激光光线的光点形状检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检查从激光加工装置的激光光线振荡单元振荡出且由聚光器会聚的激光光线的光点形状的激光光线的光点形状检测方法。
【背景技术】
[0002]在半导体器件制造工艺中，在呈大致圆板形状的半导体晶片的表面由形成为格子状的分割预定线划分出多个区域，并在该划分出的各区域形成IC、LSI等的器件。沿着分割预定线切断如上形成的半导体晶片，从而分割形成有器件的区域，制造出各个器件芯片。此夕卜，沿着分割预定线还切断在蓝宝石基板或碳化硅基板的表面层叠有氮化镓类化合物半导体等的光器件晶片，从而分割为各个发光二极管、激光二极管等的光器件芯片，可广泛应用于电气设备中。
[0003]作为上述的沿着分割预定线分割晶片的方法，提出了一种如下方法，即，沿着分割预定线照射对晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线，从而形成作为断裂的起点的激光加工槽，并且沿着形成有作为该断裂起点的激光加工槽的分割预定线赋予外力，从而将其割断(例如，参照专利文献1)。
[0004]此外，作为上述的沿着分割预定线分割晶片的方法，还尝试了如下的激光加工方法，即，使用对晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线，将聚光点定位于待分割区域的内部并照射脉冲激光光线。使用该激光加工方法的分割方法是如下的技术，从晶片的一个表面侧将聚光点定位于晶片内部，对分割预定线照射具有透过性的波长的脉冲激光光线，在晶片的内部沿着分割预定线连续形成改质层，并且沿着由于形成该改质层而强度降低的切割线施加外力，从而断开晶片进行分割(例如，参照专利文献2)。
[0005]然而，会聚激光光线的聚光器是由组合了多个凸透镜和凹透镜的组合透镜构成的，因此在从激光振荡器到聚光器的光学系统中会出现失真，聚光光点形状未必会聚为圆形等意图得到的形状。如果产生了激光光线的聚光光点形状的失真，则会出现无法实施期望的加工的问题。
[0006]为了消除这种问题，下述专利文献3公开了一种方法，即，将具备由微小粒子构成的发光体的检测基板保持于被加工物保持单元，对发光体照射激光光线并使被加工物保持单元在X轴方向和Y轴方向上移动，根据来自发光体的反射光的坐标检测光点的形状。
[0007]专利文献1日本特开2006-294674号公报
[0008]专利文献2日本特开2006 — 12902号公报
[0009]专利文献3日本特开2013-22634号公报
[0010]然而，如果聚光器的数值孔径(NA)增大至0.4?0.9，则难以捕捉来自发光体的反射光，产生无法检测光点形状的问题。
【发明内容】
[0011]本发明就是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于，提供一种能够正确检测激光光线的光点形状的激光光线的光点形状检测方法。
[0012]为了解决上述主要技术课题，本发明提供一种激光加工装置中的激光光线的光点形状检测方法，对由该激光加工装置中的激光光线振荡单元振荡出且由聚光器会聚的激光光线的光点形状进行检测，其中，该激光加工装置具有:保持被加工物的被加工物保持单元；以及对保持于该被加工物保持单元的被加工物照射激光光线的激光光线照射单元，该激光光线照射单元具有:振荡出激光光线的该激光光线振荡单元；以及该聚光器，其会聚由该激光光线振荡单元振荡出的激光光线而对保持于该被加工物保持单元的被加工物进行照射，该光点形状检测方法的特征在于，包括:凹面镜保持工序，在该被加工物保持单元上保持反射面为球面的凹面镜；分支单元定位工序，将分支单元定位于作用位置处，该分支单元在该激光光线振荡单元与该聚光器之间使激光光线从该激光光线振荡单元向该聚光器通过，并且将由该聚光器会聚且被保持于该被加工物保持单元的凹面镜的反射面反射的反射光引导至反射光检测路径；焦点定位工序，将该聚光器的焦点定位于包括球面的中心的附近处，该球面形成保持于该被加工物保持单元的凹面镜的反射面；激光光线照射工序，使该激光光线振荡单元进行工作，将由该聚光器会聚的激光光线照射到保持于该被加工物保持单元的凹面镜上；以及摄像工序，通过摄像单元对被保持于该被加工物保持单元的凹面镜的反射面反射且由该分支单元引导至检测路径上的反射光进行摄像而取得图像。
