[go: up one dir, main page]

JP2018129540A - Laser dicing device - Google Patents

Laser dicing device Download PDF

Info

Publication number
JP2018129540A
JP2018129540A JP2018080685A JP2018080685A JP2018129540A JP 2018129540 A JP2018129540 A JP 2018129540A JP 2018080685 A JP2018080685 A JP 2018080685A JP 2018080685 A JP2018080685 A JP 2018080685A JP 2018129540 A JP2018129540 A JP 2018129540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser light
wafer
light
reflected
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018080685A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6525224B2 (en
Inventor
和司 百村
Kazuji Hyakumura
和司 百村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2018080685A priority Critical patent/JP6525224B2/en
Publication of JP2018129540A publication Critical patent/JP2018129540A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6525224B2 publication Critical patent/JP6525224B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

【課題】改質領域の加工深さによらずウェーハの表面の高さ位置の検出を迅速にかつ精度よく安定して行うことができるレーザーダイシング装置を提供する。【解決手段】AF装置200(高さ位置検出手段)は、ウェーハWの表面に対して反射可能な波長を有するAF用レーザー光をAF用レーザー光源202と、集光レンズ106で集光されウェーハWの表面で反射したAF用レーザー光の反射光に基づきウェーハの表面の変位を示す変位信号を制御部50に送るAF信号処理部250と、AF用レーザー光照射経路242に配設されAF用レーザー光の集光点をウェーハ厚み方向に調整するフォーカス光学系206と、集光レンズ106とフォーカス光学系206との間に配設された4f光学系214とを備える。【選択図】図1A laser dicing apparatus capable of detecting a height position of a surface of a wafer quickly, accurately and stably regardless of a processing depth of a modified region. An AF apparatus (height position detecting means) is configured to focus an AF laser beam having a wavelength that can be reflected on the surface of a wafer W by an AF laser light source and a condenser lens. An AF signal processing unit 250 that sends a displacement signal indicating the displacement of the wafer surface to the control unit 50 based on the reflected light of the AF laser light reflected by the surface of W, and an AF laser light irradiation path 242 that is disposed in the AF A focus optical system 206 that adjusts the condensing point of the laser light in the wafer thickness direction, and a 4f optical system 214 disposed between the condensing lens 106 and the focus optical system 206 are provided. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハを個々のチップに分割するレーザーダイシング装置に関するものである。   The present invention relates to a laser dicing apparatus that divides a wafer on which a semiconductor device, an electronic component, and the like are formed into individual chips.

従来より、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハを個々のチップに分割するには、細かなダイヤモンド砥粒で形成された厚さ30μm程度の薄い砥石により、ウェーハに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられていた。   Conventionally, in order to divide a wafer having a semiconductor device or electronic component formed on its surface into individual chips, grinding grooves are formed in the wafer with a thin grindstone with a thickness of about 30 μm formed of fine diamond abrasive grains. A dicing machine for cutting wafers has been used.

ダイシング装置では、薄い砥石(以下、ダイシングブレードと称する)を例えば30,000〜60,000rpmで高速回転させてウェーハを研削し、ウェーハを完全切断(フルカット)又は不完全切断(ハーフカット或いはセミフルカット)を行う。   In the dicing apparatus, a thin grindstone (hereinafter referred to as a dicing blade) is rotated at a high speed of, for example, 30,000 to 60,000 rpm to grind the wafer, and the wafer is completely cut (full cut) or incompletely cut (half cut or semi-full). Cut).

しかし、このダイシングブレードによる研削加工の場合、ウェーハが高脆性材料であるため脆性モード加工となり、ウェーハの表面や裏面にチッピングが生じ、このチッピングが分割されたチップの性能を低下させる要因になっていた。   However, in the case of grinding with this dicing blade, since the wafer is a highly brittle material, it becomes brittle mode processing, chipping occurs on the front and back surfaces of the wafer, and this chipping is a factor that degrades the performance of the divided chips. It was.

このような問題に対して、従来のダイシングブレードによる切断に替えて、ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような技術では、ウェーハの内部に形成する改質領域をウェーハの表面から一定の深さに形成するため、オートフォーカス機構を用いてウェーハの表面の高さ位置(厚み方向位置)を検出してレーザー光の集光点の位置を高精度に制御する必要がある。   To solve this problem, instead of cutting with a conventional dicing blade, a laser beam is incident on the wafer with the focusing point aligned, and a modified region by multiphoton absorption is formed inside the wafer. A technique of dividing into chips has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In such a technique, the height of the wafer surface (position in the thickness direction) is detected using an autofocus mechanism in order to form a modified region formed inside the wafer at a certain depth from the wafer surface. Therefore, it is necessary to control the position of the condensing point of the laser light with high accuracy.

特許文献1に開示された技術では、ウェーハ内部の所定深さに均一に改質領域(変質層)を形成するために、ウェーハの表面に検出用レーザー光(AF用レーザー光)を照射し、その反射光に基づいてウェーハの表面の高さ位置を検出し、ウェーハの表面の高さ位置に応じて加工用レーザー光の集光点位置を制御しながら加工を行っている。   In the technique disclosed in Patent Document 1, in order to form a modified region (modified layer) uniformly at a predetermined depth inside the wafer, the surface of the wafer is irradiated with a detection laser beam (AF laser beam), Based on the reflected light, the height position of the surface of the wafer is detected, and processing is performed while controlling the condensing point position of the laser beam for processing according to the height position of the surface of the wafer.

また、特許文献1に開示された技術では、検出用レーザー光の集光点位置を変位させる集光点位置変位手段を備えており、ウェーハの表面から深い位置に改質領域を形成する場合には、検出用レーザー光の集光点位置と加工用レーザー光の集光点位置との距離を調整することができるようになっている。これにより、ウェーハの表面に照射される検出用レーザー光の照射面積(スポット面積)を小さくすることができるので、ウェーハの表面で反射された検出用レーザー光の反射光の単位面積あたりの光量を低下させることなく、ウェーハの表面の高さ位置を正確に検出することが可能となる。   Further, the technique disclosed in Patent Document 1 includes a condensing point position displacing means for displacing the condensing point position of the laser beam for detection, and when the modified region is formed at a deep position from the surface of the wafer. Can adjust the distance between the condensing point position of the detection laser beam and the condensing point position of the processing laser beam. As a result, the irradiation area (spot area) of the detection laser beam irradiated on the wafer surface can be reduced, so the amount of light per unit area of the reflected light of the detection laser beam reflected on the wafer surface can be reduced. It is possible to accurately detect the height position of the surface of the wafer without lowering.

特開2009−269074号公報JP 2009-269074 A

しかしながら、上述したような技術では、一般に開口数(NA:Numerical Aperture)が高い集光レンズ(高NAレンズ)が用いられるため、オートフォーカス機構の感度がきわめて高く、高精度検出の範囲が合焦位置の近傍に限られる。そのため、ウェーハの表面の高さ位置を検出可能な測定範囲(引き込み範囲)が極めて狭く、例えば通常数μmの範囲でのみ測定が可能である。また、ウェーハの内部に形成される改質領域のウェーハの表面からの深さ(以下、「加工深さ」という。)に応じてオートフォーカス特性が異なると、オートフォーカス機構の安定性や応答性に影響を及ぼしてしまい、ウェーハの表面の高さ位置の検出を迅速にかつ精度よく安定して行うことができない問題がある。   However, in the technology as described above, since a condensing lens (high NA lens) having a high numerical aperture (NA) is generally used, the sensitivity of the autofocus mechanism is extremely high, and the range of high-precision detection is in focus. Limited to the vicinity of the position. For this reason, the measurement range (pull-in range) in which the height position of the surface of the wafer can be detected is extremely narrow. In addition, if the autofocus characteristics differ according to the depth of the modified region formed inside the wafer from the surface of the wafer (hereinafter referred to as “processing depth”), the stability and responsiveness of the autofocus mechanism There is a problem that the detection of the height position of the surface of the wafer cannot be performed quickly, accurately and stably.

特許文献1には、検出用レーザー光の集光点位置を変位させる集光点位置変位手段の開示はあるが、これらの課題についての示唆や解決手段は何ら示されていない。   Patent Document 1 discloses a condensing point position displacing means for displacing the condensing point position of the detection laser light, but does not show any suggestion or solution for these problems.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、改質領域の加工深さによらずウェーハの表面の高さ位置の検出を迅速にかつ精度よく安定して行うことができるレーザーダイシング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and laser dicing capable of quickly and accurately detecting the height position of the surface of the wafer regardless of the processing depth of the modified region. An object is to provide an apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の第1態様に係るレーザーダイシング装置は、ウェーハを保持するテーブルと、テーブルに保持されたウェーハの内部に改質領域を形成するための加工用レーザー光を出射する加工用レーザー光源と、加工用レーザー光源から出射された加工用レーザー光をウェーハの内部に集光する集光レンズと、集光レンズを加工用レーザー光の光軸方向に移動させることにより集光レンズによって集光される加工用レーザー光の集光点をウェーハ厚み方向に変位させる集光レンズ駆動手段と、テーブルに保持されたウェーハの表面の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、高さ位置検出手段からの検出信号に基づいて集光レンズ駆動手段を制御する制御手段と、を備えるレーザーダイシング装置であって、高さ位置検出手段は、ウェーハの表面に対して反射可能な波長を有する検出用レーザー光を出射する検出用レーザー光源と、検出用レーザー光源から出射された検出用レーザー光を集光レンズに導く検出用レーザー光照射経路と、検出用レーザー光照射経路を介して集光レンズからテーブルに保持されたウェーハに照射され反射した検出用レーザー光の反射光を導く検出用レーザー光反射経路と、検出用レーザー光反射経路に配設され反射光を分割する光分割手段と、光分割手段で分割された一方の反射光を受光する第1検出器と、光分割手段で分割された他方の反射光を受光する第2検出器と、第2検出器で受光される反射光の一部を制限する受光量制限手段と、第1検出器及び第2検出器から出力される出力信号に基づき、ウェーハの表面の変位を示す変位信号を制御手段に送る変位信号生成手段と、検出用レーザー光照射経路に配設され検出用レーザー光の集光点をウェーハ厚み方向に調整する集光点調整光学系と、を備え、集光レンズと受光量制限手段との光学的距離が30mm以上150mm以下であり、集光レンズと集光点調整光学系との光学的距離が120mm以下である。   In order to achieve the above object, a laser dicing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a table for holding a wafer, and a processing laser beam for forming a modified region inside the wafer held by the table. By emitting the processing laser light source, the condensing lens for condensing the processing laser light emitted from the processing laser light source inside the wafer, and moving the condensing lens in the optical axis direction of the processing laser light Condensing lens driving means for displacing the condensing point of the processing laser light condensed by the condensing lens in the wafer thickness direction, and height position detecting means for detecting the height position of the surface of the wafer held on the table And a control means for controlling the condensing lens driving means based on a detection signal from the height position detecting means, a laser dicing apparatus comprising a height position The emitting means includes a detection laser light source that emits a detection laser light having a wavelength that can be reflected on the surface of the wafer, and a detection laser that guides the detection laser light emitted from the detection laser light source to a condenser lens. A light irradiation path, a detection laser light reflection path for guiding reflected light of the detection laser light irradiated and reflected from the condenser lens to the wafer held on the table via the detection laser light irradiation path, and the detection laser light A light splitting unit arranged in the reflection path for splitting the reflected light, a first detector for receiving one of the reflected light split by the light splitting unit, and the other reflected light split by the light splitting unit Based on the second detector, the received light amount limiting means for limiting a part of the reflected light received by the second detector, and the output signals output from the first detector and the second detector, Displacement A displacement signal generating means for sending a displacement signal to the control means, and a condensing point adjusting optical system that is arranged in the detection laser light irradiation path and adjusts the condensing point of the detecting laser light in the wafer thickness direction, The optical distance between the condensing lens and the received light amount limiting means is 30 mm or more and 150 mm or less, and the optical distance between the condensing lens and the condensing point adjusting optical system is 120 mm or less.

