激光光线的检查方法与流程

本发明涉及激光光线的检查方法。

背景技术：

关于半导体晶片或蓝宝石基板、sic基板等光器件晶片或玻璃基板等，公知有在其内部形成改质层并以改质层为起点进行断裂来进行分割的激光加工方法(例如，参照专利文献1。)。

专利文献1：日本特许第3408805号公报

关于激光光线，当光学系统的光轴与激光光线的光轴一致时，能够使激光光线的能量最大且高效地利用在加工中。但是，当光学系统的光轴与激光光线的光轴偏移时，有时会使激光光线的能量产生不平衡而无法得到希望的状态的改质层。

因此，优选能够对光学系统的光轴与激光光线的光轴的偏移进行准确地检查的激光光线的检查方法。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，提供激光光线的检查方法，能够准确地对光学系统的光轴与激光光线的光轴的偏移进行检查。

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的激光光线的检查方法的特征在于，包含如下步骤：准备步骤，将检查用板状物和支承基材隔着树脂层层叠而准备被加工物单元，该树脂层在被照射透过该检查用板状物的波长的激光光线时熔融；改质层形成步骤，使该检查用板状物露出而将该被加工物单元保持在卡盘工作台的保持面上，按照将该激光光线从该检查用板状物的露出面会聚在该检查用板状物的内部的方式进行照射而在该检查用板状物的内部形成改质层；以及检查步骤，在实施了该改质层形成步骤之后，对因透过了该检查用板状物的该激光光线而形成于该树脂层的熔融痕的状态进行检查。

根据本申请发明的激光光线的检查方法，通过对因透过了检查用板状物的激光光线而形成于树脂层的熔融痕的状态进行检查，能够准确地对光学系统的光轴与激光光线的光轴的偏移进行检查。

附图说明

图1是示出通过实施方式的激光光线的检查方法来进行检查的激光加工装置的立体图。

图2是对在实施方式的激光光线的检查方法中使用的被加工物单元进行说明的立体图。

图3是示出图1所示的激光加工装置的激光光线照射构件的框图。

图4是对实施方式的激光光线的检查方法进行说明的流程图。

图5是对实施方式的激光光线的检查方法的准备步骤进行说明的分解立体图。

图6是对实施方式的激光光线的检查方法的改质层形成步骤进行说明的概略图。

图7是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。

图8是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的图。

图9是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。

图10是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。

图11是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的图。

图12是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。

图13是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的图。

标号说明

1：激光加工装置；10：卡盘工作台；10a：保持面；20：x轴移动构件；30：y轴移动构件；50：激光光线照射构件(激光光线照射单元)；60：拍摄构件；100：控制构件；a：树脂层；b：支承基材；d：器件；k：改质层；l：分割预定线；lb：激光光线；m：熔融痕；u：被加工物单元；w：晶片(检查用板状物)；wa：正面；wb：背面(露出面)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。以下的实施方式所记载的内容并不仅限于本发明。并且，在以下所记载的构成要素中包含本技术领域人员所能够容易想到的、实际上相同的构成要素。进而，能够对以下所记载的结构进行适当组合。并且，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。

图1所示的激光加工装置1是沿着分割预定线l对形成有器件d的作为检查用板状物的晶片w进行分割的装置。图1是示出通过实施方式的激光光线的检查方法来进行检查的激光加工装置的立体图。

如图2所示，晶片w以背面wb朝上的状态粘贴在粘合带t的正面上，该粘合带t安装在环状框架f上。图2是对在实施方式的激光光线的检查方法中使用的被加工物单元进行说明的立体图。在本实施方式中，晶片w是具有圆板状的玻璃基板的半导体晶片或光器件晶片。

回到图1，对通过本实施方式的激光光线lb的检查方法来进行检查的激光加工装置1进行说明。激光加工装置1具有：主体部2；壁部3，其从主体部2朝向上方竖立设置；以及支承柱4，其从壁部3朝向前方突出。

