KR102697247B1 - Imaging device, laser processing device, and imaging method - Google Patents
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Abstract
대상물(11)을 투과하는 광에 의해 상기 대상물을 촬상하는 제1 촬상 유닛(4)과, 상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 제어부(8)를 구비하며, 상기 제1 제어부는, 제1 라인(15a)을 따라서 상기 대상물에 개질 영역(12)이 형성된 후로서 레이저광의 조사 위치의 상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기 제1 라인을 따라서 형성된 상기 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 상기 균열을 포함하는 영역을 촬상하도록, 상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 촬상 처리를 실행하는 촬상 장치.An imaging device comprising a first imaging unit (4) for imaging an object (11) by light passing through the object, and a first control unit (8) for controlling the first imaging unit, wherein the first control unit executes a first imaging process for controlling the first imaging unit to image the modified area (12) formed along the first line (15a) on the object at a timing when alignment of the irradiation position of laser light with respect to the first line is performed, and/or an area including the crack extending from the modified area.
Description
본 개시의 일 측면은, 촬상 장치, 레이저 가공 장치, 및 촬상 방법에 관한 것이다.One aspect of the present disclosure relates to an imaging device, a laser processing device, and an imaging method.
반도체 기판과, 반도체 기판의 표면에 형성된 기능 소자층을 구비하는 웨이퍼를 복수의 라인 각각을 따라 절단하기 위해서, 반도체 기판의 이면측으로부터 웨이퍼에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 복수의 라인 각각을 따라 반도체 기판의 내부에 복수열의 개질(改質) 영역을 형성하는 레이저 가공 장치가 알려져 있다. 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치는, 적외선 카메라를 구비하고 있으며, 반도체 기판의 내부에 형성된 개질 영역, 기능 소자층에 형성된 가공 데미지 등을 반도체 기판의 이면측으로부터 관찰하는 것이 가능하게 되어 있다. A laser processing device is known which forms a plurality of rows of modified regions inside a semiconductor substrate along each of a plurality of lines by irradiating the wafer with laser light from the back side of the semiconductor substrate to cut a wafer having a semiconductor substrate and a functional element layer formed on the surface of the semiconductor substrate along each of a plurality of lines. The laser processing device described in Patent Document 1 is equipped with an infrared camera, and is capable of observing the modified regions formed inside the semiconductor substrate, processing damage formed in the functional element layer, and the like, from the back side of the semiconductor substrate.
상술한 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치와 같이, 웨이퍼의 내부에 형성되는 개질 영역 등을 비파괴로 확인하는 요구가 있다. 이것에 대해서, 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치에 있어서는, 적외선 카메라에 의한 웨이퍼의 촬상 위치가, 가공 광학계에 의한 웨이퍼의 가공 위치에 대해서 웨이퍼 이동 방향의 하류 측에 일직선 상에 배치되어 있다.As with the laser processing device described in the above-mentioned patent document 1, there is a demand for non-destructively confirming a modified region, etc. formed inside a wafer. Regarding this, in the laser processing device described in patent document 1, the position of capturing the image of the wafer by the infrared camera is arranged in a straight line on the downstream side in the direction of wafer movement with respect to the position of processing the wafer by the processing optical system.
이 결과, 적외선 카메라가, 가공 광학계에 의한 웨이퍼의 가공 위치와 동일한 절단 예정 라인 상에서 웨이퍼를 촬상하는 것에 의해서, 웨이퍼의 내부에 형성된 개질 영역의 형성 위치나 가공 데미지 등을 리얼 타임으로 확인, 측정하는 것이 도모된다. 그렇지만, 적외선 카메라 등을 이용한 개질 영역 등의 확인·측정에는, 일정한 시간을 필요로 한다. 따라서, 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치와 같이, 개질 영역의 형성과 개질 영역 등의 확인을 동시에 행하려고 하면, 개질 영역을 형성해 가는 속도에 제한이 생기기 때문에, 가공 효율이 저하될 우려가 있다.As a result, it is attempted to confirm and measure in real time the formation position of a modified region formed inside a wafer, processing damage, etc., by having an infrared camera capture an image of the wafer on the same cutting line as the processing position of the wafer by the processing optical system. However, confirmation and measurement of a modified region, etc. using an infrared camera, etc. requires a certain amount of time. Therefore, if the formation of a modified region and confirmation of the modified region, etc. are attempted simultaneously, as in the laser processing device described in Patent Document 1, there is a concern that the processing efficiency may decrease because the speed at which the modified region is formed is limited.
그래서, 본 개시의 일 측면은, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인을 가능하게 하는 촬상 장치, 레이저 가공 장치, 및 촬상 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, one aspect of the present disclosure is to provide an imaging device, a laser processing device, and an imaging method that enable non-destructive verification while suppressing a decrease in processing efficiency.
본 개시의 일 측면에 관한 촬상 장치는, 레이저광의 조사에 의해서 대상물에 형성된 개질(改質) 영역, 및/또는, 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 촬상하기 위한 촬상 장치로서, 대상물을 투과하는 광에 의해 대상물을 촬상하는 제1 촬상 유닛과, 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 제어부를 구비하며, 제1 제어부는, 제1 라인을 따라서 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서 레이저광의 조사 위치의 제1 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제1 라인을 따라서 형성된 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 포함하는 영역을 촬상하도록, 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 촬상 처리를 실행한다.An imaging device according to one aspect of the present disclosure is an imaging device for imaging a modified region formed in a target object by irradiation with laser light, and/or a crack extending from the modified region, comprising: a first imaging unit for imaging the target object by light passing through the target object; and a first control section for controlling the first imaging unit, wherein the first control section executes a first imaging process for controlling the first imaging unit to image the modified region formed along the first line, and/or an area including the crack extending from the modified region, at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the first line is performed after the modified region is formed in the target object along the first line.
이 장치에서는, 제1 제어부가, 대상물에서의 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 포함하는 영역을, 대상물을 투과하는 광에 의해 촬상하는 제1 촬상 처리를 실행한다. 이 때문에, 대상물을 파괴하지 않고, 개질 영역 등(개질 영역, 및/또는 개질 영역으로부터 연장되는 균열(이하 동일))의 화상을 취득할 수 있고, 그들의 확인이 가능해진다. 특히, 이 장치에서는, 제1 제어부가, 제1 라인을 따라서 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서, 레이저광의 조사 위치의 제1 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기의 제1 촬상 처리를 실행한다. 이 때문에, 개질 영역을 형성해 가는 속도에 영향을 주지 않고, 개질 영역 등의 확인이 가능해진다. 즉, 이 장치에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In this device, the first control unit executes a first imaging process for capturing an image of a region including a modified region in the target object and/or a crack extending from the modified region by light passing through the target object. Therefore, it is possible to acquire an image of the modified region, etc. (the modified region and/or the crack extending from the modified region (the same applies hereinafter)) without destroying the target object, and confirmation of them becomes possible. In particular, in this device, the first control unit executes the first imaging process at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the first line is performed after the modified region is formed in the target object along the first line. Therefore, confirmation of the modified region, etc. becomes possible without affecting the speed at which the modified region is formed. That is, according to this device, non-destructive confirmation becomes possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
본 개시의 일 측면에 관한 촬상 장치에서는, 제1 제어부는, 제1 라인에 교차하는 제2 라인을 따라서 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서 레이저광의 조사 위치의 제2 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제2 라인을 따라서 형성된 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 포함하는 영역을 촬상하도록, 제1 촬상 유닛을 제어하는 제2 촬상 처리를 실행해도 괜찮다. 이 경우, 가공 효율의 저하를 억제하면서, 서로 교차하는 라인을 따라서 형성된 개질 영역 등의 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In an imaging device according to one aspect of the present disclosure, the first control unit may execute a second imaging process for controlling the first imaging unit to image a modified region formed along the second line and/or a region including a crack extending from the modified region at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the second line is performed after a modified region is formed in the target object along the second line intersecting the first line. In this case, non-destructive confirmation of the modified region, etc. formed along the intersecting lines becomes possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
본 개시의 일 측면에 관한 레이저 가공 장치는, 상기의 촬상 장치와, 대상물에 레이저광을 조사하기 위한 레이저 조사 유닛과, 레이저 조사 유닛이 장착되고, 대상물에서의 레이저광의 입사면에 교차하는 방향으로 레이저 조사 유닛을 이동시키는 구동 유닛을 구비하며, 제1 촬상 유닛은, 레이저 조사 유닛과 함께 구동 유닛에 장착되어 있다.A laser processing device according to one aspect of the present disclosure comprises the above-described imaging device, a laser irradiation unit for irradiating a target object with laser light, and a drive unit equipped with the laser irradiation unit and moving the laser irradiation unit in a direction intersecting an incident surface of the laser light on the target object, wherein the first imaging unit is mounted on the drive unit together with the laser irradiation unit.
이 장치는, 상기의 촬상 장치를 구비하고 있다. 따라서, 이 장치에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인이 가능해진다. 또, 이 장치는, 대상물에서의 레이저광의 입사면에 교차하는 방향(입사 방향)으로 레이저 조사 유닛을 이동시키는 구동 유닛을 구비하고 있다. 그리고, 제1 촬상 유닛이, 레이저 조사 유닛과 함께 해당 구동 유닛에 장착되어 있다. 따라서, 레이저광의 조사에 의한 개질 영역의 형성과, 제1 촬상 처리에서, 입사 방향의 위치 정보를 공유하는 것이 용이해진다.This device is equipped with the above-mentioned imaging device. Therefore, with this device, non-destructive confirmation is possible while suppressing a decrease in processing efficiency. In addition, this device is equipped with a drive unit that moves a laser irradiation unit in a direction (incident direction) intersecting an incident surface of laser light on a target object. Then, the first imaging unit is mounted on the drive unit together with the laser irradiation unit. Therefore, it becomes easy to share positional information of the incident direction in the formation of a modified area by irradiation of laser light and the first imaging process.
본 개시의 일 측면에 관한 레이저 가공 장치는, 대상물을 투과하는 광에 의해 대상물을 촬상하는 제2 촬상 유닛과, 레이저 조사 유닛 및 제2 촬상 유닛을 제어하는 제2 제어부를 구비하며, 제1 촬상 유닛은, 대상물을 투과한 광을 통과시키는 제1 렌즈와, 제1 렌즈를 통과한 해당 광을 검출하는 제1 광 검출부를 가지고, 제2 촬상 유닛은, 대상물을 투과한 광을 통과시키는 제2 렌즈와, 제2 렌즈를 통과한 해당 광을 검출하는 제2 광 검출부를 가지며, 제2 제어부는, 제2 광 검출부의 검출 결과에 근거하여, 레이저광의 조사 위치의 얼라이먼트를 행하도록, 레이저 조사 유닛 및 제2 촬상 유닛을 제어하는 얼라이먼트 처리를 실행해도 괜찮다. 이와 같이, 개질 영역 등의 촬상을 위한 제1 촬상 유닛에 더하여, 레이저광의 조사 위치의 얼라이먼트를 위한 제2 촬상 유닛을 별도 이용하는 것에 의해, 각각에 적합한 광학계를 이용하는 것이 가능해진다.A laser processing device according to one aspect of the present disclosure comprises a second imaging unit that images an object by light passing through the object, and a second control unit that controls the laser irradiation unit and the second imaging unit, wherein the first imaging unit has a first lens that passes light that has passed through the object, and a first light detection unit that detects the light that has passed through the first lens, the second imaging unit has a second lens that passes light that has passed through the object, and a second light detection unit that detects the light that has passed through the second lens, and the second control unit may execute an alignment process that controls the laser irradiation unit and the second imaging unit to align an irradiation position of the laser light based on a detection result of the second light detection unit. In this way, by separately using the second imaging unit for aligning the irradiation position of the laser light in addition to the first imaging unit for imaging a modified area, etc., it becomes possible to use an optical system suitable for each.
본 개시의 일 측면에 관한 레이저 가공 장치에서는, 제1 렌즈의 개구수는, 제2 렌즈의 개구수보다도 커도 좋다. 이 경우, 비교적으로 작은 개구수에서의 관찰에 의해 확실히 얼라이먼트를 행하면서, 비교적으로 큰 개구수에서의 개질 영역 등의 촬상이 가능해진다.In a laser processing device according to one aspect of the present disclosure, the numerical aperture of the first lens may be larger than the numerical aperture of the second lens. In this case, alignment can be reliably performed by observation with a relatively small numerical aperture, while imaging of a modified area, etc., with a relatively large numerical aperture is possible.
본 개시의 일 측면에 관한 레이저 가공 장치에서는, 제2 제어부는, 대상물에서의 레이저광의 입사면을 따른 복수열의 개질 영역을 형성한 후에, 얼라이먼트 처리를 실행해도 괜찮다. 이와 같이, 복수열의 개질 영역을 형성한 후에 얼라이먼트를 행하는 것이, 개질 영역의 형성 및 개질 영역 등의 촬상의 양 관점으로부터 보다 효율적이다.In the laser processing device according to one aspect of the present disclosure, the second control unit may perform alignment processing after forming multiple rows of modified regions along the incident surface of the laser light on the target object. In this way, performing alignment after forming multiple rows of modified regions is more efficient from the viewpoints of both forming the modified regions and capturing images of the modified regions, etc.
본 개시의 일 측면에 관한 촬상 방법은, 레이저광의 조사에 의해서 대상물에 형성된 개질 영역, 및/또는, 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 촬상하기 위한 촬상 방법으로서, 제1 라인을 따라서 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서 레이저광의 조사 위치의 제1 라인에 대한 얼라이먼트를 행하는 타이밍에서, 제1 라인을 따라서 형성된 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 포함하는 영역을, 대상물을 투과하는 광에 의해 촬상하는 제1 촬상 공정을 구비한다.An imaging method according to one aspect of the present disclosure is an imaging method for imaging a modified region formed in a target object by irradiation with laser light, and/or a crack extending from the modified region, comprising: a first imaging process for imaging, by light transmitted through the target object, a region including the modified region formed along a first line, and/or the crack extending from the modified region, at a timing at which alignment is performed with respect to a first line of an irradiation position of laser light after the modified region is formed in the target object along a first line.
이 방법에서는, 대상물에서의 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 포함하는 영역을, 대상물을 투과하는 광에 의해 촬상한다. 이 때문에, 대상물을 파괴하지 않고, 개질 영역 등의 확인을 행할 수 있다. 특히, 이 방법에서는, 제1 라인을 따라서 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서, 레이저광의 조사 위치의 제1 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기 촬상을 행한다. 이 때문에, 개질 영역을 형성해 가는 속도에 영향을 주지 않고, 개질 영역 등의 확인이 가능해진다. 즉, 이 방법에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In this method, a region including a modified region in a target object and/or a crack extending from the modified region is imaged by light passing through the target object. Therefore, confirmation of the modified region, etc. can be performed without destroying the target object. In particular, in this method, the image is performed at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the first line is performed after the modified region is formed in the target object along the first line. Therefore, confirmation of the modified region, etc. can be performed without affecting the speed at which the modified region is formed. That is, according to this method, confirmation by non-destruction is possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
본 개시의 일 측면에 관한 촬상 방법은, 제1 라인에 교차하는 제2 라인을 따라서 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서 레이저광의 조사 위치의 제2 라인에 대한 얼라이먼트를 행하는 타이밍에서, 제2 라인을 따라서 형성된 개질 영역, 및/또는, 해당 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 포함하는 영역을, 대상물을 투과하는 광에 의해 촬상하는 제2 촬상 공정을 구비한다. 이 경우, 가공 효율의 저하를 억제하면서, 서로 교차하는 라인을 따라서 형성된 개질 영역 등의 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.An imaging method according to one aspect of the present disclosure comprises a second imaging process for imaging, by means of light transmitted through the object, a modified area formed along the second line and/or an area including a crack extending from the modified area at a timing when alignment of an irradiation position of laser light with respect to a second line is performed after a modified area is formed in the object along a second line intersecting the first line. In this case, non-destructive confirmation of the modified area, etc. formed along the intersecting lines is made possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
본 개시의 일 측면에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인을 가능하게 하는 촬상 장치, 레이저 가공 장치, 및 촬상 방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide an imaging device, a laser processing device, and an imaging method that enable non-destructive verification while suppressing a decrease in processing efficiency.
도 1은, 일 실시 형태의 검사 장치를 구비하는 레이저 가공 장치의 구성도이다.
도 2는, 일 실시 형태의 웨이퍼의 평면도이다.
도 3은, 도 2에 나타내어지는 웨이퍼의 일부분의 단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내어지는 레이저 조사 유닛의 구성도이다.
도 5는, 도 1에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛의 구성도이다.
도 6은, 도 1에 나타내어지는 얼라이먼트 보정용 촬상 유닛의 구성도이다.
도 7은, 도 5에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛에 의한 촬상 원리를 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도, 및 해당 검사용 촬상 유닛에 의한 각 개소에서의 화상이다.