本発明の第2態様に係るレーザーダイシング装置は、第1態様において、集光レンズと集光点調整光学系との間に4f光学系が配設される。   In the laser dicing apparatus according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, a 4f optical system is disposed between the condensing lens and the condensing point adjusting optical system.

本発明の第3態様に係るレーザーダイシング装置は、第1態様又は第2態様において、第1検出器は、光分割手段で分割された一方の反射光の全光量を受光し、第2検出器は、光分割手段で分割された他方の反射光を受光量制限手段で制限して該反射光の一部の受光量を受光する。   In the laser dicing apparatus according to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the first detector receives the total amount of one reflected light divided by the light dividing means, and the second detector The other reflected light divided by the light splitting means is limited by the received light amount limiting means, and a part of the reflected light is received.

本発明の第4態様に係るレーザーダイシング装置は、第1態様又は第2態様において、高さ位置検出手段は、光分割手段及び受光量制限手段として検出用レーザー光反射経路の光軸上に開口部を有する穴あきミラーを有し、第1検出器は、穴あきミラーの反射面で反射された反射光を受光し、第2検出器は、穴あきミラーの開口部を通過した反射光を受光する。   The laser dicing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the laser dicing apparatus according to the first aspect or the second aspect, wherein the height position detection means opens on the optical axis of the detection laser light reflection path as the light dividing means and the received light amount limiting means. The first detector receives the reflected light reflected by the reflecting surface of the perforated mirror, and the second detector receives the reflected light that has passed through the opening of the perforated mirror. Receive light.

本発明によれば、改質領域の加工深さによらず、ウェーハの表面の高さ位置を迅速にかつ精度よく安定して検出することができる。その結果、ウェーハの表面にばらつきがあっても、ウェーハの表面から所定の加工深さに改質領域を精度よく形成することが可能となる。   According to the present invention, the height position of the surface of the wafer can be detected quickly, accurately and stably regardless of the processing depth of the modified region. As a result, even if there is variation in the wafer surface, it is possible to accurately form the modified region at a predetermined processing depth from the wafer surface.

本発明の一実施形態に係るレーザーダイシング装置の構成例を示した概略図Schematic showing a configuration example of a laser dicing apparatus according to an embodiment of the present invention フレームにテープを介してマウントされたウェーハを示した斜視図Perspective view showing wafer mounted on frame via tape ウェーハ内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図Conceptual diagram explaining the modified region formed near the condensing point inside the wafer AF信号の出力特性を示したグラフGraph showing output characteristics of AF signal AF用レーザー光の集光点がウェーハ厚み方向に変化する様子を示した図Diagram showing how the focusing point of the AF laser light changes in the wafer thickness direction 本実施形態のレーザーダイシング装置を用いたダイシング方法の流れを示したフローチャートThe flowchart which showed the flow of the dicing method using the laser dicing apparatus of this embodiment. 図6に示すキャリブレーション動作の詳細な流れを示したフローチャートThe flowchart which showed the detailed flow of the calibration operation | movement shown in FIG. 図6に示すリアルタイム加工動作の詳細な流れを示したフローチャートFlowchart showing the detailed flow of the real-time machining operation shown in FIG. シミュレーションによる評価結果(加工深さ毎のAF信号の出力特性)を示した図The figure which showed the evaluation result (output characteristic of AF signal for every processing depth) by simulation シミュレーションによる評価結果(加工深さ毎のAF信号の出力特性)を示した図The figure which showed the evaluation result (output characteristic of AF signal for every processing depth) by simulation シミュレーションによる評価結果(加工深さ毎のAF信号の出力特性)を示した図The figure which showed the evaluation result (output characteristic of AF signal for every processing depth) by simulation 光学的距離D0、D1とAF特性との関係について評価した結果を示した図The figure which showed the result evaluated about the relationship between optical distance D0, D1 and AF characteristic レーザーダイシング装置の他の構成例を示した概略図Schematic showing another configuration example of the laser dicing apparatus レーザーダイシング装置の他の構成例の要部を示した概略図Schematic showing the main part of another configuration example of the laser dicing apparatus

以下、添付図面に従って本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るレーザーダイシング装置の構成例を示した概略図である。図1に示すように、レーザーダイシング装置10は、ステージ12、レーザーヘッド20、制御部50等で構成されている。   FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a laser dicing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laser dicing apparatus 10 includes a stage 12, a laser head 20, a control unit 50, and the like.

ステージ12は、XYZθ方向に移動可能に構成され、ウェーハWを吸着保持する。ウェーハWは、図2に示すように、一方の面に粘着材を有するダイシングシートSが貼付され、このダイシングシートSを介してフレームFと一体化された状態でステージ12に載置される。   The stage 12 is configured to be movable in the XYZθ directions and holds the wafer W by suction. As shown in FIG. 2, a dicing sheet S having an adhesive material is attached to one surface of the wafer W, and the wafer W is placed on the stage 12 while being integrated with the frame F via the dicing sheet S.

レーザーヘッド20は、ウェーハWの内部に改質領域を形成するための加工用レーザー光L1をウェーハWに対して照射する。   The laser head 20 irradiates the wafer W with a processing laser beam L1 for forming a modified region inside the wafer W.

制御部50は、CPU、メモリ、入出力回路部等からなり、レーザーダイシング装置10の各部の動作を制御する。   The control unit 50 includes a CPU, a memory, an input / output circuit unit, and the like, and controls the operation of each unit of the laser dicing apparatus 10.

レーザーダイシング装置10はこの他に、図示しないウェーハ搬送手段、操作板、テレビモニタ、及び表示灯等から構成されている。   In addition, the laser dicing apparatus 10 includes a wafer transfer means, an operation plate, a television monitor, an indicator lamp, and the like (not shown).

操作板には、レーザーダイシング装置10の各部の動作を操作するスイッチ類や表示装置が取り付けられている。テレビモニタは、図示しないCCDカメラで撮像したウェーハ画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージ等を表示する。表示灯は、レーザーダイシング装置10の加工中、加工終了、非常停止等の稼働状況を表示する。   On the operation plate, switches and a display device for operating operations of each part of the laser dicing apparatus 10 are attached. The television monitor displays a wafer image captured by a CCD camera (not shown) or displays program contents and various messages. The indicator lamp displays the operation status such as processing end, emergency stop, etc. during processing of the laser dicing apparatus 10.

次に、レーザーヘッド20の詳細構成について説明する。   Next, the detailed configuration of the laser head 20 will be described.

図1に示すように、レーザーヘッド20は、加工用レーザー光源100、コリメートレンズ102、ダイクロイックミラー104、集光レンズ106、AF装置(オートフォーカス装置)200等で構成されている。   As shown in FIG. 1, the laser head 20 includes a processing laser light source 100, a collimating lens 102, a dichroic mirror 104, a condenser lens 106, an AF device (autofocus device) 200, and the like.

加工用レーザー光源100は、ウェーハWの内部に改質領域を形成するための加工用レーザー光L1を出射する。例えば、加工用レーザー光源100は、パルス幅が1μs以下であって、集光点におけるピークパワー密度が1×10(W/cm)以上となるレーザー光を出射する。 The processing laser light source 100 emits processing laser light L1 for forming a modified region inside the wafer W. For example, the processing laser light source 100 emits laser light having a pulse width of 1 μs or less and a peak power density at the condensing point of 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more.

加工用レーザー光L1の第1光路上には、加工用レーザー光源100側から順に、コリメートレンズ102、ダイクロイックミラー104、集光レンズ106が配置される。ダイクロイックミラー104は、加工用レーザー光L1を透過し、かつ後述するAF装置200から出射されるAF用レーザー光L2を反射する。なお、AF用レーザー光L2の第2光路は、ダイクロイックミラー104により加工用レーザー光L1の第1光路と一部光路を共有するように屈曲され、その共有光路上に集光レンズ106が配置される。   On the first optical path of the processing laser light L1, a collimator lens 102, a dichroic mirror 104, and a condensing lens 106 are arranged in this order from the processing laser light source 100 side. The dichroic mirror 104 transmits the processing laser light L1 and reflects AF laser light L2 emitted from an AF device 200 described later. The second optical path of the AF laser light L2 is bent by the dichroic mirror 104 so as to share a part of the optical path with the first optical path of the processing laser light L1, and the condenser lens 106 is disposed on the shared optical path. The

加工用レーザー光源100から出射された加工用レーザー光L1は、コリメートレンズ102でコリメートされ、ダイクロイックミラー104を透過した後、集光レンズ106によりウェーハWの内部に集光される。加工用レーザー光L1の集光点のZ方向位置(ウェーハ厚み方向位置)は、第1アクチュエータ108によって集光レンズ106をZ方向(加工用レーザー光L1の光軸方向)に微小移動させることにより調節される。第1アクチュエータ108は、集光レンズ駆動手段の一例である。なお、詳細は後述するが、第1アクチュエータ108は、集光レンズ106とウェーハWの表面との距離が一定となるように、制御部50によって駆動が制御される。   The processing laser light L 1 emitted from the processing laser light source 100 is collimated by the collimating lens 102, passes through the dichroic mirror 104, and then is condensed inside the wafer W by the condensing lens 106. The position of the focusing point of the processing laser beam L1 in the Z direction (wafer thickness direction position) is moved by moving the focusing lens 106 in the Z direction (the optical axis direction of the processing laser beam L1) by the first actuator 108. Adjusted. The first actuator 108 is an example of a condensing lens driving unit. Although details will be described later, the driving of the first actuator 108 is controlled by the control unit 50 so that the distance between the condenser lens 106 and the surface of the wafer W is constant.

