DE102017209946A1

DE102017209946A1 - Fluoreszenzdetektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017209946A1
Application number: DE102017209946.1A
Authority: DE
Inventors: Yusaku Ito; Senichi Ryo; Junichi Kuki
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2017-12-28
Also published as: KR20180000304A; US9989468B2; CN107525789A; KR102235431B1; SG10201704373UA; MY186299A; TWI758293B; JP2017227532A; US20170370845A1; TW201807405A

Abstract

Hier offenbart ist eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, die einen Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht, der dazu ausgestaltet ist, Anregungslicht auf einen Schutzfilm aufzubringen, der ein Absorptionsmittel enthält, wobei das Anregungslicht eine Absorptionswellenlänge des Absorptionsmittels, das in dem Schutzfilm enthalten ist, aufweist, einen Photomultiplier zum Detektieren von Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel aufgrund der Absorption des Anregungslichts emittiert wird, einen Filter, der Fluoreszenz durchlässt, zum Entfernen von Licht, das Wellenlängen aufweist, die sich von denen der Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel emittiert wird, unterscheiden, und einen Reflexionsspiegel beinhaltet, der eine Reflexionsoberfläche zum Reflektieren der Fluoreszenz, die von dem Schutzfilm emittiert wird, zu dem Photomultiplier aufweist. Die Reflexionsoberfläche ist durch einen Teil einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet, die ein Rotationsellipsoid ausbildet, das einen ersten und einen zweiten Fokus aufweist. Der erste Fokus ist an einem Zielbereich des Schutzfilms positioniert, an dem Anregungslicht aufgebracht wird, und der zweite Fokus ist an einem Lichtdetektionselement positioniert, das in dem Photomultiplier beinhaltet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zum Detektieren einer Fluoreszenz, die durch einen Schutzfilm, der an einem Werkstück ausgebildet ist, emittiert wird.
Beschreibung des Stands der Technik
In dem Fall, dass eine Laserbearbeitung an einem Wafer als ein Werkstück durchgeführt wird, wird ein Laserstrahl auf dem Wafer in dem Zustand aufgebracht, in dem ein Schutzfilm an dem Wafer in einem Bereich, an dem Bauelemente ausgebildet sind, ausgebildet ist. Durch Ausbilden des Schutzfilms ist es möglich, zu verhindern, dass Bearbeitungsstäube wie Fremdkörper, die beim Durchführen der Laserbearbeitung generiert werden, an einer vorderen Seite von jedem Bauelement anhaften, wodurch der Wafer besser bearbeitet wird. In einem solchen konventionellen Waferbearbeitungsverfahren ist ein Absorptionsmittel, das dazu in der Lage ist, den Laserstrahl zum Bearbeiten des Wafers zu absorbieren, in dem Schutzfilm enthalten, wodurch eine Laserbearbeitung effizient wird. Ferner weist das Absorptionsmittel eine Eigenschaft des Emittierens einer Fluoreszenz beim Absorbieren von Licht auf, das eine Wellenlänge in der Nähe der Wellenlänge des Laserstrahls für eine Bearbeitung des Wafers aufweist, und es wurde eine Technik vorgeschlagen, um die Intensität der Fluoreszenz, die durch den Schutzfilm emittiert wird, der das Absorptionsmittel enthält, zu detektieren, um dadurch den ausgebildeten Zustand des Schutzfilms zu detektieren (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-104532 )
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Jedoch ist die Fluoreszenz, die durch das Absorptionsmittel emittiert wird, das in dem Schutzfilm enthalten ist, isotrop und leuchtet schwach. Entsprechend ist es schwierig, den ausgebildeten Zustand des Schutzfilms mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung bereitzustellen, die effizient die Intensität der emittierten Fluoreszenz von dem Schutzfilm erhalten kann, um dadurch den ausgebildeten Zustand des Schutzfilms mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zum Detektieren, ob ein Schutzfilm geeignet an der vorderen Seite des Werkstücks ausgebildet wurde oder nicht, unter Verwendung von Fluoreszenz, die durch den Schutzfilm emittiert wird bereitgestellt, wobei der Schutzfilm ausgebildet ist, um die vordere Seite des Werkstücks vor Bearbeitungsstaub darauf zu schützen, der beim Aufbringen eines Laserstrahls