용하여 여러 가지 가공 조건을 시험함으로써, 디바이스 (D) 가 누설광의 영향을 받지 않는 가공 조건을 설정할 수 있다. 또한, 하지층 (42) 및 금속박 (43) 이 증착에 의해 형성되는 구성으로 하였지만, 검사용 웨이퍼 (WA) 에 대해 적절한 두께로 형성할 수 있으면, 하지층 (42) 및 금속박 (43) 이 어떠한 방법으로 형성되어도 된다.
도 4A 에 나타내는 바와 같이, 하지층 (42) (도 4B 참조) 의 두께를 조정할 때에는, 먼저 실생산에서 사용되는 웨이퍼 (W) 를 실제로 레이저 가공하여, 디바이스 (D) 에 영향이 없는 기준의 가공 조건을 찾아낸다. 또한, 여기에서는 디바이스 (D) 에 영향이 없는 가공 조건을 결정할 수 있으면 되고, 실제로 웨이퍼 (W) 를 레이저 가공하여 가공 조건을 결정하는 대신에, 과거의 가공 실적 등으로 경험적으로 가공 조건을 결정해도 되고, 계산 등으로 이론적으로 가공 조건을 결정해도 된다. 또, 디바이스 (D) 에 대한 영향의 유무는, 예를 들어, 검사 유닛 (도시 생략) 에 의해 디바이스 (D) 내의 배선의 전기 저항 등을 확인함으로써 판단되어도 된다.
도 4B 에 나타내는 바와 같이, 기준의 가공 조건이 결정되면, 검사용 웨이퍼 (WA) 에 대해 기준의 가공 조건에서 레이저 가공이 실시된다. 그리고, 촬상 수단 (32) (도 1 참조) 에 의해 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 이 촬상되어, 레이저 광선의 누설광에 의한 금속박 (43) 에서 열 변형 (S) 이 검출된다. 기준의 가공 조건이 디바이스 (D) (도 4A 참조) 에 영향을 주지 않는 조건으로 설정되어 있기 때문에, 웨이퍼 (W) 와 검사용 웨이퍼 (WA) 에 대한 누설광의 영향이 일치하고 있으면, 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 의 형성 지점에 대응한 검사용 웨이퍼 (WA) 의 지점, 즉 분할 예정 라인 (L) 의 라인폭의 외측에서는 금속박 (43) 에 열 변형이 발생하지 않을 것이다.
분할 예정 라인 (L) 의 라인폭의 외측에서 금속박 (43) 에 열 변형이 발생하는 경우에는, 디바이스 (D) 에 영향을 주지 않는 누설광이라 하더라도 금속박 (43) 에서 검출되고 있다고 판단된다. 이 때문에, 하지층 (42) 이 얇아 검출 감도가 지나치게 높다고 하여, 도 4C 에 나타내는 바와 같이, 금속박 (43) 의 열 변형 지점 (S) 이 분할 예정 라인 (L) 의 라인폭 내에 들어가도록 하지층 (42) 이 두껍게 형성된다. 반대로 분할 예정 라인 (L) 의 라인폭의 내측에서 금속박 (43) 에 열 변형이 발생하지 않은 경우에는, 하지층 (42) 이 두꺼워 검출 감도가 지나치게 낮다고 하여, 금속박 (43) 의 열 변형 지점 (S) 이 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내에 들어갈 정도로 하지층 (42) 이 얇게 형성된다.
이와 같이, 기준의 가공 조건으로 레이저 가공하여, 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내에 금속박 (43) 의 열 변형 (S) 을 수용하도록 하지층 (42) 의 두께를 형성함으로써, 웨이퍼 (W) (도 4A 참조) 의 디바이스 (D) 와 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 에 대한 누설광의 영향을 같게 할 수 있다. 이와 같은 검사용 웨이퍼 (WA) 에서는, 디바이스 (D) 에 영향이 있는 누설광만이 금속박 (43) 의 열 변형 (S) 으로서 검출된다. 따라서, 디바이스 (D) 에 영향이 없는 누설광을 무시할 수 있어, 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내에서 금속박 (43) 의 열 변형 (S) 을 수용하면서, 웨이퍼 (W) 에 대해 최적인 가공 조건을 찾아내는 것이 가능하게 되어 있다.
계속해서, 도 5 를 참조하여, 검사용 웨이퍼의 사용 방법에 대하여 설명한다. 도 5 는, 본 실시형태의 검사용 웨이퍼의 사용 방법의 설명도이다. 또한, 도 5 는 검사용 웨이퍼의 사용 방법의 일례를 나타내는 것으로, 적절히 변경이 가능하다.