図3は、ウェーハ内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図である。図3(a)は、ウェーハWの内部に入射された加工用レーザー光L1が集光点に改質領域Pを形成した状態を示し、図3(b)は断続するパルス状の加工用レーザー光L1の下でウェーハWが水平方向に移動され、不連続な改質領域P、P、…が並んで形成された状態を表している。図3(c)は、ウェーハWの内部に改質領域Pが多層に形成された状態を示している。   FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a modified region formed in the vicinity of a condensing point inside the wafer. 3A shows a state where the modified laser beam L1 incident on the inside of the wafer W forms a modified region P at the focal point, and FIG. 3B shows an intermittent pulsed processing laser beam. This shows a state in which the wafer W is moved in the horizontal direction under the light L1, and discontinuous modified regions P, P,. FIG. 3C shows a state in which the modified region P is formed in multiple layers inside the wafer W.

図3(a)に示すように、ウェーハWの表面から入射した加工用レーザー光L1の集光点がウェーハWの厚さ方向の内部に設定されていると、ウェーハWの表面を透過した加工用レーザー光L1は、ウェーハWの内部の集光点でエネルギーが集中し、ウェーハWの内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域が形成される。図3(b)に示すように、断続するパルス状の加工用レーザー光L1をウェーハWに照射して複数の改質領域P、P、…をダイシングストリートに沿って形成することで、ウェーハWは分子間力のバランスが崩れ、改質領域P、P、…を起点として自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることによって割断される。   As shown in FIG. 3A, when the condensing point of the processing laser light L1 incident from the surface of the wafer W is set in the thickness direction of the wafer W, the processing is transmitted through the surface of the wafer W. The energy of the laser beam L1 is concentrated at the condensing point inside the wafer W, and a modified region such as a crack region due to multiphoton absorption, a melting region, or a refractive index changing region is formed near the condensing point inside the wafer W. It is formed. As shown in FIG. 3 (b), the wafer W is formed by irradiating the wafer W with intermittent pulsed processing laser light L1 to form a plurality of modified regions P, P,... Along the dicing street. , The balance of intermolecular forces is lost, and it is cleaved naturally starting from the modified regions P, P,..., Or cleaved by applying a slight external force.

また、厚さの厚いウェーハWの場合は、改質領域Pの層が1層では割断できないので、図3(c)に示すように、ウェーハWの厚さ方向に加工用レーザー光L1の集光点を移動し、改質領域Pを多層に形成させて割断する。   Further, in the case of a thick wafer W, since the layer of the modified region P cannot be cleaved by one layer, the processing laser beam L1 is collected in the thickness direction of the wafer W as shown in FIG. The light spot is moved, and the modified region P is formed in multiple layers and cleaved.

なお、図3(b)、(c)に示した例では、断続するパルス状の加工用レーザー光L1で不連続な改質領域P、P、…を形成した状態を示したが、加工用レーザー光L1の連続波の下で連続的な改質領域Pを形成するようにしてもよい。不連続の改質領域Pを形成した場合は、連続した改質領域Pを形成した場合に比べて割断され難いので、ウェーハWの厚さや搬送中の安全等の状況によって、加工用レーザー光L1の連続波を用いるか、断続波を用いるかが適宜選択される。   In the example shown in FIGS. 3B and 3C, the discontinuous modified regions P, P,... Are formed by the intermittent pulsed laser beam L1 for processing. The continuous modified region P may be formed under the continuous wave of the laser beam L1. When the discontinuous modified region P is formed, it is difficult to cleave as compared with the case where the continuous modified region P is formed. Therefore, the processing laser light L1 depends on the thickness of the wafer W, the safety during transportation, and the like. The continuous wave or the intermittent wave is appropriately selected.

AF装置200は、AF用レーザー光(検出用レーザー光)L2をウェーハWに対して照射し、ウェーハWの表面で反射したAF用レーザー光L2の反射光を受光し、その受光した反射光に基づいて、ウェーハWの表面の高さ位置(Z方向位置)を検出する。AF装置200は、高さ位置検出手段の一例である。   The AF apparatus 200 irradiates the wafer W with AF laser light (detection laser light) L2, receives the reflected light of the AF laser light L2 reflected from the surface of the wafer W, and converts the received reflected light into the received reflected light. Based on this, the height position (Z direction position) of the surface of the wafer W is detected. The AF device 200 is an example of a height position detection unit.

AF装置200は、AF用光源(検出用レーザー光源)202、コリメートレンズ204、フォーカス光学系206、4f光学系214、ハーフミラー220、222、集光レンズ224、マスク(遮光板)226、第1検出器228、第2検出器230、AF信号処理部250等で構成されている。   The AF apparatus 200 includes an AF light source (detection laser light source) 202, a collimator lens 204, a focus optical system 206, a 4f optical system 214, half mirrors 220 and 222, a condensing lens 224, a mask (light-shielding plate) 226, a first It comprises a detector 228, a second detector 230, an AF signal processor 250, and the like.

AF用光源202は、例えばLD(Laser Diode)光源やSLD(Super Luminescent Diode)光源等からなり、加工用レーザー光L1とは異なる波長であってウェーハWの表面で反射可能な波長を有するAF用レーザー光L2を出射する。   The AF light source 202 includes, for example, an LD (Laser Diode) light source, an SLD (Super Luminescent Diode) light source, and the like. The AF light source 202 has a wavelength that is different from the processing laser light L1 and can be reflected on the surface of the wafer W. A laser beam L2 is emitted.

AF用光源202から出射されたAF用レーザー光L2は、コリメートレンズ204でコリメートされ、フォーカス光学系206を経由して、ハーフミラー220にて反射される。そして、4f光学系214を経由し、ダイクロイックミラー104で反射され、集光レンズ106により集光されてウェーハWに照射される。   The AF laser light L2 emitted from the AF light source 202 is collimated by the collimator lens 204 and reflected by the half mirror 220 via the focus optical system 206. Then, the light is reflected by the dichroic mirror 104 via the 4f optical system 214, condensed by the condenser lens 106, and irradiated onto the wafer W.

ウェーハWの表面で反射したAF用レーザー光L2の反射光は、集光レンズ106により屈折され、ダイクロイックミラー104で反射され、4f光学系214を経由し、ハーフミラー220を透過する。更に、この反射光は、ハーフミラー222によって第1分岐経路232と第2分岐経路234に分岐される。第1分岐経路232に分岐された反射光は、集光レンズ224により100%集光され第1検出器228の受光面に結像される。そして、第1検出器228は、受光した光量に応じた出力信号(電気信号)をAF信号処理部250に出力する。一方、第2分岐経路234に分岐された反射光は、マスク226の孔部を通過して(受光領域が制限され)、第2検出器230の受光面に結像される。そして、第2検出器230は、受光した光量に応じた出力信号(電気信号)をAF信号処理部250に出力する。なお、ハーフミラー222は、光分割手段の一例である。また、マスク226は、受光量制限手段の一例である。   The reflected light of the AF laser light L2 reflected from the surface of the wafer W is refracted by the condenser lens 106, reflected by the dichroic mirror 104, and transmitted through the half mirror 220 via the 4f optical system 214. Further, the reflected light is branched into a first branch path 232 and a second branch path 234 by the half mirror 222. The reflected light branched into the first branch path 232 is 100% condensed by the condenser lens 224 and imaged on the light receiving surface of the first detector 228. Then, the first detector 228 outputs an output signal (electric signal) corresponding to the received light amount to the AF signal processing unit 250. On the other hand, the reflected light branched into the second branch path 234 passes through the hole of the mask 226 (the light receiving area is limited) and forms an image on the light receiving surface of the second detector 230. Then, the second detector 230 outputs an output signal (electric signal) corresponding to the received light amount to the AF signal processing unit 250. The half mirror 222 is an example of a light splitting unit. The mask 226 is an example of a received light amount limiting unit.

なお、AF用光源から出射されたAF用レーザー光L2を集光レンズ106に導くための経路をAF用レーザー光照射経路242(検出用レーザー光照射経路に相当)とする。また、ウェーハWの表面で反射したAF用レーザー光L2の反射光を検出器228、230に導くための経路をAF用レーザー光反射経路244(検出用レーザー光反射経路に相当)とする。   Note that a path for guiding the AF laser light L2 emitted from the AF light source to the condenser lens 106 is an AF laser light irradiation path 242 (corresponding to a detection laser light irradiation path). Further, a path for guiding the reflected light of the AF laser light L2 reflected from the surface of the wafer W to the detectors 228 and 230 is an AF laser light reflection path 244 (corresponding to a detection laser light reflection path).

AF信号処理部250は、第1検出器228及び第2検出器230から出力された出力信号に基づいて、ウェーハWの表面の基準位置からのZ方向の変位(デフォーカス距離)を示す変位信号(検出信号)としてAF信号(オートフォーカス信号)を生成して制御部50に出力する。なお、AF信号処理部250は、変位信号生成手段の一例である。   The AF signal processing unit 250 indicates a displacement signal indicating a displacement (defocus distance) in the Z direction from the reference position on the surface of the wafer W based on the output signals output from the first detector 228 and the second detector 230. An AF signal (autofocus signal) is generated as (detection signal) and output to the control unit 50. The AF signal processing unit 250 is an example of a displacement signal generating unit.

ここで、ウェーハWの表面の変位の検出原理について説明する。   Here, the principle of detecting the displacement of the surface of the wafer W will be described.

