TWI522600B - Method of spot shape detection for laser light - Google Patents

Method of spot shape detection for laser light Download PDF

Info

Publication number
TWI522600B
TWI522600B TW101120671A TW101120671A TWI522600B TW I522600 B TWI522600 B TW I522600B TW 101120671 A TW101120671 A TW 101120671A TW 101120671 A TW101120671 A TW 101120671A TW I522600 B TWI522600 B TW I522600B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
detecting
axis direction
laser beam
light intensity
light
Prior art date
Application number
TW101120671A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201305539A (zh
Inventor
Keiji Nomaru
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of TW201305539A publication Critical patent/TW201305539A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI522600B publication Critical patent/TWI522600B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/705—Beam measuring device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/58—Photometry, e.g. photographic exposure meter using luminescence generated by light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Description

雷射光線之光點形狀檢測方法 發明領域
本發明係關於一種檢測自雷射加工裝置之雷射光線振盪機構振盪且藉由聚光器聚光之雷射光線之光點形狀的雷射光線之光點形狀檢測方法。
發明背景
於半導體元件製造步驟中，藉由以格子狀形成於大致圓板形狀之半導體晶圓之表面之分割預定線而劃分複數個區域，且於該經劃分之區域內形成積體電路(Integrated Circuit，IC)、大型積體電路(Large-scale Integration，LSI)等元件。藉由將以此方式形成之半導體晶圓沿分割預定線切斷而分割形成有元件之區域，從而製造各個元件。又，藉由將於藍寶石基板或碳化矽基板之表面積層有氮化鎵系化合物半導體等之光學元件晶圓亦沿分割預定線切斷，而分割為各個發光二極體、雷射二極體等光學元件，並廣泛利用於電氣設備。
作為前述沿分割預定線分割晶圓之方法，提出有如下方法：藉由沿著分割預定線照射對晶圓具有吸收性之波長之脈衝雷射光線，而形成成為斷裂之起點之雷射加工槽，且藉由沿著形成有成為該斷裂之起點之雷射加工槽的分割預定線賦予外力，而將晶圓割斷(例如，參考專利文獻1)。
又，作為前述沿分割預定線分割晶圓之方法，亦嘗試 如下雷射加工方法：使用對晶圓具有穿透性之波長之脈衝雷射光線，使聚光點集中於應分割之區域之內部而照射脈衝雷射光線。使用該雷射加工方法之分割方法係使聚光點自晶圓之一面側集中於內部而照射對晶圓具有穿透性之波長之脈衝雷射光線，從而於晶圓之內部沿著界道(street)連續地形成改質層，且沿著因形成該改質層而導致強度下降之界道施加外力，藉此使晶圓斷裂而將其分割(例如，參照專利文獻2)。
然而，由於使雷射光線聚光之聚光器係由組合多個凸透鏡與凹透鏡而成之組合透鏡構成，又，自雷射振盪器至聚光器為止之光學系統中產生失真，故而聚光光點形狀未必會以圓形等所期望之形狀聚光。判定出雷射光線之聚光光點形狀及聚光點之大小會對加工品質造成影響，因此，檢測對晶圓等被加工物照射之雷射光線之光點形狀及聚光點之大小。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-305420號公報
[專利文獻2]日本專利第3408805號公報
[發明概要]
因而，對晶圓等被加工物照射之雷射光線之光點形狀及聚光點位置之檢測係實施例如將雷射光線 之光點定位於毛玻璃上，且藉由CCD相機自背側拍攝光點的方法，然而，其存在有因毛玻璃之散射光而導致無法檢測出準確之光點形狀及聚光點位置之問題。