激光加工装置1具有：卡盘工作台10，其对包含晶片w在内的被加工物单元u进行保持；x轴移动构件20，其使卡盘工作台10和激光光线照射构件(激光光线照射单元)50在x轴方向上相对移动；y轴移动构件30，其使卡盘工作台10和激光光线照射构件50在y轴方向上相对移动；旋转构件40，其使卡盘工作台10绕与z轴方向平行的中心轴线旋转；激光光线照射构件50，其对保持在卡盘工作台10上的晶片w照射脉冲激光光线(以下，称为“激光光线”。)lb而进行激光加工；拍摄构件60；以及控制构件100。

卡盘工作台10具有对晶片w进行保持的保持面10a。保持面10a对借助粘合带t而粘贴在环状框架f的开口处的晶片w进行保持。保持面10a是由多孔陶瓷等形成的圆盘形状，经由未图示的真空吸引路径而与未图示的真空吸引源连接。保持面10a隔着粘合带t对所载置的晶片w进行吸引保持。在本实施方式中，保持面10a是与x轴方向和y轴方向平行的平面。卡盘工作台10的周围配置有多个对晶片w的周围的环状框架f进行夹持的夹具部11。

x轴移动构件20是通过使卡盘工作台10在x轴方向上移动而对卡盘工作台10在x轴方向上进行加工进给的加工进给构件。x轴移动构件20具有：滚珠丝杠21，其被设置成绕轴心自由旋转；脉冲电动机22，其使滚珠丝杠21绕轴心旋转；以及导轨23，其将卡盘工作台10支承为在x轴方向上自由移动。

y轴移动构件30是通过使卡盘工作台10在y轴方向上移动而对卡盘工作台10进行分度进给的分度进给构件。y轴移动构件30具有与：滚珠丝杠31，其被设置成绕轴心自由旋转；脉冲电动机32，其使滚珠丝杠31绕轴心旋转；以及导轨33，其将卡盘工作台10支承为在y轴方向上自由移动。

旋转构件40使卡盘工作台10绕与z轴方向平行的中心轴线旋转。旋转构件40配置在通过x轴移动构件20而在x轴方向上移动的移动工作台12上。

激光光线照射构件50对保持在卡盘工作台10上的晶片w实施激光加工。更详细地说，激光光线照射构件50对保持在卡盘工作台10上的晶片w照射对于晶片w具有透过性的波长的激光光线lb而在晶片w的内部形成改质层k。如图3所示，激光光线照射构件50具有：振荡构件51，其振荡出激光光线lb；光学系统52；以及聚光构件53，其使激光光线lb会聚在晶片w的希望的位置。图3是示出图1所示的激光加工装置的激光光线照射构件的框图。激光光线照射构件50安装在支承柱4的前端。

振荡构件51例如具有：激光振荡器511，其振荡出yag激光光线或yvo激光光线；重复频率设定构件512，其对激光光线lb的重复频率进行设定；以及脉冲宽度调整构件513，其对激光光线lb的输出进行调整。

从激光振荡器511振荡出的激光光线lb是对于晶片w具有透过性的波长的激光束。激光光线lb例如具有1064nm的波长。

聚光构件53构成为包含对激光振荡器511所振荡出的激光光线lb的行进方向进行变更的全反射镜或对激光光线lb进行会聚的聚光透镜等。更详细地说，聚光构件53具有：镜531，其使激光光线lb反射；掩模532；针孔(pinhole)533，其形成于掩模532；以及聚光透镜534。

从激光振荡器511振荡出的激光光线lb通过由偏光分束器等多个光学部件构成的光学系统52而入射到聚光构件53。入射到聚光构件53的激光光线lb被镜531反射。由镜531反射了的激光光线lb通过掩模532的针孔533。通过了针孔533的激光光线lb借助聚光透镜534而照射至卡盘工作台10所保持的晶片w，其中，该聚光透镜534是组合多个透镜组而构成的。