도 8은, 도 5에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛에 의한 촬상 원리를 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도, 및 해당 검사용 촬상 유닛에 의한 각 개소에서의 화상이다.
도 9는, 반도체 기판의 내부에 형성된 개질 영역 및 균열의 SEM 화상이다.
도 10은, 반도체 기판의 내부에 형성된 개질 영역 및 균열의 SEM 화상이다.
도 11은, 도 5에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛에 의한 촬상 원리를 설명하기 위한 광로도, 및 해당 검사용 촬상 유닛에 의한 초점에서의 화상을 나타내는 모식도이다.
도 12는, 도 5에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛에 의한 촬상 원리를 설명하기 위한 광로도, 및 해당 검사용 촬상 유닛에 의한 초점에서의 화상을 나타내는 모식도이다.
도 13은, 도 5에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛에 의한 검사 원리를 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도, 웨이퍼의 절단면의 화상, 및 해당 검사용 촬상 유닛에 의한 각 개소에서의 화상이다.
도 14는, 도 5에 나타내어지는 검사용 촬상 유닛에 의한 검사 원리를 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도, 웨이퍼의 절단면의 화상, 및 해당 검사용 촬상 유닛에 의한 각 개소에서의 화상이다.
도 15는, 일 실시 형태의 반도체 디바이스 제조 방법의 플로우차트이다.
도 16은, 도 15에 나타내어지는 반도체 디바이스 제조 방법의 연삭 및 절단 공정에서의 웨이퍼의 일부분의 단면도이다.
도 17은, 도 15에 나타내어지는 반도체 디바이스 제조 방법의 연삭 및 절단 공정에서의 웨이퍼의 일부분의 단면도이다.
도 18은 일 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법, 및 촬상 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 19는, 변형예의 촬상 장치를 구비하는 레이저 가공 시스템의 구성도이다. Figure 1 is a configuration diagram of a laser processing device having an inspection device of one embodiment.
Figure 2 is a plan view of a wafer of one embodiment.
Figure 3 is a cross-sectional view of a portion of the wafer shown in Figure 2.
Figure 4 is a configuration diagram of the laser irradiation unit shown in Figure 1.
Figure 5 is a configuration diagram of the inspection imaging unit shown in Figure 1.
Figure 6 is a configuration diagram of the imaging unit for alignment correction shown in Figure 1.
Fig. 7 is a cross-sectional view of a wafer for explaining the imaging principle by the inspection imaging unit shown in Fig. 5, and images at each location by the inspection imaging unit.
Fig. 8 is a cross-sectional view of a wafer for explaining the imaging principle by the inspection imaging unit shown in Fig. 5, and images at each location by the inspection imaging unit.
Figure 9 is an SEM image of a modified region and crack formed inside a semiconductor substrate.
Figure 10 is an SEM image of a modified region and crack formed inside a semiconductor substrate.
Fig. 11 is a schematic diagram showing an optical path for explaining the imaging principle by the inspection imaging unit shown in Fig. 5, and an image at a focus by the inspection imaging unit.
Fig. 12 is a schematic diagram showing an optical path for explaining the imaging principle by the inspection imaging unit shown in Fig. 5, and an image at a focus by the inspection imaging unit.
Fig. 13 is a cross-sectional view of a wafer, an image of a cut surface of the wafer, and images at each location by the inspection imaging unit for explaining the inspection principle by the inspection imaging unit shown in Fig. 5.
Fig. 14 is a cross-sectional view of a wafer, an image of a cut surface of the wafer, and images at each location by the inspection imaging unit for explaining the inspection principle by the inspection imaging unit shown in Fig. 5.
Figure 15 is a flow chart of a semiconductor device manufacturing method according to one embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a portion of a wafer in the grinding and cutting process of the semiconductor device manufacturing method shown in FIG. 15.
Fig. 17 is a cross-sectional view of a portion of a wafer in the grinding and cutting process of the semiconductor device manufacturing method shown in Fig. 15.
Fig. 18 is a flow chart showing a laser processing method and an imaging method according to one embodiment.
Fig. 19 is a configuration diagram of a laser processing system equipped with an imaging device of a modified example.
이하, 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에서, 동일한 요소끼리, 혹은, 상당하는 요소끼리에는, 서로 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략하는 경우가 있다. 또, 도면에는, X축, Y축, 및 Z축에 의해 규정되는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.Hereinafter, one embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same elements or corresponding elements are given the same symbols and redundant descriptions are omitted. In addition, the drawings sometimes show an orthogonal coordinate system defined by the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
도 1에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 스테이지(2)와, 레이저 조사 유닛(3)과, 복수의 촬상 유닛(4, 5, 6)과, 구동 유닛(7)과, 제어부(8)를 구비하고 있다. 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(11)에 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 대상물(11)에 개질 영역(12)을 형성하는 장치이다. As shown in Fig. 1, a laser processing device (1) is equipped with a stage (2), a laser irradiation unit (3), a plurality of imaging units (4, 5, 6), a driving unit (7), and a control unit (8). The laser processing device (1) is a device that forms a modified area (12) on a target object (11) by irradiating the target object (11) with laser light (L).
스테이지(2)는, 예를 들면 대상물(11)에 붙여진 필름을 흡착하는 것에 의해, 대상물(11)을 지지한다. 스테이지(2)는, X방향 및 Y방향 각각을 따라 이동 가능하고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전 가능하다. 또, X방향 및 Y방향은, 서로 수직인 제1 수평 방향 및 제2 수평 방향이며, Z방향은, 연직 방향이다. The stage (2) supports the object (11), for example, by absorbing a film attached to the object (11). The stage (2) is movable along the X direction and the Y direction, respectively, and is rotatable about an axis line parallel to the Z direction as a center line. In addition, the X direction and the Y direction are a first horizontal direction and a second horizontal direction that are perpendicular to each other, and the Z direction is a vertical direction.
레이저 조사 유닛(3)은, 대상물(11)에 대해서 투과성을 가지는 레이저광(L)을 집광하여 대상물(11)에 조사한다. 스테이지(2)에 지지된 대상물(11)의 내부에 레이저광(L)이 집광되면, 레이저광(L)의 집광점(C)에 대응하는 부분에서 레이저광(L)이 특히 흡수되어, 대상물(11)의 내부에 개질 영역(12)이 형성된다. The laser irradiation unit (3) focuses laser light (L) that is transparent to the target object (11) and irradiates the target object (11). When the laser light (L) is focused inside the target object (11) supported on the stage (2), the laser light (L) is particularly absorbed at a portion corresponding to the focusing point (C) of the laser light (L), and a modified region (12) is formed inside the target object (11).
개질 영역(12)은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도, 그 외의 물리적 특성이 주위의 비개질 영역과는 다른 영역이다. 개질 영역(12)으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있다. 개질 영역(12)은, 개질 영역(12)으로부터 레이저광(L)의 입사측 및 그 반대측으로 균열이 연장되기 쉽다고 하는 특성을 가지고 있다. 이러한 개질 영역(12)의 특성은, 대상물(11)의 절단에 이용된다. The modified region (12) is a region whose density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those of the surrounding non-modified region. Examples of the modified region (12) include a melt processing region, a crack region, an insulation breakdown region, a refractive index change region, etc. The modified region (12) has a characteristic that cracks are likely to extend from the modified region (12) to the incident side of the laser light (L) and the opposite side. This characteristic of the modified region (12) is utilized for cutting the target object (11).
일 예로서, 스테이지(2)를 X방향을 따라서 이동시키고, 대상물(11)에 대해서 집광점(C)을 X방향을 따라서 상대적으로 이동시키면, 복수의 개질 스폿(12s)이 X방향을 따라서 1열로 늘어서도록 형성된다. 1개의 개질 스폿(12s)은, 1펄스의 레이저광(L)의 조사에 의해서 형성된다. 1열의 개질 영역(12)은, 1열로 늘어선 복수의 개질 스폿(12s)의 집합이다. 서로 이웃하는 개질 스폿(12s)은, 대상물(11)에 대한 집광점(C)의 상대적인 이동 속도 및 레이저광(L)의 반복 주파수에 의해서, 서로 연결되는 경우도, 서로 떨어지는 경우도 있다. As an example, when the stage (2) is moved along the X direction and the focusing point (C) is moved relatively along the X direction with respect to the object (11), a plurality of modified spots (12s) are formed to be lined up in one row along the X direction. One modified spot (12s) is formed by irradiation with one pulse of laser light (L). A row of modified areas (12) is a collection of a plurality of modified spots (12s) lined up in one row. The adjacent modified spots (12s) may be connected to each other or separated from each other depending on the relative movement speed of the focusing point (C) with respect to the object (11) and the repetition frequency of the laser light (L).
촬상 유닛(제1 촬상 유닛)(4)은, 제어부(제1 제어부)(8)의 제어하에서, 스테이지(2)에 지지된 대상물(11)을, 대상물(11)을 투과하는 광에 의해 촬상한다. 보다 구체적으로는, 촬상 유닛(4)은, 대상물(11)에 형성된 개질 영역(12), 및 개질 영역(12)으로부터 연장된 균열의 선단을 촬상한다. 본 실시 형태에서는, 촬상 유닛(4)과 촬상 유닛(4)을 제어하는 제어부(8)에 의해서, 촬상 장치(10)로서 기능한다.The imaging unit (first imaging unit) (4) captures an image of an object (11) supported on a stage (2) by light passing through the object (11) under the control of the control unit (first control unit) (8). More specifically, the imaging unit (4) captures an image of a modified region (12) formed on the object (11) and a tip of a crack extending from the modified region (12). In the present embodiment, the imaging unit (4) and the control unit (8) controlling the imaging unit (4) function as an imaging device (10).
촬상 유닛(제2 촬상 유닛)(5) 및 촬상 유닛(6)은, 제어부(제2 제어부)(8)의 제어하에서, 스테이지(2)에 지지된 대상물(11)을, 대상물(11)을 투과하는 광에 의해 촬상한다. 촬상 유닛(5, 6)이 촬상하는 것에 의해 얻어진 화상은, 일 예로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 얼라이먼트에 제공된다.The imaging unit (second imaging unit) (5) and the imaging unit (6) capture an image of an object (11) supported on a stage (2) by light passing through the object (11) under the control of the control unit (second control unit) (8). The image obtained by capturing the image by the imaging units (5, 6) is provided, for example, for alignment of the irradiation position of the laser light (L).
구동 유닛(7)은, 레이저 조사 유닛(3) 및 복수의 촬상 유닛(4, 5, 6)을 지지하고 있다. 환언하면, 구동 유닛(7)에는, 레이저 조사 유닛(3)이 장착되어 있다. 또, 촬상 유닛(4, 5, 6)은, 레이저 조사 유닛(3)과 함께 구동 유닛(7)에 장착되어 있다. 구동 유닛(7)은, 레이저 조사 유닛(3) 및 복수의 촬상 유닛(4, 5, 6)을 Z방향을 따라서 이동시킨다. 여기에서는, Z방향은, 대상물(11)에서의 레이저광(L)의 입사면(예를 들면 후술의 이면(21b))에 교차하는 방향이다.The drive unit (7) supports the laser irradiation unit (3) and a plurality of imaging units (4, 5, 6). In other words, the laser irradiation unit (3) is mounted on the drive unit (7). In addition, the imaging units (4, 5, 6) are mounted on the drive unit (7) together with the laser irradiation unit (3). The drive unit (7) moves the laser irradiation unit (3) and the plurality of imaging units (4, 5, 6) along the Z direction. Here, the Z direction is a direction intersecting the incident surface of the laser light (L) on the target object (11) (for example, the back surface (21b) described later).
제어부(8)는, 스테이지(2), 레이저 조사 유닛(3), 복수의 촬상 유닛(4, 5, 6), 및 구동 유닛(7)의 동작을 제어한다. 제어부(8)는, 프로세서, 메모리, 스토리지 및 통신 디바이스 등을 포함하는 컴퓨터 장치로서 구성되어 있다. 제어부(8)에서는, 프로세서가, 메모리 등에 읽혀넣어진 소프트 웨어(프로그램)를 실행하고, 메모리 및 스토리지에서의 데이터의 읽어냄 및 쓰기, 및 통신 디바이스에 의한 통신을 제어한다.The control unit (8) controls the operations of the stage (2), the laser irradiation unit (3), the plurality of imaging units (4, 5, 6), and the drive unit (7). The control unit (8) is configured as a computer device including a processor, a memory, a storage, a communication device, and the like. In the control unit (8), the processor executes software (program) read into the memory, etc., and controls reading and writing of data from the memory and storage, and communication by the communication device.
[대상물의 구성][Composition of the object]
본 실시 형태의 대상물(11)은, 도 2 및 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 웨이퍼(20)이다. 웨이퍼(20)는, 반도체 기판(21)과, 기능 소자층(22)을 구비하고 있다. 반도체 기판(21)은, 표면(21a) 및 이면(21b)을 가지고 있다. 반도체 기판(21)은, 예를 들면, 실리콘 기판이다. 기능 소자층(22)은, 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 형성되어 있다. 기능 소자층(22)은, 표면(21a)을 따라서 2차원으로 배열된 복수의 기능 소자(22a)를 포함하고 있다. 기능 소자(22a)는, 예를 들면, 포토 다이오드 등의 수광 소자, 레이저 다이오드 등의 발광 소자, 메모리 등의 회로 소자 등이다. 기능 소자(22a)는, 복수의 층이 스택되어 3차원적으로 구성되는 경우도 있다. 또, 반도체 기판(21)에는, 결정 방위를 나타내는 노치(21c)가 마련되어 있지만, 노치(21c)를 대신하여 오리엔테이션 플랫이 마련되어 있어도 괜찮다. The object (11) of the present embodiment is a wafer (20), as shown in FIGS. 2 and 3. The wafer (20) has a semiconductor substrate (21) and a functional element layer (22). The semiconductor substrate (21) has a surface (21a) and a back surface (21b). The semiconductor substrate (21) is, for example, a silicon substrate. The functional element layer (22) is formed on the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). The functional element layer (22) includes a plurality of functional elements (22a) arranged two-dimensionally along the surface (21a). The functional elements (22a) are, for example, light-receiving elements such as photodiodes, light-emitting elements such as laser diodes, circuit elements such as memories, etc. The functional elements (22a) may be configured three-dimensionally by stacking a plurality of layers. In addition, a notch (21c) indicating the crystal orientation is provided on the semiconductor substrate (21), but an orientation flat may be provided instead of the notch (21c).
웨이퍼(20)는, 복수의 라인(15) 각각을 따라 기능 소자(22a)마다 절단된다. 복수의 라인(15)은, 웨이퍼(20)의 두께 방향으로부터 본 경우에 복수의 기능 소자(22a) 각각의 사이를 통과하고 있다. 보다 구체적으로는, 라인(15)은, 웨이퍼(20)의 두께 방향으로부터 본 경우에 스트리트 영역(23)의 중심(폭방향에서의 중심)을 통과하고 있다. 스트리트 영역(23)은, 기능 소자층(22)에서, 서로 이웃하는 기능 소자(22a)의 사이를 통과하도록 연장되어 있다. 본 실시 형태에서는, 복수의 기능 소자(22a)는, 표면(21a)을 따라서 매트릭스 모양으로 배열되어 있고, 복수의 라인(15)은, 격자 모양으로 설정되어 있다. 또, 라인(15)은, 가상적인 라인이지만, 실제로 그은 라인이라도 좋다. The wafer (20) is cut along each of the plurality of lines (15) for each functional element (22a). The plurality of lines (15) pass between each of the plurality of functional elements (22a) when viewed from the thickness direction of the wafer (20). More specifically, the lines (15) pass through the center (center in the width direction) of the street regions (23) when viewed from the thickness direction of the wafer (20). The street regions (23) extend so as to pass between adjacent functional elements (22a) in the functional element layer (22). In the present embodiment, the plurality of functional elements (22a) are arranged in a matrix shape along the surface (21a), and the plurality of lines (15) are set in a grid shape. In addition, the lines (15) are virtual lines, but may be lines that are actually drawn.
