專利名稱：晶片測量裝置及激光加工機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片測量裝置及激光加工機，所述晶片測量裝置對保持 在卡盤工作臺上的半導(dǎo)體晶片等晶片的厚度或上表面高度進行測量，所 述卡盤工作臺配備在激光加工機等晶片加工機上。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造工序中，在大致為圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面 上，通過呈格子狀排列的被稱為間隔道的分割預(yù)定線劃分有多個區(qū)域，
在該劃分出的區(qū)域上形成IC (Integrated Circuit:集成電路)、LSI (large scale integration:大規(guī)模集成電路)等器件。而且，通過將半導(dǎo)體晶片沿 間隔道切斷來分割形成有器件的區(qū)域，從而制造出一個個半導(dǎo)體芯片。
為了實現(xiàn)裝置的小型化、高性能化，這樣的模塊結(jié)構(gòu)已經(jīng)被實際應(yīng) 用將多個半導(dǎo)體芯片層疊起來，并將所層疊的半導(dǎo)體芯片的電極連接
起來。該模塊結(jié)構(gòu)為這樣的結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體晶片表面上的、形成有被稱
為焊盤的電極的位置處，形成從背面到達焊盤的孔(通孔)，在該通孔中 填充與焊盤連接的鋁等導(dǎo)電性材料。(例如，參照專利文獻o
專利文獻1:日本特開2003 — 163323號公報
在上述半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的通孔利用鉆頭形成。然而，在半導(dǎo)體晶 片上設(shè)置的通孔的直徑小達100 30(Vm，如果通過鉆頭進行穿孔，則存 在生產(chǎn)效率低的問題。
為了消除上述問題，提出了一種激光加工裝置，該激光加工裝置具
有加工進給量檢測構(gòu)件，其對保持被加工物的卡盤工作臺和激光光線
照射構(gòu)件的相對加工進給量進行檢測；存儲構(gòu)件，其存儲在被加工物上 形成的細孔的X、 Y坐標值；以及控制構(gòu)件，其根據(jù)在存儲構(gòu)件中所存 儲的細孔的X、 Y坐標值和來自加工進給量檢測構(gòu)件的檢測信號，來控
制激光光線照射構(gòu)件，當(dāng)在被加工物上形成的細孔的X、 Y坐標值到達 激光光線照射構(gòu)件的聚光器的正下方后，所述激光加工裝置照射激光光 線。(例如，參照專利文獻2)
專利文獻2:日本特開2006—247674號公報
此外，作為將上述半導(dǎo)體晶片等沿間隔道分割的方法，還嘗試了這
樣的激光加工方法使用相對于晶片具有透射性的波長的脈沖激光光線，
使聚光點對準應(yīng)分割的區(qū)域的內(nèi)部地照射脈沖激光光線。使用了該激光
加工方法的分割方法是這樣的方法從晶片的背面?zhèn)仁咕酃恻c對準內(nèi)部， 并對被加工物照射具有透射性的紅外光區(qū)域的脈沖激光光線，從而在晶 片的內(nèi)部沿間隔道連續(xù)地形成變質(zhì)層，沿因形成了該變質(zhì)層而導(dǎo)致強度 下降的間隔道施加外力，從而沿間隔道分割晶片。(例如，參照專利文獻 3)
專利文獻3:日本專利第3408805號公報
在從上述半導(dǎo)體晶片的背面照射脈沖激光光線以形成通孔的形成方 法中，必須點到為止，以使不在形成于半導(dǎo)體晶片表面的焊盤上開孔，因 此，需要照射與半導(dǎo)體晶片的厚度對應(yīng)的預(yù)定脈沖數(shù)的脈沖激光光線。 然而，半導(dǎo)體晶片的厚度存在波動，因而確認各焊盤所在之處的半導(dǎo)體 晶片的厚度非常重要。
此外，如上所述，通過使用相對于晶片具有透射性的波長的脈沖激 光光線，使聚光點對準應(yīng)分割的區(qū)域的內(nèi)部地照射脈沖激光光線，來在 半導(dǎo)體晶片的內(nèi)部沿間隔道形成變質(zhì)層，在如上這樣的激光加工方法中， 優(yōu)選在半導(dǎo)體晶片等的內(nèi)部的預(yù)定深度處均勻地形成變質(zhì)層。然而，在 半導(dǎo)體晶片中存在起伏、其厚度存在波動時，在照射激光光線時無法利 用折射率的關(guān)系在預(yù)定深度處均勻地形成變質(zhì)層。因此，為了在半導(dǎo)體 晶片等的內(nèi)部的預(yù)定深度處均勻地形成變質(zhì)層，需要預(yù)先檢測照射激光 光線的區(qū)域的凹凸，使激光光線照射構(gòu)件跟隨該凹凸進行加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其主要技術(shù)課題是提供一種晶片
測量裝置和配備了晶片測量裝置的激光加工機，所述晶片測量裝置能夠 可靠地測量保持在卡盤工作臺上的半導(dǎo)體晶片等晶片的厚度或上表面高 度，所述卡盤工作臺配備在晶片的加工機上。
為了解決上述主要技術(shù)課題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種晶片測量裝置， 其測定在保持晶片的卡盤工作臺上所保持的晶片的厚度，其特征在于， 所述晶片測量裝置具有激光光線振蕩器，其照射具有相對于晶片透射 并且反射的波長的激光光線；聚光器，其使從所述激光光線振蕩器振蕩 出的激光光線會聚，并照射向保持在所述卡盤工作臺上的晶片；受光構(gòu) 件，其接收照射到保持于所述卡盤工作臺的晶片上的激光光線的反射光; 聚光點變更構(gòu)件，其改變通過所述聚光器會聚的激光光線的聚光點；以 及控制構(gòu)件，其根據(jù)來自所述聚光點變更構(gòu)件的變更信號和來自所述受 光構(gòu)件的受光信號，來測定晶片的厚度，
所述聚光點變更構(gòu)件具有光路長度變更反射鏡構(gòu)件，該光路長度變 更反射鏡構(gòu)件由以下部分構(gòu)成以預(yù)定間隔將反射面相互平行地對置配 置的一對反射鏡；調(diào)整該一對反射鏡的設(shè)置角度的角度調(diào)整致動器；和 檢測所述一對反射鏡的設(shè)置角度并將檢測信號向所述控制構(gòu)件輸出的設(shè) 置角度檢測傳感器，
所述控制構(gòu)件具有存儲厚度控制圖的存儲器，該厚度控制圖設(shè)定了 所述一對反射鏡的兩個所述設(shè)置角度的差與晶片的厚度之間的關(guān)系，通 過所述角度調(diào)整致動器來改變所述一對反射鏡的設(shè)置角度，同時根據(jù)來 自所述受光構(gòu)件的受光信號來檢測兩個強光量的峰，根據(jù)輸入了所述兩 個強光量的峰時來自所述設(shè)置角度檢測傳感器的檢測信號，來求出所述 一對反射鏡的兩個所述設(shè)置角度的差，將所述設(shè)置角度差與所述厚度控 制圖對照來求出晶片的厚度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種激光加工機，其具有保持晶片的卡 盤工作臺；以及對保持于所述卡盤工作臺上的晶片照射加工用的激光光 線的加工用激光光線照射構(gòu)件，其特征在于，所述激光加工機中配置有 測定所述晶片的厚度的測量裝置，該測量裝置對保持在所述卡盤工作臺 上的晶片的厚度進行測量。