本發明係鑒於前述實際情況而完成者，其主要技術性課題在於提供一種可準確地檢測出雷射光線之光點形狀及聚光點位置(焦點距離)之雷射光線之光點形狀檢測方法。
為了解決前述主要之技術課題，根據本發明，提供一種雷射光線之光點形狀檢測方法，其係檢測由雷射光線振盪機構振盪且藉由聚光器聚光之雷射光線之光點形狀者，其特徵在於包括：檢測基板保持步驟，其係將檢測基板保持於構成為可沿X軸方向及Y軸方向移動之平臺，該檢測基板包含由若照射雷射光線則發光之微小粒子所構成之發光體；雷射光線照射步驟，其係將由該雷射光線振盪機構振盪且無法對該檢測基板及該發光體進行加工之第1輸出之雷射光線藉由該聚光器聚光而照射至保持於該平臺之該檢測基板之該發光體所處之區域；光強度檢測步驟，其係於對保持於該平臺之該檢測基板之該發光體所處之區域照射有雷射光線之狀態下，使該平臺相對於該聚光器沿X軸方向及Y軸方向相對移動，並且藉由光檢測器檢測由該發光體發出之光之光強度；光強度圖製成步驟，其係製成於該光強度檢測步驟中所檢測出之該發光體之x,y座標值上的光強度圖；以及光點形狀圖像形成步驟，其係將該聚 光器定位於與該平臺保持面垂直之Z軸方向上之複數個檢測位置而實施該光強度檢測步驟及該光強度圖製成步驟，且基於該光強度圖製成步驟中所製成之複數個光強度圖而製成雷射光線之光點形狀圖像。
較佳為前述發光體之粒徑係設定為30~100nm。又，較為理想的是前述發光體係使用單一螢光粒子。
於本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中，由於包括如下步驟，故而可基於光強度圖求出光點之邊界部即輪廓(光點形狀)，前述步驟如下：檢測基板保持步驟，其係將檢測基板保持於構成為可沿X軸方向及Y軸方向移動之平臺之保持面，該檢測基板包含由若照射雷射光線則發光之微小粒子所構成之發光體；雷射光線照射步驟，其係將由雷射光線振盪機構振盪且無法對檢測基板及發光體進行加工之第1輸出之雷射光線藉由聚光器聚光而照射至保持於平臺之該檢測基板之發光體所處之區域；光強度檢測步驟，其係於對保持於平臺之檢測基板之發光體所處之區域照射有雷射光線之狀態下，使平臺沿X軸方向及Y軸方向移動，並且藉由光檢測器檢測由發光體發出之光之光強度；以及光強度圖製成步驟，其係製成於光強度檢測步驟中所檢測出之發光體之x,y座標值上的光強度圖；且包括光點形狀圖像形成步驟，其係將聚光器定位於與平臺保持面垂直之Z軸方向上之複數個檢測位置而實施光強度檢測步驟及光強度圖製成步驟，且基於光強度圖製成步驟中所製成 之複數個光強度圖而製成雷射光線之光點形狀圖像。而且，聚光器之於與平臺保持面垂直之Z軸方向上之複數個檢測位置中所檢測出之光點的大小(面積)為最小之光點成為聚光點，從而可求出聚光點之大小(面積)，並且可準確地求出聚光器之焦點距離。
圖式簡單說明
第1圖係實施本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法之雷射加工裝置之立體圖。
第2圖係裝備於第1圖所示之雷射加工裝置中之雷射光線照射機構之方塊構成圖。
第3圖係可裝卸地安裝於構成第1圖所示之雷射加工裝置之夾盤台機構之支撐平臺的光檢測器之方塊構成圖。
第4圖係裝備於第1圖所示之雷射加工裝置中之控制機構之方塊構成圖。
第5圖係本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之檢測基板支撐步驟之說明圖。
第6圖係本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之光強度檢測步驟之說明圖。
第7圖係表示藉由本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之光強度圖製成步驟而製成之光強度圖之一例的圖。
第8圖係本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之光點形狀圖像形成步驟之說明圖。
用以實施發明之形態
以下，參照隨附圖式對本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法之較佳的實施形態進行詳細說明。
於第1圖中表示用以實施本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法之雷射加工裝置之立體圖。第1圖中所示之雷射加工裝置包括：靜止基台2；夾盤台機構3，其配設為可於該靜止基台2上沿以箭頭X表示之X軸方向移動且保持被測量物；雷射光線照射單元支撐機構4，其配設為可於靜止基台2上沿與前述X軸方向正交之以箭頭Y表示之Y軸方向移動；以及雷射光線照射單元5，其配設為可於該雷射光線照射單元支撐機構4上沿相對於X軸方向及Y軸方向垂直之以箭頭Z表示之Z軸方向移動。
