TW202112475A - 雷射加工方法以及雷射加工裝置 - Google Patents
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Abstract
[課題]變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。[解決手段]提供一種雷射加工方法,具備:加工步驟,對被加工物的上表面側照射雷射光束而對被加工物進行加工;攝像步驟,在加工步驟中於預定時序拍攝被加工物的上表面側,取得雷射光束照射的上表面側的被照射區域已被拍攝的圖像;檢測步驟,在攝像步驟取得的圖像中檢測作為比其他區域明亮的區域的被照射區域的尺寸及位置至少任一者;以及計算步驟,對被加工物中不同的多個區域重複進行加工步驟中的攝像步驟及檢測步驟,或者對多個被加工物的每一個進行加工步驟中的攝像步驟及檢測步驟,計算出各檢測步驟中檢測出的被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差。
Description
本發明關於一種雷射加工方法以及雷射加工裝置,是對被加工物照射雷射光束而加工該被加工物。
為了對半導體晶圓等的被加工物進行加工並分割,例如會使用雷射加工裝置。雷射加工裝置例如具備射出脈衝態的雷射光束的雷射振盪器、用於將從雷射振盪器射出的雷射光束聚光至被加工物的聚光器、以及配置在聚光器的下方的卡盤台。
例如,在利用具有由被加工物所吸收的波長的脈衝態的雷射光束而對被加工物進行加工的情況時,首先將被加工物保持在卡盤台。接著,將雷射光束的聚光點定位在被加工物的分割預定線,使聚光點及卡盤台沿著分割預定線相對移動。藉此,被加工物沿著移動的路徑被燒蝕加工,形成雷射加工槽。
在燒蝕加工時,會檢查雷射加工槽是否有依照設計地形成。例如,檢查雷射光束的聚光點的位置是否與預定加工位置錯開(例如,參考專利文獻1)。又,在燒蝕加工時,也有檢查雷射加工槽的寬度是否與設定值錯開的情形(例如,參考專利文獻2)。
再者,也有將具有由被加工物所吸收的波長的雷射光束照射至被加工物,確認雷射光束的被照射區域中產生的束電漿的情形(例如,參考專利文獻3)。藉由拍攝束電漿而取得加工區域的圖像,基於此圖像來測量雷射光束的照射位置與預先決定的加工位置之間的偏差。
又,有將具有由被加工物所吸收的波長的雷射光束照射至被加工物,確認雷射光束的被照射區域中產生的發光區域的情形(例如,參考專利文獻4)。藉由拍攝發光區域而取得加工區域的圖像,判定發光區域的形狀是否與預先決定的形狀錯開。
在雷射光束照射的被照射區域已被拍攝的圖像中,被照射區域是比其他區域明亮的區域,而被利用在用於即時觀察雷射加工的狀態。
然而,即使在雷射加工裝置沒有特別異常的情況時,有時圖像中被照射區域的形狀也會突發地變化。又,也有被照射區域的位置突發地與雷射光束的照射位置錯開的情形。
此外,設置在聚光器下部的覆蓋玻璃上會附著因燒蝕加工而產生的碎屑(Debris),隨著持續加工而碎屑的附著量增加時,被照射區域的形狀及位置的偏差將會變大。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-104491號公報
[專利文獻2]日本特開2017-28030號公報
[專利文獻3]日本特開2017-120820號公報
[專利文獻4]日本特開2018-202468號公報
[發明所欲解決的課題]
在圖像中被照射區域的形狀與預先決定的形狀錯開的情況時,存在無法依照設計進行加工的可能性。又,在圖像中被照射區域的形狀與預先決定的加工位置錯開的情況時,存在被加工物上形成的元件會有損傷的可能性。