拍摄构件60从上方对保持在卡盘工作台10上的晶片w进行拍摄。拍摄构件60安装在支承柱4的前端。拍摄构件60配设在与激光光线照射构件50在x轴方向上并排的位置。拍摄构件60具有对难以被晶片w吸收的红外区域的光进行检测的ccd(charge-coupleddevice：电荷耦合装置)等拍摄元件。拍摄构件60将拍摄得到的拍摄图像输出给控制构件100。

控制构件100分别对上述的构成要素进行控制而使激光加工装置1实施针对晶片w的激光加工动作。控制构件100包含计算机系统。控制构件100具有cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)101、rom(readonlymemory：只读存储器)102、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)103、计数器104、输入接口105和输出接口106。

控制构件100的cpu101根据存储在rom102中的计算机程序而实施运算处理，经由输出接口106将用于控制激光加工装置1的控制信号输出给激光加工装置1的上述的构成要素。

rom102对控制构件100中的处理所需的程序或数据进行存储。ram103对加工晶片w的加工条件进行存储。加工条件包含形成改质层k的预定的位置(换言之，应照射激光光线lb的位置)。

这样构成的激光加工装置1对保持在卡盘工作台10上的晶片w照射激光光线lb。

接着，使用图4对本实施方式的激光加工装置1的激光光线lb的检查方法进行说明。图4是对实施方式的激光光线的检查方法进行说明的流程图。激光光线lb的检查方法包含准备步骤s1、改质层形成步骤s2和检查步骤s3。

首先，实施准备步骤s1。使用图5对准备步骤s1进行说明。图5是对实施方式的激光光线的检查方法的准备步骤进行说明的分解立体图。在准备步骤s1中，操作者隔着树脂层a将晶片w和支承基材b层叠而准备被加工物单元u，其中，该树脂层a在被照射透过晶片w的波长的激光光线lb时熔融。在晶片w的正面wa上，在由多条分割预定线l划分出的区域内形成有多个器件d。这样的晶片w在激光加工装置1中被加工而形成改质层k，从而在之后的断裂步骤中以改质层k为断裂起点，将晶片分割成各个器件d。然后，操作者将被加工物单元u的支承基材b粘贴在粘合带t上，该粘合带t的外周部安装在环状框架f上。这样，如图2所示，晶片w以背面(露出面)wb露出的状态借助树脂层a和支承基材b以及粘合带t被环状框架f支承。

支承基材b例如是硅晶片。树脂层a由对激光加工装置1中使用的激光光线lb进行吸收并在达到规定的温度以上时熔融的材料构成。树脂层a的厚度比晶片w或支承基材b的厚度薄。

在实施了准备步骤s1之后，实施改质层形成步骤s2。使用图6对改质层形成步骤s2进行说明。图6是对实施方式的激光光线的检查方法的改质层形成步骤进行说明的概略图。在改质层形成步骤s2中，操作者使晶片w露出而将被加工物单元u保持在卡盘工作台10的保持面10a上，按照将激光光线lb从晶片w的露出面即背面wb会聚在晶片w的内部的方式进行照射，在晶片w的内部形成改质层k。

在改质层形成步骤s2中，操作者在使晶片w的背面wb露出而使支承基材b与卡盘工作台10的保持面10a隔着粘合带t相对的状态下，将被加工物单元u载置在保持面10a上。操作者使真空吸引源进行动作而使负压作用于保持面10a。这样，被加工物单元u被保持面10a吸引保持。

然后，控制构件100利用x轴移动构件20和y轴移动构件30使卡盘工作台10移动而将保持在卡盘工作台10上的晶片w定位在激光光线照射构件50的下方。然后，控制构件100利用激光光线照射构件50将激光光线lb的聚光点p定位在晶片w的内部而从晶片w的背面wb照射激光光线lb。控制构件100利用x轴移动构件20对卡盘工作台10在x轴方向上进行加工进给。由此，通过多光子吸收而在晶片w的内部形成改质层k。