第1検出器228に受光される反射光は、集光レンズ224によって100%集光されるので受光量は一定であり、第1検出器228の出力は一定となる。一方、第2検出器230に受光される反射光は、マスク226によって受光領域が中心部分に制限されるので、集光レンズ106からウェーハWの表面までの距離、すなわち、ウェーハWの表面の高さ位置(Z方向位置)によって第2検出器230の受光量は変化する。そのため、第2検出器230の出力は、AF用レーザー光が照射されるウェーハWの表面の高さ位置によって変化する。したがって、このような性質を利用することで、ウェーハWの表面の変位を検出することができる。   The reflected light received by the first detector 228 is collected 100% by the condenser lens 224, so that the amount of received light is constant and the output of the first detector 228 is constant. On the other hand, the reflected light received by the second detector 230 is limited to the central portion of the light receiving region by the mask 226, so the distance from the condenser lens 106 to the surface of the wafer W, that is, the height of the surface of the wafer W is high. The amount of light received by the second detector 230 varies depending on the position (position in the Z direction). Therefore, the output of the second detector 230 changes depending on the height position of the surface of the wafer W irradiated with the AF laser light. Therefore, the displacement of the surface of the wafer W can be detected by utilizing such a property.

AF信号処理部250では、第1検出器228及び第2検出器230から出力された出力信号をそれぞれS1、S2としたとき、AF信号Eを、次式(1)に従って求める。   In the AF signal processing unit 250, when the output signals output from the first detector 228 and the second detector 230 are S1 and S2, respectively, the AF signal E is obtained according to the following equation (1).

E=S1/S2 ・・・(1)
図4は、AF信号の出力特性を示したグラフであり、横軸はウェーハWの表面の基準位置からZ方向(ウェーハ厚み方向)の変位(デフォーカス距離)を示し、縦軸はAF信号の出力値を示している。なお、AF信号は、ウェーハWの表面の基準位置で所定の設定値(例えば“5”)となるように予め調整されているものとする。
E = S1 / S2 (1)
FIG. 4 is a graph showing the output characteristics of the AF signal. The horizontal axis shows the displacement (defocus distance) in the Z direction (wafer thickness direction) from the reference position on the surface of the wafer W, and the vertical axis shows the AF signal. The output value is shown. It is assumed that the AF signal is adjusted in advance so as to be a predetermined set value (for example, “5”) at the reference position on the surface of the wafer W.

図4に示すように、AF信号の出力特性は、デフォーカス距離に依存しており、デフォーカス距離に対してAF信号の出力が比例関係にある範囲が引き込み範囲となる。また、この比例関係にある直線部分の比例係数(傾き)がAF感度となる。したがって、AF信号の出力が予め設定された設定値であれば、ウェーハWの表面が基準位置と同じ高さ位置にあることが分かり、AF信号の出力がゼロでなければ、そのAF信号の出力に応じてウェーハWの表面の変位方向及び変位量を知ることができる。   As shown in FIG. 4, the output characteristics of the AF signal depend on the defocus distance, and the range in which the output of the AF signal is proportional to the defocus distance is the pull-in range. In addition, the proportionality coefficient (slope) of the linear portion having the proportional relationship is the AF sensitivity. Therefore, if the output of the AF signal is a preset value, it can be seen that the surface of the wafer W is at the same height as the reference position. If the output of the AF signal is not zero, the output of the AF signal is Accordingly, the direction and amount of displacement of the surface of the wafer W can be known.

このような出力特性を有するAF信号は、ウェーハWの表面の基準位置からZ方向の変位を示すウェーハ変位情報としてAF信号処理部250で生成され、制御部50に出力される。   The AF signal having such output characteristics is generated by the AF signal processing unit 250 as wafer displacement information indicating displacement in the Z direction from the reference position on the surface of the wafer W, and is output to the control unit 50.

制御部50は、AF信号処理部250から出力されたAF信号に基づいて、集光レンズ106とウェーハWの表面との距離が一定となるように、第1アクチュエータ108の駆動を制御する。これにより、ウェーハWの表面の変位に追従するように集光レンズ106がZ方向(ウェーハ厚み方向)に微小移動され、ウェーハWの表面から一定の距離(深さ)に加工用レーザー光L1の集光点が位置するようになるので、ウェーハWの内部の所望の位置に改質領域を形成することができる。なお、制御部50は、制御手段の一例である。   Based on the AF signal output from the AF signal processing unit 250, the control unit 50 controls the driving of the first actuator 108 so that the distance between the condenser lens 106 and the surface of the wafer W is constant. Thereby, the condenser lens 106 is finely moved in the Z direction (wafer thickness direction) so as to follow the displacement of the surface of the wafer W, and the processing laser light L1 is moved from the surface of the wafer W to a certain distance (depth). Since the condensing point is positioned, the modified region can be formed at a desired position inside the wafer W. The control unit 50 is an example of a control unit.

ところで、本実施形態のように、加工用レーザー光L1の第1光路とAF用レーザー光L2の第2光路との共有光路上に集光レンズ106が配置される構成においては、改質領域の加工深さを変えるために集光レンズ106とウェーハWとの相対的な距離が変化すると、加工用レーザー光L1の集光点とともにAF用レーザー光L2の集光点もウェーハWに対するZ方向位置が変化する。   By the way, in the configuration in which the condensing lens 106 is disposed on the shared optical path of the first optical path of the processing laser light L1 and the second optical path of the AF laser light L2 as in the present embodiment, When the relative distance between the condensing lens 106 and the wafer W changes in order to change the processing depth, the condensing point of the AF laser light L2 as well as the converging point of the processing laser light L1 is positioned in the Z direction relative to the wafer W Changes.

例えば、図5(a)に示すように、ウェーハWの表面から浅い位置に改質領域を形成する場合において、ウェーハWの表面にAF用レーザー光L2の集光点が一致していたとする。このような場合、図5(b)に示すように、ウェーハWの表面から深い位置に改質領域を形成するために、集光レンズ106とウェーハWとの相対的な距離を変化させると、AF用レーザー光L2の集光点がウェーハWの表面からZ方向(ウェーハ厚み方向)に大きくずれてしまう。そして、AF用レーザー光L2の集光点とウェーハWの表面との距離が測定範囲(引き込み範囲)を超えてしまうと、ウェーハWの表面の変位を検出することができなくなってしまう。特に、集光レンズ106は高NAレンズが用いられるため、ウェーハWの表面の変位を検出可能な測定範囲がAF用レーザー光L2の集光点(合焦位置)の近傍に限られるため、上記問題はより顕著なものとなる。   For example, as shown in FIG. 5A, when the modified region is formed at a shallow position from the surface of the wafer W, it is assumed that the focal point of the AF laser light L2 coincides with the surface of the wafer W. In such a case, as shown in FIG. 5B, when the relative distance between the condenser lens 106 and the wafer W is changed in order to form a modified region at a deep position from the surface of the wafer W, The condensing point of the AF laser light L2 is greatly deviated from the surface of the wafer W in the Z direction (wafer thickness direction). If the distance between the focal point of the AF laser beam L2 and the surface of the wafer W exceeds the measurement range (the pull-in range), the displacement of the surface of the wafer W cannot be detected. In particular, since the condensing lens 106 is a high NA lens, the measurement range in which the displacement of the surface of the wafer W can be detected is limited to the vicinity of the condensing point (focusing position) of the AF laser light L2. The problem becomes more pronounced.

そこで、本実施形態のAF装置200は、加工用レーザー光L1の集光点とは独立してAF用レーザー光L2の集光点をZ方向(ウェーハ厚み方向)に調整するフォーカス光学系206を備えている。フォーカス光学系206は、集光点調整光学系の一例である。   Therefore, the AF apparatus 200 of the present embodiment includes a focus optical system 206 that adjusts the focusing point of the AF laser beam L2 in the Z direction (wafer thickness direction) independently of the focusing point of the processing laser beam L1. I have. The focus optical system 206 is an example of a condensing point adjustment optical system.

フォーカス光学系206は、AF用レーザー光L2の第2光路上であって加工用レーザー光L1の第1光路との共有光路とは独立した位置に配置される。具体的には、AF用レーザー光照射経路242においてコリメートレンズ204とハーフミラー220との間に配設される。   The focus optical system 206 is disposed on the second optical path of the AF laser light L2 and at a position independent of the shared optical path with the first optical path of the processing laser light L1. Specifically, it is disposed between the collimating lens 204 and the half mirror 220 in the AF laser light irradiation path 242.

フォーカス光学系206は、少なくとも第2光路(AF用レーザー光照射経路242)に沿って移動可能に構成された移動レンズを含む複数のレンズからなり、本例では、被写体側(ウェーハW側)から順に、第2光路に沿って移動不能に設けられた固定レンズ(正レンズ)208と、第2光路に沿って移動可能に設けられた移動レンズ(負レンズ)210とから構成される。   The focus optical system 206 includes a plurality of lenses including a moving lens configured to be movable along at least the second optical path (AF laser light irradiation path 242). In this example, the focus optical system 206 is from the subject side (wafer W side). In order, the lens includes a fixed lens (positive lens) 208 that is immovable along the second optical path and a moving lens (negative lens) 210 that is movable along the second optical path.

第2アクチュエータ212は、フォーカス光学系206を構成するレンズ群の間隔を変更する駆動手段であり、本例では、フォーカス光学系206の移動レンズ210を第2光路に沿って移動させる。移動レンズ210が第2光路に沿って移動すると、加工用レーザー光L1の集光点のZ方向位置は固定された状態で、移動レンズ210の移動方向及び移動量に応じてAF用レーザー光L2の集光点のZ方向位置が変化する。すなわち、加工用レーザー光L1の集光点とAF用レーザー光L2の集光点との相対的な距離が変化する。   The second actuator 212 is a driving unit that changes the interval between the lens groups constituting the focus optical system 206. In this example, the second actuator 212 moves the moving lens 210 of the focus optical system 206 along the second optical path. When the moving lens 210 moves along the second optical path, the AF laser light L2 is moved in accordance with the moving direction and moving amount of the moving lens 210 while the position of the focusing point of the processing laser light L1 in the Z direction is fixed. The position of the condensing point in the Z direction changes. That is, the relative distance between the focusing point of the processing laser beam L1 and the focusing point of the AF laser beam L2 changes.