然而,圖像中被照射區域的形狀及位置有時會由於突發性因素而產生變化,因此存在難以分辨是突發產生的暫時性異常,或者是非暫時性的異常。本發明為鑑於此問題點所完成者,其目的在於變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。
[解決課題的技術手段]
根據本發明的一態樣,提供一種雷射加工方法,是將具有由被加工物所吸收的波長的脈衝態的雷射光束照射至該被加工物而對該被加工物進行加工,該雷射加工方法具備:保持步驟,以保持台保持該被加工物;加工步驟,對該保持台所保持的該被加工物的上表面側照射該雷射光束而對該被加工物進行加工;攝像步驟,在該加工步驟中於預定時序拍攝該被加工物的該上表面側,取得該雷射光束照射的該上表面側的被照射區域已被拍攝的圖像;檢測步驟,在該攝像步驟取得的圖像中檢測作為比其他區域明亮的區域的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者;以及計算步驟,對該被加工物中不同的多個區域重複進行該加工步驟中的該攝像步驟及該檢測步驟,或者對多個該被加工物的每一個進行該加工步驟中的該攝像步驟及該檢測步驟,計算出各檢測步驟中檢測出的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差。
較佳地,雷射加工方法進一步具備:警告步驟,在該計算步驟計算出的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差超過預先設定的闕值時,發出警告。
根據本發明的另一態樣,提供一種雷射加工裝置,將具有由被加工物所吸收的波長的脈衝態的雷射光束照射至該被加工物而對該被加工物進行加工,該雷射加工裝置具備:保持台,保持該被加工物;攝像單元,拍攝該保持台所保持的該被加工物;雷射光束照射單元,照射該雷射光束;檢測部,在對該保持台所保持的該被加工物的上表面側照射來自該雷射照射單元的該雷射光束而藉此加工該被加工物的預定時序時,利用該攝像單元拍攝被該雷射光束照射的該上表面側的被照射區域所得到的圖像中檢測作為比其他區域明亮的區域的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者;以及計算部,計算出利用該檢測部檢測出的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差。
[發明功效]
在本發明一態樣的雷射加工方法中,在加工步驟中於預定時序拍攝被加工物的上表面側,取得雷射光束照射的上表面側的被照射區域已被拍攝的圖像(攝像步驟)。接著,在攝像步驟取得的圖像中檢測作為比其他區域明亮的區域的被照射區域的尺寸及位置至少任一者(檢測步驟)。
再者,對被加工物中不同的多個區域重複進行加工步驟中的攝像步驟及檢測步驟,或者對多個該被加工物的每一個進行該加工步驟中的該攝像步驟及該檢測步驟。然後,計算出各檢測步驟中檢測出的被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差(計算步驟)。
在計算步驟中,由於是定量地評價被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差,因此操作員變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。藉此可防止漏看雷射加工的異常,並可防止加工品質的惡化。
參考隨附圖式,說明本發明一態樣的實施方式。圖1為雷射加工裝置2的立體圖。再者,圖1中是以功能方塊來表示雷射加工裝置2的構成要件的一部分。
藉由使用雷射加工裝置2,例如加工由矽等為主的半導體材料形成的晶圓(被加工物)11。晶圓11具有圓盤形狀,且從正面11a到背面11b為止的厚度例如為10μm至800μm左右。