auf der vorderen Seite des Werkstücks, um das Werkstück zu bearbeiten, generiert wird, wobei der Schutzfilm aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der ein Absorptionsmittel beinhaltet, das dazu in der Lage ist, den Laserstrahl zu absorbieren, wobei die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung einen Halteabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, das Werkstück zu halten; und ein Lichtdetektionsmittel zum Detektieren der Fluoreszenz, die von dem Schutzfilm emittiert wird, um dadurch den Ausbildungszustand des Schutzfilms zu detektieren, beinhaltet; wobei das Lichtdetektionsmittel einen Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht, der dazu ausgestaltet ist, Anregungslicht auf dem Schutzfilm aufzubringen, beinhaltet, wobei das Anregungslicht eine Absorptionswellenlänge in dem Absorptionsmittel aufweist, das in dem Schutzfilm enthalten ist, einen Lichtdetektionsabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, die Fluoreszenz zu detektieren, die von dem Absorptionsmittel aufgrund der Absorption des Anregungslichts emittiert wird, einen Filter zum Entfernen von Licht, das Wellenlängen aufweist, die sich von den Wellenlängen der Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel emittiert wird, unterscheiden, und einen Reflexionsspiegel aufweist, der eine Reflexionsoberfläche zum Reflektieren der Fluoreszenz, die von dem Schutzfilm emittiert wird, zu dem Lichtdetektionsabschnitt aufweist; wobei die Reflexionsoberfläche aus einem Teil einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist, die in einem Rotationsellipsoid ausgebildet ist, das zwei Fokusse aufweist, wobei einer der zwei Fokusse an einem Zielbereich des Schutzfilms, auf dem das Anregungslicht aufgebracht wird, positioniert ist, wohingegen der andere Fokus an dem Lichtdetektionsabschnitt positioniert ist.
Mit dieser Konfiguration wird die Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel, das in dem Schutzfilm enthalten ist, an einem der zwei Fokusse des Rotationsellipsoids emittiert wird, auf die Reflexionsoberfläche, die als ein Teil der gekrümmten Oberfläche des Rotationsellipsoids ausgebildet ist, reflektiert. Entsprechend kann die Fluoreszenz, die von dem Reflexionsspiegel reflektiert wird, effizient zu dem Lichtdetektionsabschnitt geführt werden, der an dem anderen Fokus des Rotationsellipsoids positioniert ist. Als ein Ergebnis kann der ausgebildete Zustand des Schutzfilms mit einer hohen Genauigkeit entsprechend der Fluoreszenz, die durch den Lichtdetektionsabschnitt detektiert wird, detektiert werden.
Vorzugsweise beinhaltet der Lichtdetektionsabschnitt einen Photomultiplier. Vorzugsweise ist der Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht zwischen dem Zielbereich des Schutzfilms und dem Filter angeordnet. Vorzugsweise wird der Halteabschnitt auch für eine Laserbearbeitung des Werkstücks verwendet. Vorzugsweise beinhaltet das Lichtdetektionsmittel ferner ein Gehäuse um alle den Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht, den Lichtdetektionsabschnitt, den Filter und den Reflexionsspiegel aufzunehmen.
Als ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Lichtdetektionsmittel einen Lichtdetektionsabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, die Fluoreszenz zu detektieren, einen Filter um Licht zu entfernen, das Wellenlängen aufweist, die sich von denen der Fluoreszenz unterscheiden, ein Gehäuse, um den Lichtdetektionsabschnitt in den Filter aufzunehmen und einen Reflexionsspiegel, der eine Reflexionsoberfläche zum Reflektieren der Fluoreszenz aufweist, die von einer vorbestimmten Position (Schutzfilm) außerhalb des Gehäuses emittiert wird und in das Gehäuse zu dem Lichtdetektionsabschnitt eintritt, wobei die Reflexionsoberfläche als ein Teil einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist, die ein Rotationsellipsoid, das einen ersten Fokus und einen zweiten Fokus aufweist, ausbildet. Der erste Fokus des Rotationsellipsoids ist an dem Lichtdetektionsabschnitt positioniert. Das Gehäuse ist vertikal beweglich, sodass der zweite Fokus an einem vorbestimmten Zielelement (Schutzfilm), der detektiert werden soll, positioniert ist.