制御部50は、AF信号処理部250から出力されるAF信号に基づいて、AF用レーザー光L2の集光点がウェーハWの表面付近となるように(具体的には、AF信号の出力が予め設定された設定値となるように)、第2アクチュエータ212の駆動を制御する。   Based on the AF signal output from the AF signal processing unit 250, the control unit 50 adjusts the focal point of the AF laser light L2 to be near the surface of the wafer W (specifically, the output of the AF signal is The driving of the second actuator 212 is controlled so that the setting value is set in advance.

これにより、図5(a)に示した状態から図5(b)に示した状態のように、改質領域の加工深さを変化させるために集光レンズ106とウェーハWとの相対的な距離が変化する場合においても、上記のようにフォーカス光学系206を構成するレンズ群の間隔を変更することにより、図5(c)に示した状態のように、加工用レーザー光L1の集光点のZ方向位置を固定した状態で、AF用レーザー光L2の集光点をウェーハWの表面に一致させることが可能となる。   As a result, as shown in FIG. 5A to the state shown in FIG. 5B, the relative distance between the condenser lens 106 and the wafer W is changed in order to change the processing depth of the modified region. Even when the distance changes, the processing laser light L1 is condensed as shown in FIG. 5C by changing the distance between the lens groups constituting the focus optical system 206 as described above. It is possible to make the focal point of the AF laser light L2 coincide with the surface of the wafer W in a state where the position of the point in the Z direction is fixed.

したがって、改質領域の加工深さが変化する場合においても、AF用レーザー光L2の集光点をウェーハWの表面に調整することができるので、ウェーハWの表面で反射されたAF用レーザー光L2の反射光の単位面積あたりの光量が低下することなく、ウェーハWの表面のZ方向位置(高さ位置)を正確に検出することが可能となる。   Therefore, even when the processing depth of the modified region changes, the focusing point of the AF laser light L2 can be adjusted to the surface of the wafer W, so that the AF laser light reflected from the surface of the wafer W The position in the Z direction (height position) of the surface of the wafer W can be accurately detected without reducing the amount of reflected light of L2 per unit area.

また、本実施形態では、図1に示すように、フォーカス光学系206と集光レンズ106との間には4f光学系214が配置される。4f光学系214は、第1リレーレンズ216と第2リレーレンズ218とから構成されており、第1リレーレンズ216と集光レンズ106との距離が第1リレーレンズ216の焦点距離f1と等しい位置に配され、第2リレーレンズ218とフォーカス光学系206との距離が第2リレーレンズ218の焦点距離f2と等しい位置に配され、第1リレーレンズ216と第2リレーレンズ218との距離がこれらの焦点距離の和(f1+f2)に等しい位置に配される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a 4f optical system 214 is disposed between the focus optical system 206 and the condenser lens 106. The 4f optical system 214 includes a first relay lens 216 and a second relay lens 218, and the distance between the first relay lens 216 and the condenser lens 106 is equal to the focal length f1 of the first relay lens 216. The distance between the second relay lens 218 and the focus optical system 206 is equal to the focal length f2 of the second relay lens 218, and the distance between the first relay lens 216 and the second relay lens 218 is Are arranged at a position equal to the sum of the focal lengths (f1 + f2).

このような構成によれば、集光レンズ106の射出瞳と共役な面を集光レンズ106から物理的に離れた位置に配置することが可能となるので、集光レンズ106とフォーカス光学系206との光学的距離を所望の範囲に容易に設定することが可能となる。   According to such a configuration, a surface conjugate with the exit pupil of the condensing lens 106 can be disposed at a position physically separated from the condensing lens 106. Therefore, the condensing lens 106 and the focus optical system 206 are arranged. Can be easily set within a desired range.

次に、本実施形態のレーザーダイシング装置10を用いたダイシング方法について説明する。図6は、本実施形態のレーザーダイシング装置10を用いたダイシング方法の流れを示したフローチャートである。   Next, a dicing method using the laser dicing apparatus 10 of this embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a flow of a dicing method using the laser dicing apparatus 10 of the present embodiment.

図6に示すように、レーザーダイシング装置10は、後述するリアルタイム加工動作に先立って、AF信号の出力特性を測定するキャリブレーション動作を実行する(ステップS10)。   As shown in FIG. 6, the laser dicing apparatus 10 executes a calibration operation for measuring the output characteristics of the AF signal prior to a real-time machining operation described later (step S10).

キャリブレーション動作が完了した後、レーザーダイシング装置10は、ウェーハWの表面の変位に追従するように加工用レーザー光L1の集光点のZ方向位置を調整しながらウェーハWの内部に改質領域を形成するリアルタイム加工動作を実行する(ステップS12)。   After the calibration operation is completed, the laser dicing apparatus 10 adjusts the Z-direction position of the condensing point of the processing laser beam L1 so as to follow the displacement of the surface of the wafer W, and the modified region is formed inside the wafer W. A real-time machining operation for forming a shape is executed (step S12).

図7は、図6に示すキャリブレーション動作の詳細な流れを示したフローチャートである。なお、加工用レーザー光L1とAF用レーザー光L2の両方がウェーハWの表面に集光するようにフォーカス光学系206を調整した状態において、AF信号処理部250から出力されるAF信号が予め設定された設定値となるように、マスク226の光軸方向の位置が予め調整されているものとする。   FIG. 7 is a flowchart showing a detailed flow of the calibration operation shown in FIG. The AF signal output from the AF signal processing unit 250 is set in advance in a state where the focus optical system 206 is adjusted so that both the processing laser light L1 and the AF laser light L2 are condensed on the surface of the wafer W. It is assumed that the position of the mask 226 in the optical axis direction is adjusted in advance so that the set value is obtained.

まず、制御部50は、第2アクチュエータ212の駆動を制御して、フォーカス光学系206の移動レンズ210を改質領域の加工深さに応じた位置に移動させる(ステップS20)。なお、制御部50のメモリ部(不図示)には、改質領域の加工深さとフォーカス光学系206の移動レンズ210の位置との対応関係が保持されている。   First, the control unit 50 controls the driving of the second actuator 212 to move the moving lens 210 of the focus optical system 206 to a position corresponding to the processing depth of the modified region (step S20). A memory unit (not shown) of the control unit 50 holds a correspondence relationship between the processing depth of the modified region and the position of the moving lens 210 of the focus optical system 206.

続いて、制御部50は、ステージ12の移動を制御して、ウェーハWの表面の基準位置を集光レンズ106の直下に移動させる(ステップS22)。なお、ウェーハWの表面の基準位置は、AF用レーザー光L2の集光点を一致させる位置であって、ウェーハWの表面のZ方向の変位の基準となる位置なので、ウェーハWの表面の段差が少ない部分(平滑面)であることが望ましく、例えば、ウェーハWの外周部を除く中央部分の所定位置を基準位置とする。   Subsequently, the control unit 50 controls the movement of the stage 12 to move the reference position on the surface of the wafer W directly below the condenser lens 106 (step S22). The reference position on the surface of the wafer W is a position where the condensing point of the AF laser light L2 is coincident and is a reference position for displacement in the Z direction on the surface of the wafer W. For example, a predetermined position of a central portion excluding the outer peripheral portion of the wafer W is set as a reference position.

続いて、制御部50は、第2アクチュエータ212の駆動を制御して、AF信号処理部250から出力されるAF信号が予め設定された設定値となるように、フォーカス光学系206の移動レンズ210を第2光路に沿って移動させる(ステップS24)。これにより、図5(b)に示すように、AF用レーザー光L2の集光点とウェーハWの表面の基準位置とにずれがある場合でも、図5(c)に示すように、AF用レーザー光L2の集光点がウェーハWの表面の基準位置と一致するように集光点調整が行われる。なお、制御部50は、メモリ部(不図示)に保持されているフォーカス光学系206の移動レンズ210の位置を、集光点調整後の移動レンズ210の位置(補正位置)に書き換える。   Subsequently, the control unit 50 controls the driving of the second actuator 212 so that the AF signal output from the AF signal processing unit 250 becomes a preset setting value so that the moving lens 210 of the focus optical system 206 is reached. Is moved along the second optical path (step S24). As a result, as shown in FIG. 5B, even when there is a deviation between the focal point of the AF laser light L2 and the reference position of the surface of the wafer W, as shown in FIG. The condensing point is adjusted so that the condensing point of the laser beam L2 coincides with the reference position on the surface of the wafer W. Note that the control unit 50 rewrites the position of the moving lens 210 of the focus optical system 206 held in the memory unit (not shown) to the position (correction position) of the moving lens 210 after the condensing point adjustment.

続いて、制御部50は、第1アクチュエータ108の駆動を制御して、集光レンズ106をZ方向に沿って移動可能範囲の全体にわたって移動させながらAF信号処理部250から出力されるAF信号の出力特性を測定して、その出力特性をルックアップテーブルとしてメモリ部(不図示)に保持しておく(ステップS26)。   Subsequently, the control unit 50 controls the driving of the first actuator 108 to move the AF signal output from the AF signal processing unit 250 while moving the condenser lens 106 over the entire movable range along the Z direction. The output characteristic is measured, and the output characteristic is held in a memory unit (not shown) as a lookup table (step S26).

なお、ウェーハWの内部に改質領域の層を複数形成する場合には、ステップS20からステップS26までの処理を改質領域の加工深さ毎に実行する。   When a plurality of modified region layers are formed inside the wafer W, the processing from step S20 to step S26 is executed for each processing depth of the modified region.

以上の処理により、制御部50は、図6のステップS12のリアルタイム加工動作において、メモリ部(不図示)に保持されたルックアップテーブルを参照することにより、AF信号処理部250から出力されるAF信号の出力値からウェーハWの表面の基準位置からのZ方向の変位(デフォーカス距離)を簡単に求めることができるので、リアルタイム加工動作における加工効率(スループット)を向上させることが可能となる。   Through the above processing, the control unit 50 refers to the lookup table held in the memory unit (not shown) in the real-time processing operation in step S12 of FIG. Since the displacement (defocus distance) in the Z direction from the reference position on the surface of the wafer W can be easily obtained from the output value of the signal, the processing efficiency (throughput) in the real-time processing operation can be improved.

図8は、図6に示すリアルタイム加工動作の詳細な流れを示したフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a detailed flow of the real-time machining operation shown in FIG.