再者,被加工物的材質、形狀、構造、大小等沒有限制。例如,被加工物主要可由砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)等的矽以外的其他半導體材料或玻璃、樹脂、陶瓷等形成,也可不為圓形。
晶圓11上設定有多條分割預定線(切割道)13(參考圖5等)。在由多條分割預定線13劃分的正面11a側的各區域設有IC(Integrated Circuit,積體電路)、LSI(large-scale integrated circuit,大型積體電路)等的元件15。在各元件15的最表面含有鍵入圖案27(參考圖9)(也稱為目標圖案或對準標記)。
在晶圓11的周圍配置有金屬製的環狀的框架17,其具有直徑比晶圓11的直徑要大的開口。框架17的一個表面及晶圓11的背面11b上貼附有大致圓形狀的保護膠膜19,其具有比框架17的開口還要大的直徑。
保護膠膜19為樹脂製的薄膜,且具有含黏著性的黏著層(未圖示)及不含黏著性的基材層(未塗層)組成的層積構造。黏著層例如為紫外線硬化型的樹脂層,設在樹脂製基材層的一個整個表面上。
使保護膠膜19的黏著層側密著並黏附在晶圓11的背面11b側及框架17的外周部,藉此形成晶圓11透過保護膠膜19而支撐在框架17的晶圓單元21。
雷射加工裝置2具備了配備各構成要件的大致長方體形狀的基台4。在基台4的上表面側設有保持晶圓單元21的卡盤台(保持台)6。
在卡盤台6的下方設有使卡盤台6在X軸方向(加工進給方向)以及Y軸方向(分度進給方向)移動的水平移動機構(加工進給手段、分度進給手段)8。
水平移動機構8具備固定在基台4的上表面且大致平行於X軸方向的一對X軸導軌10。在X軸導軌10上可滑動地安裝有X軸移動台12。
在X軸移動台12的背面側(下表面側)設有螺帽部(未圖示),且在此螺帽部是以可旋轉的態樣結合有大致平行於X軸導軌10的X軸滾珠螺桿14。
在X軸滾珠螺桿14的一端部連結有X軸脈衝馬達16。利用X軸脈衝馬達16使X軸滾珠螺桿14旋轉,藉此X軸移動台12會沿著X軸導軌10在X軸方向上移動。
在X軸移動台12的正面(上表面)固定有大致平行於Y軸方向的一對Y軸導軌18。在Y軸導軌18上可滑動地安裝有Y軸移動台20。
在Y軸移動台20的背面側(下表面側)設有螺帽部(未圖示),且在此螺帽部是以可旋轉的態樣結合有大致平行於Y軸導軌18的Y軸滾珠螺桿22。
在Y軸滾珠螺桿22的一端部連結有Y軸脈衝馬達24。利用Y軸脈衝馬達24使Y軸滾珠螺桿22旋轉,藉此Y軸移動台20會沿著Y軸導軌18在Y軸方向上移動。
在Y軸移動台20的正面(上表面)設有工作台安裝件26,且在此工作台安裝件26的上部透過蓋體28而配置有卡盤台6。
卡盤台6的上表面則是保持晶圓11的保持面6a。保持面6a的一部分是由圓盤形狀的多孔構件構成,且此多孔構件是透過在卡盤台6的內部形成的吸引路徑(未圖示)等而連接至噴射器等的吸引源(未圖示)。
使吸引源運作時,則會在多孔構件的上表面(保持面6a的一部分)產生負壓。以保護膠膜19側接觸保持面6a的狀態將晶圓單元21載置於保持面6a的情況下,使負壓產生時晶圓11的背面11b側會吸引保持在保持面6a。
在保持面6a的周圍設有用於從四邊固定框架17的4個夾具單元6b。又,在工作台安裝件26連結有旋轉驅動源(未圖示),卡盤台6則透過此旋轉驅動源繞著大致平行於Z軸方向(垂直方向)的旋轉軸旋轉。
基台4的上表面之中在與水平移動機構8相異的區域設有支撐構造30。支撐構造30具有柱狀的柱部30a。在柱部30a的上端設有臂部30b,其以往水平移動機構8側凸伸的狀態沿著Y軸方向延伸。