라인(15)은, 복수의 제1 라인(15a)과, 제1 라인(15a)에 교차(직교)하는 복수의 제2 라인(15b)을 포함한다. 여기에서는, 제1 라인(15a)끼리는 서로 평행이며, 제2 라인(15b)끼리는 서로 평행이다. 이것에 의해, 서로 이웃하는 한 쌍의 제1 라인(15a)과, 서로 이웃하는 한 쌍의 제2 라인(15b)에 의해서, 직방체 모양의 하나의 기능 소자(22a)가 규정된다. 환언하면, 웨이퍼(20)(대상물(11))는, Z방향으로부터 보아, 제1 라인(15a)과 제2 라인(15b)에 의해서 규정되는 복수의 기능 소자(22a)를 포함한다. 제1 라인(15a)과 제2 라인(15b)과의 교차점은, 기능 소자(22a)의 각(角, 모서리)을 규정하고, 제1 라인(15a) 및 제2 라인(15b) 각각은, 기능 소자(22a)의 변(邊)을 규정한다.The line (15) includes a plurality of first lines (15a) and a plurality of second lines (15b) intersecting (orthogonal to) the first lines (15a). Here, the first lines (15a) are parallel to each other, and the second lines (15b) are parallel to each other. As a result, a single functional element (22a) in the shape of a rectangular parallelepiped is defined by a pair of adjacent first lines (15a) and a pair of adjacent second lines (15b). In other words, the wafer (20) (object (11)) includes a plurality of functional elements (22a) defined by the first lines (15a) and the second lines (15b) when viewed from the Z direction. The intersection of the first line (15a) and the second line (15b) defines an angle (corner) of the functional element (22a), and each of the first line (15a) and the second line (15b) defines a side of the functional element (22a).
[레이저 조사 유닛의 구성] [Laser irradiation unit configuration]
도 4에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 조사 유닛(3)은, 광원(31)과, 공간 광 변조기(32)와, 집광 렌즈(33)를 가지고 있다. 광원(31)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 레이저광(L)을 출력한다. 공간 광 변조기(32)는, 광원(31)으로부터 출력된 레이저광(L)을 변조한다. 공간 광 변조기(32)는, 예를 들면 반사형 액정(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)의 공간 광 변조기(SLM:Spatial Light Modulator)이다. 집광 렌즈(33)는, 공간 광 변조기(32)에 의해서 변조된 레이저광(L)을 집광한다. As shown in Fig. 4, the laser irradiation unit (3) has a light source (31), a spatial light modulator (32), and a focusing lens (33). The light source (31) outputs laser light (L) by, for example, a pulse oscillation method. The spatial light modulator (32) modulates the laser light (L) output from the light source (31). The spatial light modulator (32) is, for example, a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon). The focusing lens (33) focuses the laser light (L) modulated by the spatial light modulator (32).
본 실시 형태에서는, 레이저 조사 유닛(3)은, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 내부에 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한다. 개질 영역(제1 개질 영역)(12a)은, 2열의 개질 영역(12a, 12b) 중 표면(21a)에 가장 가까운 개질 영역이다. 개질 영역(제2 개질 영역)(12b)은, 2열의 개질 영역(12a, 12b) 중, 개질 영역(12a)에 가장 가까운 개질 영역으로서, 이면(21b)에 가장 가까운 개질 영역이다. In this embodiment, the laser irradiation unit (3) forms two rows of modified regions (12a, 12b) inside the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15) by irradiating the wafer (20) with laser light (L) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15). The modified region (first modified region) (12a) is the modified region closest to the surface (21a) among the two rows of modified regions (12a, 12b). The modified region (second modified region) (12b) is the modified region closest to the modified region (12a) among the two rows of modified regions (12a, 12b) and is the modified region closest to the back surface (21b).
2열의 개질 영역(12a, 12b)은, 웨이퍼(20)의 두께 방향(Z방향)에서 서로 이웃하고 있다. 2열의 개질 영역(12a, 12b)은, 반도체 기판(21)에 대해서 2개의 집광점(C1, C2)이 라인(15)을 따라서 상대적으로 이동시켜지는 것에 의해 형성된다. 레이저광(L)은, 예를 들면 집광점(C1)에 대해서 집광점(C2)이 진행 방향의 후측 또한 레이저광(L)의 입사측에 위치하도록, 공간 광 변조기(32)에 의해서 변조된다. The two rows of modified regions (12a, 12b) are adjacent to each other in the thickness direction (Z direction) of the wafer (20). The two rows of modified regions (12a, 12b) are formed by moving two focusing points (C1, C2) relative to the semiconductor substrate (21) along the line (15). The laser light (L) is modulated by a spatial light modulator (32) so that, for example, the focusing point (C2) is located behind the focusing point (C1) in the propagation direction and also on the incident side of the laser light (L).
레이저 조사 유닛(3)은, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르는 조건으로, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사한다. 일 예로서, 두께 775μm의 단결정 실리콘 기판인 반도체 기판(21)에 대해, 표면(21a)으로부터 54μm의 위치 및 128μm의 위치에 2개의 집광점(C1, C2)을 각각 맞추어, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사한다. 이 때, 레이저광(L)의 파장은 1099nm, 펄스 폭은 700n초, 반복 주파수는 120kHz이다. 또, 집광점(C1)에서의 레이저광(L)의 출력은 2.7W, 집광점(C2)에서의 레이저광(L)의 출력은 2.7W이며, 반도체 기판(21)에 대한 2개의 집광점(C1, C2)의 상대적인 이동 속도는 800mm/초이다. The laser irradiation unit (3) irradiates laser light (L) to the wafer (20) from the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) along each of a plurality of lines (15) under the condition that the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). As an example, for a semiconductor substrate (21) which is a single crystal silicon substrate having a thickness of 775 μm, two focusing points (C1, C2) are respectively aligned at positions 54 μm and 128 μm from the surface (21a), and laser light (L) is irradiated to the wafer (20) from the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) along each of a plurality of lines (15). At this time, the wavelength of the laser light (L) is 1099 nm, the pulse width is 700 nm, and the repetition frequency is 120 kHz. In addition, the output of the laser light (L) at the focusing point (C1) is 2.7 W, the output of the laser light (L) at the focusing point (C2) is 2.7 W, and the relative movement speed of the two focusing points (C1, C2) with respect to the semiconductor substrate (21) is 800 mm/sec.
이러한 2열의 개질 영역(12a, 12b) 및 균열(14)의 형성은, 다음과 같은 경우에 실시된다. 즉, 이후의 공정에서, 반도체 기판(21)의 이면(21b)을 연삭하는 것에 의해 반도체 기판(21)을 박화함과 아울러 균열(14)을 이면(21b)에 노출시키고, 복수의 라인(15) 각각을 따라 웨이퍼(20)를 복수의 반도체 디바이스로 절단하는 경우이다. The formation of these two rows of modified regions (12a, 12b) and cracks (14) is carried out in the following case. That is, in a subsequent process, the semiconductor substrate (21) is thinned by grinding the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) and the cracks (14) are exposed on the back surface (21b), and the wafer (20) is cut into a plurality of semiconductor devices along each of a plurality of lines (15).
[검사용 촬상 유닛의 구성][Configuration of the imaging unit for inspection]
도 5에 나타내어지는 바와 같이, 촬상 유닛(4)은, 광원(41)과, 미러(42)와, 대물 렌즈(제1 대물 렌즈)(43)와, 광 검출부(제1 광 검출부)(44)를 가지고 있다. 광원(41)은, 반도체 기판(21)에 대해서 투과성을 가지는 광(I1)을 출력한다. 광원(41)은, 예를 들면, 할로겐 램프 및 필터에 의해서 구성되어 있고, 근적외 영역의 광(I1)을 출력한다. 광원(41)으로부터 출력된 광(I1)은, 미러(42)에 의해서 반사되어 대물 렌즈(43)를 통과하여, 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 조사된다. 이 때, 스테이지(2)는, 상술한 바와 같이 2열의 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 웨이퍼(20)를 지지하고 있다. As shown in Fig. 5, the imaging unit (4) has a light source (41), a mirror (42), an objective lens (first objective lens) (43), and a light detection unit (first light detection unit) (44). The light source (41) outputs light (I1) that is transparent to the semiconductor substrate (21). The light source (41) is composed of, for example, a halogen lamp and a filter, and outputs light (I1) in the near-infrared region. The light (I1) output from the light source (41) is reflected by the mirror (42), passes through the objective lens (43), and is irradiated onto the wafer (20) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21). At this time, the stage (2) supports the wafer (20) on which two rows of modified regions (12a, 12b) are formed as described above.
대물 렌즈(43)는, 반도체 기판(21)의 표면(21a)에서 반사된 광(I1)을 통과시킨다. 즉, 대물 렌즈(43)는, 반도체 기판(21)을 전반(투과)한 광(I1)을 통과시킨다. 대물 렌즈(43)의 개구수(NA)는, 0.45 이상이다. 대물 렌즈(43)는, 보정환(補正環)(43a)을 가지고 있다. 보정환(43a)은, 예를 들면 대물 렌즈(43)를 구성하는 복수의 렌즈에서의 상호간의 거리를 조정하는 것에 의해, 반도체 기판(21) 내에서 광(I1)에 생기는 수차(收差)를 보정한다. 광 검출부(44)는, 대물 렌즈(43) 및 미러(42)를 통과한 광(I1)을 검출한다. 광 검출부(44)는, 예를 들면, InGaAs 카메라에 의해서 구성되어 있고, 근적외 영역의 광(I1)을 검출한다. The objective lens (43) passes light (I1) reflected from the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). That is, the objective lens (43) passes light (I1) that has transmitted the semiconductor substrate (21). The numerical aperture (NA) of the objective lens (43) is 0.45 or more. The objective lens (43) has a correction ring (43a). The correction ring (43a) corrects aberrations occurring in the light (I1) within the semiconductor substrate (21), for example, by adjusting the distance between a plurality of lenses constituting the objective lens (43). The light detection unit (44) detects light (I1) that has passed through the objective lens (43) and the mirror (42). The light detection unit (44) is composed of, for example, an InGaAs camera and detects light (I1) in the near-infrared region.
촬상 유닛(4)은, 2열의 개질 영역(12a, 12b) 각각, 및 복수의 균열(14a, 14b, 14c, 14d) 각각의 선단을 촬상할 수 있다(상세에 대해서는, 후술한다). 균열(14a)은, 개질 영역(12a)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열이다. 균열(14b)은, 개질 영역(12a)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열이다. 균열(14c)은, 개질 영역(12b)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열이다. 균열(14d)은, 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열이다. 제어부(8)는, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르는 조건으로, 레이저 조사 유닛(3)에 레이저광(L)을 조사시키지만(도 4 참조), 어떠한 문제점 등에 기인하여 균열(14)이 표면(21a)에 이르지 않으면 이러한 복수의 균열(14a, 14b, 14c, 14d)이 형성된다. The imaging unit (4) can capture images of the tips of each of the two rows of modified regions (12a, 12b) and each of the plurality of cracks (14a, 14b, 14c, 14d) (details will be described later). The crack (14a) is a crack extending from the modified region (12a) toward the surface (21a). The crack (14b) is a crack extending from the modified region (12a) toward the back surface (21b). The crack (14c) is a crack extending from the modified region (12b) toward the surface (21a). The crack (14d) is a crack extending from the modified region (12b) toward the back surface (21b). The control unit (8) irradiates the laser irradiation unit (3) with laser light (L) under the condition that the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21) (see Fig. 4). However, if the crack (14) does not reach the surface (21a) due to some problem, etc., a plurality of such cracks (14a, 14b, 14c, 14d) are formed.
[얼라이먼트 보정용 촬상 유닛의 구성][Configuration of the imaging unit for alignment correction]
도 6에 나타내어지는 바와 같이, 촬상 유닛(5)은, 광원(51)과, 미러(52)와, 렌즈(제2 렌즈)(53)와, 광 검출부(제2 광 검출부)(54)를 가지고 있다. 광원(51)은, 반도체 기판(21)에 대해서 투과성을 가지는 광(I2)을 출력한다. 광원(51)은, 예를 들면, 할로겐 램프 및 필터에 의해서 구성되어 있고, 근적외 영역의 광(I2)을 출력한다. 광원(51)은, 촬상 유닛(4)의 광원(41)과 공통화되어 있어도 괜찮다. 광원(51)으로부터 출력된 광(I2)은, 미러(52)에 의해서 반사되어 렌즈(53)를 통과하여, 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 조사된다. As shown in Fig. 6, the imaging unit (5) has a light source (51), a mirror (52), a lens (second lens) (53), and a light detection unit (second light detection unit) (54). The light source (51) outputs light (I2) that is transparent to the semiconductor substrate (21). The light source (51) is composed of, for example, a halogen lamp and a filter, and outputs light (I2) in the near-infrared region. The light source (51) may be common with the light source (41) of the imaging unit (4). The light (I2) output from the light source (51) is reflected by the mirror (52), passes through the lens (53), and is irradiated onto the wafer (20) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21).
렌즈(53)는, 반도체 기판(21)의 표면(21a)에서 반사된 광(I2)을 통과시킨다. 즉, 렌즈(53)는, 반도체 기판(21)을 투과한 광(I2)을 통과시킨다. 렌즈(53)의 개구수는, 0.3 이하이다. 즉, 촬상 유닛(4)의 대물 렌즈(43)의 개구수는, 렌즈(53)의 개구수보다도 크다. 광 검출부(54)는, 렌즈(53) 및 미러(52)를 통과한 광(I2)을 검출한다. 광 검출부(55)는, 예를 들면, InGaAs 카메라에 의해서 구성되어 있고, 근적외 영역의 광(I2)을 검출한다. The lens (53) passes light (I2) reflected from the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). That is, the lens (53) passes light (I2) transmitted through the semiconductor substrate (21). The numerical aperture of the lens (53) is 0.3 or less. That is, the numerical aperture of the objective lens (43) of the imaging unit (4) is larger than the numerical aperture of the lens (53). The light detection unit (54) detects light (I2) that has passed through the lens (53) and the mirror (52). The light detection unit (55) is configured by, for example, an InGaAs camera and detects light (I2) in the near-infrared region.
촬상 유닛(5)은, 제어부(제2 제어부)(8)의 제어하에서, 이면(21b)측으로부터 광(I2)을 웨이퍼(20)에 조사함과 아울러, 표면(21a)(기능 소자층(22))으로부터 되돌아오는 광(I2)을 검출하는 것에 의해, 기능 소자층(22)을 촬상한다. 또, 촬상 유닛(5)은, 마찬가지로, 제어부(8)의 제어하에서, 이면(21b)측으로부터 광을 웨이퍼(20)에 조사함과 아울러, 반도체 기판(21)에서의 개질 영역(12a, 12b)의 형성 위치로부터 되돌아오는 광(I2)을 검출하는 것에 의해, 개질 영역(12a, 12b)을 포함하는 영역의 화상을 취득한다. 이들 화상은, 레이저광(L)의 조사 위치의 얼라이먼트에 이용된다. 촬상 유닛(6)은, 렌즈(53)가 보다 저배율(예를 들면, 촬상 유닛(5)에서는 6배이며, 촬상 유닛(6)에서는 1.5배)인 점을 제외하고, 촬상 유닛(5)과 동일한 구성을 구비하며, 촬상 유닛(5)과 마찬가지로 얼라이먼트에 이용된다. The imaging unit (5), under the control of the control unit (second control unit) (8), irradiates light (I2) to the wafer (20) from the back side (21b) side and detects light (I2) returning from the surface (21a) (functional element layer (22)), thereby capturing an image of the functional element layer (22). In addition, the imaging unit (5), similarly, under the control of the control unit (8), irradiates light to the wafer (20) from the back side (21b) side and detects light (I2) returning from the formation position of the modified area (12a, 12b) on the semiconductor substrate (21), thereby acquiring an image of an area including the modified area (12a, 12b). These images are used for the alignment of the irradiation position of the laser light (L). The imaging unit (6) has the same configuration as the imaging unit (5), except that the lens (53) has a lower magnification (e.g., 6x in the imaging unit (5) and 1.5x in the imaging unit (6)), and is used for alignment like the imaging unit (5).
[검사용 촬상 유닛에 의한 촬상 원리][Imaging principle by inspection imaging unit]
도 5에 나타내어지는 촬상 유닛(4)을 이용하고, 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 표면(21a)에 이르고 있는 반도체 기판(21)에 대해서, 이면(21b)측으로부터 표면(21a)측을 향해 초점(F)(대물 렌즈(43)의 초점)을 이동시킨다. 이 경우, 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14)의 선단(14e)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추면, 해당 선단(14e)을 확인할 수 있다(도 7에서의 우측의 화상). 그러나, 균열(14) 그 자체, 및 표면(21a)에 이르고 있는 균열(14)의 선단(14e)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추어도, 그들을 확인할 수 없다(도 7에서의 좌측의 화상). 또, 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추면, 기능 소자층(22)을 확인할 수 있다. Using the imaging unit (4) shown in Fig. 5, as shown in Fig. 7, with respect to a semiconductor substrate (21) in which a crack (14) spanning two rows of modified areas (12a, 12b) reaches the surface (21a), the focus (F) (the focus of the objective lens (43)) is moved from the back side (21b) side toward the surface (21a). In this case, when the focus (F) is adjusted from the back side (21b) side to the tip (14e) of the crack (14) extending from the modified area (12b) to the back side (21b) side, the tip (14e) can be confirmed (right image in Fig. 7). However, even if the focus (F) is focused on the crack (14) itself and the tip (14e) of the crack (14) reaching the surface (21a) from the back side (21b) side, they cannot be confirmed (left image in Fig. 7). Also, if the focus (F) is focused on the surface (21a) of the semiconductor substrate (21) from the back side (21b) side, the functional element layer (22) can be confirmed.