도 5A 에 나타내는 바와 같이, 먼저 개질층 형성 공정이 실시된다. 개질층 형성 공정에서는, 레이저 가공 장치 (1) (도 1 참조) 에 검사용 웨이퍼 (WA) 의 표면의 금속박 (43) 측이 하방으로 향해져, 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 검사용 웨이퍼 (WA) 가 유지 테이블 (21) 에 유지되고, 검사용 웨이퍼 (WA) 주위의 링 프레임 (F) 이 클램프부 (23) 에 유지된다. 또, 레이저 가공 수단 (31) 의 출사구가 검사용 웨이퍼 (WA) 바로 위에 자리하게 되어, 레이저 가공 수단 (31) 에 의해 검사용 웨이퍼 (WA) 의 이면으로부터 레이저 광선이 조사된다. 레이저 광선은, 검사용 기판 (41) 에 대해 투과성을 갖는 파장이며, 검사용 기판 (41) 의 내부에서 집광되도록 조정되어 있다.
그리고, 검사용 웨이퍼 (WA) 에 대해 레이저 가공 수단 (31) 이 상대 이동됨으로써, 집광점이 검사용 웨이퍼 (WA) 의 면방향에서 직선으로 이동되어, 검사용 기판 (41) 의 내부에 일직선의 개질층 (M) 이 형성된다. 이 때, 레이저 광선의 누설광이 집광점으로부터 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 을 향하여 확산되어, 하지층 (42) 을 투과한 누설광에 의해 금속박 (43) 이 열 변형된다. 검사용 웨이퍼 (WA) 의 하지층 (42) 의 두께가, 디바이스 (D) (도 4A 참조) 에 영향을 주는 누설광만을 금속박 (43) 에서 검출할 수 있게 형성되기 때문에, 디바이스 (D) 에 영향이 없을 정도의 약간의 누설광에 의해 금속박 (43) 이 열 변형되는 경우가 없다.
도 5B 에 나타내는 바와 같이, 개질층 형성 공정 후에는 폭 측정 공정이 실시된다. 폭 측정 공정에서는, 검사용 웨이퍼 (WA) 로부터 다이싱 테이프 (T) (도 5A 참조) 가 벗겨진 후에, 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 이 상방으로 향해져, 촬상 수단 (32) 에 의해 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 이 촬상된다. 촬상 수단 (32) 에서는, 금속박 (43) 의 촬상 화상에 기초하여 금속박 (43) 의 표면에 나타나는 금속박 변형 (S) 이 일어난 최대폭 (d) 이 측정된다. 이 때, 촬상 화상에 대해 각종 화상 처리가 실시되어 금속박 (43) 의 열 변형 지점 (S) 이 검출되고, 개질층 (M) 의 연장 방향에 대해 직교하는 방향에서 가장 이간된 금속박 (43) 의 변형 지점의 2 점간의 거리 (d) 가 측정된다.
도 5C 에 나타내는 바와 같이, 폭 측정 공정 후에는 조정 공정이 실시된다. 조정 공정에서는 금속박 변형의 최대폭 (d) 이 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내가 되도록 레이저 광선의 가공 조건이 조정된다. 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 과 웨이퍼 (W) (도 4A 참조) 의 디바이스 (D) 에 대한 누설광의 영향이 일치하고 있기 때문에, 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내로부터 벗어난 누설광은 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 를 손상시킬 우려가 있다. 이 때문에, 금속박 (43) 의 열 변형 (S) 의 최대폭 (d) 이 분할 예정 라인 (L) 의 폭 내에 들어가도록 가공 조건을 조정함으로써, 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 에 손상을 주지 않는 가공 조건이 설정된다.
조정 공정에서는, 예를 들어, 레이저 광선의 파장, 스폿형, 평균 출력, 반복 주파수, 펄스폭, 집광 렌즈의 개구수 (NA), 집광점의 위치, 가공 이송 속도 등의 적어도 1 개의 가공 조건이 조정된다. 이와 같이, 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 를 손상시키지 않는 범위에서 가공 조건을 조정하여, 웨이퍼 (W) 에 대해 양호한 개질층 (M) 을 형성할 수 있는 최적인 가공 조건을 찾아낼 수 있다. 또한, 분할 예정 라인 (L) 의 라인폭은 미리 데이터로서 기억된 것이 사용되지만, 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 에 실제로 분할 예정 라인이 형성되어 있어도 된다.