在臂部30b設有雷射光束照射單元32。雷射光束照射單元32具有聚光器32a,其用於對吸引並保持在卡盤台6的晶圓11照射雷射光束。聚光器32a位在臂部30b的前端側。
在與聚光器32a相鄰的位置設有第1照相機單元34,其拍攝保持在卡盤台6的晶圓11。第1照相機單元34例如使用於調整(亦即對準)晶圓11與雷射光束照射單元32之間的位置。
在此,參考圖2詳細地說明雷射光束照射單元32。圖2為表示雷射光束照射單元32的構成例的圖。再者,圖2中是以功能方塊來表示雷射光束照射單元32的構成要件的一部分。
又,圖2中雖然省略框架17及保護膠膜19,但晶圓11是以露出正面11a的態樣下,晶圓11的背面11b側透過保護膠膜19保持在保持面6a。
雷射光束照射單元32具有雷射光束生成部36。雷射光束生成部36具有射出脈衝態的雷射光束的雷射振盪器38。雷射振盪器38包含適於雷射振盪的Nd:YAG、Nd:YVO4
等的雷射介質。
在雷射振盪器38連接有重複頻率設定部40,其設定雷射光束的脈衝的重複頻率。從雷射光束生成部36射出的雷射光束L例如具有由晶圓11所吸收的波長。
晶圓11在主要由矽形成的情況時,由晶圓11所吸收的波長例如為355nm。又,使用的雷射光束L其重複頻率例如為50kHz,雷射光束L的平均輸出例如為3.0W。
再者,雷射光束生成部36也具有轉換雷射振盪器38射出的雷射光束其波長的波長轉換部、調整該雷射光束的脈衝幅度的脈衝寬度調整部、以及調整該雷射光束的輸出的功率調整部等(皆未圖示)。
在雷射生成部36的附近設有二向分光鏡42。二向分光鏡42將雷射光束L的波長(例如355nm)的光反射,但使其他波長帶的光穿透。
在二向分光鏡42的下方設有聚光器32a。在聚光器32a內設有用於使雷射光束L聚光在晶圓11的正面(上表面)11a側的聚光透鏡32b。
從雷射光束生成部36射出的雷射光束L在二向分光鏡42反射後,經過聚光透鏡32b,被聚光在晶圓11的正面11a側。藉由照射在晶圓11的雷射光束L的聚光點,晶圓11例如被燒蝕加工。
本例的雷射光束照射單元32除了具有雷射光束生成部36,還具有頻閃光照射部50。頻閃光照射部50具有瞬間發出白色光的頻閃光源52。頻閃光源52例如為氙閃光燈。
頻閃光源52例如以100μs的間隔定期地發光,且放射出白色光。從頻閃光源52射出的光通過光圈54,射入準直透鏡56。光圈54調節從頻閃光源52射入準直透鏡56的光的量,準直透鏡56則將通過光圈54的光轉為平行光。
相對準直透鏡56而在光圈54的相反側設有反射鏡58。從準直透鏡56射出的光在反射鏡58反射,往二向分光鏡42行進。
在反射鏡58與二向分光鏡42之間設有分光器60。分光器60以上述狀態使在反射鏡58反射的光的一部分穿透二向分光鏡42。穿透二向分光鏡42的光經過聚光透鏡32b而照射至晶圓11的正面11a側。
接著,從晶圓11的正面11a側反射的光穿透二向分光鏡42,其一部分在分光器60反射,引導至第2照相機單元(攝像單元)62。
第2照相機單元62包含具有像差修正透鏡64a及成像透鏡64a的組透鏡64。組透鏡64將來自分光器60的入射光導入由CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金氧半導體)或CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合元件)影像感測器等構成的攝像元件66。
接著,經過位在攝像元件66的光電轉換,形成用於構成圖像的資訊(電訊號)。此構成圖像的資訊會被輸出至後述的控制單元70。在此,利用圖3說明攝像元件66接受的光。
圖3為說明晶圓11攝像的時序圖。橫軸為時間(μs)。以上述狀態,雷射光束照射單元32的重複頻率為50kHz的情形時,1束的脈衝的雷射光束L每20μs會照射至晶圓11。在圖3中,表示雷射光束L的脈衝附上Ls。