前述夾盤台機構3包括：一對導軌31、31，其等係沿X軸方向平行地配設於靜止基台2上；第一滑塊32，其配設為可於該導軌31、31上沿X軸方向移動；第2滑塊33，其配設為可於該第1滑塊32上沿Y軸方向移動；支撐平臺35，其係藉由圓筒構件34而支撐於該第2滑塊33上；以及夾盤台36，其做為保持被加工物之保持機構。該夾盤台36具備由多孔性材料形成之吸附夾盤361，藉由未圖示之吸引機構將被測量物保持於吸附夾盤361之上表面即保持面上。以此方式構成之夾盤台36係藉由配設於圓筒構件34內之未圖示之脈衝馬達而旋轉。再者，於夾盤台36上配設有夾板362，該夾板362用以固定經由保護帶支撐被測量物之環狀之框架。
前述第1滑塊32係於其下表面設置有與前述一對導軌 31、31嵌合之一對被導引槽321、321，並且於其上表面設置有沿X軸方向平行地形成之一對導軌322、322。以此方式構成之第1滑塊32係構成為藉由使被導引槽321、321嵌合於一對導軌31、31，而可沿著一對導軌31、31於X軸方向上移動。圖示之實施形態中之夾盤台機構3具備用以使第1滑塊32沿著一對導軌31、31於X軸方向上移動之X軸方向移動機構37。X軸方向移動機構37包含平行地配設於前述一對導軌31與31之間之外螺紋桿371、及用以旋轉驅動該外螺紋桿371之脈衝馬達372等驅動源。外螺紋桿371之一端旋轉自如地由固定於前述靜止基台2上之軸承塊373支撐，其另一端與前述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。再者，外螺紋桿371與突出設置於第1滑塊32之中央部下表面之未圖示之內螺紋塊中所形成之貫通內螺紋孔螺合。因此，藉由利用脈衝馬達372正轉及反轉驅動外螺紋桿371，而使第一滑塊32沿著導軌31、31於X軸方向上移動。
圖示之實施形態中之雷射加工裝置包含用以檢測前述夾盤台36之移動位置之X軸方向位置檢測機構374。X軸方向位置檢測機構374由沿導軌31配設之線性標度尺374a、及配設於第1滑塊32上且與第1滑塊32一併沿線性標度尺374a移動之讀頭374b構成。該X軸方向位置檢測機構374之讀頭374b於圖示之實施形態中每0.1μm則將1脈衝之脈衝信號發送至下述控制機構。繼而，下述控制機構計算所輸入之脈衝信號，藉此檢測夾盤台36之X軸方向移動位置。
前述第2滑塊33係構成為於其下表面設置有與設置於 前述第1滑塊32之上表面之一對導軌322、322嵌合之一對被導引槽331、331，藉由使該被導引槽331、331嵌合於一對導軌322、322，而可沿Y軸方向移動。圖示之實施形態中之夾盤台機構3具備用以使第2滑塊33沿著設置於第1滑塊32上之一對導軌322、322於Y軸方向上移動之第1Y軸方向移動機構38。第1Y軸方向移動機構38包含平行地配設於前述一對導軌322與322之間之外螺紋桿381、及用以旋轉驅動該外螺紋桿381之脈衝馬達382等驅動源。外螺紋桿381之一端係旋轉自如地由固定於前述第1滑塊32之上表面之軸承塊383支撐，其另一端與前述脈衝馬達382之輸出軸傳動連結。再者，外螺紋桿381與突出設置於第2滑塊33之中央部下表面之未圖示之內螺紋塊中所形成之貫通內螺紋孔螺合。因此，藉由利用脈衝馬達382正轉及反轉驅動外螺紋桿381，而使第2滑塊33沿著導軌322、322於Y軸方向上移動。
圖示之實施形態中之雷射加工裝置包含用以檢測前述第2滑塊33之Y軸方向移動位置之Y軸方向移動位置檢測機構384。Y軸方向移動位置檢測機構384由沿導軌322配設之線性標度尺384a、及配設於第2滑塊33上且與第2滑塊33一併沿線性標度尺384a移動之讀頭384b構成。該Y軸方向移動位置檢測機構384之讀頭384b於圖示之實施形態中每0.1μm則將1脈衝之脈衝信號發送至下述控制機構。繼而，下述控制機構計算所輸入之脈衝信號，藉此檢測夾盤台36之分度進給位置。
前述雷射光線照射單元支撐機構4包括：一對導軌 41、41，其等係沿Y軸方向平行地配設於靜止基台2上；及可動支撐基台42，其配設為可於該導軌41、41上沿Y軸方向移動。該可動支撐基台42，由配設於導軌41、41上且可移動之移動支撐部421、及安裝於該移動支撐部421上之安裝部422構成。安裝部422之一側面上平行地設置有沿Z軸方向延伸之一對導軌423、423。圖示之實施形態中之測量單元支撐機構4具備用以使可動支撐基台42沿著一對導軌41、41於Y軸方向上移動之第2Y軸方向移動機構43。第2Y軸方向移動機構43包含平行地配設於前述一對導軌41、41之間之外螺紋桿431、及用以旋轉驅動該外螺紋桿431之脈衝馬達432等驅動源。外螺紋桿431之一端係旋轉自如地由固定於前述靜止基台2之未圖示之軸承塊支撐，其另一端與前述脈衝馬達432之輸出軸傳動連結。再者，外螺紋桿431與突出設置於構成可動支撐基台42之移動支撐部421之中央部下表面的未圖示之內螺紋塊中所形成之內螺紋孔螺合。因此，藉由利用脈衝馬達432正轉及反轉驅動外螺紋桿431，而使可動支撐基台42沿著導軌41、41於Y軸方向上移動.