Mit dieser Konfiguration wird die Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel, das in dem Schutzfilm enthalten ist, emittiert wird, an den zweiten Fokus des Rotationsellipsoids an der Reflexionsoberfläche, die als ein Teil der gekrümmten Oberfläche des Rotationsellipsoids ausgebildet ist, reflektiert. Entsprechend kann die Fluoreszenz, die von dem Reflexionsspiegel reflektiert wird, effizient zu dem Lichtdetektionsabschnitt, der an dem ersten Fokus des Rotationsellipsoids ausgebildet ist, geführt werden. Als ein Ergebnis kann der Ausbildungszustand des Schutzfilms mit hoher Genauigkeit entsprechend der Fluoreszenz, die durch das Lichtdetektionsmittel detektiert wird, detektiert werden.
Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, verstanden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wafers als ein Werkstück, der durch die Laserbearbeitungsvorrichtung bearbeitet wird;
3 ist eine Schnittansicht des Wafers in dem Zustand, in dem ein Schutzfilm an der vorderen Seite des Wafers ausgebildet ist;
4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration eines Beschichtungs- und Reinigungsabschnitts zeigt, der in der Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet ist;
5 ist eine vertikale Schnittansicht, welche die innere Konfiguration einer Fluoreszenzdetektionseinheit zeigt, die in der Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet ist;
6 ist an schematisches Diagramm, das die Positionen des Schutzfilms und eines Lichtdetektionselements bezüglich eines Reflexionsspiegel zeigt, der eine lettische Reflexionsoberfläche aufweist;
7 ist ein schematisches Diagramm, das die Betätigung der Detektion des Ausbildungszustands des Schutzfilms an dem Wafer unter Verwendung der Fluoreszenzdetektionseinheit zeigt;
8 ist ein Graph, der das Ergebnis einer Detektion des Ausbildungszustands in dem Fall zeigt, in dem der Schutzfilm an einem Wafer ausgebildet ist, der Bauelemente an der vorderen Seite aufweist;
9 ist ein Graph, der das Ergebnis einer Detektion des Ausbildungszustands in dem Fall zeigt, in dem der Schutzfilm an einem Spiegelwafer aus Silizium ausgebildet ist;
10 ist ein Graph, der das Ergebnis der Detektion des Ausbildungszustands in dem Fall zeigt, in dem der Schutzfilm an einem Wafer ausgebildet ist, der Erhöhungen (Elektroden) an der vorderen Seite aufweist;
11 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Fluoreszenzdetektionseinheit entsprechend der Modifikation der bevorzugten Ausführungsform zeigt; und
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Modifikation zeigt, wobei die Fluoreszenzdetektionseinheit an einer Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl montiert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt detailliert mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt. Ferner können die Komponenten, die in dieser bevorzugten Ausführungsform verwendet werden, diese beinhalten, die einfach durch einen Fachmann angenommen werden können oder im Wesentlichen dieselben Elemente wie die, die im Stand der Technik bekannt sind. Ferner können die unten beschriebenen Konfigurationen geeignet kombiniert werden. Ferner können die Konfigurationen geeignet ausgelassen, ersetzt oder geändert werden, ohne von dem Unfall der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 1, die eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung 70 entsprechend dieser bevorzugten Ausführungsform beinhaltet. 