또, 도 5에 나타내어지는 촬상 유닛(4)을 이용하고, 도 8에 나타내어지는 바와 같이, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 표면(21a)에 이르고 있지 않은 반도체 기판(21)에 대해서, 이면(21b)측으로부터 표면(21a)측을 향해 초점(F)을 이동시킨다. 이 경우, 개질 영역(12a)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열(14)의 선단(14e)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추어도, 해당 선단(14e)을 확인할 수 없다(도 8에서의 좌측의 화상). 그러나, 표면(21a)에 대해서 이면(21b)과는 반대측의 영역(즉, 표면(21a)에 대해서 기능 소자층(22)측의 영역)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추어, 표면(21a)에 관해서 초점(F)과 대칭인 가상 초점(Fv)을 해당 선단(14e)에 위치시키면, 해당 선단(14e)을 확인할 수 있다(도 8에서의 우측의 화상). 또, 가상 초점(Fv)은, 반도체 기판(21)의 굴절률을 고려한 초점(F)과 표면(21a)에 관해서 대칭인 점이다. In addition, using the imaging unit (4) shown in Fig. 5, as shown in Fig. 8, the focus (F) is moved from the back side (21b) side toward the surface (21a) side for a semiconductor substrate (21) in which a crack (14) spanning two rows of modified regions (12a, 12b) does not reach the surface (21a). In this case, even if the focus (F) is focused on the tip (14e) of the crack (14) extending from the modified region (12a) to the surface (21a) side from the back side (21b), the tip (14e) cannot be confirmed (left image in Fig. 8). However, when a focus (F) is focused from the back side (21b) to the area on the opposite side to the back side (21b) with respect to the surface (21a) (i.e., an area on the side of the functional element layer (22) with respect to the surface (21a)), and a virtual focus (Fv) symmetrical to the focus (F) with respect to the surface (21a) is positioned at the tip (14e), the tip (14e) can be confirmed (right image in Fig. 8). In addition, the virtual focus (Fv) is a point symmetrical to the focus (F) with respect to the surface (21a) in consideration of the refractive index of the semiconductor substrate (21).
이상과 같이 균열(14) 그 자체를 확인할 수 없는 것은, 조명광인 광(I1)의 파장보다도 균열(14)의 폭이 작기 때문이라고 상정된다. 도 9 및 도 10은, 실리콘 기판인 반도체 기판(21)의 내부에 형성된 개질 영역(12) 및 균열(14)의 SEM(Scanning Electron Microscope) 화상이다. 도 9의 (b)는, 도 9의 (a)에 나타내어지는 영역(A1)의 확대상, 도 10의 (a)는, 도 9의 (b)에 나타내어지는 영역(A2)의 확대상, 도 10의 (b)는, 도 10의 (a)에 나타내어지는 영역(A3)의 확대상이다. 이와 같이, 균열(14)의 폭은, 120nm 정도이며, 근적외 영역의 광(I1)의 파장(예를 들면, 1.1~1.2μm)보다도 작다. As described above, it is assumed that the reason why the crack (14) itself cannot be confirmed is because the width of the crack (14) is smaller than the wavelength of the illuminating light (I1). FIGS. 9 and 10 are SEM (Scanning Electron Microscope) images of a modified region (12) and a crack (14) formed inside a semiconductor substrate (21), which is a silicon substrate. FIG. 9 (b) is an enlarged image of the region (A1) shown in FIG. 9 (a), FIG. 10 (a) is an enlarged image of the region (A2) shown in FIG. 9 (b), and FIG. 10 (b) is an enlarged image of the region (A3) shown in FIG. 10 (a). As described above, the width of the crack (14) is about 120 nm, which is smaller than the wavelength of the light (I1) in the near-infrared region (for example, 1.1 to 1.2 μm).
이상을 근거로 하여 상정되는 촬상 원리는, 다음과 같다. 도 11의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 공기 중에 초점(F)을 위치시키면, 광(I1)이 되돌아오지 않기 때문에, 거뭇한 화상이 얻어진다(도 11의 (a)에서의 우측의 화상). 도 11의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 반도체 기판(21)의 내부에 초점(F)을 위치시키면, 표면(21a)에서 반사된 광(I1)이 되돌아오기 때문에, 흰 화상이 얻어진다(도 11의 (b)에서의 우측의 화상). 도 11의 (c)에 나타내어지는 바와 같이, 개질 영역(12)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추면, 개질 영역(12)에 의해서, 표면(21a)에서 반사되어 되돌아온 광(I1)의 일부에 대해서 흡수, 산란 등이 생기기 때문에, 흰 배경중에 개질 영역(12)이 거뭇하게 비친 화상이 얻어진다(도 11의 (c)에서의 우측의 화상).Based on the above, the imaging principle assumed is as follows. As shown in Fig. 11 (a), when the focus (F) is positioned in the air, the light (I1) does not return, so a dark image is obtained (the image on the right in Fig. 11 (a)). As shown in Fig. 11 (b), when the focus (F) is positioned inside the semiconductor substrate (21), the light (I1) reflected from the surface (21a) returns, so a white image is obtained (the image on the right in Fig. 11 (b)). As shown in (c) of Fig. 11, when the focus (F) is focused on the modified area (12) from the back surface (21b) side, absorption, scattering, etc. occur for a portion of the light (I1) reflected from the surface (21a) by the modified area (12), so an image is obtained in which the modified area (12) appears dark against a white background (right image in (c) of Fig. 11).
도 12의 (a) 및 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 균열(14)의 선단(14e)에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추면, 예를 들면, 선단(14e) 근방에 생긴 광학적 특이성(응력 집중, 변형, 원자 밀도의 불연속성 등), 선단(14e) 근방에서 생기는 광의 가둠 등에 의해서, 표면(21a)에서 반사되어 되돌아온 광(I1)의 일부에 대해서 산란, 반사, 간섭, 흡수 등이 생기기 때문에, 흰 배경 중에 선단(14e)이 거뭇하게 비친 화상이 얻어진다(도 12의 (a) 및 (b)에서의 우측의 화상). 도 12의 (c)에 나타내어지는 바와 같이, 균열(14)의 선단(14e) 근방 이외의 부분에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추면, 표면(21a)에서 반사된 광(I1)의 적어도 일부가 되돌아오기 때문에, 흰 화상이 얻어진다(도 12의 (c)에서의 우측의 화상).As shown in (a) and (b) of Fig. 12, when a focus (F) is focused on the tip (14e) of the crack (14) from the back surface (21b), for example, due to optical singularities (stress concentration, deformation, discontinuity of atomic density, etc.) occurring near the tip (14e), light confinement occurring near the tip (14e), etc., scattering, reflection, interference, absorption, etc. occur for a portion of the light (I1) reflected from the surface (21a) and returned, so that an image is obtained in which the tip (14e) appears dark against a white background (right image in (a) and (b) of Fig. 12). As shown in (c) of Fig. 12, when the focus (F) is focused from the back surface (21b) on a part other than the vicinity of the tip (14e) of the crack (14), at least a part of the light (I1) reflected from the surface (21a) returns, so a white image is obtained (the image on the right in (c) of Fig. 12).
[검사용 촬상 유닛에 의한 검사 원리][Inspection principle by inspection imaging unit]
제어부(8)가, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르는 조건으로, 레이저 조사 유닛(3)에 레이저광(L)을 조사시킨 결과, 예정대로, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 표면(21a)에 이르고 있는 경우, 균열(14)의 선단(14e)의 상태는, 다음과 같이 된다. 즉, 도 13에 나타내어지는 바와 같이, 개질 영역(12a)과 표면(21a)과의 사이의 영역, 및 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이의 영역에는, 균열(14)의 선단(14e)이 나타나지 않는다. 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14)의 선단(14e)의 위치(이하, 간단히 「선단 위치」라고 함)는, 개질 영역(12b)과 이면(21b)과의 사이의 기준 위치(P)에 대해서 이면(21b)측에 위치한다. When the control unit (8) irradiates the laser irradiation unit (3) with laser light (L) under the condition that the crack (14) spanning the modified regions (12a, 12b) of the two rows reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), and as a result, the crack (14) spanning the modified regions (12a, 12b) of the two rows reaches the surface (21a) as scheduled, the state of the tip (14e) of the crack (14) is as follows. That is, as shown in Fig. 13, the tip (14e) of the crack (14) does not appear in the area between the modified region (12a) and the surface (21a), and in the area between the modified region (12a) and the modified region (12b). The position of the tip (14e) of the crack (14) extending from the modified area (12b) to the back surface (21b) (hereinafter, simply referred to as the “tip position”) is located on the back surface (21b) side with respect to the reference position (P) between the modified area (12b) and the back surface (21b).
그것에 대해, 제어부(8)가, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르는 조건으로, 레이저 조사 유닛(3)에 레이저광(L)을 조사시킨 결과, 예정에 반하여, 어떠한 문제점에 기인하여, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 표면(21a)에 이르고 있지 않은 경우, 균열(14)의 선단(14e)의 상태는, 다음과 같이 된다. 즉, 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 개질 영역(12a)과 표면(21a)과의 사이의 영역에는, 개질 영역(12a)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열(14a)의 선단(14e)이 나타난다. 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이의 영역에는, 개질 영역(12a)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14b)의 선단(14e), 및 개질 영역(12b)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열(14c)의 선단(14e)이 나타난다. 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14)의 선단 위치는, 개질 영역(12b)과 이면(21b)과의 사이의 기준 위치(P)에 대해서 표면(21a)에 위치한다. In this case, when the control unit (8) irradiates the laser irradiation unit (3) with laser light (L) under the condition that the crack (14) spanning the modified regions (12a, 12b) of the two rows reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), if, contrary to the plan, due to some problem, the crack (14) spanning the modified regions (12a, 12b) of the two rows does not reach the surface (21a), the state of the tip (14e) of the crack (14) becomes as follows. That is, as shown in Fig. 14, in the region between the modified region (12a) and the surface (21a), the tip (14e) of the crack (14a) extending from the modified region (12a) toward the surface (21a) appears. In the region between the modified region (12a) and the modified region (12b), a tip (14e) of a crack (14b) extending from the modified region (12a) toward the back surface (21b) and a tip (14e) of a crack (14c) extending from the modified region (12b) toward the surface (21a) appear. The tip position of the crack (14) extending from the modified region (12b) toward the back surface (21b) is located at the surface (21a) with respect to the reference position (P) between the modified region (12b) and the back surface (21b).
이상에 의해, 다음의 제1 검사, 제2 검사, 제3 검사 및 제4 검사 중 적어도 1개의 검사를 제어부(8)가 실시하면, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있는지 여부를 평가할 수 있다. 제1 검사는, 개질 영역(12a)과 표면(21a)과의 사이의 영역을 검사 영역(R1)으로 하고, 검사 영역(R1)에, 개질 영역(12a)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열(14a)의 선단(14e)이 존재하는지 여부의 검사이다. 제2 검사는, 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이의 영역을 검사 영역(R2)으로 하고, 검사 영역(R2)에, 개질 영역(12a)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는지 여부의 검사이다. 제3 검사는, 검사 영역(R2)에, 개질 영역(12b)으로부터 표면(21a)측으로 연장되는 균열(14c)의 선단(14e)이 존재하는지 여부의 검사이다. 제4 검사는, 기준 위치(P)로부터 이면(21b)측으로 연장되고 또한 이면(21b)에 이르고 있지 않은 영역을 검사 영역(R3)으로 하며, 검사 영역(R3)에, 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14)의 선단 위치가 위치하는지 여부의 검사이다. By the above, when the control unit (8) performs at least one of the following first, second, third and fourth inspections, it is possible to evaluate whether or not the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). The first inspection is an inspection of whether or not a tip (14e) of a crack (14a) extending from the modified region (12a) toward the surface (21a) exists in the inspection region (R1), with the region between the modified region (12a) and the surface (21a) being an inspection region (R1). The second inspection is an inspection area (R2) between the modified area (12a) and the modified area (12b), and is an inspection area to check whether a tip (14e) of a crack (14b) extending from the modified area (12a) toward the back surface (21b) exists in the inspection area (R2). The third inspection is an inspection area to check whether a tip (14e) of a crack (14c) extending from the modified area (12b) toward the front surface (21a) exists in the inspection area (R2). The fourth inspection is an inspection area (R3) to check whether a tip position of a crack (14) extending from the modified area (12b) toward the back surface (21b) is located in the inspection area (R3), and is an inspection area to check whether a tip position of a crack (14) extending from the modified area (12b) toward the back surface (21b) exists in the inspection area (R3).
검사 영역(R1), 검사 영역(R2) 및 검사 영역(R3) 각각은, 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성하기 전에, 반도체 기판(21)에 대해서 2개의 집광점(C1, C2)을 맞추는 위치에 근거하여 설정 가능하다. 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르는 경우, 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14)의 선단 위치는 안정되기 때문에, 기준 위치(P) 및 검사 영역(R3)은, 테스트 가공의 결과에 근거하여 설정 가능하다. 또, 촬상 유닛(4)은, 도 13 및 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 2개의 개질 영역(12a, 12b) 각각을 촬상할 수 있기 때문에, 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한 후에, 2개의 개질 영역(12a, 12b) 각각의 위치에 근거하여, 검사 영역(R1), 검사 영역(R2) 및 검사 영역(R3) 각각을 설정해도 괜찮다. Each of the inspection region (R1), the inspection region (R2), and the inspection region (R3) can be set based on the positions at which two focusing points (C1, C2) are aligned with respect to the semiconductor substrate (21) before forming the two rows of modified regions (12a, 12b). When the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), the tip position of the crack (14) extending from the modified region (12b) to the back surface (21b) is stable, so the reference position (P) and the inspection region (R3) can be set based on the results of the test processing. In addition, since the imaging unit (4) can capture images of each of the two modified regions (12a, 12b) as shown in FIGS. 13 and 14, after forming two rows of modified regions (12a, 12b), it is okay to set each of the inspection region (R1), the inspection region (R2), and the inspection region (R3) based on the positions of each of the two modified regions (12a, 12b).
[레이저 가공 방법 및 반도체 디바이스 제조 방법][Laser processing method and semiconductor device manufacturing method]
본 실시 형태의 반도체 디바이스 제조 방법에 대해서, 도 15를 참조하여 설명한다. 또, 본 실시 형태의 반도체 디바이스 제조 방법은, 레이저 가공 장치(1)에서 실시되는 레이저 가공 방법을 포함하고 있다. The semiconductor device manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to Fig. 15. In addition, the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment includes a laser processing method implemented in a laser processing device (1).
먼저, 웨이퍼(20)가 준비되고, 레이저 가공 장치(1)의 스테이지(2)에 재치된다. 이어서, 레이저 가공 장치(1)가, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 내부에 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한다(S01, 제1 공정). 이 공정에서는, 레이저 가공 장치(1)가, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르는 조건으로, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사한다. First, a wafer (20) is prepared and placed on the stage (2) of a laser processing device (1). Next, the laser processing device (1) irradiates laser light (L) to the wafer (20) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21) along each of a plurality of lines (15), thereby forming two rows of modified regions (12a, 12b) inside the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15) (S01, first process). In this process, the laser processing device (1) irradiates laser light (L) to the wafer (20) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15) under the condition that a crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21).
이어서, 레이저 가공 장치(1)가, 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이의 검사 영역(R2)에, 개질 영역(12a)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는지 여부를 검사한다(S02, 제2 공정). 이 공정에서는, 레이저 가공 장치(1)가, 검사 영역(R2) 내에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추어, 표면(21a)측으로부터 이면(21b)측으로 반도체 기판(21)을 전반(투과)하는 광(I1)을 검출하는 것에 의해, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는지 여부를 검사한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 레이저 가공 장치(1)가 제2 검사를 실시한다. Next, the laser processing device (1) inspects whether a tip (14e) of a crack (14b) extending from the modified region (12a) to the back surface (21b) side exists in the inspection region (R2) between the modified region (12a) and the modified region (12b) (S02, second process). In this process, the laser processing device (1) focuses (F) from the back surface (21b) side within the inspection region (R2) and detects light (I1) that propagates (transmits) through the semiconductor substrate (21) from the front surface (21a) side to the back surface (21b) side, thereby inspecting whether a tip (14e) of a crack (14b) exists in the inspection region (R2). In this way, in the present embodiment, the laser processing device (1) performs the second inspection.
