TWI670479B - 雷射光線之檢查方法 - Google Patents

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Abstract

提供可短時間且低成本檢查雷射光線的狀態之 雷射光線之檢查方法。
形成為包含以下步驟的構成：檢查用膜配 設步驟，其係在具有第1面(11a)、及第1面的相反側的第2面(11b)的檢查用板狀物(11)的第1面，形成吸收透過該檢查用板狀物的波長的雷射光線(L1、L2)而熔融的檢查用膜(13)；改質層形成步驟，其係在實施檢查用膜配設步驟之後，使檢查用膜與吸盤平台(4)的保持面(4a)相對面而以吸盤平台保持檢查用板狀物，且將雷射光線由第2面側以在檢查用板狀物的內部聚光的方式進行照射而在檢查用板狀物的內部形成改質層(19)；及檢查步驟，其係在實施改質層形成步驟之後，根據藉由通過檢查用板狀物的雷射光線而在檢查用膜形成的熔融痕跡(21、21a、21b)，檢查雷射光線的狀態。

Description

雷射光線之檢查方法
本發明係關於在將晶圓等進行加工時所使用之雷射光線之檢查方法。
為了將在表面側形成有IC等元件的晶圓分割成複數晶片，使雷射光線聚光在晶圓的內部而形成成為分割起點的改質層的加工方法已被實用化(參照例如專利文獻1)。在該加工方法中，係以吸盤平台保持晶圓的表面側，且由露出的背面側，將難以被晶圓吸收的波長的雷射光線以在內部聚光的方式進行照射。
但是，若以上述加工方法在晶圓形成改質層，因達至晶圓的表面側的雷射光線的漏洩光，元件係有受到損傷之虞。因此，近年來，為抑制因該漏洩光所致之元件損傷，使用十分短的脈衝寬度的雷射光線來抑制漏洩光的發生的加工方法已被提出(參照例如專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-192370號公報
[專利文獻2]日本特開2014-104484號公報
上述因漏洩光所致之元件的損傷，被認為被照射至晶圓的雷射光線的調整不足或加工條件的不適合等為其原因。例如考慮以在與傳播方向呈垂直的面內，強度分布成為對稱的方式適當調整雷射光線，或者若可適合加工條件，可更加減低因漏洩光所致之元件的損傷。
但是，在使用難以被晶圓吸收的波長的雷射光線的原理上，係難以以目視調整雷射光線而使其適合加工條件。雖然可根據實際上發生的元件的不良來檢查、調整雷射光線的照射區域，但是以該方法，在檢查所需時間及成本方面會有問題。
本發明係鑑於該問題而完成者，其目的在提供可短時間且低成本檢查雷射光線的狀態之雷射光線之檢查方法。
藉由本發明，提供一種雷射光線之檢查方法，其特徵為：包含：檢查用膜配設步驟，其係在具有第1面、及該第1面的相反側的第2面的檢查用板狀物的該第1面，形成吸收透過該檢查用板狀物的波長的雷射光線 而熔融的檢查用膜；改質層形成步驟，其係在實施該檢查用膜配設步驟之後，使該檢查用膜與吸盤平台的保持面相對面而以該吸盤平台保持該檢查用板狀物，且將該雷射光線由該第2面側以在該檢查用板狀物的內部聚光的方式進行照射而形成改質層；及檢查步驟，其係在實施該改質層形成步驟之後，根據藉由通過該檢查用板狀物的該雷射光線而在該檢查用膜形成的熔融痕跡，檢查該雷射光線的狀態。
在本發明中，較佳為在該檢查步驟中，若相對形成在該改質層的正下方的改質層正下方熔融痕跡，形成在該改質層正下方熔融痕跡的近傍的斑點狀熔融痕跡呈偏向時，即判定該雷射光線相對於照射該雷射光線的雷射光線照射手段的光學單元或透鏡的光軸呈偏移。
在本發明之雷射光線之檢查方法中，由於在檢查用板狀物的第1面形成吸收雷射光線而熔融的檢查用膜，因此藉由由第2面側被照射且通過檢查用板狀物的雷射光線，在檢查用膜形成熔融痕跡。因此，可根據該熔融痕跡來檢查雷射光線的狀態。