2 eine perspektivische Ansicht eines Wafers W als ein Werkstück, der durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bearbeitet wird. 3 ist eine Schnittansicht des Wafers W in dem Zustand, in dem ein Schutzfilm an der vorderen Seite des Wafers W ausgebildet ist. Der Wafer W, der durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bearbeitet wird, wie in 1 gezeigt, ist ein Halbleiter-Wafer oder ein Wafer für optische Bauelemente, der ein Substrat WS in Scheibenform aufweist, wie in 2 gezeigt. Das Substrat WS des Wafers W ist aus Silizium, Saphir oder Galliumarsenid zum Beispiel ausgebildet. Wie in 2 gezeigt, sind mehrere sich kreuzende Straßen (Ziellinien) L, die bearbeitet werden sollen, an der vorderen Seite (Arbeitsoberfläche) des Substrats WS (Wafer W) ausgebildet, sodass sie mehrere getrennte Bereiche auszubilden, an denen mehrere Bauelemente D ausgebildet sind. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 dient dazu, einen Laserstrahl entlang der Straßen L des Wafers W aufzubringen, um dadurch eine laserbearbeitete Nut entlang jeder Straße L (Laserbearbeitung) auszubilden. Wie in 3 gezeigt, ist der Schutzfilm T, um die Straßen im Wesentlichen abzudecken, an der vorderen Seite des Wafers W ausgebildet, sodass verhindert wird, dass Fremdkörper (Bearbeitungsstaub), der bei Durchführen der Laserbearbeitung generiert wird, an der vorderen Seite des Wafers W anhaftet, d. h. der vorderen Seite von jedem Bauelement D. Nach dem Durchführen der Laserbearbeitung wird der Schutzfilm P von der vorderen Seite des Wafers durch ein beliebiges Mittel wie ein Reinigungsmittel entfernt.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Einspanntisch (Halteabschnitt) 10 und einen Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner einen Kassettenaufzug (nicht gezeigt), an welchem eine Kassette 30 zum Aufnehmen von mehreren Wafern vor oder nach einer Laserbearbeitung dazu angepasst ist, dort platziert zu werden. Ein vorläufiger Absetzabschnitt 40 ist an der hinteren Seite der Kassette 30 bereitgestellt, die an dem Kassettenaufzug platziert ist, um temporär den Wafer W vor oder nach einer Laserbearbeitung abzusetzen. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner einen Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 zum Ausbilden des Schutzfilms P an dem Wafer W vor einer Laserbearbeitung und zum Entfernen des Schutzfilms P von dem Wafer W nach einer Laserbearbeitung und einen Bildaufnahmeabschnitt 60, um den Wafer W, der an dem Einspanntisch 10 gehalten wird, aufzunehmen.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung 70 zum Detektieren des Ausbildungszustands (Vorhandensein oder Nichtvorhandensein) des Schutzfilms P, der an der vorderen Seite des Wafers W ausgebildet ist. Die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung 70 beinhaltet eine Fluoreszenzdetektionseinheit (Lichtdetektionsmittel) 71 und den Einspanntisch 10. Die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 liegt benachbart zu dem Bildaufnahmeabschnitt 60. Beide die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 und der Bildaufnahmeabschnitt 60 sind an einem Trägerabschnitt 3 eines Körpers (Basis) 2 montiert, der die Laserbearbeitung Vorrichtung 1 bildet. Der Trägerabschnitt 3 ist so ausgebildet, dass dieser sich über einem Bewegungspfad des Einspanntischs 10 erstreckt.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner ein X-Bewegungsmittel (nicht gezeigt), um den Einspanntisch 10 und den auf Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl relativ in der X-Richtung, die durch einen Pfeil X gezeigt ist, zu bewegen, ein Y-Bewegungsmittel (nicht gezeigt), um den Einspanntisch 10 und den Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl relativ zueinander in der Y-Richtung, die durch einen Pfeil Y gezeigt ist, zu bewegen, und ein Z-Bewegungsmittel (nicht gezeigt) um den Einspanntisch 10 und den Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl relativ in der Z-Richtung zu bewegen, die durch einen Pfeil Z gezeigt ist. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner einen Steuerungsabschnitt 100, der in dem Körper 2 zum Steuern der Betätigung von jeder Komponente der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eingebaut ist.