在聚光点p的附近没有被吸收的激光光线lb成为漏光(透过的激光束)lt而从晶片w的正面wa射出。从晶片w的正面wa射出的漏光lt入射到粘接在晶片w的正面wa的树脂层a上。树脂层a对漏光lt进行吸收。因此，树脂层a在通过吸收漏光lt而产生的热的作用下熔融，在改质层k的下方形成熔融痕m。

在改质层形成步骤s2中，控制构件100利用x轴移动构件20和y轴移动构件30使卡盘工作台10和照射激光光线lb的激光光线照射构件50在x轴方向和y轴方向上相对移动。由此，在晶片w的内部形成沿x轴方向和y轴方向平行的改质层k。

在实施了改质层形成步骤s2之后，实施检查步骤s3。检查步骤s3中，越过晶片w对因透过了晶片w的漏光lt而形成于树脂层a的熔融痕m的状态进行拍摄检查。在本实施方式中，在检查步骤s3中，操作者通过目视熔融痕m而对激光加工装置1的激光光线lb进行检查。检查步骤s3分别对被加工物单元u的树脂层a中的、在与xy平面平行的截面上形成沿x轴方向平行的改质层k时所形成的熔融痕m的状态和形成沿y轴方向平行的改质层k时所形成的熔融痕m的状态进行检查。

使用图7到图9对与激光加工装置1的激光光线lb的光轴没有产生偏移的状态下的熔融痕m进行说明。图7是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。图8是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的图。图9是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。图7和图9示出了形成沿x轴方向平行的改质层k的状态。图8示出了利用拍摄构件60对被加工物单元u的树脂层a的附近的与xy平面平行的截面进行了拍摄的图像。图像经由输出接口106而显示在激光加工装置1的未图示的显示装置上。如图7所示，在与激光光线lb的光轴不存在偏移的状态下，被树脂层a吸收的漏光lt不在y轴方向上偏离而是均等地分布。因此，如图8所示，熔融痕m相对于图中实线所示的漏光lt的中心在y轴方向上对称地形成。漏光lt的中心的x坐标和y坐标与照射了激光光线lb的位置的x坐标和y坐标相同。换言之，图中的实线示出了xy平面中的照射了激光光线lb的位置。再换言之，在该情况下，熔融痕m形成在改质层k的正下方。

在该情况下，如图9所示，能够判断为激光光线lb的光轴例如与形成于掩模532的针孔533的中心和聚光透镜534的光轴一致。换言之，能够判断为光学系统52和聚光构件53被设定为最佳。

使用图10到图12对与激光加工装置1的激光光线lb的光轴产生偏移的状态下的熔融痕m进行说明。图10是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。图11是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的图。图12是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的概略图。图10和图12示出了形成沿x轴方向平行的改质层k的状态。图11示出了利用拍摄构件60对被加工物单元u的树脂层a的附近的与xy平面平行的截面进行了拍摄的图像。图像经由输出接口106而显示在激光加工装置1的未图示的显示装置上。如图10所示，在与激光光线lb的光轴产生偏移的状态下，被树脂层a吸收的漏光lt在y轴方向上偏离地分布。因此，树脂层a的界面中的损伤在y轴方向上偏离地分布。其结果是，如图11所示，熔融痕m相对于图中实线所示的漏光lt的中心在y轴方向上非对称地形成。换言之，在该情况下，熔融痕m从改质层k的正下方在y轴方向上偏移地形成。例如，图11所示的熔融痕m与图8所示的熔融痕m相比，在从虚线离开了数μm的位置处形成有熔融痕m的边缘。因此，在形成有图11的熔融痕m的状态下，激光加工装置1能够推测出光轴偏移了数μm左右。这样，能够根据拍摄图像推测出激光加工装置1的光轴偏移何种程度。

在该情况下，如图12所示，能够判断为激光光线lb的光轴例如与形成于掩模532的针孔533的中心和聚光透镜534的光轴不一致。换言之，能够判断为需要对光学系统52的各种光学部件进行调整以使激光光线lb的光轴与掩模532的针孔533的中心或聚光透镜534的光轴相符。