又,頻閃光源52在與雷射光束L的照射時序相異的時序照射至晶圓11。本例的頻閃光是以預定的時序(圖3中,時間為50μs)照射至晶圓11,之後再以每100μs照射至晶圓11。在圖3中,表示頻閃光的脈衝附上St。
在第2照相機單元設有快門(未圖示),且適宜控制快門的開關時序,藉此調整拍攝的時序、拍攝時間等。在本例中,在以預定時序即將發出頻閃光之前開啟快門,例如,以50μs以上70μs以下的預定時間,將快門設在開狀態而在攝像元件66捕獲光,藉此進行拍攝。再者,圖3中拍攝時間以t表示。
藉由第2照相機單元62,取得包含因雷射光束L對晶圓11的一部分進行燒蝕加工而在雷射光束L的被照射區域產生的光(電漿光)的圖像。再者,在該圖像中也含有利用頻閃光照射的分割預定線13及其周圍(例如後述的鍵入圖案)。在此狀態,在晶圓11的加工中以預定時序取得包含雷射光束L的被照射區域的發光、頻閃光的反射光等的圖像。
在此,返回圖1,說明雷射加工裝置2的其他構成要件。雷射加工裝置2具備控制單元70。控制單元70是以適當地加工晶圓11的方式,控制水平移動機構8、雷射光束照射單元32、第1照相機單元34等的各構成要件的運作。
控制單元70例如為電腦,且具有透過主控制器而相互連接的CPU、ROM、RAM、硬式磁碟機、輸入輸出裝置等。CPU基於ROM、RAM、硬式磁碟機等的記憶部分中儲存的程式、資料等進行運算處理。
藉由CPU讀取記憶部分中儲存的程式,控制單元70發揮軟體及硬體資源協同運作的具體手段的功能。控制單元70具有檢測部72。檢測部72例如是由記憶部分中儲存的程式構成。
檢測部72例如為對利用第2照相機單元62得到的圖像進行邊緣檢測處理的圖像處理部。檢測部72除了進行測量對象在預定方向的長度測量,也進測量對象在邊緣的座標計算等。因此,圖像中雷射光束L的被照射區域25(參考圖7)的尺寸及位置至少任一者會被檢測部72檢測。
被照射區域25在利用第2照相機單元62取得的圖像中是比其他區域明亮的區域。再者,在取得的圖像的明暗會反轉的情形時,有時被照射區域25會變暗顯示,但即使在此情況也不會妨礙確定被照射區域25。
控制單元70更具有計算部74。計算部74例如是由記憶部分中儲存的程式構成。計算部74遵循預先設定的函數,對晶圓11中不同的多個區域計算出利用檢測部72檢測出的被照射區域25的尺寸及位置至少任一者的偏差。
在雷射加工裝置2設有顯示器(未圖示)。顯示器例如為觸控螢幕式的顯示器。顯示器發揮接收來自操作員的輸入的輸入部、以及顯示加工條件、加工結果等的顯示部的功能。
再者,顯示器在雷射加工裝置2產生異常的情形時,設定成顯示異常發生等的警告的狀態。又,在雷射加工裝置2設有揚聲器及警告燈(皆未圖示),在雷射加工裝置2發生異常的情形時,設定成揚聲器發出警報音並且警告燈閃爍。
接著,說明使用加工裝置2對晶圓11進行燒蝕加工的雷射加工方法。圖4為雷射加工方法的流程圖。在第1實施方式的加工方法中,首先,以露出正面11a側的態樣將晶圓單元21載置於保持面6a。
接著,使吸引源運作,將背面11b側保持在保持面6a(保持步驟(S10))。圖5為表示保持步驟(S10)的晶圓11等的局部剖面側視圖。
接著,將卡盤台6定位於聚光器32a的正下方,使用第1照相機單元34進行對準,使旋轉驅動源及水平移動機構8運作而將1條分割預定線13定位成與X軸平行。
然後,將雷射光束L的聚光點定位在正面11a側的1條分割預定線13,在此狀態以預定的加工進給速度(例如100mm/s)使卡盤台6在X軸方向上移動。
藉此,在正面11a側雷射光束L會沿著聚光點的移動路徑進行照射,晶圓11則沿著1條分割預定線13被燒蝕加工(加工步驟(S20))。圖6為表示加工步驟(S20)的晶圓11等的局部剖面側視圖。