Der Einspanntisch 10 dient dazu, den Wafer beim Durchführen der Laserbearbeitung an dem Wafer W in dem Zustand zu halten, in dem der Schutzfilm P an dem Wafer W ausgebildet ist. Der Einspanntisch 10 weist einen scheibenförmigen oberen Oberflächenabschnitt (Vakuumeinspannung), der aus einer porösen Keramik ausgebildet ist, zum Beispiel auf. Dieser obere Oberflächenabschnitt des Einspanntischs 10 ist durch eine Vakuumverbindung (nicht gezeigt) mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden. Entsprechend dient dieser Oberflächenabschnitt des Einspanntischs 10 dazu, die hintere Seite des Wafers W, der an dem Einspanntisch 10 platziert ist, anzusaugen, wodurch der Wafer W unter einem Saugen gehalten wird. Der Einspanntisch 10 ist in der X-Richtung durch das X-Bewegungsmittel zwischen einer Bereitstellungsposition TR in der Nähe der Kassette 30, in welcher der Wafer W geladen/entladen bezüglich des Einspanntischs 10 wird, und einer Arbeitsposition PR in der Nähe des Aufbringungsabschnitts 20 für einen Laserstrahl, in welcher der Wafer W durch einen Laserstrahl bearbeitet wird. Der Einspanntisch 10 ist auch in der X-Richtung durch das X-Bewegungsmittel beweglich. Der Einspanntisch 10 kann um eine vertikale Achse, die sich in der Z-Richtung erstreckt, durch einen Pulsmotor (Drehmechanismus) (nicht gezeigt) gedreht werden. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Einspanntisch 10 in einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel 3000 Umdrehungen/min) unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 100 drehbar.
Der Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl liegt oberhalb der Arbeitsposition PR und dient dazu, einen Laserstrahl an der vorderen Seite des Wafers W, der an dem Einspanntisch 10 gehalten wird, aufzubringen, wodurch eine laserbearbeitete Nut entlang jeder Straße L ausgebildet wird. Der Laserstrahl weist eine Absorptionswellenlänge in dem Wafer W auf. Der Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl kann in der Z-Richtung durch das Z-Bewegungsmittel bezüglich des Wafers W, der an dem Einspanntisch 10 gehalten wird, bewegt werden. Der Aufbringungsabschnitt 20 für einen Laserstrahl beinhaltet ein Oszillatormittel 21 zum Oszillieren eines Laserstrahls und ein Fokusmittel 22 zum Fokussieren des Laserstrahls, der durch das Oszillatormittel 21 oszilliert wird. In dem Oszillatormittel 21 wird die Frequenz des Laserstrahls, der oszilliert wird, geeignet entsprechend der Art des Wafers W, der Form der Bearbeitung usw. angepasst. Das Oszillatormittel 21 beinhaltet einen Laseroszillator wie einen YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) Laseroszillator und einen YVO4 (Yttrium-Vanadat) Laseroszillator. Das Fokusmittel 22 beinhaltet einen vollständig reflektierenden Spiegel zum Ändern der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls, der durch das Oszillatormittel 21 oszilliert wird, und eine Fokuslinse zum Fokussieren des durch den vollständig reflektierenden Spiegel reflektierten Laserstrahls.
Die Kassette 30 ist so ausgestaltet, dass sie mehrere Wafer W in dem Zustand aufnehmen kann, in dem jeder Wafer W durch ein haftvermittelndes Band T an einem ringförmigen Rahmen F, wie in 1 gezeigt, angebracht ist. Der Kassettenaufzug ist in dem Körper 2 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bereitgestellt, sodass dieser vertikal in der Z-Richtung beweglich ist.
Der vorläufige Absetzabschnitt 40 dient dazu, mehrere Wafer W, die aus der Kassette 30 entnommen wurden, vor einer Laserbearbeitung abzusetzen und auch vorläufig den Wafer W nach einer Laserbearbeitung abzusetzen. Insbesondere beinhaltet der temporäre Absetzabschnitt 40 ein Handhabungsmittel 41 zum Herausnehmen von einem der mehreren Wafer W aus der Kassette 30 vor einer Laserbearbeitung und auch einem Zurückgeben des Wafers W in die Kassette 30 nach einer Laserbearbeitung und ein Paar Schienen 42 zum vorläufigen Positionieren des Wafers W, der durch das Handhabungsmittel 41 gehandhabt wird, vor oder nach einer Laserbearbeitung.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner ein erstes Transfermittel 61 und ein zweites Transfermittel 62. Das erste Transfermittel 61 dient dazu, den Wafer W von dem Paar Schienen 42 zu einem Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 vor einer Laserbearbeitung zu transferieren, wobei der Schutzfilm P an dem Wafer W in dem Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 ausgebildet wird. Das zweite Transfermittel 62 dient dazu, den Wafer W von dem Einspanntisch 10 zu dem Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 nach einer Laserbearbeitung zu transferieren, wobei der Schutzfilm P von dem Wafer W in dem Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 entfernt wird. Jedes das erste und zweite Transfermittel 61 und 62 ist so ausgestaltet, dass die vordere Seite des Wafers W unter einem Saugen gehalten wird und danach den Wafer W anhebt, während dieser zu einer gewünschten Position transferiert wird.