使用图13对激光加工装置1的激光光线lb的光轴的偏移和熔融痕m的关系进行说明。图13是对实施方式的激光光线的检查方法的检查步骤进行说明的图。图13示出了利用拍摄构件60对被加工物单元u的树脂层a的附近的与xy平面平行的截面进行了拍摄的图像。图像经由输出接口106而显示在激光加工装置1的未图示的显示装置上。在图13中示出了在激光光线lb的光轴在y轴方向上偏移－500μm的情况、偏移－250μm的情况、偏移500μm的情况和偏移250μm的情况的各个情况下的熔融痕m。对于偏移－500μm的情况下的熔融痕m、偏移－250μm的情况下的熔融痕m与偏移500μm的情况下的熔融痕m、偏移250μm的情况下的熔融痕m而言，熔融痕m的形成方向在y轴方向上是相反的方向。对于偏移－500μm的情况下的熔融痕m、偏移500μm的情况下的熔融痕m与偏移－250μm的情况下的熔融痕m、偏移250μm的情况下的熔融痕m而言，偏移－500μm的情况下的熔融痕m和偏移500μm的情况下的熔融痕m在y轴方向上大幅偏移地形成。换言之，发现激光光线lb的光轴的偏移量和所形成的熔融痕m的总面积存在相关关系。这样，通过对熔融痕m的大小进行比较，能够推测出激光光线lb的光轴的偏移的大小。并且，通过对形成熔融痕m的方向进行比较，能够推测出激光光线lb的光轴的偏移的方向。

同样，也通过目视对被加工物单元u的树脂层a中的在形成沿x轴方向平行的改质层k时所形成的熔融痕m进行确认。

这样，在检查步骤s3中，根据沿x轴方向和y轴方向形成的熔融痕m与照射了激光光线lb的位置的偏移，对光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴的偏移方向进行判定。

在实施了检查步骤s3之后，根据熔融痕m的确认结果，当光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴产生了偏移的情况下，对光学系统52的各种光学部件进行调整。此时，根据从拍摄图像推测出的偏移量，能够在实施调整时高效地进行调整作业。然后，再次实施改质层形成步骤s2和检查步骤s3。然后，重复进行光学系统52的调整直到树脂层a的熔融痕m相对于漏光lt的中心对称为止。并且，通过对光学系统52的各种光学部件的调整前和调整后的熔融痕m进行比较，能够一边对激光光线lb的光轴的偏移的大小或激光光线lb的光轴的偏移的方向进行推测一边进行调整。

如上述那样，根据本实施方式，通过对因透过了晶片w的激光光线lb而形成在树脂层a的熔融痕m的状态进行检查，能够对光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴的偏移进行准确地检查。

与此相对，在以往的方法中，要想对光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴的偏移进行检查，则使用功率计进行调整以使激光光线lb的能量为最大。但是，检查和各种光学部件的调整作业需要极高的专业知识和技术。因此，需要邀请专业的维修/检查作业者来实施检查和调整作业。

根据本实施方式，即使没有专业的维修/检查作业者，也能够容易地对光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴的偏移进行检查。因此，例如，操作者能够按照希望对光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴的偏移进行检查的时机进行检查而不用邀请专业的维修/检查作业者。

在本实施方式中，在被加工物单元u中形成改质层k，通过目视对形成于树脂层a的熔融痕m与照射了激光光线lb的位置的偏移进行确认。这样，本实施方式能够对光学系统52的光轴与激光光线lb的光轴的偏移的有无进行判定。

本实施方式通过目视对形成于树脂层a的熔融痕m和照射了激光光线lb的位置的偏移进行确认，从而能够根据偏移方向或偏移量对光轴的偏移方向和偏移量进行检测。因此，本实施方式能够高效地对光学系统52的光轴进行调整。