再有，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種晶片測量裝置，其測定在保持晶片 的卡盤工作臺上所保持的晶片的上表面高度，其特征在于，所述晶片測 量裝置具有激光光線振蕩器，其照射激光光線；聚光器，其使從所述 激光光線振蕩器振蕩出的激光光線會聚，并照射向保持在所述卡盤工作 臺上的晶片；受光構(gòu)件，其接收照射到保持于所述卡盤工作臺的晶片上 的激光光線的反射光；聚光點變更構(gòu)件，其改變通過所述聚光器會聚的 激光光線的聚光點；以及控制構(gòu)件，其根據(jù)來自所述聚光點變更構(gòu)件的 變更信號和來自所述受光構(gòu)件的受光信號，來測定晶片的上表面高度，
所述聚光點變更構(gòu)件具有光路長度變更反射鏡構(gòu)件，該光路長度變 更反射鏡構(gòu)件由以下部分構(gòu)成以預(yù)定間隔將反射面相互平行地對置配 置的一對反射鏡；調(diào)整該一對反射鏡的設(shè)置角度的角度調(diào)整致動器；和 檢測所述一對反射鏡的設(shè)置角度并將檢測信號向所述控制構(gòu)件輸出的設(shè) 置角度檢測傳感器，
所述控制構(gòu)件具有存儲高度控制圖的存儲器，該高度控制圖設(shè)定了 所述一對反射鏡的所述設(shè)置角度與保持在所述卡盤工作臺上的晶片的上 表面高度之間的關(guān)系，通過所述角度調(diào)整致動器來改變所述一對反射鏡 的設(shè)置角度，同時根據(jù)來自所述受光構(gòu)件的受光信號來檢測強光量的峰， 根據(jù)輸入了所述強光量的峰時來自所述設(shè)置角度檢測傳感器的檢測信 號，來求出所述一對反射鏡的兩個所述設(shè)置角度，將所述設(shè)置角度與所 述高度控制圖對照來求出保持在卡盤工作臺上的晶片的上表面高度。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種激光加工機，其具有保持晶片的卡盤 工作臺；以及對保持于所述卡盤工作臺上的晶片照射加工用激光光線的 激光光線照射構(gòu)件，其特征在于，所述激光加工機中配置有測定所述晶 片的上表面高度的測量裝置，該測量裝置對保持在所述卡盤工作臺上的 晶片的上表面高度進行測量。
所述聚光點變更構(gòu)件具有將導(dǎo)向所述光路長度變更反射鏡構(gòu)件的 激光光線生成為不平行的光線的不平行光線生成透鏡；和將通過了光路 長度變更反射鏡構(gòu)件的激光光線垂直地全反射向光路長度變更反射鏡構(gòu) 件的全反射鏡。
此外，所述受光構(gòu)件由具有通孔的掩模和接收通過了該掩模的反射 光的光電探測器構(gòu)成，所述通孔的直徑為可使反射光的一部分通過。
另外，優(yōu)選的是從所述測量裝置的激光光線振蕩器振蕩出的激光 光線是連續(xù)波激光光線。
在本發(fā)明中，通過改變構(gòu)成聚光點變更構(gòu)件的光路長度變更反射鏡' 構(gòu)件的一對反射鏡的設(shè)置角度，來改變照射向晶片的激光光線的聚光點 位置，根據(jù)聚光點位于晶片的上表面和下表面時的反射光的光量的兩個 峰來求出一對反射鏡的設(shè)置角度，將該設(shè)置角度差與厚度控制圖對照來 求出晶片的厚度，所以可正確地檢測晶片的加工部的厚度。因此，可在 晶片的加工部實施對應(yīng)于厚度的適當(dāng)加工。


圖1是根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的激光加工機的立體圖。
圖2是圖1所示的激光加工機所配備的加工用激光光線照射單元的 方框結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖1所示的激光加工機所配備的測量用激光光線照射單元的 方框結(jié)構(gòu)圖。
圖4是構(gòu)成圖3所示的測量用激光光線照射單元的光路長度變更反
射鏡構(gòu)件的立體圖。
圖5是表示圖3所示的測量用激光光線照射單元的激光光線的聚光 點定位于被加工物上表面時的受光構(gòu)件接收反射光的狀態(tài)的說明圖。
圖6是表示圖3所示的測量用激光光線照射單元的激光光線的聚光 點定位于被加工物下表面時的受光構(gòu)件接收反射光的狀態(tài)的說明圖。
圖7是表示構(gòu)成圖3所示的測量用激光光線照射單元的受光構(gòu)件的 光電探測器的輸出值和光路長度變更反射鏡構(gòu)件的設(shè)置角度之間關(guān)系的 說明圖。
圖8是表示在圖1所示的激光加工機上配備的控制構(gòu)件的存儲器中 所存儲的厚度控制圖的圖。
圖9是作為利用圖1所示的激光加工機來加工的晶片的半導(dǎo)體晶片
的立體圖。
圖IO是將圖9所示的半導(dǎo)體晶片的一部分放大進行表示的俯視圖。
圖11是表示將圖9所示的半導(dǎo)體晶片帖附在安裝于環(huán)狀框架的保護
帶表面上的狀態(tài)的立體圖。
圖12是表示圖9所示的半導(dǎo)體晶片與保持于圖l所示激光加工裝置 的卡盤工作臺的預(yù)定位置的狀態(tài)下的坐標位置之間的關(guān)系的說明圖。
圖13是通過圖1所示的激光加工機在圖9所示的半導(dǎo)體晶片上形成 激光加工孔的穿孔工序的說明圖。
圖14是通過圖13所示的穿孔工序而形成有激光加工孔的半導(dǎo)體晶 片的主要部分放大剖面圖。
圖15是表示在圖1所示的激光加工機上配備的控制構(gòu)件的存儲器中 所存儲的高度控制圖的圖。
圖16是表示使用圖3所示的測量用激光光線照射單元來檢測保持于 卡盤工作臺上的半導(dǎo)體晶片的上表面高度的狀態(tài)的說明圖。
標號說明
2:靜止基座；3:卡盤工作臺機構(gòu)；31:導(dǎo)軌；36:卡盤工作臺； 37:加工進給構(gòu)件；374:加工進給量檢測構(gòu)件；38:第一分度進給構(gòu)件； 4.-激光光線照射單元支撐機構(gòu)；41:導(dǎo)軌；42:可動支撐基座；43:第 二分度進給構(gòu)件；433:分度進給量檢測構(gòu)件；5:加工用激光光線照射 單元；51:單元保持器(殼體)；52:脈沖激光光線振蕩構(gòu)件；53:輸出 調(diào)整構(gòu)件；54:聚光器；6:測量用激光光線照射單元；61:單元保持器 (殼體)；62:激光光線振蕩器；63:聚光器；64:聚光點變更構(gòu)件；65: 受光構(gòu)件；66:第一半反射鏡；67:第二半反射鏡；641:不平行生成透 鏡；642:光路長度變更反射鏡構(gòu)件；643:全反射鏡；7:攝像構(gòu)件；8: 控制構(gòu)件；10:半導(dǎo)體晶片；11:環(huán)狀框架；12:保護帶。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對按照本發(fā)明而構(gòu)成的晶片測量裝置和激光加工 機的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。
在圖1中，表示了按照本發(fā)明而構(gòu)成的激光加工機的立體圖。圖1 所示的激光加工機具有靜止基座2;卡盤工作臺機構(gòu)3，其以能夠沿用 箭頭X表示的加工進給方向(X軸方向)移動的方式配置在該靜止基座 2上，用于保持被加工物；激光光線照射單元支撐機構(gòu)4，其以能夠沿與 用上述箭頭X表示的加工進給方向(X軸方向)成直角的、用箭頭Y表
示的分度進給方向(Y軸方向)移動的方式配置在靜止基座2上；加工 用激光光線照射單元5，其以能夠沿用箭頭Z表示的方向(Z軸方向)移