보다 구체적으로는, 촬상 유닛(4)의 대물 렌즈(43)가, 검사 영역(R2) 내에 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추어, 촬상 유닛(4)의 광 검출부(44)가, 표면(21a)측으로부터 이면(21b)측으로 반도체 기판(21)을 전반(투과)하는 광(I1)을 검출한다. 이 때, 구동 유닛(7)에 의해서 촬상 유닛(4)이 Z방향을 따라서 이동시켜지고, 초점(F)이 검사 영역(R2) 내를 Z방향을 따라서 상대적으로 이동시켜진다. 이것에 의해, 광 검출부(44)가, Z방향에서의 각 개소에서의 화상 데이터를 취득한다. 그리고, 제어부(8)가, 광 검출부(44)로부터 출력된 신호(즉, Z방향에서의 각 개소에서의 화상 데이터)에 근거하여, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는지 여부를 검사한다.More specifically, the objective lens (43) of the imaging unit (4) focuses (F) from the back surface (21b) side within the inspection area (R2), and the light detection unit (44) of the imaging unit (4) detects light (I1) that propagates (transmits) through the semiconductor substrate (21) from the front surface (21a) side to the back surface (21b) side. At this time, the imaging unit (4) is moved along the Z direction by the driving unit (7), and the focus (F) is relatively moved along the Z direction within the inspection area (R2). Thereby, the light detection unit (44) acquires image data at each location in the Z direction. Then, the control unit (8) inspects whether or not a tip (14e) of a crack (14b) exists in the inspection area (R2) based on the signal output from the light detection unit (44) (i.e., image data at each location in the Z direction).
이어서, 제어부(8)가, 공정 S02에서의 검사 결과에 근거하여, 공정 S01에서의 가공 결과를 평가한다(S03, 제3 공정). 이 공정에서는, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하지 않는 경우, 제어부(8)가, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있다고 평가한다. 한편, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는 경우, 제어부(8)가, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있지 않다고 평가한다.Next, the control unit (8) evaluates the processing result in the process S01 based on the inspection result in the process S02 (S03, the third process). In this process, if the tip (14e) of the crack (14b) does not exist in the inspection area (R2), the control unit (8) evaluates that the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). On the other hand, if the tip (14e) of the crack (14b) exists in the inspection area (R2), the control unit (8) evaluates that the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) does not reach the surface (21a) of the semiconductor substrate (21).
이어서, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있다고 평가된 경우, 제어부(8)가 합격 처리를 실시한다(S04). 이 공정에서는, 제어부(8)가, 합격 처리로서, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 디스플레이에 의한 합격의 취지의 표시, 해당 디스플레이에 의한 화상 데이터의 표시, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 기억부에 의한 합격의 취지의 기록(로그로서의 기억), 해당 기억부에 의한 화상 데이터의 기억 등을 실시시킨다. 이와 같이, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 디스플레이는, 오퍼레이터에 합격의 취지를 알리는 알림부로서 기능한다. Next, if it is evaluated that the crack (14) spanning the modified regions (12a, 12b) of the two rows reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), the control unit (8) performs a passing process (S04). In this process, the control unit (8) performs, as a passing process, display of the intent of passing by the display provided in the laser processing device (1), display of image data by the display, recording of the intent of passing by the memory provided in the laser processing device (1) (memory as a log), and storage of the image data by the memory. In this way, the display provided in the laser processing device (1) functions as a notification unit that informs the operator of the intent of passing.
한편, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있지 않다고 평가된 경우, 제어부(8)가 불합격 처리를 실시한다(S05). 이 공정에서는, 제어부(8)가, 불합격 처리로서, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 램프에 의한 불합격의 취지의 점등, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 디스플레이에 의한 불합격의 취지의 표시, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 기억부에 의한 불합격의 취지의 기록(로그로서의 기억) 등을 실시시킨다. 이와 같이, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 램프 및 디스플레이 중 적어도 하나는, 오퍼레이터에 불합격의 취지를 알리는 알림부로서 기능한다. Meanwhile, if it is evaluated that the crack (14) spanning the modified regions (12a, 12b) of the two rows does not reach the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), the control unit (8) performs a failure processing (S05). In this process, the control unit (8) performs, as a failure processing, lighting of the meaning of failure by the lamp provided in the laser processing device (1), display of the meaning of failure by the display provided in the laser processing device (1), and recording (memory as a log) of the meaning of failure by the memory provided in the laser processing device (1). In this way, at least one of the lamp and the display provided in the laser processing device (1) functions as a notification unit that informs the operator of the meaning of failure.
이상의 공정 S01~공정 S05가, 레이저 가공 장치(1)에서 실시되는 레이저 가공 방법이다.The above processes S01 to S05 are laser processing methods performed in a laser processing device (1).
공정 S04의 합격 처리가 실시된 경우(즉, 공정 03에서, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있다고 평가된 경우), 연삭 장치가, 반도체 기판(21)의 이면(21b)을 연삭하는 것에 의해, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)을 이면(21b)에 노출시키고, 복수의 라인(15) 각각을 따라 웨이퍼(20)를 복수의 반도체 디바이스로 절단한다(S06, 제4 공정).When the pass processing of process S04 is performed (i.e., when it is evaluated in process 03 that the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), the grinding device grinds the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21), thereby exposing the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) to the back surface (21b), and cuts the wafer (20) into a plurality of semiconductor devices along each of the plurality of lines (15) (S06, fourth process).
이상의 공정 S01~공정 S06이, 레이저 가공 장치(1)에서 실시되는 레이저 가공 방법을 포함하는 반도체 디바이스 제조 방법이다. 또, 공정 S05의 불합격 처리가 실시된 경우(즉, 공정 03에서, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있지 않다고 평가된 경우), 레이저 가공 장치(1)의 점검 및 조정, 웨이퍼(20)로의 재차의 레이저 가공(리커버리 가공) 등이 실시된다. The above processes S01 to S06 are a semiconductor device manufacturing method including a laser processing method performed in a laser processing device (1). In addition, in the case where the failure treatment of process S05 is performed (i.e., in the case where it is evaluated that the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) in process S03 does not reach the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), inspection and adjustment of the laser processing device (1), re-laser processing (recovery processing) of the wafer (20), etc. are performed.
여기서, 공정 S06의 웨이퍼(20)의 연삭 및 절단에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 도 16에 나타내어지는 바와 같이, 연삭 장치(200)가, 반도체 기판(21)의 이면(21b)을 연삭(연마)하는 것에 의해 반도체 기판(21)을 박화함과 아울러 균열(14)을 이면(21b)에 노출시키고, 복수의 라인(15) 각각을 따라 웨이퍼(20)를 복수의 반도체 디바이스(20a)로 절단한다. 이 공정에서는, 연삭 장치(200)가, 제4 검사용의 기준 위치(P)까지 반도체 기판(21)의 이면(21b)을 연삭한다. Here, the grinding and cutting of the wafer (20) of process S06 will be described in more detail. As shown in Fig. 16, the grinding device (200) grinds (polishes) the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21), thereby thinning the semiconductor substrate (21) and exposing cracks (14) on the back surface (21b), and cuts the wafer (20) into a plurality of semiconductor devices (20a) along each of a plurality of lines (15). In this process, the grinding device (200) grinds the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) to the reference position (P) for the fourth inspection.
상술한 바와 같이, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있는 경우, 개질 영역(12b)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14)의 선단 위치는, 기준 위치(P)에 대해서 이면(21b)측에 위치한다. 그 때문에, 기준 위치(P)까지 반도체 기판(21)의 이면(21b)을 연삭하는 것에 의해, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)을 이면(21b)에 노출시킬 수 있다. 환언하면, 연삭 종료 예정 위치를 기준 위치(P)로 하여, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a) 및 기준 위치(P)에 이르는 조건으로, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사한다. As described above, when the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), the tip position of the crack (14) extending from the modified region (12b) to the back surface (21b) is located on the back surface (21b) side with respect to the reference position (P). Therefore, by grinding the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) to the reference position (P), the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) can be exposed to the back surface (21b). In other words, with the grinding end position as the reference position (P), a laser light (L) is irradiated onto the wafer (20) from the back side (21b) of the semiconductor substrate (21) along each of a plurality of lines (15) under the condition that the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21) and the reference position (P).
이어서, 도 17에 나타내어지는 바와 같이, 익스팬드 장치(300)가, 반도체 기판(21)의 이면(21b)에 붙여진 익스팬드 테이프(201)를 확장시키는 것에 의해, 복수의 반도체 디바이스(20a) 각각을 서로 이간시킨다. 익스팬드 테이프(201)는, 예를 들면, 기재(基材)(201a) 및 접착층(201b)에 의해서 구성된 DAF(Die Attach Film)이다. 그 경우, 익스팬드 테이프(201)의 확장에 의해서, 반도체 기판(21)의 이면(21b)과 기재(201a)와의 사이에 배치된 접착층(201b)이 반도체 디바이스(20a)마다 절단된다. 절단된 접착층(201b)은, 반도체 디바이스(20a)와 함께 픽업된다. Next, as shown in Fig. 17, the expanding device (300) separates the plurality of semiconductor devices (20a) from each other by expanding the expanding tape (201) attached to the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21). The expanding tape (201) is, for example, a DAF (Die Attach Film) composed of a base material (201a) and an adhesive layer (201b). In that case, by expanding the expanding tape (201), the adhesive layer (201b) arranged between the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) and the base material (201a) is cut for each semiconductor device (20a). The cut adhesive layer (201b) is picked up together with the semiconductor device (20a).
여기서, 상술한 바와 같이, 소정의 영역에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는지 여부의 검사를 할 때, 웨이퍼(20)의 촬상이 행해진다. 웨이퍼(20)의 촬상은, 촬상 유닛(4) 및 제어부(8)에 의해서 구성되는 촬상 장치(10)에 의해서 행해진다. 상기의 예에서는, 모든 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 내부에 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한 후에, 제2 검사의 실시에 따라서 웨이퍼(20)의 촬상을 행했다. 그렇지만, 제2 검사(웨이퍼(20)의 촬상)의 타이밍은, 이것에 한정되지 않는다.Here, as described above, when examining whether a tip (14e) of a crack (14b) exists in a predetermined region, imaging of the wafer (20) is performed. Imaging of the wafer (20) is performed by an imaging device (10) configured by an imaging unit (4) and a control unit (8). In the above example, after forming two rows of modified regions (12a, 12b) inside the semiconductor substrate (21) along each of all lines (15), imaging of the wafer (20) was performed according to the implementation of the second inspection. However, the timing of the second inspection (imaging of the wafer (20)) is not limited to this.
예를 들면, 제2 검사의 실시의 타이밍은, 하나 또는 복수의 제1 라인(15a)을 따라서 개질 영역(12a, 12b)을 형성한 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제1 라인(15a)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍이라도 좋다. 이 경우, 하나 또는 복수의 제2 라인(15b)을 따라서 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제2 라인(15b)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제2 검사를 더 실시해도 괜찮다. 이하, 이 경우에 대해 상세하게 설명한다.For example, the timing of performing the second inspection may be the timing at which alignment of the first line (15a) of the irradiation position of the laser light (L) is performed after the modified region (12a, 12b) is formed along one or more first lines (15a). In this case, the second inspection may be further performed at the timing at which alignment of the second line (15b) of the irradiation position of the laser light (L) is performed after the modified region (12a, 12b) is formed along one or more second lines (15b). This case will be described in detail below.
도 18에 나타내어지는 레이저 가공 방법은, 촬상 방법을 포함한다. 도 18에 나타내어지는 바와 같이, 여기에서는, 먼저, 레이저 가공 장치(1)의 스테이지(2)에 웨이퍼(20)가 재치되어 있는 상태에서, 가공 개시 위치의 얼라이먼트를 행한다(S11). 이 공정에서는, 예를 들면, 촬상 유닛(5)이, 제어부(8)의 제어하에서 웨이퍼(20)를 촬상하는 것에 의해, 얼라이먼트가 행해진다. 보다 구체적으로는, 이 공정에서는, 제어부(8)가, 촬상 유닛(5)을 제어하는 것에 의해, 기능 소자층(22)을 촬상한다.The laser processing method shown in Fig. 18 includes an imaging method. As shown in Fig. 18, here, first, in a state where a wafer (20) is placed on the stage (2) of a laser processing device (1), alignment of the processing start position is performed (S11). In this process, for example, alignment is performed by the imaging unit (5) imaging the wafer (20) under the control of the control unit (8). More specifically, in this process, the control unit (8) controls the imaging unit (5) to image the functional element layer (22).
한편으로, 레이저 가공 장치(1)(예를 들면 제어부(8))에는, 미리, 기능 소자(22a)의 사이즈(칩 사이즈), 웨이퍼(20)에서의 워크 사이즈(가공 범위의 사이즈), 및 기능 소자층(22)의 기준 화상을 포함하는 초기 정보가 등록되어 있다. 그리고, 제어부(8)는, 촬상 유닛(5)에 의해 얻어진 화상과 초기 정보에 근거하여, 레이저광(L)의 조사 위치(X방향 및 Y방향에서의 레이저 조사 유닛(3)의 위치)의 얼라이먼트를 행한다.On the one hand, the laser processing device (1) (e.g., the control unit (8)) has initial information registered in advance, including the size of the functional element (22a) (chip size), the work size (size of the processing range) on the wafer (20), and the reference image of the functional element layer (22). Then, the control unit (8) aligns the irradiation position of the laser light (L) (the position of the laser irradiation unit (3) in the X direction and the Y direction) based on the image obtained by the imaging unit (5) and the initial information.
계속되는 공정에서는, 제어부(8)가, 구동 유닛(7)을 제어하는 것에 의해, 레이저 조사 유닛(3)의 가공 높이(Z방향의 위치)를 설정한다(S12). 이어서, 제어부(8)는, 개질 영역(12a, 12b)의 형성을 개시한다(S13). 여기에서는, 일 예로서 제1 라인(15a)을 따른 가공으로부터 행한다. 즉, 이 공정에서는, 레이저 가공 장치(1)가, 1개의 제1 라인(15a)을 따라서 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 해당 제1 라인(15a)을 따라서 반도체 기판(21)의 내부에 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한다.In the subsequent process, the control unit (8) sets the processing height (position in the Z direction) of the laser irradiation unit (3) by controlling the drive unit (7) (S12). Next, the control unit (8) initiates the formation of the modified regions (12a, 12b) (S13). Here, as an example, processing is performed along the first line (15a). That is, in this process, the laser processing device (1) irradiates the wafer (20) with laser light (L) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21) along one first line (15a), thereby forming two rows of modified regions (12a, 12b) inside the semiconductor substrate (21) along the first line (15a).
이어서, 제어부(8)가, 1개의 제1 라인(15a)에서의 가공이 완료한 후에, 그 제1 라인(15a)의 위치가, 미리 설정된 얼라이먼트 위치인지 여부의 판정을 행한다(S14). 여기서의 얼라이먼트는, 공정 S11에서 행한 얼라이먼트에 대해서 생기는 위치 어긋남을 수정하기 위한 재(再)얼라이먼트이다. 이 재차의 얼라이먼트는, 1개의 제1 라인(15a)에서의 가공이 완료될 때마다 행해도 괜찮지만, 복수의 제1 라인(15a)이 완료된 후에 행하는 것이 효율적이다. 즉, 얼라이먼트 위치는, 1개의 제1 라인(15a)마다 설정되어도 괜찮지만, 복수의 제1 라인(15a)에 대해서 1개 설정하는 것이 효율적이다.Next, the control unit (8) determines whether or not the position of the first line (15a) is a preset alignment position after the processing in one first line (15a) is completed (S14). The alignment here is a re-alignment for correcting the positional misalignment that occurs with respect to the alignment performed in step S11. This re-alignment may be performed every time the processing in one first line (15a) is completed, but it is efficient to perform it after a plurality of first lines (15a) are completed. That is, the alignment position may be set for each first line (15a), but it is efficient to set one for a plurality of first lines (15a).
이 공정의 결과, 공정 S13에서 가공이 완료된 제1 라인(15a)의 위치가, 얼라이먼트 위치가 아니었던 경우에는, 공정 S13으로 되돌아가, 다른 제1 라인(15a)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성을 계속한다. 한편, 이 공정의 결과, 공정 S13에서 가공이 완료된 제1 라인(15a)의 위치가 얼라이먼트 위치이었던 경우에는, 계속하여 재차의 얼라이먼트를 행하게 된다. 즉, 이 경우에는, 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 일단 정지시켜지고, 얼라이먼트를 행하는 타이밍이 된다.As a result of this process, if the position of the first line (15a) whose processing was completed in process S13 was not the alignment position, the process returns to process S13 and the formation of the modified region (12a, 12b) along another first line (15a) is continued. On the other hand, as a result of this process, if the position of the first line (15a) whose processing was completed in process S13 was the alignment position, the alignment is performed again. That is, in this case, the formation of the modified region (12a, 12b) is temporarily stopped, and the timing for performing the alignment is set.