雷射光線照射單元5包括單元座51、與安裝於該單元座51上之雷射光線照射機構52。單元座51上設置有可滑動地與設置於前述安裝部422之一對導軌423、423嵌合之一對被導引槽511、511，藉由使該被導引槽511、511嵌合於前述導軌423、423，而使單元座51可沿Z軸方向移動地受到支撐。
雷射光線照射機構52包含固定於前述單元座51上且實質上水平地延伸之圓筒形狀之套管521。於套管521內，如第2圖所示般配設有雷射光線振盪機構522與輸出調整機構523。該雷射光線振盪機構522及輸出調整機構523由下述控制機構控制。又，雷射光線照射機構52具備聚光器524，該聚光器524使自前述雷射光線振盪機構522振盪且藉由輸出調整機構523調整輸出後之雷射光線聚光並照射至保持於夾盤台36之被加工物。該聚光器524係由組合多個凸透鏡與凹透鏡所得之組合透鏡構成，且安裝於前述套管521之前端部。
若返回至第1圖繼續進行說明，於構成雷射光線照射機構52之套管521之前端部配設有攝像機構55，該攝像機構55檢測應藉由自前述聚光器524照射之雷射光線進行雷射加工之加工區域。該攝像機構55包括對被加工物進行照明之照明機構、捕獲由該照明機構照明之區域之光學系統、及對藉由該光學系統所捕獲到之圖像進行攝像之攝像元件(CCD)等，並將所攝像之圖像資料發送至未圖示之控制機構。
若參照第1圖繼續進行說明，則雷射光線照射單元5具備用以使單元座51沿著一對導軌423、423於Z軸方向上移動之Z軸方向移動機構53。Z軸方向移動機構53與前述X軸方向移動機構37或第1Y軸方向移動機構38及第2Y軸方向移動機構43同樣地，包含配設於一對導軌423、423之間之外螺紋桿(未圖示)、及用以旋轉驅動該外螺紋桿之脈衝馬達532等驅動源，且藉由利用脈衝馬達532正轉及反轉驅動未 圖示之外螺紋桿，而使單元座51與雷射光線照射機構52沿著一對導軌423、423於Z軸方向上移動。
雷射光線照射單元5具備用以檢測雷射光線照射機構52之Z軸方向位置之Z軸方向位置檢測機構54。Z軸方向位置檢測機構54由與前述導軌423、423平行地配設之線性標度尺54a、及安裝於前述單元座51上且與單元座51一併沿線性標度尺54a移動之讀頭57b構成。該Z軸方向位置檢測機構54之讀頭54b於圖示之實施形態中每0.1μm則將1脈衝之脈衝信號發送至下述控制機構。又，雷射光線照射單元5包含攝像機構55，該攝像機構55係配設於單元外殼52之前端部且對下述被測量物之測量區域進行攝像。該攝像機構55將所攝像之圖像信號發送至下述控制機構。
圖示之實施形態中之雷射加工裝置係構成為於構成前述夾盤台機構3之支撐平臺35上可裝卸地安裝有光檢測器6。該光檢測器6如第3圖所示般由如下構件構成：帶通濾波器61，其僅使保持於構成夾盤台機構3之夾盤台36之下述檢測基板上所保持之發光體發出之光之波長穿透；成像透鏡62，其使穿透該帶通濾波器61之光成像；以及光電倍增管63，其接收藉由該成像透鏡62而成像之光並輸出光強度信號。以此方式構成之光檢測器6接收保持於夾盤台36之下述檢測基板上所固定之發光體發出之光，並將與所接收之光之強度相對應之電壓信號發送至下述控制機構。
圖示之實施形態中之雷射加工裝置具備第4圖中所示之控制機構7。控制機構7係由電腦構成，且包括按照控制 程式進行運算處理之中央處理裝置(Central Processing Unit，CPU)71、存儲控制程式等之唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)72、存儲運算結果等之可讀寫之隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)73、計數器74、輸入介面75及輸出介面76。對控制機構7之輸入介面75輸入來自前述X軸方向位置檢測機構374、Y軸方向移動量檢測機構384、攝像機構524、及光檢測器6等之檢測信號。而且，自控制機構7之輸出介面76向前述脈衝馬達372、脈衝馬達382、脈衝馬達432、脈衝馬達532、雷射光線振盪機構522、輸出調整機構523、顯示機構70等輸出控制信號。
圖示之實施形態中之雷射加工裝置係如上所述般構成，以下對其作用進行說明。為了檢測自前述雷射加工裝置中之雷射光線照射機構52之聚光器524照射之雷射光線之光點形狀，而如第5圖所示般於安裝於環狀之框架F上之膠帶T之表面黏著檢測基板8(檢測基板支撐步驟)。檢測基板8於圖示之實施形態中係由玻璃基板形成為圓形，於其表面(上表面)之中心部固定有若對其照射雷射光線則發光之發光體9。發光體9係使用粒徑為30~100nm之單一螢光粒子。作為此種單一螢光粒子，可使用螢光二氧化矽奈米粒子。
實施前述檢測基板支撐步驟後，於前述第1圖中所示之雷射加工裝置之夾盤台36上載置黏著有檢測基板8之膠帶T。繼而，藉由使未圖示之吸引機構作動，而經由膠帶T將檢測基板8吸引保持於夾盤台36上(檢測基板保持步驟)。如 此，安裝有黏著著檢測基板8之膠帶T的環狀之框架F由配設於夾盤台36之夾板362固定。如此，經由膠帶T而吸引保持有檢測基板8之夾盤台36係使X軸方向移動機構37及第1Y軸方向移動機構38作動而將夾盤台36之中心位置定位於雷射光線照射機構52之聚光器524之正下方。
於將夾盤台36之中心位置定位於雷射光線照射機構52之聚光器524之正下方後，使雷射光線照射機構52作動而自聚光器524向保持於夾盤台36之檢測基板8上所固定之發光體9所處之區域照射雷射光線。以此方式進行照射之雷射光線係設定為無法對檢測基板8及發光體9進行加工之第1輸出(例如0.01W)(雷射光線照射步驟)。