まず、制御部50は、図7のステップS20と同様に、第2アクチュエータ212の駆動を制御して、フォーカス光学系206の移動レンズ210を改質領域の加工深さに応じた位置に移動させる(ステップS30)。このとき、制御部50は、メモリ部(不図示)に保持されている移動レンズ210の位置(補正位置)に移動させる。これにより、AF用レーザー光L2の集光点がウェーハWの表面の基準位置と一致し、AF装置200は、ウェーハWの表面の基準位置を基準としたZ方向の変位を検出することが可能となる。   First, the control unit 50 controls the driving of the second actuator 212 to move the moving lens 210 of the focus optical system 206 to a position corresponding to the processing depth of the modified region, similarly to step S20 of FIG. (Step S30). At this time, the control unit 50 moves to the position (correction position) of the moving lens 210 held in the memory unit (not shown). As a result, the focal point of the AF laser light L2 coincides with the reference position on the surface of the wafer W, and the AF apparatus 200 can detect displacement in the Z direction with reference to the reference position on the surface of the wafer W. It becomes.

続いて、制御部50は、ステージ12の移動を制御して、ステージ12に吸着保持されたウェーハWを所定の加工開始位置に移動させる(ステップS32)。   Subsequently, the control unit 50 controls the movement of the stage 12 to move the wafer W sucked and held on the stage 12 to a predetermined processing start position (step S32).

続いて、制御部50は、加工用レーザー光源100をONとした後、ウェーハWを水平方向(XY方向)に移動させながら、加工用レーザー光源100から出射された加工用レーザー光L1により、ダイシングストリートに沿ってウェーハWの内部に改質領域を形成する(ステップS34)。   Subsequently, after the processing laser light source 100 is turned on, the control unit 50 performs dicing with the processing laser light L1 emitted from the processing laser light source 100 while moving the wafer W in the horizontal direction (XY direction). A modified region is formed inside the wafer W along the street (step S34).

このとき、制御部50は、加工用レーザー光源100をONにするタイミングと略同時、或いはそれよりも先のタイミングで、AF用光源202をONとする。これにより、加工用レーザー光L1とAF用レーザー光L2が集光レンズ106によりウェーハWに向かって集光される。AF用光源202から出射されたAF用レーザー光L2はウェーハWの表面で反射され、その反射光は検出器228、230の受光面にそれぞれ結像される。AF信号処理部250は、検出器228、230から出力された出力信号に基づいて、ウェーハWの表面の基準位置からのZ方向の変位を示すAF信号を生成して制御部50に出力する。   At this time, the control unit 50 turns on the AF light source 202 at substantially the same time as the timing at which the processing laser light source 100 is turned on, or at a timing earlier than that. Thereby, the processing laser beam L1 and the AF laser beam L2 are condensed toward the wafer W by the condenser lens 106. The AF laser light L2 emitted from the AF light source 202 is reflected on the surface of the wafer W, and the reflected light is imaged on the light receiving surfaces of the detectors 228 and 230, respectively. The AF signal processing unit 250 generates an AF signal indicating the displacement in the Z direction from the reference position on the surface of the wafer W based on the output signals output from the detectors 228 and 230 and outputs the AF signal to the control unit 50.

そして、制御部50は、AF信号処理部250から出力されるAF信号に基づいて、第1アクチュエータ108の駆動を制御することによって、加工用レーザー光L1の集光点のZ方向位置を調整しながら、ウェーハWの内部に改質領域を形成する。   Then, the control unit 50 controls the driving of the first actuator 108 based on the AF signal output from the AF signal processing unit 250, thereby adjusting the Z-direction position of the condensing point of the processing laser light L1. However, a modified region is formed inside the wafer W.

続いて、制御部50は、ウェーハWの全てのダイシングストリートに対して改質領域の形成が終了しているか否かを判断する(ステップS36)。全てのダイシングストリートに対して改質領域の形成が終了していない場合(Noの場合)、次のダイシングストリートに移動し(ステップS38)、そのダイシングストリートについてステップS34からステップS36までの処理を繰り返す。一方、全てのダイシングストリートに対して改質領域の形成が終了した場合(Yesの場合)、次のステップS40に進む。   Subsequently, the control unit 50 determines whether or not the formation of the modified region has been completed for all the dicing streets of the wafer W (step S36). If the formation of the modified region is not completed for all the dicing streets (in the case of No), the process moves to the next dicing street (step S38), and the processing from step S34 to step S36 is repeated for the dicing street. . On the other hand, when the formation of the modified region is completed for all dicing streets (in the case of Yes), the process proceeds to the next step S40.

続いて、制御部50は、全ての加工深さについて改質領域の形成が終了しているか否かを判断する(ステップS40)。全ての加工深さについて改質領域の形成が終了していない場合には、次の加工深さに移動し(ステップS42)、ステップS30からステップS40までの処理を繰り返す。一方、全ての加工深さについて改質領域の形成が終了した場合には、リアルタイム加工動作を終了する。   Subsequently, the control unit 50 determines whether or not the modified region has been formed for all the processing depths (step S40). If the formation of the modified region is not completed for all the processing depths, the process moves to the next processing depth (step S42), and the processing from step S30 to step S40 is repeated. On the other hand, when the formation of the modified region is completed for all the processing depths, the real-time processing operation is ended.

このようにして、ウェーハの内部の所望の位置に改質領域を形成することにより、改質領域を起点としてウェーハWを複数のチップに分割することが可能となる。   In this manner, by forming the modified region at a desired position inside the wafer, the wafer W can be divided into a plurality of chips starting from the modified region.

ところで、本発明者が鋭意検討したところによれば、加工深さによらず安定したオートフォーカス特性(AF特性)を得る上で、集光レンズ106の射出瞳とフォーカス光学系206との光学的距離D0、集光レンズ106の射出瞳とマスク226との光学的距離D1が重要なパラメータであることを見出した。   By the way, as a result of intensive studies by the inventor, in order to obtain a stable autofocus characteristic (AF characteristic) regardless of the processing depth, the optical relationship between the exit pupil of the condenser lens 106 and the focus optical system 206 is obtained. It has been found that the distance D0 and the optical distance D1 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the mask 226 are important parameters.

例えば、集光レンズ106の射出瞳とマスク226との光学的距離D1をゼロにした場合、集光レンズ106とウェーハWとの相対的距離が変化してもAF信号の出力は変化しないため、ウェーハWの表面の基準位置からの変位を検出することはできない。また、この光学的距離D1を長くしすぎた場合には、AF感度は高くなるものの引き込み範囲が狭くなる現象が起こる。   For example, when the optical distance D1 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the mask 226 is set to zero, the AF signal output does not change even if the relative distance between the condenser lens 106 and the wafer W changes. The displacement from the reference position on the surface of the wafer W cannot be detected. If the optical distance D1 is too long, the AF sensitivity increases but the pull-in range becomes narrow.

同様のことが、集光レンズ106の射出瞳とフォーカス光学系206との光学的距離D0についても言える。集光レンズ106の基準となる物体位置(ウェーハWの表面にAF用レーザー光L2の集光点をあわせる場合)ではフォーカス光学系206から射出する光束は平行光束となるが、ウェーハWの内部に改質領域を形成する際にはウェーハWが集光レンズ106に近づいた状態となり、フォーカス光学系206からは収束光束が射出される。このとき、集光レンズ106の射出瞳とフォーカス光学系206との光学的距離D0が大きいと、集光レンズ106側での光束径が小さくなり、集光レンズ106の全開口を利用することができなくなる。その結果、AF信号の変化が緩慢となり(すなわち、デフォーカス距離に対するAF信号の出力の変化率が小さくなり)、AF感度が低下する。すなわち、改質領域の加工深さ毎にAF感度が変化してしまう現象が生じる。   The same applies to the optical distance D0 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the focus optical system 206. At the object position serving as a reference for the condenser lens 106 (when the focal point of the AF laser light L2 is aligned with the surface of the wafer W), the light beam emitted from the focus optical system 206 becomes a parallel light beam. When the modified region is formed, the wafer W approaches the condenser lens 106, and a convergent light beam is emitted from the focus optical system 206. At this time, if the optical distance D0 between the exit pupil of the condensing lens 106 and the focus optical system 206 is large, the beam diameter on the condensing lens 106 side becomes small, and the entire aperture of the condensing lens 106 can be used. become unable. As a result, the change of the AF signal becomes slow (that is, the rate of change of the output of the AF signal with respect to the defocus distance becomes small), and the AF sensitivity is lowered. That is, a phenomenon occurs in which the AF sensitivity changes for each processing depth of the modified region.

ここで、上述した本実施形態のレーザーダイシング装置10と実質的に等価なモデルを用いてシミュレーションを行い、加工深さ毎のAF特性の変化について評価した結果について図9〜図11を参照して説明する。   Here, a simulation was performed using a model substantially equivalent to the laser dicing apparatus 10 of the present embodiment described above, and the results of evaluating the change in AF characteristics at each processing depth are described with reference to FIGS. 9 to 11. explain.

図9〜図11は、光学的距離D0、D1をそれぞれ所定値に設定したときの加工深さ毎のAF信号の出力特性を示したものである。なお、D0、D1の単位はmmとする。   9 to 11 show the output characteristics of the AF signal for each processing depth when the optical distances D0 and D1 are set to predetermined values, respectively. The unit of D0 and D1 is mm.

図9は、D0=0、D1=80とした場合のAF信号の出力特性であり、加工深さ毎のAF信号の出力特性のカーブは略一致している。すなわち、AF感度が高く、引き込み範囲が広く、加工深さによらず安定したAF特性を得ることができる。   FIG. 9 shows the output characteristics of the AF signal when D0 = 0 and D1 = 80, and the curves of the output characteristics of the AF signal for each processing depth are substantially the same. That is, the AF sensitivity is high, the pull-in range is wide, and stable AF characteristics can be obtained regardless of the processing depth.

図10は、D0=0、D1=0とした場合のAF信号の出力特性である。AF特性を示した図である。図10に示すように、D0=0、D1=0とした場合には、AF信号はデフォーカス距離によらず常に一定の値となり、AF機能として動作しない。この結果から明らかなように、集光レンズ106とマスク226との光学的距離D1は少なくともゼロより大きいこと(すなわち、D1>0)が必要であることが分かる。   FIG. 10 shows output characteristics of the AF signal when D0 = 0 and D1 = 0. It is the figure which showed AF characteristic. As shown in FIG. 10, when D0 = 0 and D1 = 0, the AF signal is always a constant value regardless of the defocus distance and does not operate as an AF function. As is apparent from this result, it is understood that the optical distance D1 between the condenser lens 106 and the mask 226 needs to be at least larger than zero (that is, D1> 0).