動的方式配置在該激光光線照射單元支撐機構(gòu)4上；以及構(gòu)成晶片測量
裝置的測量用激光光線照射單元6。該加工用激光光線照射單元5和測量 用激光光線照射單元6安裝在共用的單元保持器44上。
上述卡盤工作臺機構(gòu)3具有在靜止基座2上沿箭頭X所示的加工 進給方向(X軸方向)平行地配置的一對導(dǎo)軌31、 31;以能夠沿箭頭X 所示的加工進給方向(X軸方向)移動的方式配置在該導(dǎo)軌31、 31上的 第一滑塊32;以能夠沿箭頭Y所示的分度進給方向(Y軸方向)移動的 方式配置在該第一滑塊32上的第二滑塊33;通過圓筒部件34支撐在該 第二滑塊33上的覆蓋工作臺35;和作為被加工物保持構(gòu)件的卡盤工作臺 36。該卡盤工作臺36具有由多孔性材料形成的吸附卡盤361，在吸附卡 盤361 (保持面)上通過未圖示的抽吸構(gòu)件來保持作為被加工物的半導(dǎo)體 晶片。如此構(gòu)成的卡盤工作臺36通過在圓筒部件34內(nèi)配置的未圖示的 脈沖電動機可旋轉(zhuǎn)。再有，在卡盤工作臺36上配置有用于固定后述的環(huán) 狀框架的夾緊器362。
上述第一滑塊32在其下表面設(shè)有與上述一對導(dǎo)軌31、 31配合的一 對被導(dǎo)引槽321、 321，并且在其上表面設(shè)有沿箭頭Y所示的分度進給方 向(Y軸方向)平行地形成的一對導(dǎo)軌322、 322。這樣構(gòu)成的第一滑塊 32，通過被導(dǎo)引槽321、 321與一對導(dǎo)軌31、 31的配合，而構(gòu)成為可沿 一對導(dǎo)軌31、 31在箭頭X所示的加工進給方向(X軸方向)上移動。圖 示的實施方式中的卡盤工作臺機構(gòu)3具有用于使第一滑塊32沿一對導(dǎo)軌 31、 31在箭頭X所示的加工進給方向(X軸方向)上移動的加工進給構(gòu) 件37。加工進給構(gòu)件37包括平行配置在上述一對導(dǎo)軌31和31之間的外螺紋桿371;和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿371的脈沖電動機372等驅(qū)動 源。外螺紋桿371其一端可自由旋轉(zhuǎn)地由固定在上述靜止基座2上的軸 承座373支撐，其另一端傳動連接在上述脈沖電動機372的輸出軸上。 再有，外螺紋桿371螺合在內(nèi)螺紋穿通孔中，該內(nèi)螺紋穿通孔形成在突 出設(shè)置于第一滑塊32的中央部下表面的未圖示的內(nèi)螺紋塊上。因此，通 過用脈沖電動機372驅(qū)動外螺紋桿371正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，第一滑塊32可沿導(dǎo) 軌31、 31在箭頭X所示的加工進給方向(X軸方向)上移動。
圖示實施方式的激光加工機具有用于檢測上述卡盤工作臺36的加 工進給量的加工進給量檢測構(gòu)件374。加工進給量檢測構(gòu)件374由以下部 件構(gòu)成沿導(dǎo)軌31配置的線性標度尺374a;和配置在第一滑塊32上、 并且與第一滑塊32 —同沿線性標度尺374a移動的讀取頭374b。該進給 量檢測構(gòu)件374的讀取頭374b在圖示的實施方式中，每隔1,將1脈沖的脈沖信號發(fā)送給后述的控制構(gòu)件。然后，后述的控制構(gòu)件通過對所輸 入的脈沖信號進行計數(shù)來檢測卡盤工作臺36的加工進給量。再有，在使 用脈沖電動機372來作為上述加工進給構(gòu)件37的驅(qū)動源的情況下，通過 對向脈沖電動機372輸出驅(qū)動信號的后述控制構(gòu)件的驅(qū)動脈沖進行計數(shù)， 也能夠檢測卡盤工作臺36的加工進給量。此外，在使用伺服電動機來作 為上述加工進給構(gòu)件37的驅(qū)動源的情況下，通過將檢測伺服電動機的轉(zhuǎn) 數(shù)的旋轉(zhuǎn)編碼器所輸出的脈沖信號發(fā)送給后述的控制構(gòu)件，并由控制構(gòu) 件對所輸入的脈沖信號進行計數(shù)，也能夠檢測卡盤工作臺36的加工進給上述第二滑塊33在其下表面設(shè)有與在上述第一滑塊32的上表面設(shè) 置的一對導(dǎo)軌322、 322配合的一對被導(dǎo)引槽331、 331，通過將該被導(dǎo)引 槽331、 331與一對導(dǎo)軌322、 322配合，該第二滑塊33構(gòu)成為可沿箭頭 Y所示的分度進給方向(Y軸方向)移動。圖示的實施方式中的卡盤工 作臺機構(gòu)3具有第一分度進給構(gòu)件38，第一分度進給構(gòu)件38用于使第二 滑塊33沿在第一滑塊32上設(shè)置的一對導(dǎo)軌322、 322在箭頭Y所示的分 度進給方向(Y軸方向)上移動。第一分度進給構(gòu)件38包括平行配置 在上述一對導(dǎo)軌322和322之間的外螺紋桿381;和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺 紋桿381的脈沖電動機382等驅(qū)動源。外螺紋桿381其一端可自由旋轉(zhuǎn) 地由固定在上述第一滑塊32的上表面的軸承座383支撐，其另一端傳動 連接在上述脈沖電動機382的輸出軸上。再有，外螺紋桿381螺合在內(nèi) 螺紋穿通孔中，該內(nèi)螺紋穿通孔形成在突出設(shè)置于第二滑塊33的中央部 下表面的、未圖示的內(nèi)螺紋塊上。因此，通過用脈沖電動機382驅(qū)動外 螺紋桿381正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，第二滑塊33可沿導(dǎo)軌322、 322在箭頭Y所示 的分度進給方向(Y軸方向)上移動。
圖示實施方式中的激光加工機具有用于檢測上述第二滑塊33的分 度加工進給量的分度進給量檢測構(gòu)件384。分度進給量檢測構(gòu)件384由沿 導(dǎo)軌322配置的線性標度尺384a和讀取頭384b構(gòu)成，該讀取頭384b配 置在第二滑塊33上，并且與第二滑塊33 —同沿線性標度尺384a移動。 該進給量檢測構(gòu)件384的讀取頭384b在圖示實施方式中每隔1,就將1 脈沖的脈沖信號發(fā)送給后述的控制構(gòu)件。然后，后述的控制構(gòu)件通過對 所輸入的脈沖信號進行計數(shù)，來檢測卡盤工作臺36的分度進給量。再有， 在使用脈沖電動機382來作為上述分度進給構(gòu)件38的驅(qū)動源的情況下， 通過對向脈沖電動機382輸出驅(qū)動信號的后述控制構(gòu)件的驅(qū)動脈沖進行 計數(shù)，也能夠檢測卡盤工作臺36的分度進給量。此外，在使用伺服電動 機來作為上述第一分度進給構(gòu)件38的驅(qū)動源的情況下，通過將檢測伺服 電動機轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)編碼器所輸出的脈沖信號發(fā)送給后述的控制構(gòu)件，并 由控制構(gòu)件對所輸入的脈沖信號進行計數(shù)，也能夠檢測卡盤工作臺36的 分度進給量。