其次，使Z軸方向移動機構53作動而使雷射光線照射機構52之聚光器524沿Z軸方向移動，從而將藉由聚光器524聚光之雷射光線之聚光點定位於設計值自保持於夾盤台36之檢測基板8之表面(上表面)高出特定量之第1檢測位置(Z1)。繼而，實施光強度檢測步驟，該光強度檢測步驟係於對保持於夾盤台36之檢測基板8上所固定之發光體9所處之區域照射有雷射光線之狀態下，使夾盤台36沿X軸方向及Y軸方向移動，並且藉由光檢測器6檢測發光體9所發出之光之光強度。參照第6圖對該光強度檢測步驟進行說明。於第6圖中，以誇張之狀態表示自雷射光線照射機構52之聚光器524對檢測基板8照射之雷射光線之光點S、及固定於檢測基板8之發光體9。即，控制機構7使X軸方向移動機構37及第1Y軸方向移動機構38作動而使夾盤台36沿X軸方向及Y軸 方向移動，並且基於來自X軸方向位置檢測機構374及Y軸方向移動位置檢測機構384之檢測信號而將保持於夾盤台36之檢測基板8上所固定之發光體9定位於例如(x1,y1)之座標值。繼而，使X軸方向移動機構37作動而使夾盤台36移動至(xn,y1)之座標值。該夾盤台36之移動係發光體9自不存在雷射光線之光點S之區域起通過光點S所處之區域而到達至不存在光點S之區域。以此方式移動之發光體9於不存在雷射光線之光點S之區域內，由於未照射雷射光線，故而其不發光，於存在光點S之區域內，由於照射雷射光線，故而其以較高之光強度發光。而且，由於在光點S之邊界部局部地照射雷射光線，故而發光體9以相對較低之光強度發光。如此於發光體9移動時，光檢測器6接收發光體9所發出之光，並將該光強度信號發送至控制機構7。控制機構7基於來自光檢測器6之光強度信號與來自X軸方向移動位置檢測機構374及Y軸方向移動位置檢測機構384之檢測信號將與每0.1μm之座標值相對應之光強度存儲至隨機存取記憶體(RAM)73。
如上所述，於自(x1,y1)座標值掃描至(xn,y1)座標值後，使X軸方向移動機構37及第1Y軸方向移動機構38作動而使夾盤台36沿X軸方向及Y軸方向移動，並且基於來自X軸方向位置檢測機構374及Y軸方向移動位置檢測機構384之檢測信號將保持於夾盤台36之檢測基板8上所固定之發光體9定位於例如(x1,y2)之座標值。繼而，使X軸方向移動機構37作動而使夾盤台36移動至(xn,y2)之座標值。如此於發光體9 移動時，光檢測器6如上所述般接收發光體9所發出之光，並將該光強度信號發送至控制機構7。控制機構7基於來自光檢測器6之光強度信號與來自X軸方向移動位置檢測機構374及Y軸方向移動位置檢測機構384之檢測信號將與每0.1μm之座標值相對應之光強度存儲至隨機存取記憶體(RAM)73。其次，控制機構7自(x1,y3)座標值掃描至(xn,y3)座標值，之後依序自(x1,yn)座標值掃描至(xn,yn)座標值，並將藉由光檢測器6所檢測出之各(x,y)座標值上之發光體9所發出之光之光強度存儲至隨機存取記憶體(RAM)73。
於如上所述般實施第1檢測位置(Z1)上之(x1,y1)座標值至(xn,yn)座標值為止之光強度檢測步驟後，控制機構7基於隨機存取記憶體(RAM)73中所存儲之各(x,y)座標值上之發光體9所發出之光之光強度，例如，如第7圖所示般製成第1檢測位置(Z1)之各(x,y)座標值上之光強度圖，並存儲至隨機存取記憶體(RAM)73(光強度圖製成步驟)。
於如上所述般實施第1檢測位置(Z1)上之光強度檢測步驟及光強度圖製成步驟後，控制機構7使Z軸方向移動機構53作動而使雷射光線照射機構52之聚光器524沿Z軸方向下降0.1μm，從而將聚光器524定位於第2檢測位置(Z2)。繼而，於第2檢測位置(Z2)上，實施前述光強度檢測步驟及光強度圖製成步驟。之後，使Z軸方向移動機構53作動而使雷射光線照射機構52之聚光器524沿Z軸方向以0.1μm為單位下降，從而於第3檢測位置(Z3)、第4檢測位置(Z4)、第5檢測位置(Z5)上分別實施前述光強度檢測步驟及光強度圖製 成步驟。
其次，控制機構7基於前述各檢測位置(Z1~Z5)上之光強度圖而製成雷射光線之光點形狀圖像(光點形狀圖像形成步驟)。於該光點形狀圖像形成步驟中，如上所述般由於在光點S之邊界部局部地照射雷射光線，故而發光體9以相對較低之光強度發光，因此可基於該相對較低之光強度之(x,y)座標值求出光點S之輪廓。於第8圖中表示藉由光點形狀圖像形成步驟而求出之各檢測位置(Z1~Z5)上之光點S之輪廓，該圖像係顯示於顯示機構70。因此，可基於顯示於顯示機構70之光點S之輪廓而確認光點形狀。再者，於第8圖中，在第3檢測位置(Z3)上光點S之大小(面積)最小。因此，第3檢測位置(Z3)上之光點S成為聚光點，從而可求出聚光點之大小(面積)，並且可準確地求出聚光器524之焦點距離。再者，於第8圖所示之實施形態中，第1檢測位置(Z1)及第2檢測位置(Z2)之圖像表示將聚光器524定位於高於焦點距離之位置之狀態，第4檢測位置(Z4)及第5檢測位置(Z5)之圖像表示將聚光器524定位於低於焦點距離之位置之狀態。再者，於在前述光點形狀圖像形成步驟中所製成之光點形狀與所設定之形狀不同之情形時，會對加工品質造成影響，故而更換聚光器或修正組合透鏡等光學系統。