図11は、D0=120、D1=80とした場合のAF特性を示した図である。図11に示すように、加工深さが0μmの場合は良好なAF特性を示すが、加工深さが大きくなるにつれてAF信号の傾きは緩やかなもとなり、AF感度が次第に低下する。また、図9に示した結果との比較から分かるように、光学的距離D0を大きくすると、加工深さ毎のAF特性のバラつきが大きくなる。したがって、光学的距離D0はなるべく小さくする必要がある。   FIG. 11 is a diagram showing AF characteristics when D0 = 120 and D1 = 80. As shown in FIG. 11, when the processing depth is 0 μm, good AF characteristics are shown. However, as the processing depth increases, the slope of the AF signal becomes gradual, and the AF sensitivity gradually decreases. Further, as can be seen from the comparison with the results shown in FIG. 9, when the optical distance D0 is increased, the variation in AF characteristics for each processing depth increases. Therefore, the optical distance D0 needs to be as small as possible.

光学的距離D0、D1とAF特性との関係について更に詳細に評価した結果を図12に示す。なお、図12では、光学的距離D0、D1をそれぞれ0〜200mmの範囲で20mmずつ変化させたときの評価結果を示している。   FIG. 12 shows the result of further detailed evaluation of the relationship between the optical distances D0 and D1 and the AF characteristics. FIG. 12 shows the evaluation results when the optical distances D0 and D1 are each changed by 20 mm in the range of 0 to 200 mm.

図12に示した結果から分かるように、集光レンズ106の射出瞳とフォーカス光学系206との光学的距離D0は120mm以下(より好ましくは40mm以下)に設定されていることが好ましい。この範囲に設定することによって、加工深さによらず安定したAF特性を得ることができる。   As can be seen from the results shown in FIG. 12, the optical distance D0 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the focus optical system 206 is preferably set to 120 mm or less (more preferably 40 mm or less). By setting within this range, stable AF characteristics can be obtained regardless of the processing depth.

また、集光レンズ208の射出瞳とマスク226との光学的距離D1は、AF感度と引き込み範囲を向上させる上で重要なパラメータである。すなわち、AF感度を高くするためには光学的距離D1は20mm以上が望ましい。また、引き込み範囲を広くするためには160mm以内であることが望ましい。この範囲に設定することによってAF感度が高く、かつ引き込み範囲を広くすることができ、良好なAF特性を得ることが可能となる。   The optical distance D1 between the exit pupil of the condenser lens 208 and the mask 226 is an important parameter for improving the AF sensitivity and the pull-in range. That is, in order to increase the AF sensitivity, the optical distance D1 is desirably 20 mm or more. Moreover, in order to widen the drawing-in range, it is desirable that it is within 160 mm. By setting within this range, the AF sensitivity is high and the pull-in range can be widened, and good AF characteristics can be obtained.

以上のとおり、本実施形態によれば、集光レンズ106の射出瞳とフォーカス光学系206との光学的距離D0、及び集光レンズ106の射出瞳とマスク226との光学的距離D1を上述した所望の範囲に設定することによって、AF感度が高く、引き込み範囲が広く、加工深さによらず安定したAF特性を得ることができる。その結果、ウェーハWの表面の高さ位置の検出を迅速にかつ精度よく安定して行うことが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the optical distance D0 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the focus optical system 206 and the optical distance D1 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the mask 226 are described above. By setting the desired range, the AF sensitivity is high, the pull-in range is wide, and stable AF characteristics can be obtained regardless of the processing depth. As a result, it becomes possible to detect the height position of the surface of the wafer W quickly, accurately and stably.

なお、良好なAF特性を得るためには、光学的距離D0、D1を上述した所望の範囲に設定することが必要であるが、実際の機器の構成においてはこのように配置することは難しいことが多い。これに対して、本実施形態では、ダイクロイックミラー104とハーフミラー220との間の第2光路上に4f光学系214を配置することで、集光レンズ106の射出瞳と共役な点を外部に作り上記条件を達成することができる。   In order to obtain good AF characteristics, it is necessary to set the optical distances D0 and D1 within the above-described desired range. However, it is difficult to arrange in this way in the actual device configuration. There are many. On the other hand, in the present embodiment, by disposing the 4f optical system 214 on the second optical path between the dichroic mirror 104 and the half mirror 220, a point conjugate with the exit pupil of the condenser lens 106 is set to the outside. The above conditions can be achieved.

また、上述した実施形態では、ダイクロイックミラー104とハーフミラー220との間に4f光学系214を配置した構成、すなわち、AF用レーザー光照射経路242とAF用レーザー光反射経路244との共通経路に4f光学系214を配置した構成としたが、これに限らず、例えば、図13に示すような構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the 4f optical system 214 is disposed between the dichroic mirror 104 and the half mirror 220, that is, a common path between the AF laser light irradiation path 242 and the AF laser light reflection path 244. Although the configuration in which the 4f optical system 214 is arranged is not limited to this, for example, a configuration as shown in FIG.

図13は、レーザーダイシング装置10の他の構成例を示した概略図である。なお、図13において、図1と共通又は類似する構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。   FIG. 13 is a schematic diagram illustrating another configuration example of the laser dicing apparatus 10. In FIG. 13, the same or similar components as those in FIG.

図13に示した構成例では、ダイクロイックミラー104と4f光学系214との間にハーフミラー260が配置されており、集光レンズ106とフォーカス光学系206との間との間の光路にのみ4f光学系214が配置される構成となっている。   In the configuration example shown in FIG. 13, the half mirror 260 is arranged between the dichroic mirror 104 and the 4f optical system 214, and only the optical path between the condenser lens 106 and the focus optical system 206 is 4f. The optical system 214 is arranged.

AF用光源202から出射されたAF用レーザー光L2は、図1に示した構成と同様のAF用レーザー光照射経路242を通ってウェーハWの表面に照射される。   The AF laser light L2 emitted from the AF light source 202 is irradiated on the surface of the wafer W through the AF laser light irradiation path 242 similar to the configuration shown in FIG.

一方、ウェーハWの表面で反射したAF用レーザー光L2の反射光は、図1に示したAF用レーザー光反射経路244とは異なり、集光レンズ106で屈折され、ダイクロイックミラー104で反射された後、4f光学系214の前段に配置されたハーフミラー260で反射されてハーフミラー222に導かれる。そして、図1に示した構成と同様にして、第1検出器228、第2検出器230でそれぞれ受光される。   On the other hand, the reflected light of the AF laser light L2 reflected from the surface of the wafer W is refracted by the condenser lens 106 and reflected by the dichroic mirror 104, unlike the AF laser light reflection path 244 shown in FIG. After that, the light is reflected by the half mirror 260 disposed in front of the 4f optical system 214 and guided to the half mirror 222. The light is received by the first detector 228 and the second detector 230 in the same manner as the configuration shown in FIG.

すなわち、図13に示した構成例では、ウェーハWの表面で反射したAF用レーザー光L2の反射光は、4f光学系214を経由することなく、第1検出器228、第2検出器230でそれぞれ受光される構成となっている。   In other words, in the configuration example shown in FIG. 13, the reflected light of the AF laser light L2 reflected from the surface of the wafer W is not transmitted through the 4f optical system 214 but the first detector 228 and the second detector 230. Each is configured to receive light.

このような構成においても、上述した実施形態と同様に、集光レンズ106の射出瞳とフォーカス光学系206との光学的距離D0、及び集光レンズ106の射出瞳とマスク226との光学的距離D1を上述した所望の範囲に設定することによって、AF感度が高く、引き込み範囲が広く、加工深さによらず安定したAF特性を得ることができる。その結果、ウェーハWの表面の高さ位置の検出を迅速にかつ精度よく安定して行うことが可能となる。   Even in such a configuration, as in the above-described embodiment, the optical distance D0 between the exit pupil of the condenser lens 106 and the focus optical system 206, and the optical distance between the exit pupil of the condenser lens 106 and the mask 226 are similar. By setting D1 within the desired range described above, AF sensitivity is high, the pull-in range is wide, and stable AF characteristics can be obtained regardless of the processing depth. As a result, it becomes possible to detect the height position of the surface of the wafer W quickly, accurately and stably.

また、上述した実施形態では、図1に示すように、ハーフミラー222を用いてAF用レーザー光L2の反射光を2つの分岐経路232、234に分岐して第1検出器228、第2検出器230でそれぞれ受光させる構成としたが、これに限らず、例えば、図14に示すような構成としてもよい。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the reflected light of the AF laser light L2 is branched into two branch paths 232 and 234 using the half mirror 222, and the first detector 228 and the second detection are detected. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration as shown in FIG.

図14は、レーザーダイシング装置10の他の構成例の要部を示した概略図である。なお、図14において、図1と共通又は類似する構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。   FIG. 14 is a schematic view showing a main part of another configuration example of the laser dicing apparatus 10. In FIG. 14, the same or similar components as those in FIG.

図14に示した構成例では、AF用レーザー光反射経路244の光軸上に開口部264aを有する穴あきミラー264が配設されている。AF用レーザー光L2の反射光のうち、一部の反射光は穴あきミラー264に形成される開口部264aを通過して第2検出器230で受光され、他の反射光は穴あきミラー264の周辺部分の反射面で反射されて集光レンズ224により集光されて第1検出器228で受光される。すなわち、AF用レーザー光L2の反射光の全光量は、第1検出器228と第2検出器230でそれぞれ受光した光量の和となる。   In the configuration example shown in FIG. 14, a perforated mirror 264 having an opening 264 a is disposed on the optical axis of the AF laser light reflection path 244. Among the reflected light of the AF laser light L2, a part of the reflected light passes through the opening 264a formed in the perforated mirror 264 and is received by the second detector 230, and the other reflected light is received by the perforated mirror 264. Are reflected by the reflecting surface in the peripheral portion of the light, condensed by the condenser lens 224, and received by the first detector 228. That is, the total amount of reflected light of the AF laser light L2 is the sum of the amounts of light received by the first detector 228 and the second detector 230, respectively.

したがって、第1検出器228の出力をS1、第2検出器230の出力S2としたとき、AF信号処理部250で生成されるAF信号Eは、E=(S1+S2)/S2として求めることができ、上述した実施形態と同様にして、ウェーハWの表面の高さ位置を検出することが可能となる。   Therefore, when the output of the first detector 228 is S1 and the output S2 of the second detector 230, the AF signal E generated by the AF signal processing unit 250 can be obtained as E = (S1 + S2) / S2. Similarly to the above-described embodiment, the height position of the surface of the wafer W can be detected.