在本實施方式中,以加工步驟中(S20)的預定時序,使用第2照相機單元拍攝正面11a側。例如,對每1條分割預定線13拍攝正面11a側1次。藉此拍攝被雷射光束L照射的表面11a側的被照射區域25,並取得圖像(攝像步驟(S30))。
圖7為攝像步驟(S30)中得到的圖像的例子。在此例子中,雖然顯示了與聚光點的移動路徑對應的加工痕23,但會因拍攝的方法也可不一定要表示加工痕23。
在圖像的大致中央存在相對明亮顯示的雷射光束L的被照射區域25。因雷射光束L的照射而產生的電漿發光區域的範圍會與雷射光束L的被照射區域25的範圍對應。
本例中被照射區域25的Y軸方向的寬度比X軸方向的寬度要長(亦即細長的區域)。在本實施方式中,檢測部72檢測被照射區域25的尺寸及位置至少任一者(檢測步驟(S40))。
又,沿著1條分割預定線13照射雷射光束L後,使用水平移動機構8使卡盤台6在Y軸方向上移動。藉此,將聚光器32a定位在相對1條分割預定線13而在Y軸方向相鄰的另1條分割預定線13的正上方。
然後,同樣地進行加工步驟(S20)、攝像步驟(S30)及檢測步驟(S40)。如此一來,對沿著X軸方向的所有分割預定線13進行加工步驟(S20)、攝像步驟(S30)及檢測步驟(S40)之後,運作旋轉驅動源使卡盤台6旋轉90度。
然後,同樣地,對沿著X軸方向的所有分割預定線13進行加工步驟(S20)、攝像步驟(S30)及檢測步驟(S40)。如此一來,對晶圓11中不同的多個區域重複進行加工步驟(S20)中的攝像步驟(S30)及檢測步驟(S40)。
計算部74計算出各檢測步驟(S40)中檢測出的被照射區域25的尺寸及位置至少任一者的偏差(計算步驟(S50))。再者,進行計算步驟(S50)的時序是依照被加工物的種類、加工條件等而適當設定。首先,說明在計算步驟(S50)中算出被照射區域25的尺寸偏差的例子。
圖8為表示被照射區域25的尺寸的偏差的圖。橫軸為取得被照射區域25的順序,並對應從加工開始的經過時間。縱軸為在加工中與分割預定線13的長度方向正交的方向(即,Y軸方向)上被照射區域25其長度方向的長短,即為尺寸(μm)
在本例中,每當對20個被照射區域25測量每個被照射區域25其長度方向的尺寸(以下,被照射區域25的尺寸)時,計算出標準偏差s。標準偏差s是以下述的數學式1表示。
在此,i及n為自然數,i表示取得的被照射區域25的順序,n表示取得的被照射區域25的合計數。x為第i個取得的被照射區域25的尺寸。又,在x的上部附有一橫的文字是x1
至xn
的平均值。
在本例中,n=20的情形時,s=0.19。又,n=40的情形時,s=0.21;n=60的情形時,s=0.28。如此,本例的標準偏差s會隨著持續測量而逐漸增加。也就是說,隨著加工時間的經過,被照射區域25的尺寸的偏差會變大。
在計算步驟(S50)中,由於是定量地評價被照射區域25的形狀的偏差,因此操作員變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。藉此可防止漏看雷射加工的異常,並可防止加工品質的惡化。再者,被照射區域25的尺寸的偏差(即,圖8所示的圖)也可在雷射加工裝置2的顯示器顯示。
隨著加工時間的經過,由於被照射區域25的尺寸的偏差會有變大的傾向,因此可預先設定偏差的闕值。在此情況,計算步驟(S50)中計算出的被照射區域25的尺寸的偏差若超過預先設定的闕值時,雷射加工裝置2會發出警告顯示、警告音、燈的閃爍等的警告(警告步驟(S60))。
藉此,操作員能夠明確地掌握雷射加工裝置2異常的發生。在從雷射加工裝置2發出警告的情況時,操作員使雷射加工裝置2的運作停止,實施搶救(例如,去除聚光器32a上附著的碎屑)。更較佳地確定發生異常的原因。