따라서, 제2 검사는, 이 타이밍에서 실시된다. 즉, 계속되는 공정에서는, 제어부(8)가, 촬상 유닛(4)을 제어하는 것에 의해, 웨이퍼(20)를 촬상한다(S15, 제1 촬상 공정). 여기에서는, 제어부(8)가, 촬상 유닛(4)을 Z방향을 따라서 이동시키는 것에 의해, 초점(F)이 웨이퍼(20) 내를 Z방향을 따라서 상대적으로 이동시켜진다. 이것에 의해, 촬상 유닛(4)은, Z방향에서의 각 개소에서 촬상을 행하고, 화상을 취득한다. 이 때문에, 얻어진 화상에는, 개질 영역(12a, 12b)만이 포함되는 경우도 있고, 개질 영역(12a, 12b) 및 균열(14)이 포함되는 경우도 있으며, 균열(14)만이 포함되는 경우도 있다.Therefore, the second inspection is performed at this timing. That is, in the subsequent process, the control unit (8) controls the imaging unit (4) to capture an image of the wafer (20) (S15, first imaging process). Here, the control unit (8) moves the imaging unit (4) along the Z direction, so that the focus (F) is relatively moved along the Z direction within the wafer (20). Thereby, the imaging unit (4) captures an image at each location in the Z direction and acquires an image. Therefore, the obtained image may include only the modified areas (12a, 12b), may include both the modified areas (12a, 12b) and the crack (14), or may include only the crack (14).
즉, 여기에서는, 제어부(8)는, 제1 라인(15a)을 따라서 웨이퍼(20)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제1 라인(15a)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제1 라인(15a)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을 촬상하도록, 촬상 유닛(4)을 제어하는 제1 촬상 처리(제1 촬상 공정)를 실행한다. 이 공정에서 얻어진 화상은, 제어부(8)에 제공된다. 따라서, 제어부(8)는, 공급된 화상 데이터에 근거하여, 상기의 방법·원리에 근거하여, 제2 검사를 실행할 수 있다.That is, here, after the modified area (12a, 12b) is formed on the wafer (20) along the first line (15a), at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the first line (15a) is performed, the control unit (8) executes a first imaging process (first imaging process) that controls the imaging unit (4) to capture an image of the modified area (12a, 12b) formed along the first line (15a) and/or an area including a crack (14) extending from the modified area (12a, 12b). The image obtained in this process is provided to the control unit (8). Therefore, the control unit (8) can execute a second inspection based on the supplied image data and based on the above-described method and principle.
계속되는 공정에서는, 상술한 바와 같이 재차의 얼라이먼트를 행한다(제어부(8)가 얼라이먼트 처리를 실행한다)(S16). 여기서의 얼라이먼트의 일 예는, 이하와 같다. 즉, 제어부(8)가, 촬상 유닛(5)을 제어하는 것에 의해, 얼라이먼트 보정 위치에서 기능 소자층(22)을 촬상한다. 또, 제어부(8)는, 촬상 유닛(5)을 제어하는 것에 의해, 동일 위치에서 개질 영역(12a, 12b)을 포함하는 영역을 촬상한다. 그리고, 제어부(8)는, 2개의 화상에 근거하여, 스트리트 영역(23)의 소정 위치(예를 들면 중심 위치)에 대한 개질 영역(12a, 12b)의 어긋남량을 검출한다. 제어부(8)는, 검출된 어긋남량에 근거하여, 레이저광(L)의 조사 위치의 재차의 얼라이먼트를 행한다.In the subsequent process, re-alignment is performed as described above (the control unit (8) performs alignment processing) (S16). An example of the alignment here is as follows. That is, the control unit (8) controls the imaging unit (5) to capture an image of the functional element layer (22) at the alignment correction position. In addition, the control unit (8) controls the imaging unit (5) to capture an image of an area including the modified areas (12a, 12b) at the same position. Then, the control unit (8) detects the amount of misalignment of the modified areas (12a, 12b) with respect to a predetermined position (for example, the center position) of the street area (23) based on the two images. The control unit (8) performs re-alignment of the irradiation position of the laser light (L) based on the detected amount of misalignment.
혹은, 여기서의 얼라이먼트의 다른 일 예는, 이하와 같다. 즉, 제어부(8)가, 촬상 유닛(5)을 제어하는 것에 의해, 얼라이먼트 보정 위치에서 기능 소자층(22)을 촬상한다. 그리고, 제어부(8)는, 가공전에 미리 취득되어 있던 얼라이먼트 보정 위치에서의 기능 소자층(22)의 화상과, 이 공정에서 취득된 기능 소자층(22)의 화상과의 패턴 매칭에 의해, 얼라이먼트 마크 등의 특징점끼리의 어긋남량을 검출한다. 제어부(8)는, 검출된 어긋남량에 근거하여, 레이저광(L)의 조사 위치를 조정한다.Alternatively, another example of alignment here is as follows. That is, the control unit (8) controls the imaging unit (5) to capture an image of the functional element layer (22) at the alignment correction position. Then, the control unit (8) detects the amount of misalignment between feature points such as alignment marks by pattern matching between the image of the functional element layer (22) at the alignment correction position that was previously captured before processing and the image of the functional element layer (22) captured in this process. The control unit (8) adjusts the irradiation position of the laser light (L) based on the detected amount of misalignment.
계속되는 공정에서는, 제어부(8)가, 모든 제1 라인(15a)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 완료되었는지 여부의 판정을 행한다(S17). 이 판정의 결과, 모든 제1 라인(15a)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 완료되어 있지 않았던 경우, 공정 S13으로 되돌아가, 나머지의 제1 라인(15a)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성을 계속한다. 한편, 이 판정의 결과, 모든 제1 라인(15a)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 완료되어 있던 경우에는, 계속해서, 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성을 개시한다. 즉, 이 경우에는, 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 일단 정지시켜지고, 제1 라인(15a)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성과, 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 전환되는 타이밍이 된다.In the continuing process, the control unit (8) determines whether the formation of the modified regions (12a, 12b) along all of the first lines (15a) is completed (S17). If, as a result of this determination, the formation of the modified regions (12a, 12b) along all of the first lines (15a) is not completed, the process returns to step S13, and the formation of the modified regions (12a, 12b) along the remaining first lines (15a) is continued. On the other hand, if, as a result of this determination, the formation of the modified regions (12a, 12b) along all of the first lines (15a) is completed, the formation of the modified regions (12a, 12b) along the second lines (15b) is subsequently initiated. That is, in this case, the formation of the modified region (12a, 12b) is stopped once, and the timing for the formation of the modified region (12a, 12b) along the first line (15a) and the formation of the modified region (12a, 12b) along the second line (15b) is switched.
즉, 계속되는 공정에서는, 레이저 가공 장치(1)가, 1개의 제2 라인(15b)을 따라서 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 해당 제2 라인(15b)을 따라서 반도체 기판(21)의 내부에 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한다(S18).That is, in the continuing process, the laser processing device (1) irradiates the wafer (20) with laser light (L) from the back side (21b) of the semiconductor substrate (21) along one second line (15b), thereby forming two rows of modified regions (12a, 12b) inside the semiconductor substrate (21) along the second line (15b) (S18).
이어서, 제어부(8)가, 1개의 제2 라인(15b)에서의 가공이 완료된 후에, 그 제2 라인(15b)의 위치가, 미리 설정된 얼라이먼트 위치인지 여부의 판정을 행한다(S19). 여기서의 얼라이먼트는, 공정 S16에서 행한 얼라이먼트에 대해서 생기는 위치 어긋남을 수정하기 위한 재얼라이먼트이다. 이 재차의 얼라이먼트는, 1개의 제2 라인(15b)에서의 가공이 완료될 때마다 행해도 괜찮지만, 복수의 제2 라인(15b)이 완료된 후에 행하는 것이 효율적이다. 즉, 여기서의 얼라이먼트 위치도, 1개의 제2 라인(15b)마다 설정되어도 괜찮지만, 복수의 제2 라인(15b)에 대해서 1개 설정하는 것이 효율적이다.Next, the control unit (8) determines whether or not the position of the second line (15b) is a preset alignment position after the processing in one second line (15b) is completed (S19). The alignment here is a re-alignment for correcting the positional misalignment that occurs with respect to the alignment performed in step S16. This re-alignment may be performed every time the processing in one second line (15b) is completed, but it is efficient to perform it after a plurality of second lines (15b) are completed. That is, the alignment position here may also be set for each second line (15b), but it is efficient to set one for a plurality of second lines (15b).
이 공정의 결과, 공정 S18에서 가공이 완료된 제2 라인(15b)의 위치가, 얼라이먼트 위치가 아니었던 경우에는, 공정 S18로 되돌아가, 다른 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성을 계속한다. 한편, 이 공정의 결과, 공정 S18에서 가공이 완료된 제2 라인(15b)의 위치가 얼라이먼트 위치이었던 경우에는, 계속해서 재차의 얼라이먼트를 행하게 된다. 즉, 이 경우에는, 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 일단 정지시켜지고, 얼라이먼트를 행하는 타이밍이 된다.As a result of this process, if the position of the second line (15b) whose processing was completed in process S18 was not the alignment position, the process returns to process S18, and the formation of the modified region (12a, 12b) along another second line (15b) is continued. On the other hand, as a result of this process, if the position of the second line (15b) whose processing was completed in process S18 was the alignment position, the alignment is performed again. That is, in this case, the formation of the modified region (12a, 12b) is temporarily stopped, and the timing for performing the alignment is set.
따라서, 제2 검사는, 이 타이밍에서 더 실시된다. 즉, 계속되는 공정에서는, 제어부(8)가, 촬상 유닛(4)을 제어하는 것에 의해, 웨이퍼(20)를 촬상한다(S20, 제2 촬상 공정). 촬상의 형태는, 공정 S15와 동일하다.Therefore, the second inspection is further performed at this timing. That is, in the subsequent process, the control unit (8) controls the imaging unit (4) to capture an image of the wafer (20) (S20, second imaging process). The form of the imaging is the same as that of process S15.
즉, 제어부(8)는, 제2 라인(15b)을 따라서 웨이퍼(20)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제2 라인(15b)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제2 라인(15b)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을 촬상하도록, 촬상 유닛(4)을 제어하는 제2 촬상 처리(제2 촬상 공정)를 실행한다.이 공정에서 얻어진 화상은, 제어부(8)에 제공된다. 따라서, 제어부(8)는, 공급된 화상 데이터에 근거하여, 상기의 방법·원리에 근거하여, 제2 검사를 실행할 수 있다.That is, after the modified areas (12a, 12b) are formed on the wafer (20) along the second line (15b), the control unit (8) controls the imaging unit (4) to perform a second imaging process (second imaging process) to capture an image of the modified areas (12a, 12b) formed along the second line (15b) and/or an area including a crack (14) extending from the modified areas (12a, 12b) at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the second line (15b) is performed. The image obtained in this process is provided to the control unit (8). Therefore, the control unit (8) can perform the second inspection based on the supplied image data and the above-described method and principle.
계속되는 공정에서는, 상술한 바와 같이 재차의 얼라이먼트를 행한다(S21). 여기서의 얼라이먼트의 형태는, 공정 S16과 동일하다.In the subsequent process, alignment is performed again as described above (S21). The form of the alignment here is the same as that in process S16.
계속되는 공정에서는, 제어부(8)가, 모든 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 완료되었는지 여부의 판정을 행한다(S22). 이 판정의 결과, 모든 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 완료되어 있지 않았던 경우, 공정 S18로 되돌아가, 나머지의 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성을 계속한다. 한편, 이 판정의 결과, 모든 제2 라인(15b)을 따른 개질 영역(12a, 12b)의 형성이 완료되어 있던 경우에는, 처리를 완료한다.In the continuing process, the control unit (8) determines whether the formation of the modified regions (12a, 12b) along all of the second lines (15b) is completed (S22). If, as a result of this determination, the formation of the modified regions (12a, 12b) along all of the second lines (15b) is not completed, the process returns to step S18, and the formation of the modified regions (12a, 12b) along the remaining second lines (15b) is continued. On the other hand, if, as a result of this determination, the formation of the modified regions (12a, 12b) along all of the second lines (15b) is completed, the processing is completed.
또, 제2 검사의 실시 개소(즉, Z방향으로부터 보았을 때의 촬상 영역)는, 격자 모양으로 설정된 복수의 라인(15) 중 적어도 1개소이면 되며, 일 예로서 기능 소자(22a)의 변으로 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 기능 소자(22a)는, Z방향으로부터 보아, 제1 라인(15a)과 제2 라인(15b)에 의해서 규정된다. 따라서, 제2 검사의 실시 개소는, Z방향으로부터 보아 기능 소자(22a)의 제1 라인(15a) 및/또는 제2 라인(15b)에 대응하는 변의 영역으로 할 수 있다. 환언하면, 제2 검사의 실시 개소는, Z방향으로부터 보아 기능 소자(22a)에서의 제1 라인(15a)과 제2 라인(15b)과의 교점인 각(角, 모서리)의 영역을 제외한 개소로 할 수 있다.In addition, the location where the second inspection is performed (i.e., the imaging area when viewed from the Z direction) may be at least one location among a plurality of lines (15) set in a grid shape, and as an example, may be the side of the functional element (22a). As described above, the functional element (22a) is defined by the first line (15a) and the second line (15b) when viewed from the Z direction. Therefore, the location where the second inspection is performed may be the area of the side corresponding to the first line (15a) and/or the second line (15b) of the functional element (22a) when viewed from the Z direction. In other words, the location where the second inspection is performed may be a location excluding the area of the angle (corner) that is the intersection of the first line (15a) and the second line (15b) of the functional element (22a) when viewed from the Z direction.
또, 도 18을 이용하여 설명한 레이저 가공 방법·촬상 방법에서는, 균열(14)의 검사로서, 제2 검사를 예시했지만, 제2 검사에 한정하지 않고 제1 검사, 제3 검사, 또는, 제4 검사로 해도 좋다.Also, in the laser processing method and imaging method explained using Fig. 18, the second inspection was exemplified as an inspection for cracks (14), but it is not limited to the second inspection and may be a first inspection, a third inspection, or a fourth inspection.
[레이저 가공 방법, 반도체 디바이스 제조 방법의 작용 및 효과][Laser processing method, semiconductor device manufacturing method, operation and effect]
상술한 레이저 가공 방법에서는, 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이의 검사 영역(R2) 내에 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 초점(F)을 맞추어, 표면(21a)측으로부터 이면(21b)측으로 반도체 기판(21)을 전반하는 광(I1)을 검출한다. 이와 같이 광(I1)을 검출하는 것에 의해, 개질 영역(12a)으로부터 이면(21b)측으로 연장되는 균열(14a)의 선단(14e)이 검사 영역(R2)에 존재하는 경우에, 균열(14b)의 선단(14e)을 확인할 수 있다. 그리고, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는 경우에는, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있지 않다고 상정된다. 따라서, 상술한 레이저 가공 방법에 의하면, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있는지 여부를 확인할 수 있다. In the laser processing method described above, a focus (F) is focused from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21) within the inspection area (R2) between the modified area (12a) and the modified area (12b), and light (I1) propagating through the semiconductor substrate (21) from the front surface (21a) side to the back surface (21b) side is detected. By detecting the light (I1) in this way, if a tip (14e) of a crack (14a) extending from the modified area (12a) to the back surface (21b) side exists in the inspection area (R2), the tip (14e) of the crack (14b) can be confirmed. And, in the case where the tip (14e) of the crack (14b) exists in the inspection area (R2), it is assumed that the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) does not reach the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). Therefore, according to the laser processing method described above, it is possible to check whether the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21).
또, 상술한 레이저 가공 방법에서는, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하지 않는 경우에, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있다고 평가하고, 검사 영역(R2)에 균열(14b)의 선단(14e)이 존재하는 경우에, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있지 않다고 평가한다. 이것에 의해, 평가 결과에 근거하여, 이후의 공정의 실시 형태를 결정할 수 있다. In addition, in the laser processing method described above, if the tip (14e) of the crack (14b) does not exist in the inspection area (R2), it is evaluated that the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) reaches the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), and if the tip (14e) of the crack (14b) exists in the inspection area (R2), it is evaluated that the crack (14) spanning the two rows of modified areas (12a, 12b) does not reach the surface (21a) of the semiconductor substrate (21). Thereby, the implementation form of the subsequent process can be determined based on the evaluation result.
또, 상술한 레이저 가공 방법에서는, 복수열의 개질 영역(12)으로서, 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한다. 이것에 의해, 복수열의 개질 영역(12)의 형성, 및 복수열의 개질 영역(12)에 걸치는 균열(14)의 검사를 효율 좋게 실시할 수 있다. In addition, in the laser processing method described above, two rows of modified regions (12a, 12b) are formed as the multiple rows of modified regions (12). As a result, the formation of the multiple rows of modified regions (12) and the inspection of cracks (14) spanning the multiple rows of modified regions (12) can be efficiently performed.