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧夾盤台機構
4‧‧‧雷射光線照射單元支撐機構
5‧‧‧雷射光線照射單元
6‧‧‧光檢測器
7‧‧‧控制機構
8‧‧‧檢測基板
9‧‧‧發光體
31、41、322、423‧‧‧導軌
32‧‧‧第1滑塊
33‧‧‧第2滑塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧支撐平臺
36‧‧‧夾盤台
37‧‧‧X軸方向移動機構
38‧‧‧第1Y軸方向移動機構
42‧‧‧可動支撐基台
43‧‧‧第2Y軸方向移動機構
51‧‧‧單元座
52‧‧‧雷射光線照射機構
53‧‧‧Z軸方向移動機構
54‧‧‧Z軸方向位置檢測機構
54a、374a、384a‧‧‧線性標度尺
54b、374b、384b‧‧‧讀頭
55‧‧‧攝像機構
61‧‧‧帶通濾波器
62‧‧‧成像透鏡
63‧‧‧光電倍增管
70‧‧‧顯示機構
71‧‧‧中央處理裝置(CPU)
72‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
73‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
74‧‧‧計數器
75‧‧‧輸入介面
76‧‧‧輸出介面
321、331、511‧‧‧被導引槽
361‧‧‧吸附夾盤
371、381、431‧‧‧外螺紋桿
372、382、432、532‧‧‧脈衝馬達
373、383‧‧‧軸承塊
374‧‧‧X軸方向位置檢測機構
384‧‧‧Y軸方向移動量檢測機構
421‧‧‧移動支撐部
422‧‧‧安裝部
521‧‧‧套管
522‧‧‧雷射光線振盪機構
523‧‧‧輸出調整機構
524‧‧‧聚光器
F‧‧‧框架
T‧‧‧膠帶
S‧‧‧光點
X、Y、Z‧‧‧座標軸
Z1‧‧‧第1檢測位置
Z2‧‧‧第2檢測位置
Z3‧‧‧第3檢測位置
Z4‧‧‧第4檢測位置
Z5‧‧‧第5檢測位置
(x1,y1)、(x1,y2)、(x1,y3)、(x1,yn-1)、(x1,yn)、(xn,y1)、(xn,y2)、(xn,y3)、(xn,yn)‧‧‧座標值
第1圖係實施本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法之雷射加工裝置之立體圖。
第2圖係裝備於第1圖所示之雷射加工裝置中之雷射光 線照射機構之方塊構成圖。
第3圖係可裝卸地安裝於構成第1圖所示之雷射加工裝置之夾盤台機構之支撐平臺的光檢測器之方塊構成圖。
第4圖係裝備於第1圖所示之雷射加工裝置中之控制機構之方塊構成圖。
第5圖係本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之檢測基板支撐步驟之說明圖。
第6圖係本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之光強度檢測步驟之說明圖。
第7圖係表示藉由本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之光強度圖製成步驟而製成之光強度圖之一例的圖。
第8圖係本發明之雷射光線之光點形狀檢測方法中之光點形狀圖像形成步驟之說明圖。
9‧‧‧發光體
S‧‧‧光點
X、Y‧‧‧座標軸
(x1,y1),(x1,y2),(x1,y3),(x1,yn-1),(x1,yn),(xn,y1),(xn,y2),(xn,y3),(xn,yn)‧‧‧座標值

Claims (3)

  1. 一種雷射光線之光點形狀檢測方法，其係檢測由雷射光線振盪機構振盪且藉由聚光器聚光之雷射光線之光點形狀者，其特徵在於包括：檢測基板保持步驟，其係將檢測基板保持於可朝X軸方向及Y軸方向移動之平臺之保持面，且該檢測基板包含由照射雷射光線則發光之微小粒子所構成之發光體；雷射光線照射步驟，其係將由該雷射光線振盪機構振盪且無法對該檢測基板及該發光體進行加工之第1輸出之雷射光線藉由該聚光器聚光而照射至保持於該平臺之該檢測基板之該發光體所處之區域；光強度檢測步驟，其係於對保持於該平臺之該檢測基板之該發光體所處之區域照射了雷射光線之狀態下，使該平臺相對於該聚光器沿X軸方向及Y軸方向相對移動，並且藉由光檢測器檢測由該發光體發出之光之光強度；光強度圖製成步驟，其係製成該光強度檢測步驟中所檢測出之該發光體之x,y座標值上的光強度圖；以及光點形狀圖像形成步驟，其係將該聚光器定位於與該平臺保持面垂直之Z軸方向上之複數個檢測位置而實施該光強度檢測步驟及該光強度圖製成步驟，且基於該光強度圖製成步驟中所製成之複數個光強度圖而製成雷射光線之光點形狀圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射光線之光點形狀檢測方法，其中該發光體之粒徑係設定為30~100nm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之雷射光線之光點形狀檢測方法，其中該發光體係使用單一螢光粒子。
TW101120671A 2011-07-25 2012-06-08 Method of spot shape detection for laser light TWI522600B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011162089A JP5797963B2 (ja) 2011-07-25 2011-07-25 レーザー光線のスポット形状検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201305539A TW201305539A (zh) 2013-02-01