接著,說明在計算步驟(S50)中計算出被照射區域25的尺寸偏差的例子。圖9(A)為分割預定線13的中心線13a與被照射區域25的中心線25a一致時的圖像的例子。
再者,分割預定線13的中心線13a例如是基於俯視元件15時設在元件15的角落部的具有預定幾何學形狀的金屬等的圖案(亦即,鍵入圖案27),而由檢測部72檢測。
圖9(B)為分割預定線13的中心線13a與被照射區域25的中心線25a不一致時的圖像的例子。圖9(B)所示的中心線25a的Y座標與中心線13a的Y座標在Y軸方向上錯開距離d。
也對於中心線25a的Y座標,計算部74利用數學式1計算出標準偏差s。但是,是用表示中心線25a的Y座標的yi
來取代數學式1的xi
,且用y1
至yn
的平均值來取代x1
至xn
的平均值。
如此一來,在計算步驟(S50)中,由於是定量地評價被照射區域25的位置(即,中心線25a的Y座標)的偏差,因此操作員變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。藉此可防止漏看雷射加工的異常,並可防止加工品質的惡化。再者,計算步驟(S50)中得到的被照射區域25的位置的偏差也可顯示在雷射加工裝置2的顯示器。
又,可預先設定被照射區域25的位置的偏差的闕值。在此情況,計算步驟(S50)中計算出的被照射區域25的位置的偏差若超過預先設定的闕值時,雷射加工裝置2會發出警告顯示、警告音、燈的閃爍等的警告(警告步驟(S60))。
藉此,操作員能夠明確地掌握雷射加工裝置2異常的發生。再者,在計算步驟(S50)及警告步驟中(S60),可利用被照射區域25的尺寸的偏差及被照射區域25的位置的偏差的兩者或其中一者。
在上述第1實施方式中,對每1條分割預定線13進行1次拍攝,檢測出1個被照射區域25。然而,也可對每1條分割預定線13進行1次拍攝,對每1條分割預定線13檢測出多個被照射區域25。圖10為第2實施方式的具有2個被照射區域25的圖像的例子。
在第2實施方式中,在1條分割預定線13中對不同的2個位置同時照射雷射光束L,檢測出2個被照射區域25。例如,使從雷射光束照射單元32射出的雷射光束L分歧為2束,藉此可對1條分割預定線13中不同的2個位置同時進行雷射加工。
在第2實施方式中,也是進行保持步驟(S10)至警告步驟(S60),藉此定量地評價被照射區域25的尺寸及位置至少一者的偏差。因此,操作員變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。藉此可防止漏看雷射加工的異常,並可防止加工品質的惡化。
接著,說明第3實施方式。在第3實施方式中,對每1片晶圓11進行加工步驟(S20)中的攝像步驟(S30)及檢測步驟(S40)1次。但是,對多個晶圓11進行此加工步驟(S20)中的攝像步驟(S30)及檢測步驟(S40),藉此在計算步驟(S50)中計算出被照射區域25的尺寸及位置至少任一者的偏差。
在第3實施方式中,操作員也變得容易察覺雷射加工中非暫時性的異常。藉此可防止漏看雷射加工的異常,並可防止加工品質的惡化。
此外,上述實施方式的構造、方法等可在不脫離本發明目的的範圍內適當變更並加以實施。例如,計算步驟(S50)中使用的偏差的指標並不限定於標準偏差s。可使用將標準偏差s平方而得的變異數、或者其他指標。
11:晶圓(被加工物)
11a:正面(上表面)
11b:背面
13:分割預定線
13a:中心線
15:元件
17:框架
19:保護膠膜
21:晶圓單元
23:加工痕
25:被照射區域
25a:中心線
27:鍵入圖案
2:雷射加工裝置
4:基台
6:卡盤台(保持台)
6a:保持面
6b:夾具單元