또, 상술한 반도체 디바이스 제조 방법에 의하면, 2열의 개질 영역(12a, 12b)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)에 이르고 있지 않다고 평가된 경우에, 반도체 기판(21)의 이면(21b)의 연삭이 실시되지 않기 때문에, 연삭 공정 후에, 웨이퍼(20)를 복수의 라인(15) 각각을 따라 확실히 절단할 수 없다고 하는 사태가 생기는 것을 방지할 수 있다. In addition, according to the semiconductor device manufacturing method described above, if it is evaluated that the crack (14) spanning the two rows of modified regions (12a, 12b) does not reach the surface (21a) of the semiconductor substrate (21), the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) is not ground, so that it is possible to prevent a situation in which the wafer (20) cannot be reliably cut along each of the plurality of lines (15) after the grinding process from occurring.
[촬상 장치, 촬상 방법, 레이저 가공 장치의 작용 및 효과][Operation and effect of imaging device, imaging method, laser processing device]
상술한 촬상 장치(10)는, 레이저광(L)의 조사에 의해서 대상물(11)(웨이퍼(20)의 반도체 기판(21))에 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 촬상하기 위한 것이다. 촬상 장치(10)는, 웨이퍼(20)의 적어도 반도체 기판(21)을 투과하는 광(I1)에 의해 웨이퍼(20)를 촬상하는 촬상 유닛(4)과, 촬상 유닛(4)을 제어하는 제어부(8)를 구비하고 있다. 제어부(8)는, 제1 라인(15a)을 따라서 반도체 기판(21)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제1 라인(15a)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제1 라인(15a)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을 촬상하도록, 촬상 유닛(4)을 제어하는 제1 촬상 처리를 실행한다.The above-described imaging device (10) is for capturing a modified region (12a, 12b) formed on a target object (11) (a semiconductor substrate (21) of a wafer (20)) by irradiation with laser light (L), and/or a crack (14) extending from the modified region (12a, 12b). The imaging device (10) comprises an imaging unit (4) that captures an image of a wafer (20) by light (I1) that passes through at least a semiconductor substrate (21) of the wafer (20), and a control unit (8) that controls the imaging unit (4). The control unit (8) executes a first imaging process to control the imaging unit (4) to capture an image of the modified area (12a, 12b) formed along the first line (15a) and/or an area including a crack (14) extending from the modified area (12a, 12b) at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the first line (15a) is performed after the modified area (12a, 12b) is formed on the semiconductor substrate (21) along the first line (15a).
촬상 장치(10)에서는, 제어부(8)가, 반도체 기판(21)에서의 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을, 반도체 기판(21)을 투과하는 광(I1)에 의해 촬상하는 제1 촬상 처리를 실행한다. 이 때문에, 웨이퍼(20)를 파괴하지 않고, 개질 영역(12a, 12b) 등(개질 영역(12a, 12b), 및/또는 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)(이하 동일))의 화상을 취득할 수 있고, 그들의 확인이 가능해진다. 특히, 촬상 장치(10)에서는, 제어부(8)가, 제1 라인(15a)을 따라서 반도체 기판(21)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제1 라인(15a)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기의 제1 촬상 처리를 실행한다. 이 때문에, 개질 영역(12a, 12b)을 형성해 가는 속도에 영향을 주지 않고, 개질 영역(12a, 12b) 등의 확인이 가능해진다. 즉, 촬상 장치(10)에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In the imaging device (10), the control unit (8) executes a first imaging process of capturing an image of a region including a modified region (12a, 12b) in a semiconductor substrate (21) and/or a crack (14) extending from the modified region (12a, 12b) by light (I1) passing through the semiconductor substrate (21). Therefore, without destroying the wafer (20), it is possible to acquire images of the modified region (12a, 12b), etc. (the modified region (12a, 12b), and/or the crack (14) extending from the modified region (12a, 12b) (hereinafter the same)), and their confirmation becomes possible. In particular, in the imaging device (10), the control unit (8) executes the first imaging process at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the first line (15a) is performed after the modified region (12a, 12b) is formed on the semiconductor substrate (21) along the first line (15a). For this reason, confirmation of the modified region (12a, 12b), etc., becomes possible without affecting the speed at which the modified region (12a, 12b) is formed. That is, with the imaging device (10), confirmation through non-destruction becomes possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
또, 촬상 장치(10)에서는, 제어부(8)는, 제1 라인(15a)에 교차하는 제2 라인(15b)을 따라서 반도체 기판(21)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서 레이저광(L)의 조사 위치의 제2 라인(15b)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 제2 라인(15b)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을 촬상하도록, 촬상 유닛(4)을 제어하는 제2 촬상 처리를 실행한다. 이 때문에, 가공 효율의 저하를 억제하면서, 서로 교차하는 라인(15)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b) 등의 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In addition, in the imaging device (10), the control unit (8) executes a second imaging process for controlling the imaging unit (4) to capture an image of the modified region (12a, 12b) formed along the second line (15b) and/or an area including a crack (14) extending from the modified region (12a, 12b) at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the second line (15b) is performed after the modified region (12a, 12b) is formed along the second line (15b) intersecting the first line (15a). For this reason, non-destructive confirmation of the modified region (12a, 12b), etc. formed along the intersecting lines (15), is possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
또, 상술한 레이저 가공 장치(1)는, 상기의 촬상 장치(10)와, 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사하기 위한 레이저 조사 유닛(3)과, 레이저 조사 유닛(3)이 장착되고, Z방향으로 레이저 조사 유닛(3)을 이동시키는 구동 유닛(7)을 구비한다. 촬상 유닛(4)은, 레이저 조사 유닛(3)과 함께 구동 유닛(7)에 장착되어 있다.In addition, the laser processing device (1) described above is equipped with the above-described imaging device (10), a laser irradiation unit (3) for irradiating a wafer (20) with laser light (L), and a drive unit (7) on which the laser irradiation unit (3) is mounted and which moves the laser irradiation unit (3) in the Z direction. The imaging unit (4) is mounted on the drive unit (7) together with the laser irradiation unit (3).
레이저 가공 장치(1)는, 상기의 촬상 장치(10)를 구비하고 있다. 따라서, 레이저 가공 장치(1)에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인이 가능해진다. 또, 레이저 가공 장치(1)는, Z방향으로 레이저 조사 유닛(3)을 이동시키는 구동 유닛(7)을 구비하고 있다. 그리고, 촬상 유닛(4)이, 레이저 조사 유닛(3)과 함께 해당 구동 유닛(7)에 장착되어 있다. 따라서, 레이저광(L)의 조사에 의한 개질 영역(12a, 12b)의 형성과, 제1 촬상 처리에서, Z방향의 위치 정보를 공유하는 것이 용이해진다.The laser processing device (1) is equipped with the above-described imaging device (10). Therefore, the laser processing device (1) enables non-destructive confirmation while suppressing a decrease in processing efficiency. In addition, the laser processing device (1) is equipped with a drive unit (7) that moves the laser irradiation unit (3) in the Z direction. Then, the imaging unit (4) is mounted on the drive unit (7) together with the laser irradiation unit (3). Therefore, it becomes easy to share positional information in the Z direction in the formation of the modified area (12a, 12b) by irradiation with the laser light (L) and in the first imaging process.
또, 레이저 가공 장치(1)는, 웨이퍼(20)의 적어도 반도체 기판(21)을 투과하는 광(I2)에 의해 웨이퍼(20)를 촬상하는 촬상 유닛(5)과, 레이저 조사 유닛(3) 및 촬상 유닛(5)을 제어하는(촬상 장치(10)와 공통의) 제어부(8)를 구비한다. 촬상 유닛(4)은, 반도체 기판(21)을 투과한 광(I1)을 통과시키는 대물 렌즈(43)와, 대물 렌즈(43)를 통과한 해당 광(I1)을 검출하는 광 검출부(44)를 가진다. 또, 촬상 유닛(5)은, 반도체 기판(21)을 투과한 광(I2)을 통과시키는 렌즈(53)와, 렌즈(53)를 통과한 해당 광(I2)을 검출하는 광 검출부(54)를 가진다. 그리고, 제어부(8)는, 광 검출부(54)의 검출 결과에 근거하여, 레이저광(L)의 조사 위치의 얼라이먼트를 행하도록, 레이저 조사 유닛(3) 및 촬상 유닛(5)을 제어하는 얼라이먼트 처리를 실행한다. 이와 같이, 개질 영역(12a, 12b) 등의 촬상을 위한 촬상 유닛(4)에 더하여, 레이저광(L)의 조사 위치의 얼라이먼트를 위한 촬상 유닛(5)을 별도 이용하는 것에 의해, 각각에 적합한 광학계를 이용하는 것이 가능해진다.In addition, the laser processing device (1) has an imaging unit (5) that captures an image of the wafer (20) by light (I2) that passes through at least a semiconductor substrate (21) of the wafer (20), and a control unit (8) (common with the imaging device (10)) that controls the laser irradiation unit (3) and the imaging unit (5). The imaging unit (4) has an objective lens (43) that passes light (I1) that passes through the semiconductor substrate (21), and a light detection unit (44) that detects the light (I1) that passes through the objective lens (43). In addition, the imaging unit (5) has a lens (53) that passes light (I2) that passes through the semiconductor substrate (21), and a light detection unit (54) that detects the light (I2) that passes through the lens (53). And, the control unit (8) executes an alignment process to control the laser irradiation unit (3) and the imaging unit (5) so as to align the irradiation position of the laser light (L) based on the detection result of the light detection unit (54). In this way, by separately using the imaging unit (5) for alignment of the irradiation position of the laser light (L) in addition to the imaging unit (4) for imaging the modified area (12a, 12b), it becomes possible to use an optical system suitable for each.
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 대물 렌즈(43)의 개구수는, 렌즈(53)의 개구수보다도 크다. 이 경우, 비교적으로 작은 개구수에서의 관찰에 의해 확실히 얼라이먼트를 행면서, 비교적으로 큰 개구수에서의 개질 영역(12a, 12b) 등의 촬상이 가능해진다.In addition, in the laser processing device (1), the numerical aperture of the objective lens (43) is larger than the numerical aperture of the lens (53). In this case, alignment can be reliably performed by observation with a relatively small numerical aperture, while imaging of the modified area (12a, 12b) and the like with a relatively large numerical aperture is possible.
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(8)는, 웨이퍼(20)에서의 레이저광의 입사면(이면(21b))을 따른 복수열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한 후에, 얼라이먼트 처리를 실행해도 괜찮다. 이와 같이, 복수열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성한 후에 얼라이먼트를 행하는 것이, 개질 영역(12a, 12b)의 형성 및 개질 영역(12a, 12b) 등의 촬상의 양 관점으로부터 보다 효율적이다.In addition, in the laser processing device (1), the control unit (8) may perform alignment processing after forming multiple rows of modified areas (12a, 12b) along the incident surface (back surface (21b)) of the laser light on the wafer (20). In this way, performing alignment after forming multiple rows of modified areas (12a, 12b) is more efficient from the viewpoints of both forming the modified areas (12a, 12b) and capturing images of the modified areas (12a, 12b), etc.
상술한 촬상 방법은, 레이저광(L)의 조사에 의해서 반도체 기판(21)에 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 촬상하기 위한 촬상 방법으로서, 제1 라인(15a)을 따라서 반도체 기판(21)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제1 라인(15a)에 대한 얼라이먼트를 행하는 타이밍에서, 제1 라인(15a)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을, 반도체 기판(21)을 투과하는 광(I1)에 의해 촬상하는 제1 촬상 공정을 구비한다.The above-described imaging method is an imaging method for imaging a modified region (12a, 12b) formed in a semiconductor substrate (21) by irradiation with laser light (L), and/or a crack (14) extending from the modified region (12a, 12b), comprising: a first imaging process for imaging, by light (I1) transmitting through the semiconductor substrate (21), a region including the modified region (12a, 12b) formed along the first line (15a) and/or the crack (14) extending from the modified region (12a, 12b), at a timing at which alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the first line (15a) is performed after the modified region (12a, 12b) is formed in the semiconductor substrate (21) along the first line (15a).
이 방법에서는, 반도체 기판(21)에서의 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을, 반도체 기판(21)을 투과하는 광(I1)에 의해 촬상한다. 이 때문에, 웨이퍼(20)를 파괴하지 않고, 개질 영역(12a, 12b) 등의 확인을 행할 수 있다. 특히, 이 방법에서는, 제1 라인(15a)을 따라서 반도체 기판(21)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제1 라인(15a)에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기 촬상을 행한다. 이 때문에, 개질 영역(12a, 12b)을 형성해 가는 속도에 영향을 주지 않고, 개질 영역(12a, 12b) 등의 확인이 가능해진다. 즉, 이 방법에 의하면, 가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In this method, a region including a modified region (12a, 12b) in a semiconductor substrate (21) and/or a crack (14) extending from the modified region (12a, 12b) is imaged by light (I1) passing through the semiconductor substrate (21). Therefore, the modified region (12a, 12b), etc. can be confirmed without destroying the wafer (20). In particular, in this method, after the modified region (12a, 12b) is formed in the semiconductor substrate (21) along the first line (15a), the image is captured at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the first line (15a) is performed. Therefore, the modified region (12a, 12b), etc. can be confirmed without affecting the speed at which the modified region (12a, 12b) is formed. That is, this method enables non-destructive confirmation while suppressing the decline in processing efficiency.
또, 상기의 촬상 방법은, 제1 라인(15a)에 교차하는 제2 라인(15b)을 따라서 반도체 기판(21)에 개질 영역(12a, 12b)이 형성된 후로서, 레이저광(L)의 조사 위치의 제2 라인(15b)에 대한 얼라이먼트를 행하는 타이밍에서, 제2 라인(15b)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b), 및/또는, 해당 개질 영역(12a, 12b)으로부터 연장되는 균열(14)을 포함하는 영역을, 반도체 기판(21)을 투과하는 광(I1)에 의해 촬상하는 제2 촬상 공정을 구비한다. 이 때문에, 가공 효율의 저하를 억제하면서, 서로 교차하는 라인(15)을 따라서 형성된 개질 영역(12a, 12b) 등의 비파괴에 의한 확인이 가능해진다.In addition, the above imaging method comprises a second imaging process of imaging the modified regions (12a, 12b) formed along the second line (15b) and/or the region including the crack (14) extending from the modified regions (12a, 12b) by using light (I1) transmitted through the semiconductor substrate (21) at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light (L) with respect to the second line (15b) is performed after the modified regions (12a, 12b) are formed along the second line (15b) intersecting the first line (15a). Therefore, non-destructive confirmation of the modified regions (12a, 12b), etc. formed along the intersecting lines (15) is possible while suppressing a decrease in processing efficiency.
[변형예][Variations]
본 개시는, 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 레이저 가공 장치(1)가, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 내부에 2열의 개질 영역(12a, 12b)을 형성했지만, 레이저 가공 장치(1)는, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 내부에 1열 또는 3열 이상의 개질 영역(12)을 형성해도 좋다. 1개의 라인(15)에 대해서 형성하는 개질 영역(12)의 열수, 위치 등은, 웨이퍼(20)에서의 반도체 기판(21)의 두께, 반도체 디바이스(20a)에서의 반도체 기판(21)의 두께 등을 고려하여, 적절히, 설정 가능하다. 또, 복수열의 개질 영역(12)은, 레이저광(L)의 집광점(C)의 상대적인 이동이 1개의 라인(15)에 대해서 복수회 실시되는 것에 의해, 형성되어도 괜찮다. The present disclosure is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the laser processing device (1) formed two rows of modified regions (12a, 12b) inside the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15), but the laser processing device (1) may form one row or three or more rows of modified regions (12) inside the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15). The number of rows, positions, etc. of the modified regions (12) formed for one line (15) can be appropriately set in consideration of the thickness of the semiconductor substrate (21) in the wafer (20), the thickness of the semiconductor substrate (21) in the semiconductor device (20a), etc. In addition, the multiple rows of modified regions (12) may be formed by performing the relative movement of the focusing point (C) of the laser light (L) multiple times for one line (15).
또, 도 15에 나타내어지는 공정 S06의 연삭 및 절단 공정에서, 연삭 장치(200)는, 기준 위치(P)를 넘어 반도체 기판(21)의 이면(21b)을 연삭해도 괜찮다. 연삭 종료 예정 위치는, 반도체 디바이스(20a)의 측면(절단면)에 개질 영역(12)을 남기는지 여부에 따라, 적절히, 설정 가능하다. 또, 반도체 디바이스(20a)가 예를 들면 DRAM(Dynamic Random Access Memory)인 경우에는, 반도체 디바이스(20a)의 측면에 개질 영역(12)이 남아도 괜찮다. In addition, in the grinding and cutting process of process S06 shown in Fig. 15, the grinding device (200) may grind the back surface (21b) of the semiconductor substrate (21) beyond the reference position (P). The grinding end position can be appropriately set depending on whether or not a modified region (12) is left on the side surface (cut surface) of the semiconductor device (20a). In addition, when the semiconductor device (20a) is, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory), it is okay for a modified region (12) to remain on the side surface of the semiconductor device (20a).