[0013]优选在上述摄像工序中，使聚光器与保持有凹面镜的被加工物保持单元在从聚光器照射的激光光线的光路方向上相对移动，将聚光器的焦点定位于夹着形成凹面镜的反射面的球面的中心的区域内的多个位置处而进行摄像，从而取得多个图像。
[0014]根据本发明，能够基于在摄像工序中取得的反射光的图像，正确把握从聚光器照射的激光光线的光点形状。因此，可获得一种在形状不同于设定有被摄像单元摄像的光点形状的情况下，通过调整激光光线振荡单元、光学系统、聚光器的像差而能够实施期望的加工的激光加工装置。
[0015]此外，在本发明的激光光线的光点形状检测方法中，对被保持于卡盘台的凹面镜的反射面反射的反射光摄像以检测光点形状，因此在聚光器的数值孔径(NA)增大至0.4?0.9时也能够可靠地检测光点形状。
【附图说明】
[0016]图1是实施本发明的激光光线的光点形状检测方法的激光加工装置的立体图。
[0017]图2是设置于图1所示的激光加工装置的激光光线照射单元的结构框图。
[0018]图3是设置于图1所示的激光加工装置的控制单元的结构框图。
[0019]图4是为实施本发明的激光光线的光点形状检测方法而准备的凹面镜的立体图和础面图。
[0020]图5是使用图1所示的激光加工装置实施的激光光线的光点形状检测方法的说明图。
[0021]图6是表示通过图5所示的激光光线的光点形状检测方法检测的激光光线的光点形状的说明图。
[0022]图7是表示通过本发明的激光光线的光点形状检测方法的另一实施方式检测的激光光线的光点形状的说明图。
[0023]标号说明
[0024]2:静止基台，3:卡盘台机构，36:卡盘台，37:加工进给单元，38:第1分度进给单元，4:激光光线照射组件支撑机构，43:第2分度进给单元，5:激光光线照射组件，52:激光光线照射单元，522:激光光线振荡单元，523:光学系统，524:聚光器，525:分光束镜，526:致动器，527:反射光检测路径，528:衰减单元，529:摄像单元，53:Z轴方向移动单元，54:Z轴方向位置检测单元，6:校准单元，7:控制单元，70:显示单元。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图详细说明本发明的激光光线的光点形状检测方法的优选实施方式。
[0026]图1示出用于实施本发明的激光光线的光点形状检测方法的激光加工装置1的立体图。图1所示的激光加工装置1具有:静止基台2 ;卡盘台机构3，其以能够在箭头X所示的X轴方向上移动的方式配设于该静止基台2，用于保持被测量物；激光光线照射组件支撑机构4，以能够在与上述X轴方向正交的箭头Y所示的Y轴方向上移动的方式配设于静止基台2 ;以及激光光线照射组件5，其以能够在垂直于X轴方向和Y轴方向的箭头Z所示的Z轴方向上移动的方式配设于该激光光线照射组件支撑机构4。
[0027]上述卡盘台机构3具有:一对导轨31、31，它们沿着X轴方向平行配设于静止基台2上；第1滑块32，其以能够在X轴方向上移动的方式配设于该导轨31、31上；第2滑块33，其以能够在Y轴方向上移动的方式配设于该第1滑块32上；支撑台35，其被圆筒部件34支撑于该第2滑块33上；以及保持被加工物的作为保持单元的卡盘台36。该卡盘台36具有由多孔性材料形成的吸盘361，在作为吸盘361的上表面的保持面上通过未图示的吸附单元保持着被测量物。如上构成的卡盘台36通过配设于圆筒部件34内的未图示的脉冲电动机而进行旋转。另外，卡盘台36配设有用于固定环状框架的夹钳362，该环状框架隔着保护带支撑被加工物。
[0028]上述第1滑块32的下表面设有与上述一对导轨31、31嵌合的一对被导向槽321、321，并且其上表面设有沿着X轴方向而平行形成的一对导轨322、322。如上构成的第1滑块32构成为，利用被导向槽321、321嵌合于一对导轨31、31，从而能够沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动。卡盘台机构3具有用于使第1滑块32沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动的X轴方向移动单元37。X轴方向移动单元37包括平行配设于上述一对导轨31与31之间的外螺纹杆371、以及用于旋转驱动该外螺