上述激光光線照射單元支撐機構(gòu)4具有在靜止基座2上沿箭頭Y 所示的分度進給方向(Y軸方向)平行配置的一對導(dǎo)軌41、 41;和可沿 箭頭Y所示的方向移動地配置在該導(dǎo)軌41、 41上的可動支撐基座42。 該可動支撐基座42由可移動地配置在導(dǎo)軌41、 41上的移動支撐部421、 和安裝在該移動支撐部421上的安裝部422構(gòu)成。安裝部422在一個側(cè) 面平行地設(shè)有在箭頭Z所示的方向(Z軸方向)上延伸的一對導(dǎo)軌423、 423。圖示實施方式中的激光光線照射單元支撐機構(gòu)4具有第二分度進給 構(gòu)件43，該第二分度進給構(gòu)件43用于使可動支撐基座42沿一對導(dǎo)軌41、
41在箭頭Y所示的分度進給方向(Y軸方向)上移動。第二分度進給構(gòu) 件43包括在上述一對導(dǎo)軌4K 41之間平行配置的外螺紋桿431;和用 于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿431的脈沖電動機432等驅(qū)動源。外螺紋桿431 其一端可自由旋轉(zhuǎn)地由固定在上述靜止基座2上的未圖示的軸承座支撐， 其另一端傳動連接在上述脈沖電動機432的輸出軸上。再有，外螺紋桿 431螺合在內(nèi)螺紋孔中，該內(nèi)螺紋孔形成在未圖示的內(nèi)螺紋塊上，該內(nèi)螺 紋塊突出設(shè)置于構(gòu)成可動支撐基座42的移動支撐部421的中央部下表 面。因此，通過用脈沖電動機432驅(qū)動外螺紋杵431正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，可動 支撐基座42可沿導(dǎo)軌41、 41在箭頭Y所示的分度進給方向(Y軸方向) 上移動。
安裝有上述加工用激光光線照射單元5和測量用激光光線照射單元 6的共用的單元保持器44設(shè)有一對被導(dǎo)引槽441、 441，該一對被導(dǎo)引槽 44K441與在上述可動支撐基座42的安裝部422上設(shè)置的一對導(dǎo)軌423、 423可滑動地配合，通過使該被導(dǎo)引槽441、 441與上述導(dǎo)軌423、 423配 合，單元保持器44被支撐為可在箭頭Z所示的方向(Z軸方向)上移動。 圖示實施方式中的激光加工裝置具有移動構(gòu)件45,移動構(gòu)件45用 于使單元保持器44沿一對導(dǎo)軌423、 423在箭頭Z所示的方向(Z軸方 向)上移動。移動構(gòu)件包括在一對導(dǎo)軌423、 423之間配置的外螺紋桿 (未圖示)；和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該外螺紋桿的脈沖電動機452等驅(qū)動源，通 過用脈沖電動機452驅(qū)動未圖示的外螺紋桿正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，可使安裝有加 工用激光光線照射單元5和測量用激光光線照射單元6的單元保持器44 沿導(dǎo)軌423、 423在箭頭Z所示的方向(Z軸方向)上移動。再有，在圖 示的實施方式中，通過正轉(zhuǎn)驅(qū)動脈沖電動機452，使加工用激光光線照射 單元5和測量用激光光線照射單元6向上方移動，通過反轉(zhuǎn)驅(qū)動脈沖電 動機452使加工用激光光線照射單元5和測量用激光光線照射單元6向 下方移動。
圖示實施方式中的加工用激光光線照射單元5包括固定在上述單元 保持器44上、且實質(zhì)上水平伸出的圓筒形狀的殼體(單元保持器)51。 此外，如圖2所示，加工用激光光線照射單元5具有在殼體(單元保持
器)51內(nèi)配置的脈沖激光光線振蕩構(gòu)件52和輸出調(diào)整構(gòu)件53、以及安 裝在上述殼體(單元保持器)51的前端的聚光器54。上述脈沖激光光線 振蕩構(gòu)件52由脈沖激光光線振蕩器521和附設(shè)在其上的重復(fù)頻率設(shè)定構(gòu) 件522構(gòu)成，脈沖激光光線振蕩器521由YAG激光振蕩器或者YV04激 光振蕩器構(gòu)成。
在構(gòu)成上述加工用激光光線照射單元5的殼體(單元保持器)51的 前端部，配置有攝像構(gòu)件7。該攝像構(gòu)件7除了利用可視光線進行攝像的 普通攝像元件(CCD)以外，還由以下等部件構(gòu)成:向被加工物照射紅外 線的紅外線照明構(gòu)件;捕捉由該紅外線照明構(gòu)件照射出的紅外線的光學(xué)系 統(tǒng)；以及輸出與由該光學(xué)系統(tǒng)捕捉到的紅外線對應(yīng)的電信號的攝像元件 (紅外線CCD)，攝像構(gòu)件7將拍攝到的圖像信號發(fā)送向后述的控制構(gòu) 件。
接下來，參照圖1和圖3來對構(gòu)成晶片測量裝置的測量用激光光線 照射單元6進行說明。
圖示實施方式中的測量用激光光線照射單元6包括固定在上述單元 保持器44上、且實質(zhì)上水平伸出的圓筒形狀的殼體(單元保持器)61。 此外，如圖3所示，測量用激光光線照射單元6具有在殼體(單元保持 器)61內(nèi)配置的激光光線振蕩器62和聚光器63，聚光器63具有聚光透 鏡631，聚光透鏡631使從該激光光線振蕩器62振蕩出的激光光線會聚、 并照射向保持在上述卡盤工作臺36上的被加工物W。激光光線振蕩器 62在圖示實施方式中照射連續(xù)波激光光線，該連續(xù)波激光光線具有相對 于硅晶片透射并且反射的1064nm的波長。聚光器63如圖1所示那樣安 裝于上述殼體(單元保持器)51的前端。
參照圖3繼續(xù)說明，測量用激光光線照射單元6具有聚光點變更 構(gòu)件64，其改變使從激光光線振蕩器62振蕩出的激光光線會聚的聚光器 63的聚光點；受光構(gòu)件65，其接收照射到半導(dǎo)體晶片10上的激光光線 的反射光，所述半導(dǎo)體晶片10保持在卡盤工作臺36上；第一半反射鏡 66，其配置在激光光線振蕩器62和聚光點變更構(gòu)件64之間；以及第二 半反射鏡67，其將通過該第一半反射鏡66導(dǎo)向聚光器63的激光光線的
一部分導(dǎo)向上述受光構(gòu)件65。上述激光光線振蕩器62振蕩出波長為 1064nm、輸出為例如10mW的連續(xù)波激光光線。上述聚光點變更構(gòu)件64 由以下部分構(gòu)成不平行生成透鏡641，其由凸透鏡構(gòu)成，該凸透鏡在圖 示實施方式中將從激光光線振蕩器62振蕩出并且通過第一半反射鏡66 被導(dǎo)出的激光光線生成為不平行的光線；光路長度變更反射鏡構(gòu)件642， 其改變從激光光線振蕩器62到聚光器63的光路長度；以及全反射鏡643， 其將通過該光路長度變更反射鏡構(gòu)件642導(dǎo)出的激光光線全反射向該光 路長度變更反射鏡構(gòu)件642。
光路長度變更反射鏡構(gòu)件642如圖4所示由以下部分構(gòu)成以預(yù)定 間隔使反射面互相平行地對置配置的一對反射鏡642a、 642b;調(diào)整該一 對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度的角度調(diào)整致動器642c;以及檢測該一 對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度的設(shè)置角度檢測傳感器642d。作為這樣 的光路長度變更反射鏡構(gòu)件642，優(yōu)選使用以施加的振動周期使一對反射 鏡642a、642b的設(shè)置角度變化的檢流計掃描器。設(shè)置角度檢測傳感器642d 在圖示實施方式中由安裝在角度調(diào)整致動器642c上的旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成， 設(shè)置角度檢測傳感器642d將檢測信號發(fā)送向后述的控制構(gòu)件。如此構(gòu)成 的光路長度變更反射鏡構(gòu)件642，通過使一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置 角度在圖3中從單點劃線變化到雙點劃線那樣，可改變激光光線的光路 長度。上述受光構(gòu)件65由以下部分構(gòu)成掩模65a，其具有直徑為10, 的針孔651a，該針孔651a可使通過上述第二半反射鏡67分光后的反射 光的一部分通過；和接收通過了該掩模65a的反射光的光電探測器65b， 光電探測器65b將與接收到的光量對應(yīng)的電壓信號發(fā)送向后述的控制構(gòu) 件。