本实施方式能够使用作为激光加工装置1的被加工物而生产的晶片w来作为检查用板状物。由于本实施方式不需要准备基板来作为检查用板状物，所以能够容易地进行检查。

在上述实施方式中，在检查步骤s3中，通过目视熔融痕m而对激光加工装置1的激光光线lb进行检查，但也可以利用控制构件100对激光加工装置1的激光光线lb进行检查。

具体来说，在改质层形成步骤s2中，控制构件100将照射激光光线lb的位置在保持面10a上的坐标存储在ram103中。所谓照射激光光线lb的位置在保持面10a上的坐标，换言之，包含照射激光光线lb的位置的x坐标和y坐标。

并且，在检查步骤s3中，当存储于ram103的照射了激光光线lb的坐标与形成于树脂层a的熔融痕m的坐标存在偏移的情况下，控制构件100判定为激光光线lb相对于照射激光光线lb的激光光线照射构件50的光轴偏移。更详细地说，控制构件100对照射了激光光线lb的x坐标和y坐标与例如通过熔融痕m的图像分析等计算出的熔融痕m的x坐标和y坐标是否存在偏移进行判定。控制构件100对熔融痕m的x坐标和y坐标相对于照射了激光光线lb的x坐标和y坐标是否在y轴方向上对称形成进行判定。换言之，控制构件100在判定为存在偏移的情况下，判定为激光光线lb相对于激光光线照射构件50的光轴偏移。控制构件100在判定为不存在偏移的情况下，判定为激光光线lb没有相对于激光光线照射构件50的光轴偏移。

这样，与通过目视进行检查的情况相比，能够利用控制构件100对激光光线lb进行检查从而更准确地对激光光线lb进行检查。

并且，在检查步骤s3中，通过目视熔融痕m而对激光加工装置1的激光光线lb进行检查，并对激光光线lb相对于光轴的偏移方向进行判定，但也可以利用控制构件100对激光光线lb相对于光轴的偏移方向进行判定。

具体来说，在改质层形成步骤s2中，控制构件100将照射激光光线lb的位置在保持面10a上的坐标存储在ram103中。

并且，在检查步骤s3中，控制构件100根据沿x轴方向和y轴方向形成的熔融痕m的坐标与存储于ram103的照射了激光光线lb的坐标的偏移，对激光光线lb相对于光轴的偏移方向进行判定。更详细地说，控制构件100对沿x轴方向和y轴方向形成的熔融痕m的x坐标和y坐标与存储于ram103的照射了激光光线lb的x坐标和y坐标是否存在偏移进行判定。控制构件100在判定为存在偏移的情况下，根据x轴方向和y轴方向的偏移的大小，对激光光线lb相对于光轴的偏移方向进行判定。另外，控制构件100在判定为不存在偏移的情况下，判定为激光光线lb没有相对于激光光线照射构件50的光轴偏移。

这样，与通过目视进行判定的情况相比，能够利用控制构件100对激光光线lb相对于光轴的偏移方向进行判定，能够更准确地对激光光线lb进行检查。

另外，本发明并不仅限于上述实施方式。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。

在上述的实施方式中，对将本发明的激光光线lb的检查方法适用于晶片w的例子进行了说明，当被加工物并不仅限于此。激光光线lb的检查方法也同样能够适用在光器件晶片等其他的板状的被加工物中。在实施方式中，晶片w为玻璃基板，但也可以是硅晶片，在该情况下也可以利用红外线照相机透过硅晶片而对形成于树脂层a的熔融痕m进行拍摄。并且，也可以不在晶片w而在支承基板上形成器件，也可以将形成有器件的面隔着树脂层与晶片w层叠。在该情况下，由于在晶片w上没有形成器件，所以在漏光不被器件层遮挡的情况下形成熔融痕m，能够实现更准确的检测。

激光光线lb的检查方法除了能够使用于对激光束lb的中心与针孔533的中心的偏移进行确认之外，也能够使用于对光学系统52的各种光学部件与激光束lb的中心的偏移进行确认。