なお、穴あきミラー264の代わりに分割ミラーを配置してもよい。この場合、AF用レーザー光L2の反射光を分割ミラーで2つの経路に分割し、分割された各々の反射光を第1検出器228、第2検出器230で検出する。これにより、穴あきミラー264を用いる場合と同様にしてAF信号を求めることにより、ウェーハWの表面の高さ位置を検出することが可能となる。   A split mirror may be arranged instead of the perforated mirror 264. In this case, the reflected light of the AF laser light L2 is divided into two paths by the dividing mirror, and the divided reflected lights are detected by the first detector 228 and the second detector 230, respectively. Accordingly, it is possible to detect the height position of the surface of the wafer W by obtaining the AF signal in the same manner as when the perforated mirror 264 is used.

また、上述した実施形態では、ハーフミラー222を用いて第2分岐経路234に分岐したAF用レーザー光L2の反射光の一部をマスク226で遮光することにより破棄していたが、図14に示した構成例では、AF用レーザー光L2の反射光を破棄することなく効率よく利用することができ、ウェーハWの表面の高さ位置の検出精度を向上させることができる。   Further, in the above-described embodiment, a part of the reflected light of the AF laser light L2 branched to the second branch path 234 using the half mirror 222 is discarded by shielding with the mask 226, but FIG. In the configuration example shown, the reflected light of the AF laser light L2 can be efficiently used without being discarded, and the detection accuracy of the height position of the surface of the wafer W can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. .

10…レーザーダイシング装置、12…ステージ、20…レーザーヘッド、50…制御部、100…加工用レーザー光源、102…コリメートレンズ、104…ダイクロイックミラー、106…集光レンズ、108…第1アクチュエータ、200…AF装置、202…AF用光源、204…コリメートレンズ、206…フォーカス光学系、212…第2アクチュエータ、214…4f光学系、220…ハーフミラー、222…ハーフミラー、224…集光レンズ、226…マスク、228…検出器、230…検出器、242…AF用レーザー光照射経路、244…AF用レーザー光反射経路、250…AF信号処理部、264…穴あきミラー、L1…加工用レーザー光、L2…AF用レーザー光   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser dicing apparatus, 12 ... Stage, 20 ... Laser head, 50 ... Control part, 100 ... Processing laser light source, 102 ... Collimating lens, 104 ... Dichroic mirror, 106 ... Condensing lens, 108 ... 1st actuator, 200 ... AF device, 202 ... AF light source, 204 ... collimating lens, 206 ... focus optical system, 212 ... second actuator, 214 ... 4f optical system, 220 ... half mirror, 222 ... half mirror, 224 ... condensing lens, 226 ... Mask, 228 ... Detector, 230 ... Detector, 242 ... AF laser light irradiation path, 244 ... AF laser light reflection path, 250 ... AF signal processing section, 264 ... Perforated mirror, L1 ... Processing laser light , L2 ... AF laser light

Claims (2)

被加工物を保持するテーブルと、前記テーブルに保持された被加工物の内部に改質領域を形成するための加工用レーザー光を出射する加工用レーザー光源と、前記加工用レーザー光源から出射された前記加工用レーザー光を被加工物の内部に集光する集光レンズと、前記集光レンズを前記加工用レーザー光の光軸方向に移動させることにより前記集光レンズによって集光される前記加工用レーザー光の集光点を被加工物厚み方向に変位させる集光レンズ駆動手段と、前記テーブルに保持された前記被加工物のレーザー光照射面の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、前記高さ位置検出手段からの検出信号に基づいて前記集光レンズ駆動手段を制御する制御手段と、を備えるレーザーダイシング装置であって、
前記高さ位置検出手段は、
前記被加工物のレーザー光照射面に対して反射可能な波長を有する検出用レーザー光を出射する検出用レーザー光源と、
前記検出用レーザー光源から出射された前記検出用レーザー光を前記集光レンズに導く検出用レーザー光照射経路と、
前記検出用レーザー光照射経路を介して前記集光レンズから前記テーブルに保持された前記被加工物に照射され反射した前記検出用レーザー光の反射光を導く検出用レーザー光反射経路と、
前記検出用レーザー光反射経路に配設され前記反射光を分割する光分割手段と、
前記光分割手段で分割された一方の前記反射光を受光する第1検出器と、
前記光分割手段で分割された他方の前記反射光を受光する第2検出器と、
前記第2検出器で受光される前記反射光の一部を制限する受光量制限手段と、
前記第1検出器及び前記第2検出器から出力される出力信号に基づき、前記被加工物のレーザー光照射面の変位を示す変位信号を前記制御手段に送る変位信号生成手段と、
前記検出用レーザー光照射経路に配設され前記検出用レーザー光の集光点を前記被加工物厚み方向に調整する集光点調整光学系と、
前記集光レンズと前記集光点調整光学系との間に配設された4f光学系と、
を備えるレーザーダイシング装置。
A table for holding a workpiece, a processing laser light source for emitting a processing laser beam for forming a modified region inside the workpiece held by the table, and a laser beam emitted from the processing laser light source Further, the condenser lens that condenses the processing laser light inside the workpiece, and the condenser lens is condensed by moving the condenser lens in the optical axis direction of the processing laser light. Condensing lens driving means for displacing the condensing point of the processing laser beam in the workpiece thickness direction, and height position detection for detecting the height position of the laser beam irradiation surface of the workpiece held on the table And a control means for controlling the condenser lens driving means based on a detection signal from the height position detecting means, a laser dicing apparatus comprising:
The height position detecting means is
A detection laser light source that emits a detection laser beam having a wavelength that can be reflected with respect to the laser light irradiation surface of the workpiece;
A detection laser light irradiation path for guiding the detection laser light emitted from the detection laser light source to the condenser lens;
A detection laser light reflection path for guiding reflected light of the detection laser light irradiated and reflected from the condenser lens to the workpiece held on the table via the detection laser light irradiation path;
A light splitting means for splitting the reflected light disposed in the detection laser light reflecting path;
A first detector that receives one of the reflected lights divided by the light dividing means;
A second detector for receiving the other reflected light divided by the light dividing means;
A received light amount limiting means for limiting a part of the reflected light received by the second detector;
Displacement signal generating means for sending a displacement signal indicating the displacement of the laser light irradiation surface of the workpiece to the control means based on output signals output from the first detector and the second detector;
A condensing point adjusting optical system that is disposed in the detection laser light irradiation path and adjusts the condensing point of the detecting laser light in the workpiece thickness direction;
A 4f optical system disposed between the condensing lens and the condensing point adjusting optical system;
A laser dicing apparatus comprising:
前記高さ位置検出手段は、前記光分割手段及び前記受光量制限手段として前記検出用レーザー光反射経路の光軸上に開口部を有する穴あきミラーを有し、
前記第1検出器は、前記穴あきミラーの反射面で反射された前記反射光を受光し、
前記第2検出器は、前記穴あきミラーの前記開口部を通過した前記反射光を受光する、
請求項1に記載のレーザーダイシング装置。
The height position detection means includes a perforated mirror having an opening on the optical axis of the detection laser light reflection path as the light dividing means and the received light amount limiting means,
The first detector receives the reflected light reflected by the reflecting surface of the perforated mirror,
The second detector receives the reflected light that has passed through the opening of the perforated mirror.
The laser dicing apparatus according to claim 1.
JP2018080685A 2018-04-19 2018-04-19 Laser dicing machine Active JP6525224B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080685A JP6525224B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 Laser dicing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080685A JP6525224B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 Laser dicing machine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015014321A Division JP6327524B2 (en) 2015-01-28 2015-01-28 Laser dicing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018129540A true JP2018129540A (en) 2018-08-16
JP6525224B2 JP6525224B2 (en) 2019-06-05

Family

ID=63173244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018080685A Active JP6525224B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 Laser dicing machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6525224B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112207463A (en) * 2019-07-09 2021-01-12 株式会社迪思科 Laser processing apparatus
KR20210136070A (en) * 2019-03-08 2021-11-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus and substrate processing method
CN116887941A (en) * 2021-02-26 2023-10-13 松下知识产权经营株式会社 Laser processing status determination method and determination device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009058776A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Olympus Corp Optical system equipped with focusing optical system, and laser microscope apparatus using same
JP2010052014A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009058776A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Olympus Corp Optical system equipped with focusing optical system, and laser microscope apparatus using same
JP2010052014A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210136070A (en) * 2019-03-08 2021-11-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2022171697A (en) * 2019-03-08 2022-11-11 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP7413468B2 (en) 2019-03-08 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment and substrate processing method
KR102745888B1 (en) * 2019-03-08 2024-12-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing device and substrate processing method
US12415230B2 (en) 2019-03-08 2025-09-16 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus and substrate processing method
CN112207463A (en) * 2019-07-09 2021-01-12 株式会社迪思科 Laser processing apparatus
CN112207463B (en) * 2019-07-09 2022-12-06 株式会社迪思科 Laser processing apparatus
CN116887941A (en) * 2021-02-26 2023-10-13 松下知识产权经营株式会社 Laser processing status determination method and determination device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6525224B2 (en) 2019-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5743123B1 (en) Laser dicing apparatus and dicing method
JP6202355B1 (en) Position detection device and laser processing device
KR101666462B1 (en) Autofocus method and apparatus for wafer scribing
JP6148075B2 (en) Laser processing equipment
JP2011122894A (en) Apparatus for measuring workpiece held at chuck table and laser beam machine
JP6327525B2 (en) Laser dicing equipment
JP6525224B2 (en) Laser dicing machine
JP2016139726A (en) Laser dicing device
JP6327524B2 (en) Laser dicing equipment
JP6569187B2 (en) Position detection device
JP2013072796A (en) Height position detector and laser processing machine
JP7735650B2 (en) Laser processing device and control method thereof
JP6653454B2 (en) Laser dicing equipment
JP2011196785A (en) Measurement apparatus and laser processing machine of to-be-processed object held on chuck table
JP6459559B2 (en) Laser dicing equipment
WO2025197424A1 (en) Machining apparatus
JP2024140871A (en) Autofocus device and optical device
JP2018176212A (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180514

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190424

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6525224

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250