또, 도 19에 나타내어지는 바와 같이, 촬상 장치(10)는, 레이저 가공 장치(1)와 별체로서 구성되어 있어도 괜찮다. 도 19에 나타내어지는 촬상 장치(10)는, 촬상 유닛(4)에 더하여, 스테이지(101)와, 구동 유닛(102)과, 제어부(제1 제어부)(103)를 구비하고 있다. 스테이지(101)는, 상술한 스테이지(2)와 동일하게 구성되며, 복수열의 개질 영역(12)이 형성된 웨이퍼(20)를 지지한다. 구동 유닛(102)은, 촬상 유닛(4)을 지지하고 있고, 촬상 유닛(4)을 Z방향을 따라서 이동시킨다. 제어부(103)는, 상술한 제어부(8)와 동일하게 구성되어 있다. 도 19에 나타내어지는 레이저 가공 시스템에서는, 레이저 가공 장치(1)와 촬상 장치(10)와의 사이에서, 로봇 핸드 등의 반송 장치에 의해서 웨이퍼(20)가 반송된다. In addition, as shown in Fig. 19, the imaging device (10) may be configured separately from the laser processing device (1). The imaging device (10) shown in Fig. 19 has, in addition to the imaging unit (4), a stage (101), a driving unit (102), and a control unit (first control unit) (103). The stage (101) is configured in the same manner as the stage (2) described above, and supports a wafer (20) on which a plurality of rows of modified regions (12) are formed. The driving unit (102) supports the imaging unit (4) and moves the imaging unit (4) along the Z direction. The control unit (103) is configured in the same manner as the control unit (8) described above. In the laser processing system shown in Fig. 19, a wafer (20) is returned between a laser processing device (1) and an imaging device (10) by a return device such as a robot hand.
또, 복수의 라인(15) 각각을 따라 반도체 기판(21)의 이면(21b)측으로부터 웨이퍼(20)에 레이저광(L)을 조사할 때의 레이저광(L)의 조사 조건은, 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 레이저광(L)의 조사 조건은, 상술한 바와 같이, 복수열의 개질 영역(12)(예를 들면, 2열의 개질 영역(12a, 12b))에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)과 기능 소자층(22)과의 계면에 이르는 조건이라도 좋다. 혹은, 레이저광(L)의 조사 조건은, 복수열의 개질 영역(12)에 걸치는 균열(14)이 기능 소자층(22)에서의 반도체 기판(21)과는 반대측의 표면에 이르는 조건이라도 좋다. 혹은, 레이저광(L)의 조사 조건은, 복수열의 개질 영역(12)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21) 내에서의 표면(21a)의 근방에 이르는 조건이라도 좋다. 이와 같이, 레이저광(L)의 조사 조건은, 복수열의 개질 영역(12)에 걸치는 균열(14)이 형성되는 조건이면 좋다. 어느 경우에도, 복수열의 개질 영역(12)에 걸치는 균열(14)이 반도체 기판(21)의 표면(21a)측에 충분히 연장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다. In addition, the irradiation conditions of the laser light (L) when irradiating the wafer (20) with the laser light (L) from the back surface (21b) side of the semiconductor substrate (21) along each of the plurality of lines (15) are not limited to those described above. For example, the irradiation conditions of the laser light (L) may be conditions such that a crack (14) spanning multiple rows of modified regions (12) (for example, two rows of modified regions (12a, 12b)) reaches the interface between the semiconductor substrate (21) and the functional element layer (22), as described above. Alternatively, the irradiation conditions of the laser light (L) may be conditions such that a crack (14) spanning multiple rows of modified regions (12) reaches the surface on the opposite side of the semiconductor substrate (21) in the functional element layer (22). Alternatively, the irradiation conditions of the laser light (L) may be conditions in which a crack (14) spanning the multiple rows of modified regions (12) reaches the vicinity of the surface (21a) within the semiconductor substrate (21). In this way, the irradiation conditions of the laser light (L) may be conditions in which a crack (14) spanning the multiple rows of modified regions (12) is formed. In either case, it is possible to check whether the crack (14) spanning the multiple rows of modified regions (12) sufficiently extends to the surface (21a) side of the semiconductor substrate (21).
또, 상술한 실시 형태에서의 각 구성에는, 상술한 재료 및 형상에 한정되지 않고, 여러가지 재료 및 형상을 적용할 수 있다. 또, 상술한 일 실시 형태 또는 변형예에서의 각 구성은, 다른 실시 형태 또는 변형예에서의 각 구성에 임의로 적용할 수 있다. In addition, various materials and shapes can be applied to each configuration in the above-described embodiment, without being limited to the materials and shapes described above. In addition, each configuration in the above-described embodiment or modified example can be arbitrarily applied to each configuration in another embodiment or modified example.
[산업상의 이용 가능성][Industrial applicability]
가공 효율의 저하를 억제하면서 비파괴에 의한 확인을 가능하게 하는 촬상 장치, 레이저 가공 장치, 및 촬상 방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide an imaging device, a laser processing device, and an imaging method that enable non-destructive verification while suppressing a decrease in processing efficiency.
1 - 레이저 가공 장치 3 - 레이저 조사 유닛
4 - 촬상 유닛(제1 촬상 유닛) 5 - 촬상 유닛(제2 촬상 유닛)
7 - 구동 유닛 8 - 제어부(제1 제어부, 제2 제어부)
10 - 촬상 장치 12, 12a, 12b - 개질 영역
11 - 대상물 14 - 균열
15a - 제1 라인 15b - 제2 라인1 - Laser processing device 3 - Laser irradiation unit
4 - Shooting unit (first shooting unit) 5 - Shooting unit (second shooting unit)
7 - Drive unit 8 - Control unit (1st control unit, 2nd control unit)
10 - Image device 12, 12a, 12b - Modified area
11 - Object 14 - Crack
15a - 1st line 15b - 2nd line
Claims (11)
상기 대상물을 투과하는 광에 의해 상기 대상물을 촬상하는 제1 촬상 유닛과,
상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 제어부를 구비하며,
상기 제1 제어부는, 제1 라인을 따라서 상기 대상물에 상기 개질 영역이 형성된 후로서 상기 레이저광의 조사 위치의 상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기 제1 라인을 따라서 형성된 상기 개질 영역, 및 상기 개질 영역으로부터 연장되는 상기 균열 중 적어도 하나를 포함하는 영역을 촬상하도록, 상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 촬상 처리를 실행하고,
상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트는, 상기 레이저광의 조사 위치의 어긋남량을 보정하기 위한 얼라이먼트 보정을 포함하고,
상기 얼라이먼트 보정은, 상기 개질 영역을 형성한 상기 제1 라인의 위치가 미리 설정된 얼라이먼트 위치인 경우에 행하여지는 촬상 장치.An imaging device for capturing at least one of a modified region formed in a target object by irradiation with laser light and a crack extending from the modified region,
A first imaging unit that captures an image of the object by light passing through the object,
It has a first control unit that controls the first imaging unit,
The first control unit executes a first imaging process for controlling the first imaging unit to image an area including at least one of the modified area formed along the first line and the crack extending from the modified area at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the first line is performed after the modified area is formed on the target object along the first line.
The alignment for the above first line includes alignment correction for correcting the amount of misalignment in the irradiation position of the laser light,
An imaging device in which the alignment correction is performed when the position of the first line forming the modified area is a preset alignment position.
상기 제1 제어부는, 상기 제1 라인에 교차하는 제2 라인을 따라서 상기 대상물에 상기 개질 영역이 형성된 후로서 상기 레이저광의 조사 위치의 상기 제2 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기 제2 라인을 따라서 형성된 상기 개질 영역, 및 상기 개질 영역으로부터 연장되는 상기 균열 중 적어도 하나를 포함하는 영역을 촬상하도록, 상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제2 촬상 처리를 실행하는 촬상 장치.In claim 1,
The first control unit executes a second imaging process for controlling the first imaging unit to image an area including at least one of the modified area formed along the second line and the crack extending from the modified area at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the second line is performed after the modified area is formed on the target object along the second line intersecting the first line.
상기 대상물에 상기 레이저광을 조사하기 위한 레이저 조사 유닛과,
상기 레이저 조사 유닛이 장착되고, 상기 대상물에서의 상기 레이저광의 입사면에 교차하는 방향으로 상기 레이저 조사 유닛을 이동시키는 구동 유닛을 구비하며,
상기 제1 촬상 유닛은, 상기 레이저 조사 유닛과 함께 상기 구동 유닛에 장착되어 있는 레이저 가공 장치.An imaging device as described in claim 1 or claim 2,
A laser irradiation unit for irradiating the laser light to the above target object,
The laser irradiation unit is mounted and has a driving unit that moves the laser irradiation unit in a direction intersecting the incident surface of the laser light on the target object.
The above first imaging unit is a laser processing device mounted on the driving unit together with the laser irradiation unit.
상기 대상물을 투과하는 광에 의해 상기 대상물을 촬상하는 제2 촬상 유닛과,
상기 레이저 조사 유닛 및 상기 제2 촬상 유닛을 제어하는 제2 제어부를 구비하며,
상기 제1 촬상 유닛은, 상기 대상물을 투과한 광을 통과시키는 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈를 통과한 상기 광을 검출하는 제1 광 검출부를 가지고,
상기 제2 촬상 유닛은, 상기 대상물을 투과한 광을 통과시키는 제2 렌즈와, 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 광을 검출하는 제2 광 검출부를 가지며,
상기 제2 제어부는, 상기 제2 광 검출부의 검출 결과에 근거하여, 상기 레이저광의 조사 위치의 얼라이먼트를 행하도록, 상기 레이저 조사 유닛 및 상기 제2 촬상 유닛을 제어하는 얼라이먼트 처리를 실행하는 레이저 가공 장치.In claim 3,
A second imaging unit that captures an image of the object by light passing through the object,
A second control unit is provided for controlling the laser irradiation unit and the second imaging unit,
The above first imaging unit has a first lens that passes light transmitted through the object, and a first light detection unit that detects the light passing through the first lens.
The second imaging unit has a second lens that passes light transmitted through the object, and a second light detection unit that detects the light passing through the second lens.
A laser processing device in which the second control unit executes alignment processing to control the laser irradiation unit and the second imaging unit so as to align the irradiation position of the laser light based on the detection result of the second light detection unit.
상기 제1 렌즈의 개구수는, 상기 제2 렌즈의 개구수보다도 큰 레이저 가공 장치.In claim 4,
A laser processing device wherein the numerical aperture of the first lens is larger than the numerical aperture of the second lens.
상기 제2 제어부는, 상기 대상물에서의 상기 레이저광의 입사면을 따른 복수열의 상기 개질 영역을 형성한 후에, 상기 얼라이먼트 처리를 실행하는 레이저 가공 장치.In claim 4,
The second control unit is a laser processing device that performs the alignment process after forming a plurality of rows of the modified areas along the incident surface of the laser light on the target object.
상기 제2 제어부는, 상기 대상물에서의 상기 레이저광의 입사면을 따른 복수열의 상기 개질 영역을 형성한 후에, 상기 얼라이먼트 처리를 실행하는 레이저 가공 장치.In claim 5,
The second control unit is a laser processing device that performs the alignment process after forming a plurality of rows of the modified areas along the incident surface of the laser light on the target object.
제1 라인을 따라서 상기 대상물에 상기 개질 영역이 형성된 후로서 상기 레이저광의 조사 위치의 상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트를 행하는 타이밍에서, 상기 제1 라인을 따라서 형성된 상기 개질 영역, 및 상기 개질 영역으로부터 연장되는 상기 균열 중 적어도 하나를 포함하는 영역을, 상기 대상물을 투과하는 광에 의해 촬상하는 제1 촬상 공정을 구비하고,
상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트는, 상기 레이저광의 조사 위치의 어긋남량을 보정하기 위한 얼라이먼트 보정을 포함하고,
상기 얼라이먼트 보정은, 상기 개질 영역을 형성한 상기 제1 라인의 위치가 미리 설정된 얼라이먼트 위치인 경우에 행하여지는 촬상 방법.An imaging method for capturing at least one of a modified region formed in a target object by irradiation with laser light and a crack extending from the modified region,
At a timing at which alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the first line is performed after the modified region is formed on the target object along the first line, a first imaging process is provided for imaging an area including at least one of the modified region formed along the first line and the crack extending from the modified region by light transmitted through the target object.
The alignment for the above first line includes alignment correction for correcting the amount of misalignment in the irradiation position of the laser light,
The above alignment correction is an imaging method performed when the position of the first line forming the modified area is a preset alignment position.
상기 제1 라인에 교차하는 제2 라인을 따라서 상기 대상물에 상기 개질 영역이 형성된 후로서 상기 레이저광의 조사 위치의 상기 제2 라인에 대한 얼라이먼트를 행하는 타이밍에서, 상기 제2 라인을 따라서 형성된 상기 개질 영역, 및 상기 개질 영역으로부터 연장되는 상기 균열 중 적어도 하나를 포함하는 영역을, 상기 대상물을 투과하는 광에 의해 촬상하는 제2 촬상 공정을 구비하는 촬상 방법.In claim 8,
An imaging method comprising: a second imaging process for imaging an area including at least one of the modified area formed along the second line and the crack extending from the modified area, by light transmitted through the object, at a timing at which alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the second line is performed after the modified area is formed on the object along the second line intersecting the first line.
상기 레이저 조사 유닛이 장착되고, 상기 대상물에서의 상기 레이저광의 입사면에 교차하는 방향으로 상기 레이저 조사 유닛을 이동시키는 구동 유닛과,
상기 레이저 조사 유닛과 함께 상기 구동 유닛에 장착되어 있으며, 상기 대상물을 투과한 광을 통과시키는 제1 렌즈와 상기 제1 렌즈를 통과한 상기 광을 검출하는 제1 광 검출부를 가지고, 상기 대상물을 투과하는 광에 의해 상기 대상물을 촬상하는 제1 촬상 유닛과,
상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 제어부와,
상기 대상물을 투과한 광을 통과시키는 제2 렌즈와 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 광을 검출하는 제2 광 검출부를 가지고, 상기 대상물을 투과하는 광에 의해 상기 대상물을 촬상하는 제2 촬상 유닛과,
상기 레이저 조사 유닛 및 상기 제2 촬상 유닛을 제어하는 제2 제어부를 구비하고,
상기 제1 제어부는, 제1 라인을 따라서 상기 대상물에 개질 영역이 형성된 후로서 상기 레이저광의 조사 위치의 상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트가 행해지는 타이밍에서, 상기 제1 라인을 따라서 형성된 상기 개질 영역, 및 상기 개질 영역으로부터 연장되는 균열 중 적어도 하나를 포함하는 영역을 촬상하도록, 상기 제1 촬상 유닛을 제어하는 제1 촬상 처리를 실행하며,
상기 제2 제어부는, 상기 제2 광 검출부의 검출 결과에 근거하여, 상기 레이저광의 조사 위치의 상기 제1 라인에 대한 얼라이먼트를 행하도록, 상기 레이저 조사 유닛 및 상기 제2 촬상 유닛을 제어하는 얼라이먼트 처리를 실행하는 레이저 가공 장치.A laser irradiation unit for irradiating a target object with laser light,
A driving unit equipped with the laser irradiation unit and moving the laser irradiation unit in a direction intersecting the incident surface of the laser light on the target object;
A first imaging unit, which is mounted on the driving unit together with the laser irradiation unit and has a first lens for passing light transmitted through the object and a first light detection unit for detecting the light transmitted through the first lens, and captures an image of the object by the light transmitted through the object;
A first control unit for controlling the first imaging unit,
A second imaging unit having a second lens for passing light transmitted through the object and a second light detection unit for detecting the light transmitted through the second lens, and for capturing an image of the object by light transmitted through the object;
A second control unit is provided for controlling the laser irradiation unit and the second imaging unit,
The first control unit executes a first imaging process for controlling the first imaging unit to image an area including at least one of the modified area formed along the first line and a crack extending from the modified area at a timing when alignment of the irradiation position of the laser light with respect to the first line is performed after a modified area is formed on the target object along the first line.
A laser processing device in which the second control unit executes alignment processing to control the laser irradiation unit and the second imaging unit to align the first line of the irradiation position of the laser light based on the detection result of the second light detection unit.
상기 제1 렌즈의 개구수는, 상기 제2 렌즈의 개구수보다도 큰 레이저 가공 장치.In claim 10,
A laser processing device wherein the numerical aperture of the first lens is larger than the numerical aperture of the second lens.
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