이상과 같이, 본 실시형태의 검사용 웨이퍼 (WA) 에 의하면, 검사용 웨이퍼 (WA) 의 하지층 (42) 의 두께에 의해, 웨이퍼 (W) 의 디바이스 (D) 와 검사용 웨이퍼 (WA) 의 금속박 (43) 에 대한 레이저 광선의 누설광의 영향을 일치시킬 수 있다. 따라서, 디바이스 (D) 에 대해 영향이 없는 레이저 광선의 누설광이 금속박 (43) 에서 검출되지 않고, 디바이스 (D) 에 대해 영향이 있는 레이저 광선의 누설광만이 금속박 (43) 에서 검출된다. 웨이퍼 (W) 대신에 검사용 웨이퍼 (WA) 를 사용함으로써, 디바이스 (D) 에 대한 레이저 광선의 누설광의 영향을 억제하면서, 웨이퍼 (W) 의 레이저 가공에 최적인 가공 조건을 찾아낼 수 있다. 따라서, 제품이 되는 웨이퍼 (W) 를 낭비하지 않고, 검사용 웨이퍼 (WA) 를 사용하여 최적인 가공 조건을 찾아낼 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 검사용 웨이퍼의 하지층의 전체면에 금속박이 형성되어 있었지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 금속박은, 디바이스에 대한 누설광의 영향을 검출할 수 있으면 되어, 하지층에 대해 부분적으로 형성되어 있어도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 검사용 웨이퍼의 금속박에 대해 산화 방지막이 형성되어도 된다. 산화 방지막에 의해 금속박의 산화를 방지할 수 있다. 또, 금속박의 산화 방지에는 보호 테이프를 사용해도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 레이저 가공 장치에서 개질층 형성 공정, 폭 측정 공정, 조정 공정이 실시되는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 개질층 형성 공정, 폭 측정 공정, 조정 공정은, 각각 전용의 장치에서 실시되어도 된다.
또, 본 실시형태 및 변형예를 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시형태로서, 상기 실시형태 및 변형예를 전체적 또는 부분적으로 조합한 것이어도 된다.
또, 본 발명의 실시형태 및 변형예는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지로 변경, 치환, 변형되어도 된다. 나아가서는, 기술의 진보 또는 파생되는 다른 기술에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 다른 방식으로 실현할 수 있으면, 그 방법을 사용하여 실시되어도 된다. 따라서, 특허청구범위는, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 실시형태를 커버하고 있다.
또, 본 실시형태에서는, 본 발명을 검사용 웨이퍼에 적용한 구성에 대하여 설명하였지만, 개질층에 의해 양호하게 분할할 수 있는 가공 조건을 찾아낼 수 있는 피가공물에 적용하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 레이저 가공시에 디바이스에 대한 누설광의 영향을 억제하면서, 웨이퍼를 양호하게 분할할 수 있는 가공 조건을 찾아낼 수 있다는 효과를 갖고, 특히, 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼의 가공 조건을 찾아내기 위한 검사용 웨이퍼 및 검사용 웨이퍼의 사용 방법으로 유용하다.
1 : 레이저 가공 장치
41 : 검사용 기판
42 : 하지층
43 : 금속박
D : 디바이스
F : 링 프레임
L : 분할 예정 라인
M : 개질층
T : 다이싱 테이프
W : 웨이퍼
WA : 검사용 웨이퍼

Claims (2)

  1. 표면에 분할 예정 라인에 의해 구획되고 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼의 이면으로부터 웨이퍼를 구성하는 기판에 대해 투과성 파장의 레이저 광선을 조사시키고 기판의 내부에서 집광시켜 분할 예정 라인을 따라 기판의 내부에 개질층을 형성하는 레이저 가공 장치에 사용하여, 그 레이저 광선이 집광되어 그 개질층의 형성에 기여하지 않는 레이저 광선이 그 개질층으로부터 누설되는 누설광을 검사하는 검사용 웨이퍼로서,
    검사용 기판과, 그 검사용 기판의 표면 전체면에 소정 두께로 형성한 하지층과, 그 하지층에 적층시킨 금속박으로 구성되고,
    그 하지층은, 실생산에서 사용되는 제품용 웨이퍼의 디바이스에 대한 누설광의 영향이 그 검사용 웨이퍼의 그 금속박에 대한 누설광의 영향과 대응될 수 있는 두께로 형성되는, 검사용 웨이퍼.
  2. 제 1 항에 기재된 검사용 웨이퍼의 사용 방법으로서,
    그 검사용 웨이퍼의 이면으로부터 그 검사용 기판에 대해 투과성 파장의 레이저 광선을 조사시키고 그 검사용 기판의 내부에서 집광시킨 집광점을 그 검사용 웨이퍼의 면방향에서 직선으로 이동시켜 일직선의 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과,
    그 개질층 형성 공정 후, 그 검사용 웨이퍼의 그 금속박을 촬상하여, 그 금속박의 표면에 나타나는 금속박 변형이 일어난 최대폭을 측정하는 폭 측정 공정과,
    그 폭 측정 공정에서 측정한 금속박 변형의 최대폭이 분할 예정 라인의 폭 내가 되도록 레이저 광선을 조정하는 조정 공정을 구비하는, 검사용 웨이퍼의 사용 방법.
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