TWI522600B true TWI522600B (zh) 2016-02-21

Family

ID=47503310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101120671A TWI522600B (zh) 2011-07-25 2012-06-08 Method of spot shape detection for laser light

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9358637B2 (zh)
JP (1) JP5797963B2 (zh)
KR (1) KR101875232B1 (zh)
CN (1) CN102901461B (zh)
DE (1) DE102012212940A1 (zh)
TW (1) TWI522600B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5902490B2 (ja) * 2012-01-25 2016-04-13 株式会社ディスコ レーザー光線のスポット形状検出方法およびスポット形状検出装置
JP6148075B2 (ja) * 2013-05-31 2017-06-14 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN103499308B (zh) * 2013-09-26 2015-12-16 吉林大学 独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台
JP6064173B2 (ja) * 2013-10-09 2017-01-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ボンディング装置
JP6285784B2 (ja) * 2014-04-09 2018-02-28 株式会社ディスコ 高さ位置検出装置
JP6328521B2 (ja) 2014-08-18 2018-05-23 株式会社ディスコ レーザー光線のスポット形状検出方法
JP6433264B2 (ja) * 2014-11-27 2018-12-05 株式会社ディスコ 透過レーザービームの検出方法
JP6511331B2 (ja) * 2015-05-08 2019-05-15 日機装株式会社 光測定装置および光測定方法
CN104833418B (zh) * 2015-05-13 2017-01-18 西安交通大学 一种小量程能量计测量激光能量密度及总能量的方法
JP2017204574A (ja) * 2016-05-12 2017-11-16 株式会社ディスコ サファイアウェーハの加工方法及びレーザー加工装置
JP6814588B2 (ja) * 2016-10-04 2021-01-20 株式会社ディスコ パルスレーザー光線のスポット形状検出方法
CN106768399A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 武汉纺织大学 矩形激光光斑能量分布快速检测系统和方法
JP6799470B2 (ja) 2017-01-24 2020-12-16 株式会社ディスコ スポット形状検出装置
CN107116303A (zh) * 2017-06-28 2017-09-01 惠州市柯帝士科技有限公司 线性焊接设备
CN108311832B (zh) * 2018-04-16 2024-03-22 西华大学 一种点焊机器人工作站点焊工件的处理方法及装置
CN110281211B (zh) * 2019-06-19 2023-04-14 武汉纺织大学 一种基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置
CN110411348A (zh) * 2019-08-28 2019-11-05 中国人民解放军国防科技大学 一种激光光斑焦点的自动化检测与定位装置及方法
JP7408332B2 (ja) * 2019-09-27 2024-01-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN113776789B (zh) * 2021-11-10 2022-01-11 武汉普赛斯电子技术有限公司 探测器的焦距测试方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH697814B1 (de) * 2001-01-26 2009-02-27 Tecan Trading Ag Optisches System und Verfahren zum Anregen und Messen von Fluoreszenz an oder in mit Fluoreszenzfarbstoffen behandelten Proben.