亦即，在本發明之雷射光線之檢查方法中，係僅在檢查用板狀物的第1面形成檢查用膜，可根據熔融痕跡而以目視確認通過檢查用板狀物的雷射光線的照射位置，因此可短時間且低成本檢查雷射光線的狀態。
2‧‧‧雷射加工裝置
4‧‧‧吸盤平台
4a‧‧‧保持面
6‧‧‧夾具
8、12‧‧‧雷射加工單元(雷射光線照射手段)
11‧‧‧檢查用板狀物
11a‧‧‧第1面
11b‧‧‧第2面
13‧‧‧檢查用膜
14‧‧‧雷射振盪器
15‧‧‧保護構件
16‧‧‧稜鏡
16a‧‧‧第1反射面
16b‧‧‧第2反射面
17‧‧‧框架
18‧‧‧空間光調變器
19‧‧‧改質層
20‧‧‧驅動裝置
21‧‧‧熔融痕跡
21a‧‧‧熔融痕跡(改質層正下方熔融痕跡)
21b‧‧‧熔融痕跡(斑點狀熔融痕跡)
22‧‧‧控制裝置
24、26‧‧‧透鏡
28‧‧‧反射鏡
30‧‧‧接物鏡
L、L1、L2‧‧‧雷射光線
[圖1]圖1(A)係以模式顯示檢查用膜配設步驟的斜視圖，圖1(B)係以模式顯示在檢查用板狀物貼附保護構件的樣子的斜視圖。
[圖2]圖2(A)係以模式顯示改質層形成步驟的部分剖面側面圖，圖2(B)係將圖2(A)的一部分放大的放大圖。
[圖3]圖3(A)係以模式顯示相對雷射加工單元的光軸，雷射光線以-Y方向偏移時之熔融痕跡之例的平面圖，圖3(B)係以模式顯示相對雷射加工單元的光軸，雷射光線未偏移時之熔融痕跡之例的平面圖，圖3(C)係以模式顯示相對雷射加工單元的光軸，雷射光線以+Y方向偏移時之熔融痕跡之例的平面圖。
[圖4]係以模式顯示有關變形例之加工單元之構成例的圖。
參照所附圖示，說明本發明之實施形態。本實施形態之雷射光線之檢查方法係包含：檢查用膜配設步驟(參照圖1(A))、改質層形成步驟(參照圖2(A)及圖2(B))、及檢查步驟(參照圖3(A)、圖3(B)、及圖3(C))。
在檢查用膜配設步驟中，係在檢查用板狀物的第1面形成吸收雷射光線而熔融的檢查用膜。在改質層形成步驟中，係將雷射光線由檢查用板狀物的第2面側以在檢查用板狀物的內部聚光的方式照射，在檢查用板狀物的內部形成改質層。
在檢查步驟中，根據藉由通過檢查用板狀物的雷射光線而在檢查用膜形成的熔融痕跡，檢查雷射光線的狀態。以下詳述本實施形態之雷射光線之檢查方法。
首先，實施在檢查用板狀物形成檢查用膜的檢查用膜配設步驟。圖1(A)係以模式顯示檢查用膜配設步驟的斜視圖。如圖1(A)所示，在本實施形態中所使用的檢查用板狀物11係圓盤狀的半導體晶圓或陶瓷基板等，具有大致平坦的第1面11a、及與第1面11a為相反側的第2面11b。但是，本發明並非限定於此，可使用任意材質、形狀的板狀物作為檢查用板狀物。
在檢查用膜配設步驟中，係在上述檢查用板狀物11的第1面11a形成檢查用膜13。檢查用膜13係以吸收在之後的改質層形成步驟中所使用的雷射光線的材質所形成，若達至預定溫度即熔融。藉由該檢查用膜13，可確認已達至檢查用板狀物11的第1面11a的雷射光線的照射位置。
以具代表性而言，檢查用膜13係由鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鋁(Al)、錫(Sn)等金屬材料而成之膜的單層構造、或積層構造。若將檢查用膜13形成為積層構造，可採用鈦膜(例如厚度為200nm)與錫膜(例如厚度為50nm)的積層構造、鈦膜(例如厚度為50nm)與鋁膜(例如厚 度為500nm)的積層構造等。
檢查用膜13的形成方法為任意，可使用例如電漿CVD法或真空蒸鍍法、濺鍍法等。同樣地，檢查用膜13的厚度亦為任意。但是，檢查用膜13的厚度係必須薄至藉由雷射光線而熔融的程度。其中，本發明並非限定於此，可形成吸收雷射光線而熔融的任意檢查用膜。
在實施檢查用膜配設步驟之後，若在形成有檢查用膜13的檢查用板狀物11的第1面11a側貼附保護構件即可。圖1(B)係以模式顯示在檢查用板狀物11貼附保護構件的樣子的斜視圖。如圖1(B)所示，例如在檢查用板狀物11的第1面11a側(檢查用膜13)貼附樹脂帶等保護構件15。此外，在保護構件15的外周部分係固定環狀框架17。