對上述測量用激光光線照射單元6的作用進行說明。 從上述激光光線振蕩器62振蕩出的連續(xù)波的激光光線如圖3中實線 所示以預(yù)定比例透射過第一半反射鏡66，并通過不平行生成透鏡641而 生成為不平行的光線，在通過了光路長度變更反射鏡構(gòu)件642的一對反 射鏡642a、 642b之后到達全反射鏡643。到達了全反射鏡643的激光光 線由全反射鏡643垂直地全反射，然后逆行通過光路長度變更反射鏡構(gòu)件642的一對反射鏡642b、 642a，接著通過不平行生成透鏡641到達第 一半反射鏡66。到達了第一半反射鏡66的激光光線以預(yù)定比例向聚光器 63反射，并以預(yù)定比例透過第二半反射鏡67，然后通過聚光器63的聚 光透鏡631會聚，并照射向保持于卡盤工作臺36上的被加工物W。向被 加工物W照射的激光光線的反射光如圖3中虛線所示經(jīng)聚光透鏡631而 到達第二半反射鏡67，并通過第二半反射鏡67以預(yù)定比例向受光構(gòu)件 65反射。反射向受光構(gòu)件65的激光光線的反射光通過掩模65a的針孔 651a到達光電探測器65b。
這里，對于從上述激光光線振蕩器62振蕩出的激光光線通過聚光透 鏡631所形成的聚光點進行說明。
若設(shè)上述不平行生成透鏡641的焦距為fl、設(shè)聚光透鏡631的焦距 為f2、設(shè)不平行生成透鏡641和聚光透鏡631之間的光路長度為L、設(shè) 從不平行生成透鏡641到全反射鏡643的光路長度為ml (通過光路長度 變更反射鏡構(gòu)件642而變化)、設(shè)從聚光透鏡631到聚光點P的光路長度 為m2，則根據(jù)透鏡的公式，有以下這樣的關(guān)系。 (1)在mKfl和ml〉fl時
<formula>formula see original document page 17</formula>(2)當(dāng)ml二fl時
m2 = f2
所以，通過改變光路長度變更反射鏡構(gòu)件642的一對反射鏡642a、 642b 的設(shè)置角度，以改變從不平行生成透鏡641到全反射鏡643的光路長度 ml，可改變從聚光透鏡631到聚光點P的光路長度m2。
此外，若設(shè)從聚光透鏡631到保持在卡盤工作臺36上的半導(dǎo)體晶片 10的上表面的距離為d、設(shè)從聚光透鏡631到掩模67a的光路長度為n，
則將掩模65a配置于以下這樣的位置。<formula>formula see original document page 17</formula>這里，參照圖5和圖6，對通過聚光透鏡631會聚的激光光線的聚
光點P的位置、和通過光電探測器65b接收的反射光的光量進行說明。
在圖5中，實線表示通過聚光透鏡631會聚的激光光線的聚光點P 位于被加工物W的上表面的狀態(tài)。這樣，在激光光線的聚光點P位于被 加工物W的上表面的情況下，由于反射光在掩模65a部會聚，所以全部 的反射光通過針孔651a并被光電探測器65b接收。因此，由光電探測器 65b接收的光量成為最大值。另一方面，在如圖5中虛線所示那樣通過聚 光透鏡631會聚的激光光線的聚光點P位于被加工物W的上表面和下表 面之間的情況下，由于在被加工物W上表面的反射面積大，所以反射光 在掩模65a部并不會聚。因此，通過針孔651a的反射光為一部分，由光 電探測器65b接收的光量減少。
此外，在圖6中，實線表示通過聚光透鏡631會聚的激光光線的聚 光點P位于被加工物W的下表面的狀態(tài)。這樣，在激光光線的聚光點P 位于被加工物W的下表面的情況下，反射光在掩模65a部會聚，所以全 部的反射光通過針孔651a并被光電探測器65b接收。因此，由光電探測 器65b接收的光量為最大值。另一方面，在如圖6中虛線所示那樣通過 聚光透鏡631會聚的激光光線的聚光點P的位置比被加工物W的下表面 更靠下側(cè)的情況下，由于在被加工物W的上表面的反射面積大，所以反 射光在掩模65a部不會聚。因此，通過針孔651a的反射光為一部分，由 光電探測器65b接收的光量減少。
因此，當(dāng)改變光路長度變更反射鏡構(gòu)件642的一對反射鏡642a、642b 的設(shè)置角度，使通過聚光透鏡631會聚的激光光線的聚光點P從被加工 物W的上側(cè)向下側(cè)移動時，光電探測器65b在聚光點P位于被加工物W 的上表面和下表面時受光量為峰，輸出圖7所示那樣的檢測信號。艮P， 圖7中橫軸表示一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度，縱軸表示光電探測 器65b的輸出電壓(V)。而且，輸入了圖7所示的檢測信號的后述控制 構(gòu)件，求出激光光線的聚光點P位于被加工物W的上表面和下表面時的 兩個峰時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度差，并根據(jù)該設(shè)置角度差 來求出被加工物W的厚度。
艮P，后述的控制構(gòu)件如圖8所示具有厚度控制圖，在該厚度控制圖
中設(shè)定了上述兩個峰時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度差與對應(yīng)的 被加工物W的厚度之間的關(guān)系，參照該厚度控制圖來求出對應(yīng)于上述一 對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度差的厚度。圖8是通過實驗來對硅晶片 求出厚度相對于上述設(shè)置角度差的關(guān)系而得到的。再有，在圖8所示的 厚度控制圖中，實線表示聚光透鏡631的NA值為0.35的情況，單點劃 線表示聚光透鏡631的NA值為0.4的情況，雙點劃線表示聚光透鏡631 的NA值為0.45的情況。如此設(shè)定的控制圖存儲在后述的控制構(gòu)件的存 儲器中。
回到圖1繼續(xù)進行說明，圖示實施方式中的激光加工裝置具有控制 構(gòu)件8。控制構(gòu)件8由計算機構(gòu)成，其具有按照控制程序進行運算處理 的中央處理裝置(CPU) 81;存儲控制程序等的只讀存儲器(ROM) 82; 存儲運算結(jié)果等的可讀寫的隨機存儲器(RAM) 83;計數(shù)器84;輸入接 口 85以及輸出接口 86。向控制構(gòu)件8的輸入接口 85輸入來自上述加工 進給量檢測構(gòu)件374、分度進給量檢測構(gòu)件384、設(shè)置角度檢測傳感器 642d、光電探測器65b以及攝像構(gòu)件7等的檢測信號。而且，從控制構(gòu) 件8的輸出接口 86向上述脈沖電動機372、脈沖電動機382、脈沖電動 機432、脈沖電動機452、加工用脈沖激光光線照射單元5、測量用脈沖 激光光線照射單元6等輸出控制信號。再有，上述隨機存儲器(RAM) 83具有存儲上述圖8所示的控制圖的第一存儲區(qū)域83a、存儲后述的 被加工物的設(shè)計值的數(shù)據(jù)的第二存儲區(qū)域83b和其它存儲區(qū)域。