8:水平移動機構(加工進給手段、分度進給手段)
10:X軸導軌
12:X軸移動台
14:X軸滾珠螺桿
16:X軸脈衝馬達
18:Y軸導軌
20:Y軸移動台
22:Y軸滾珠螺桿
24:Y軸脈衝馬達
26:工作台安裝件
28:蓋體
30:支撐構造
30a:柱部
30b:臂部
32:雷射光束照射單元
32a:聚光器
32b:聚光透鏡
34:第1照相機單元
36:雷射光束生成部
38:雷射振盪器
40:重複頻率設定部
42:二向分光鏡
50:頻閃光照射部
52:頻閃光源
54:光圈
56:準直透鏡
58:反射鏡
60:分光器
62:第2照相機單元(攝像單元)
64:組透鏡
64a:像差修正透鏡
64b:成像透鏡
66:攝像元件
70:控制單元
72:檢測部
74:計算部
L:雷射光束
d:距離
圖1為雷射加工裝置的立體圖。
圖2為表示雷射光束照射單元的構成例的圖。
圖3為說明晶圓攝像的時序圖。
圖4為雷射加工方法的流程圖。
圖5為表示保持步驟的晶圓等的局部剖面側視圖。
圖6為表示加工步驟的晶圓等的局部剖面側視圖。
圖7為攝像步驟中得到的圖像的例子。
圖8為表示被照射區域的尺寸的偏差的圖。
圖9(A)為分割預定線的中心線與被照射區域的中心線一致時的圖像的例子,圖9(B)為分割預定線的中心線與被照射區域的中心線不一致時的圖像的例子。
圖10為第2實施方式的具有2個被照射區域的圖像的例子。
S10:保持步驟
S20:加工步驟
S30:攝像步驟
S40:檢測步驟
S50:計算步驟
S60:警告步驟
Claims (3)
- 一種雷射加工方法,是將具有由被加工物所吸收的波長的脈衝態的雷射光束照射至該被加工物而對該被加工物進行加工,其特徵在於,該雷射加工方法具備: 保持步驟,以保持台保持該被加工物; 加工步驟,對該保持台所保持的該被加工物的上表面側照射該雷射光束而對該被加工物進行加工; 攝像步驟,在該加工步驟中於預定時序拍攝該被加工物的該上表面側,取得該雷射光束照射的該上表面側的被照射區域已被拍攝的圖像; 檢測步驟,在該攝像步驟取得的圖像中檢測作為比其他區域明亮的區域的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者;以及 計算步驟,對該被加工物中不同的多個區域重複進行該加工步驟中的該攝像步驟及該檢測步驟,或者對多個該被加工物的每一個進行該加工步驟中的該攝像步驟及該檢測步驟,計算出各檢測步驟中檢測出的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差。
- 如請求項1之雷射加工方法,其中, 進一步具備:警告步驟,在該計算步驟中計算出的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差超過預先設定的闕值時,發出警告。
- 一種雷射加工裝置,將具有由被加工物所吸收的波長的脈衝態的雷射光束照射至該被加工物而對該被加工物進行加工,其特徵在於,該雷射加工裝置具備: 保持台,保持該被加工物; 攝像單元,拍攝該保持台所保持的該被加工物; 雷射光束照射單元,照射該雷射光束; 檢測部,在對該保持台所保持的該被加工物的上表面側照射來自該雷射照射單元的該雷射光束而藉此加工該被加工物的預定時序時,利用該攝像單元拍攝被該雷射光束照射的該上表面側的被照射區域所得到的圖像中檢測作為比其他區域明亮的區域的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者;以及 計算部,計算出利用該檢測部檢測出的該被照射區域的尺寸及位置至少任一者的偏差。
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