接著，實施對檢查用板狀物11照射雷射光線而在內部形成改質層的改質層形成步驟。圖2(A)係以模式顯示改質層形成步驟的部分剖面側面圖，圖2(B)係將圖2(A)的一部分放大的放大圖。改質層形成步驟係以例如圖2(A)所示之雷射加工裝置2予以實施。
雷射加工裝置2係具備有吸引保持檢查用板狀物11的吸盤平台4。吸盤平台4係與馬達等旋轉驅動源(未圖示)相連結，且繞鉛直軸旋轉。此外，在吸盤平台4的下方設有移動機構(未圖示)，吸盤平台4係以該移動機構以水平方向移動。
吸盤平台4的上面係形成為透過保護構件15 而吸引保持檢查用板狀物11的第1面11a側(檢查用膜13側)的保持面4a。在保持面4a係通過被形成在吸盤平台4的內部的流路(未圖示)而作用吸引源(未圖示)的負壓，且發生吸引檢查用板狀物11的吸引力。在吸盤平台4的周圍係配置有夾持固定環狀框架17的複數夾具6。
在吸盤平台4的上方配置有雷射加工單元(雷射光線照射手段)8。雷射加工單元8係使以雷射振盪器(未圖示)進行脈衝振盪的雷射光線L1，聚光在被吸引保持在吸盤平台4的檢查用板狀物11的內部。雷射振盪器係以可將難以被檢查用板狀物11吸收的波長(透過檢查用板狀物11的波長)的雷射光線L1進行振盪的方式構成。
在改質層形成步驟中，首先，以形成在檢查用板狀物11的第1面11a側的檢查用膜13與吸盤平台4的保持面4a相對面的方式，將檢查用板狀物11(及保護構件15)載置在吸盤平台4。在該狀態下，若使吸引源的負壓作用，檢查用板狀物11係在第2面11b側露出於上方的狀態下被吸引保持在吸盤平台4。
接著，使吸盤平台4移動、旋轉，將雷射加工單元8定位在任意加工區域。之後，一邊由雷射加工單元8朝向檢查用板狀物11照射雷射光線L1，一邊使吸盤平台4以水平方向移動。藉此，使雷射光線L1的聚光點近傍產生多光子吸收，可形成直線狀的改質層19。
由於雷射光線L1難以被檢查用板狀物11吸收，因此如圖2(B)所示，在聚光點近傍未被吸收的雷射光 線L2係漏洩至檢查用板狀物11的第1面11a側。在本實施形態中，由於在檢查用板狀物11的第1面11a設有檢查用膜13，因此通過檢查用板狀物11的雷射光線L2係被檢查用膜13吸收而變化成熱。結果，在檢查用膜13的一部分形成熔融痕跡21。
在實施改質層形成步驟之後，實施根據因雷射光線L2而在檢查用膜13形成的熔融痕跡21，來檢查雷射光線L1的狀態的檢查步驟。在該檢查步驟中，例如藉由以平面目視熔融痕跡21，來判定雷射光線L1的狀態。
圖3(A)係以模式顯示相對雷射加工單元8的光軸，雷射光線L1以-Y方向偏移時之熔融痕跡21之例的平面圖，圖3(B)係以模式顯示相對雷射加工單元8的光軸，雷射光線L1未偏移時之熔融痕跡21之例的平面圖，圖3(C)係以模式顯示相對雷射加工單元8的光軸，雷射光線L1以+Y方向偏移時之熔融痕跡21之例的平面圖。
如圖3(A)、圖3(B)、及圖3(C)所示，在改質層19的正下方形成有與改質層19相對應的直線狀的熔融痕跡(改質層正下方熔融痕跡)21a。另一方面，在熔融痕跡21a的近傍形成有因在改質層19被散射的雷射光線而起的斑點狀的熔融痕跡(斑點狀熔融痕跡)21b。
在本實施形態中，根據該熔融痕跡21a、21b的位置關係，判定雷射光線L1的狀態。具體而言，如圖3(A)、及圖3(C)所示，若熔融痕跡21b偏向成為交界的熔 融痕跡21a的單側，即判定相對雷射加工單元8的各種光學單元(反射鏡、稜鏡等)(未圖示)或透鏡(未圖示)的光軸，雷射光線L1呈偏移。
另一方面，如圖3(B)所示，若熔融痕跡21b大致均等地分散在成為交界的熔融痕跡21a的兩側，即判定相對雷射加工單元8的各種光學單元(反射鏡、稜鏡等)(未圖示)或透鏡(未圖示)的光軸，雷射光線L1未偏移。