圖示實施方式中的激光加工機如上述那樣構(gòu)成，下面對其作用進行 說明。
圖9中表示作為激光加工的被加工物的半導(dǎo)體晶片10的俯視圖。圖 9所示的半導(dǎo)體晶片10由硅晶片構(gòu)成，在其表面10a上通過呈格子狀地 排列的多個間隔道101劃分出多個區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域中分別形成 有IC、 LSI等器件102。該各器件102全部為相同結(jié)構(gòu)。在器件102的表 面上，分別如圖IO所示那樣形成有多個焊盤103 (103a 103j)。再有， 在圖示實施方式中，103a與103f、 103b與103g、 103c與103h、 103d與 103i、 103e與103j的X方向位置相同。在該多個焊盤103 (103a 103j)
部，分別形成了從背面10b到達焊盤103的加工孔(通孔)。各器件102 中的焊盤103 (103a 103j)在X方向(圖10中為左右方向)的間隔A、 以及在各器件102上形成的焊盤103中的隔著間隔道101在X方向(圖 10中為左右方向)上相鄰的焊盤即焊盤103e和焊盤103a的間隔B，在 圖示實施方式中分別設(shè)定為相同間隔。此外，各器件102中的焊盤103
(103a 103j)在Y方向(圖10中為上下方向)的間隔C、以及在各器 件102上形成的焊盤103中的隔著間隔道101在Y方向(圖9中為上下 方向)上相鄰的焊盤即焊盤103f與焊盤103a、焊盤103j與焊盤103e的 間隔D，在圖示實施方式中分別設(shè)定為相同間隔。對于如此構(gòu)成的半導(dǎo) 體晶片10，在圖9所示的各行El…En及各列Fl-Fn上配置的器件102 的個數(shù)和上述各間隔A、 B、 C、 D的設(shè)計值數(shù)據(jù)存儲在上述隨機存儲器
(RAM) 83的第二存儲區(qū)域83b中。
說明這樣的激光加工的實施方式使用上述激光加工機，在形成于 上述半導(dǎo)體晶片10上的各器件102的焊盤103 (103a 103j)部，形成 加工孔(通孔)。
如上述那樣構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片10，如圖11所示，將表面10a帖附在 保護帶12上，保護帶12安裝于環(huán)狀的框架11上，由聚烯烴等合成樹脂 片構(gòu)成。因此，半導(dǎo)體晶片10的背面10b為上側(cè)。如此，通過保護帶12 支撐在環(huán)狀的框架11上的半導(dǎo)體晶片10，將保護帶12側(cè)載置在圖1所 示的激光加工機的卡盤工作臺36上。而且，通過使未圖示的抽吸構(gòu)件工 作，半導(dǎo)體晶片10隔著保護帶12抽吸保持在卡盤工作臺36上。此外， 環(huán)狀的框架11由夾緊器362固定。
如上述那樣抽吸保持有半導(dǎo)體晶片10的卡盤工作臺36，通過加工 進給構(gòu)件37而位于攝像構(gòu)件7的正下方。當(dāng)卡盤工作臺36位于攝像構(gòu) 件7的正下方時，卡盤工作臺36上的半導(dǎo)體晶片10處于定位在圖12所 示的坐標位置上的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，實施這樣的對準作業(yè)在由卡盤 工作臺36保持的半導(dǎo)體晶片10上形成的格子狀的間隔道101是否與X 軸方向和Y軸方向平行配置。即，通過攝像構(gòu)件7對保持在卡盤工作臺 36上的半導(dǎo)體晶片10進行攝像，并執(zhí)行圖案匹配等圖像處理，以進行對
準作業(yè)。此時，雖然半導(dǎo)體晶片10的形成有間隔道101的表面10a位于 下側(cè)，但由于攝像構(gòu)件7如上所述具有由紅外線照明構(gòu)件、捕捉紅外線 的光學(xué)系統(tǒng)以及輸出與紅外線對應(yīng)的電信號的攝像元件(紅外線CCD) 等構(gòu)成的攝像構(gòu)件，所以攝像構(gòu)件7可從半導(dǎo)^:晶片10的背面10b透射 來對間隔道101進行攝像。
接著，移動卡盤工作臺36，使在半導(dǎo)體晶片10上形成的器件102 中的、最上行E1的位于圖12中最左端的器件102，定位于攝像構(gòu)件7 的正下方。然后，進一步使在器件102上形成的焊盤103 (103a 103j) 中的、在圖12中位于左上方的焊盤103a定位于攝像構(gòu)件7的正下方。 在該狀態(tài)下，如果攝像構(gòu)件7檢測到焊盤103a，則將其坐標值(al)作 為第一加工進給開始位置坐標值發(fā)送至控制構(gòu)件8。接著，控制構(gòu)件8將 該坐標值(al)作為第一加工進給開始位置坐標值存儲在隨機存儲器 (RAM) 83中(加工進給開始位置檢測工序)。
這樣，如果檢測到了圖12中的最上行E1的器件102中的第一加工 進給開始位置坐標值(al)，則使卡盤工作臺36在Y軸方向上進行相當(dāng) 于間隔道101的間隔的分度進給，并且在X軸方向上進行相當(dāng)于間隔道 101的間隔的移動，將圖12中的上數(shù)第二行E2中的最左端的器件102 定位于攝像構(gòu)件7的正下方。并且，進一步使在器件102上形成的焊盤 103 (103a 103j)中的圖12中左上方的焊盤103a定位于攝像構(gòu)件7的 正下方。在該狀態(tài)下，如果攝像構(gòu)件7檢測到焊盤103a，則將其坐標值 (a2)作為第二加工進給開始位置坐標值發(fā)送至控制構(gòu)件8。并且，控制 構(gòu)件8將該坐標值(a2)作為第二加工進給開始位置坐標值存儲在隨機 存儲器(RAM) 83中。然后，控制構(gòu)件8反復(fù)執(zhí)行上述分度進給和加工 進給開始位置檢測工序，直到到達圖12中最下行En，并檢測在各行形成 的器件102的加工進給開始位置坐標值(a3 an)，且將其存儲到隨機存 儲器(RAM) 83中。
接下來，實施厚度檢測工序檢測半導(dǎo)體晶片10的在各器件102上 形成的各焊盤103 (103a 103j)部處的厚度。厚度檢測工序首先使加工 進給構(gòu)件37工作，使卡盤工作臺36移動，使在上述隨機存儲器(RAM)