JPS60103700A (ja) * 1983-11-11 1985-06-07 株式会社日立製作所 部品の位置決め装置
AU4369293A (en) * 1993-05-03 1994-11-21 Summit Technology, Inc. Calibration apparatus for laser ablative systems
US5885840A (en) * 1997-02-10 1999-03-23 Compucyte Corp. Multiple assays of cell specimens
JPH10305420A (ja) 1997-03-04 1998-11-17 Ngk Insulators Ltd 酸化物単結晶からなる母材の加工方法、機能性デバイスの製造方法
US6051835A (en) * 1998-01-07 2000-04-18 Bio-Rad Laboratories, Inc. Spectral imaging apparatus and methodology
US6566143B2 (en) * 2000-02-25 2003-05-20 Cambridge Research & Instrumentation, Inc. Multiple label fluorescence polarization assay system and method
JP2001284281A (ja) * 2000-03-30 2001-10-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及び方法
JP3408805B2 (ja) 2000-09-13 2003-05-19 浜松ホトニクス株式会社 切断起点領域形成方法及び加工対象物切断方法
JP2004119617A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 半導体装置とその製造方法および製造装置
JP4361383B2 (ja) * 2004-01-28 2009-11-11 株式会社 液晶先端技術開発センター 光強度分布監視方法、アニール装置及びアニール方法、結晶化装置
US7538295B2 (en) * 2005-04-21 2009-05-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser welding system
US7761241B2 (en) * 2006-01-20 2010-07-20 Agilent Technologies, Inc. Rapid scanning technique
JP2007275962A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
JP5072336B2 (ja) * 2006-12-07 2012-11-14 株式会社キーエンス 光学式変位センサ及び光学式変位計
JP2008254035A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
JP5248825B2 (ja) * 2007-09-06 2013-07-31 株式会社ディスコ チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置
JP4814187B2 (ja) * 2007-09-11 2011-11-16 株式会社ディスコ チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置
JP2009092479A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Hexagon Metrology Kk ３次元形状測定器
JP5117920B2 (ja) * 2008-04-28 2013-01-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP2010044037A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Top Engineering Co Ltd ペーストディスペンサーのノズルの吐出口とレーザー変位センサーの結像点の位置測定装置及びその方法｛ｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｐｐａｒａｔｕｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｎｏｚｚｌｅｏｒｒｉｆｉｃｅａｎｄｏｐｔｉｃａｌｐｏｉｎｔｏｆｌａｓｅｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｏｆｐａｓｔｅｄｉｓｐｅｎｓｅｒ｝

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013022634A (ja) 2013-02-04
KR101875232B1 (ko) 2018-07-05
KR20130012557A (ko) 2013-02-04
JP5797963B2 (ja) 2015-10-21
DE102012212940A1 (de) 2013-01-31
CN102901461A (zh) 2013-01-30
TW201305539A (zh) 2013-02-01
US9358637B2 (en) 2016-06-07
CN102901461B (zh) 2016-12-21
US20130027690A1 (en) 2013-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI522600B (zh) Method of spot shape detection for laser light
KR102178210B1 (ko) 레이저 광선의 스폿 형상 검출 방법
TWI566285B (zh) Wafer processing method and laser processing device
TWI440122B (zh) A height position detecting means (a) of the workpiece to be held at the chuck,
TWI581884B (zh) Method of spot position detection for laser processing device
JP5198203B2 (ja) 加工装置
CN107464762B (zh) 被加工物的检查方法、检查装置、激光加工装置、扩展装置
TWI383854B (zh) A height position detecting means (b) of the workpiece to be held at the chuck
KR101886357B1 (ko) 레이저 광선의 스폿 형상 검출 방법 및 스폿 형상 검출 장치
CN102087997B (zh) 加工装置
KR102008532B1 (ko) 가공 장치
JP5851784B2 (ja) 高さ位置検出装置およびレーザー加工機
TWI610350B (zh) 改質層形成方法
JP2009283566A (ja) ウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP2021030284A (ja) レーザー加工装置の加工結果の良否判定方法
JP2013141683A (ja) レーザー加工装置の集光スポット位置検出方法
JP6013894B2 (ja) レーザー加工装置
JP2017090080A (ja) 検査装置
JP2012179644A (ja) レーザ加工装置
JP2013058534A (ja) 板状物の加工方法