如以上所示，在本實施形態之雷射光線之檢查方法中，由於在檢查用板狀物11的第1面11a形成吸收雷射光線L2而熔融的檢查用膜13，因此藉由從第2面11b側被照射且通過檢查用板狀物11的雷射光線L2，在檢查用膜13形成熔融痕跡21。因此，可根據該熔融痕跡21來檢查雷射光線L1的狀態。
亦即，在本實施形態之雷射光線之檢查方法中，僅在檢查用板狀物11的第1面11a形成檢查用膜13，可根據熔融痕跡21而以目視確認通過檢查用板狀物11的雷射光線L2的照射位置，因此可短時間且低成本檢查雷射光線L1的狀態。
其中，本發明並非被限定於上述實施形態之記載。例如，上述雷射加工裝置2的雷射加工單元(雷射光線照射手段)8係可變更為任意的雷射加工單元。圖4係以模式顯示有關變形例之雷射加工單元之構成例的圖。
如圖4所示，有關變形例之雷射加工單元(雷 射光線照射手段)12係具備有：雷射振盪器14、稜鏡16、空間光調變器18、驅動裝置20、控制裝置22、透鏡24、26、反射鏡28、及接物鏡30。
雷射振盪器14係構成為包含例如Nd：YAG等雷射媒質，且可將難以被檢查用板狀物11吸收的波長(透過檢查用板狀物11的波長)的雷射光線L進行脈衝振盪。以雷射振盪器14被振盪的雷射光線L係在稜鏡16的第1反射面16a作反射之後被輸入至空間光調變器18。
空間光調變器18係使用藉由作2次元排列的複數畫素所示之相位調變用的全像，來調變雷射光線L的相位。以相位調變用的全像而言，若使用根據計算所求出的CGH(Computer Generated Hologram，電腦成形全像)即可。
其中，在圖4中係例示使用反射型的空間光調變器18的雷射加工單元12，惟亦可使用透過型的空間光調變器。若使用透過型的空間光調變器，可省略稜鏡。
驅動裝置20係設定空間光調變器18所具備之各畫素的相位調變量。藉此，在空間光調變器18被顯示相位調變用的全像。控制裝置22為例如電腦，控制驅動機構20的動作，使空間光調變器18顯示適合的全像。藉由該控制裝置22，可在空間光調變器18顯示使雷射光線L聚光在檢查用板狀物11的內部的複數位置的全像。
由空間光調變器18被輸出的雷射光線L係在稜鏡16的第2反射面16b被反射，經由透鏡24、26及反 射鏡28而入射至接物鏡30。透鏡24、26係以空間光調變器18及接物鏡30互相成為成像關係的方式作配置，空間光調變器18中的雷射光線L的像係被成像在接物鏡30。
接物鏡30係使被入射的雷射光線L聚光在檢查用板狀物11的內部的複數位置。藉由使用該雷射加工單元12，可在複數位置同時形成改質層19。
此外，上述實施形態之構成、方法等只要在未脫離本發明之目的之範圍，即可適當變更而實施。

Claims (2)

  1. 一種雷射光線之檢查方法，其特徵為：包含：檢查用膜配設步驟，其係在具有第1面、及該第1面的相反側的第2面的檢查用板狀物的該第1面，形成吸收透過該檢查用板狀物的波長的雷射光線而熔融的檢查用膜；改質層形成步驟，其係在實施該檢查用膜配設步驟之後，使該檢查用膜與吸盤平台的保持面相對面而以該吸盤平台保持該檢查用板狀物，且將該雷射光線由該第2面側以在該檢查用板狀物的內部聚光的方式進行照射而在該檢查用板狀物的內部形成改質層；及檢查步驟，其係在實施該改質層形成步驟之後，根據藉由通過該檢查用板狀物的該雷射光線而在該檢查用膜形成的熔融痕跡，檢查該雷射光線的狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射光線之檢查方法，其中，在該檢查步驟中，若相對形成在該改質層的正下方的改質層正下方熔融痕跡，形成在該改質層正下方熔融痕跡的近傍的斑點狀熔融痕跡呈偏向時，即判定該雷射光線相對於照射該雷射光線的雷射光線照射手段的光學單元或透鏡的光軸呈偏移。
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