83中存儲的第一加工進給開始位置坐標值(al)定位于測量用激光光線 照射單元6的聚光器63的正下方。然后，控制構(gòu)件8如上述那樣控制測 量用激光光線照射單元6，以檢測半導(dǎo)體晶片10的厚度，并將該檢測值 作為第一加工進給開始位置坐標值(al)處的半導(dǎo)體晶片10的厚度存儲 在隨機存儲器(RAM) 83中。這里，參照圖7和圖8對求出半導(dǎo)體晶片 IO的厚度的步驟進行說明。即，控制構(gòu)件8在輸入了圖7所示的光電探 測器65b的輸出電壓V之后，求出兩個峰時的一對反射鏡642a、 642b的 設(shè)置角度差。在圖7所示的示例中，聚光透鏡631的NA值為0.35，激 光光線的聚光點P位于半導(dǎo)體晶片10的上表面時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度為46.9度，激光光線的聚光點P位于半導(dǎo)體晶片10的 下表面時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度為49.6度，所以兩個峰時 的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度差(49.6度一46.9度)為2.7度。 在這樣求出兩個峰時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度差之后，控制 構(gòu)件8與圖8所示的厚度控制圖中的實線所示的聚光透鏡631的NA值 為0.35的數(shù)據(jù)對照。即，由于兩個峰時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置 角度差為2.7度，所以當(dāng)與圖8所示的厚度控制圖中的實線所示的聚光透 鏡631的NA值為0.35的數(shù)據(jù)對照時，半導(dǎo)體晶片10的厚度為55|mi。 這樣，在實施第一加工進給開始位置坐標值(al)的厚度檢測工序之后， 控制構(gòu)件8使加工進給構(gòu)件37工作，使卡盤工作臺36移動上述間隔A， 使與焊盤103b對應(yīng)的位置位于測量用激光光線照射單元6的聚光器63 的正下方，實施上述厚度檢測工序，將其檢測值存儲在隨機存儲器(RAM) 83中。這樣，對與在半導(dǎo)體晶片10上形成的全部焊盤103對應(yīng)的位置實 施厚度檢測工序，并將其檢測值存儲在隨機存儲器(RAM) 83中。
接著，實施穿孔工序在形成于半導(dǎo)體晶片10的各器件102上的各 焊盤103 (103a 103j)部，穿設(shè)激光加工孔(通孔)。在穿孔工序中， 首先使加工進給構(gòu)件37工作，使卡盤工作臺36移動，并使在上述隨機 存儲器(RAM) 83中存儲的第一加工進給開始位置坐標值(al)位于加 工用激光光線照射單元5的激光光線振蕩構(gòu)件52的聚光器54的正下方。 這樣，第一加工進給開始位置坐標值(al)定位于聚光器54正下方的狀 態(tài)是圖13所示的狀態(tài)。從圖13所示的狀態(tài)起，控制構(gòu)件8控制加工用
激光光線照射單元5的激光光線振蕩構(gòu)件52，從聚光器54照射加工用脈 沖激光光線。
對上述穿孔工序的加工條件的一個示例進行說明。
光源LD激勵Q開關(guān)Nd: YV04脈沖激光器
波長355nm
能量密度30J/cm2
聚光光斑直徑(p70^im
當(dāng)利用這樣的加工條件來實施穿孔工序時，可在硅晶片上形成脈沖 激光光線的每一脈沖深度為2jim左右的激光加工孔。因此，如果在上述 厚度檢測工序中檢測到的加工部的厚度為54|im，則照射27脈沖的脈沖 激光光線，如果加工部的厚度為58pm，則照射29脈沖的脈沖激光光線， 這樣，可如圖14所示那樣形成到達焊盤103的激光加工孔110。
如上所述，當(dāng)在第一加工進給開始位置坐標值(al)處實施了穿孔 工序之后，使加工進給構(gòu)件37工作，使卡盤工作臺36移動上述間隔A， 使與焊盤103b對應(yīng)的位置定位于激光光線振蕩構(gòu)件52的聚光器54的正 下方。然后，對應(yīng)于在上述厚度檢測工序中檢測到的加工部的厚度來實 施上述穿孔工序。通過這樣使與形成于半導(dǎo)體晶片10的全部焊盤103對 應(yīng)的位置定位于激光光線振蕩構(gòu)件52的聚光器54的正下方來實施上述 穿孔工序，可在半導(dǎo)體晶片10上形成從背面10b到達各焊盤103的激光 加工孔110。
下面，參照圖15和圖16來對晶片測量裝置的其它實施方式進行說明。
圖15和圖16所示的的實施方式是檢測在卡盤工作臺上保持的被加 工物的上表面的高度位置的晶片測量裝置。雖然圖15及圖16所示的實 施方式在結(jié)構(gòu)上與上述圖3所示的測量用激光光線照射單元6的結(jié)構(gòu)實 質(zhì)相同，但上述控制構(gòu)件8的隨機存儲器(RAM) 83中所存儲的控制圖 不同。在該實施方式中使用的控制圖，如圖15所示，表示與上述一對反 射鏡642a、 642b的設(shè)置角度對應(yīng)的被加工物W的高度位置。圖15所示
的高度控制圖設(shè)定為在上述一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度為45 度時，通過上述圖3所示的測量用激光光線照射單元6的聚光透鏡631 會聚的激光光線的聚光點P定位于作為卡盤工作臺36的上表面的保持面 上，圖15所示的高度控制圖是在卡盤工作臺36上保持不同厚度的多個 被加工物W,通過實驗求出聚光點P位于各被加工物W的上表面時的一 對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度而得到的。在圖15所示的高度控制圖 中，實線表示聚光透鏡631的NA值為0.35的情況，單點劃線表示聚光 透鏡631的NA值為0.4的情況，雙點劃線表示聚光透鏡631的NA值為 0,45的情況。再有，在該實施方式中，從測量用激光光線照射單元6照 射的激光光線不需要是相對于被加工物可透射并且反射的波長，只要是 相對于被加工物反射的波長的激光光線即可。
在使用作為上述晶片測量裝置的測量用激光光線照射單元6，如圖 16所示沿在保持于卡盤工作臺36的半導(dǎo)體晶片10的間隔道101檢測上 表面的高度位置時，使卡盤工作臺36動作，使半導(dǎo)體晶片10每隔預(yù)定 間隔就位于聚光器63的正下方，從聚光器63照射激光光線，并如上所 述由光電探測器65b接收在半導(dǎo)體晶片10的上表面發(fā)生反射的光。然后， 控制構(gòu)件8改變一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角度，檢測在光電探測器 65b所接收到的反射光的光量為峰時的一對反射鏡642a、 642b的設(shè)置角 度，使該檢測到的設(shè)置角度與圖15所示的高度控制圖對照，求出半導(dǎo)體 晶片10的相對于檢測到的設(shè)置角度的高度位置，并將該高度位置存儲在 隨機存儲器(RAM) 83中。通過這樣沿半導(dǎo)體晶片10的間隔道101每 隔預(yù)定間隔檢測高度位置，可檢測沿半導(dǎo)體晶片10的間隔道101的起伏 狀態(tài)。因此，控制加工用激光光線照射單元5的脈沖激光光線振蕩構(gòu)件 52，使從聚光器54照射的相對于硅晶片具有透射性的波長的加工用脈沖 激光光線的聚光點定位于半導(dǎo)體晶片10的內(nèi)部、并沿間隔道101進行照 射時，通過對應(yīng)于如上述那樣檢測到的半導(dǎo)體晶片10的高度位置，來控 制加工用脈沖激光光線的聚光點的高度位置，可在半導(dǎo)體晶片10的內(nèi)部 的與上表面平行的位置處形成變質(zhì)層。
雖然在上面根據(jù)圖示的實施方式來說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅
限于實施方式，可在本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)進行各種變形。例如，在上述 實施方式中，雖然例示了在加工用激光光線照射單元5和測量用激光光 線照射單元6上分別配備了激光光線振蕩器的示例，但也可通過輸出調(diào)
整構(gòu)件53將從例如加工用激光光線照射單元5的激光光線振蕩構(gòu)件52 振蕩出的激光光線的輸出調(diào)整為例如10mW，來作為測量用激光光線照 射單元6的激光光線使用。
權(quán)利要求
1.一種晶片測量裝置，其測定在保持晶片的卡盤工作臺上所保持的晶片的厚度，其特征在于，所述晶片測量裝置具有激光光線振蕩器，其照射具有相對于晶片透射并且反射的波長的激光光線；聚光器，其使從所述激光光線振蕩器振蕩出的激光光線會聚，并照射向保持在所述卡盤工作臺上的晶片；受光構(gòu)件，其接收照射到保持于所述卡盤工作臺的晶片上的激光光線的反射光；聚光點變更構(gòu)件，其改變通過所述聚光器會聚的激光光線的聚光點；以及控制構(gòu)件，其根據(jù)來自所述聚光點變更構(gòu)件的變更信號和來自所述受光構(gòu)件的受光信號，來測定晶片的厚度，所述聚光點變更構(gòu)件具有光路長度變更反射鏡構(gòu)件，該光路長度變更反射鏡構(gòu)件由以下部分構(gòu)成以預(yù)定間隔將反射面相互平行地對置配置的一對反射鏡；調(diào)整該一對反射鏡的設(shè)置角度的角度調(diào)整致動器；和檢測所述一對反射鏡的設(shè)置角度并將檢測信號向所述控制構(gòu)件輸出的設(shè)置角度檢測傳感器，所述控制構(gòu)件具有存儲厚度控制圖的存儲器，該厚度控制圖設(shè)定了所述一對反射鏡的兩個所述設(shè)置角度的差與晶片的厚度之間的關(guān)系，通過所述角度調(diào)整致動器來改變所述一對反射鏡的設(shè)置角度，同時根據(jù)來自所述受光構(gòu)件的受光信號來檢測兩個強光量的峰，根據(jù)輸入了所述兩個強光量的峰時來自所述設(shè)置角度檢測傳感器的檢測信號，來求出所述一對反射鏡的兩個所述設(shè)置角度的差，將所述設(shè)置角度差與所述厚度控制圖對照來求出晶片的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的晶片測量裝置，其特征在于， 所述聚光點變更構(gòu)件具有將導(dǎo)向所述光路長度變更反射鏡構(gòu)件的激光光線生成為不平行的光線的不平行光線生成透鏡；和將通過了所述光路長度變更反射鏡構(gòu)件的激光光線垂直地全反射向所述光路長度變更 反射鏡構(gòu)件的全反射鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晶片測量裝置，其特征在于，所述受光構(gòu)件由具有通孔的掩模和接收通過了該掩模的反射光的光 電探測器構(gòu)成，所述通孔的直徑為可使反射光的一部分通過。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的晶片測量裝置，其特征在于，從所述激光光線振蕩器振蕩出的激光光線是連續(xù)波激光光線。
5. —種激光加工機，其具有保持晶片的卡盤工作臺；以及對保持于 所述卡盤工作臺上的晶片照射加工用的激光光線的加工用激光光線照射 構(gòu)件，其特征在于，所述激光加工機中配置有權(quán)利要求1所述的晶片測量裝置，該測量 裝置對保持在所述卡盤工作臺上的晶片的厚度進行測量。
6. —種晶片測量裝置，其測定在保持晶片的卡盤工作臺上所保持的 晶片的上表面高度，其特征在于，所述晶片測量裝置具有激光光線振蕩器，其照射激光光線；聚光器，其使從所述激光光線振蕩器振蕩出的激光光線會聚，并照 射向保持在所述卡盤工作臺上的晶片；受光構(gòu)件，其接收照射到保持于所述卡盤工作臺的晶片上的激光光 線的反射光；聚光點變更構(gòu)件，其改變通過所述聚光器會聚的激光光線的聚光點；以及控制構(gòu)件，其根據(jù)來自所述聚光點變更構(gòu)件的變更信號和來自所述 受光構(gòu)件的受光信號，來測定晶片的上表面高度，所述聚光點變更構(gòu)件具有光路長度變更反射鏡構(gòu)件，該光路長度變 更反射鏡構(gòu)件由以下部分構(gòu)成以預(yù)定間隔將反射面相互平行地對置配 置的一對反射鏡；調(diào)整該一對反射鏡的設(shè)置角度的角度調(diào)整致動器；和 檢測所述一對反射鏡的設(shè)置角度并將檢測信號向所述控制構(gòu)件輸出的設(shè) 置角度檢測傳感器，所述控制構(gòu)件具有存儲高度控制圖的存儲器，該高度控制圖設(shè)定了 所述一對反射鏡的所述設(shè)置角度與保持在所述卡盤工作臺上的晶片的上 表面高度之間的關(guān)系，通過所述角度調(diào)整致動器來改變所述一對反射鏡 的設(shè)置角度，同時根據(jù)來自所述受光構(gòu)件的受光信號來檢測強光量的峰， 根據(jù)輸入了所述強光量的峰時來自所述設(shè)置角度檢測傳感器的檢測信 號，來求出所述一對反射鏡的兩個所述設(shè)置角度，將所述設(shè)置角度與所 述高度控制圖對照來求出保持在卡盤工作臺上的晶片的上表面高度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶片測量裝置，其特征在于， 所述聚光點變更構(gòu)件具有將導(dǎo)向所述光路長度變更反射鏡構(gòu)件的激光光線生成為不平行的光線的不平行光線生成透鏡；和將通過了所述 光路長度變更反射鏡構(gòu)件的激光光線垂直地全反射向所述光路長度變更 反射鏡構(gòu)件的全反射鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的晶片測量裝置，其特征在于， 所述受光構(gòu)件由具有通孔的掩模和接收通過了該掩模的反射光的光電探測器構(gòu)成，所述通孔的直徑為可使反射光的一部分通過。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任一項所述的晶片測量裝置，其特征在于，從所述激光光線振蕩器振蕩出的激光光線是連續(xù)波激光光線。
10. —種激光加工機，其具有保持晶片的卡盤工作臺；以及對保持 于所述卡盤工作臺上的晶片照射加工用激光光線的激光光線照射構(gòu)件， 其特征在于，所述激光加工機中配置有權(quán)利要求6所述的晶片測量裝置，該測量 裝置對保持在所述卡盤工作臺上的晶片的上表面高度進行測量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片測量裝置及激光加工機。該晶片測量裝置能可靠測量半導(dǎo)體晶片等晶片的厚度或上表面高度，其具有聚光器；受光構(gòu)件；聚光點變更構(gòu)件；和根據(jù)聚光點變更構(gòu)件的變更信號和受光構(gòu)件的受光信號來測定晶片厚度的控制構(gòu)件，控制構(gòu)件具有存儲厚度控制圖的存儲器，該厚度控制圖中設(shè)定了構(gòu)成聚光點變更構(gòu)件的一對反射鏡的兩個設(shè)置角度的差與晶片厚度之間的關(guān)系，通過改變一對反射鏡的設(shè)置角度的角度調(diào)整致動器來改變設(shè)置角度，同時根據(jù)來自受光構(gòu)件的受光信號來檢測兩個強光量的峰，根據(jù)輸入兩個強光量的峰時的來自設(shè)置角度檢測傳感器的檢測信號來求出設(shè)置角度的差，將設(shè)置角度差與該厚度控制圖對照來求出晶片厚度。
文檔編號H01L21/66GK101207058SQ20071016001
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者沢邊大樹, 能丸圭司 申請人:株式會社迪思科