4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration des Beschichtungs- und Reinigungsabschnitts 50 zeigt. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet der Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 einen Drehtisch (Halteabschnitt) 51 zum Halten des Wafers W vor oder nach einer Laserbearbeitung, einen elektrischen Motor 52, um den Drehtisch 51 um eine vertikale Achse zu drehen, die sich in der Z-Richtung erstreckt (siehe 1), und einen Empfangsabschnitt 53 für eine Flüssigkeit, der so bereitgestellt ist, dass der Drehtisch 51 umgeben wird. Der Drehtisch 51 beinhaltet eine scheibenförmige Vakuumeinspannung 51a, die an einem zentralen Abschnitt der Oberfläche ausgebildet ist. Die Vakuumeinspannung 51a ist aus einer porösen Keramik zum Beispiel ausgebildet und in Verbindung mit einem Saugmittel (nicht gezeigt). Entsprechend kann der Wafer W, der an dem Einspanntisch 51a des Trägertischs 51 platziert ist, unter einem Saugen gehalten werden.
Der elektrische Motor 52 weist eine Antriebsquelle 52a auf und der Drehtisch 51 ist mit einem oberen Ende der Antriebsquelle 52a verbunden. Der elektrische Motor 52 ist so ausgestaltet, dass er den Drehtisch 51 drehbar trägt. Die Drehgeschwindigkeit des elektrischen Motors 52 wird durch den Steuerungsabschnitt 100 gesteuert. Entsprechend wird der elektrische Motor 52 mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit (zum Beispiel 3000 Umdrehungen/min) unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 100 betätigt. Der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt 53 ist ringförmig in einer solchen Weise ausgebildet, dass dieser aus einer zylindrischen äußeren Wand 53a, einer zylindrischen inneren Wand 53b und einer unteren Wand 53c, welche die äußere Wand 53a und die innere Wand 53b verbindet, ausgebildet ist. Der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt 53 dient dazu, einen flüssigen Kunststoff, der zu der vorderen Seite des Wafers W beim Ausbilden des Schutzfilms P zugeführt wird, aufzunehmen und auch ein Reinigungswasser, das zu der vorderen Seite des Wafers W beim Entfernen des Schutzfilms P zugeführt wird, aufzunehmen. Die untere Wand 53c ist mit einer Ablauföffnung 53c1 ausgebildet und ein Ablaufschlauch 53d ist mit der Ablauföffnung 53c1 verbunden.
Der Beschichtungs- und Reinigungsabschnitt 50 beinhaltet ferner eine Düse 55 für flüssigen Kunststoff und eine Reinigungswasserdüse 57. Die Düse 55 für flüssigen Kunststoff dient dazu, einen wasserlöslichen, flüssigen Kunststoff auf dem Wafer W, der an dem Drehtisch 51 gehalten wird, vor einer Laserbearbeitung aufzubringen, wobei der wasserlösliche, flüssige Kunststoff an der vorderen Seite des Wafers W aufgebracht wird, um den Schutzfilm P auszubilden. Die Reinigungswasserdüse 57 dient dazu, ein Reinigungswasser auf dem Wafer W, der an dem Drehtisch 51 gehalten wird, nach einer Laserbearbeitung aufzubringen, wodurch der Schutzfilm P entfernt wird. Jede der Düsen 55 und 57 weist eine Düsenöffnung auf, die zwischen einer Arbeitsposition oberhalb des Zentrums des Trägertischs und einer zurückgezogenen Position außerhalb des äußeren Umfangs des Trägertischs 51 bewegt werden kann. Die Düse 55 für flüssigen Kunststoff ist mit einer Quelle für flüssigen Kunststoff (nicht gezeigt) verbunden, sodass der wasserlösliche flüssige Kunststoff von der Quelle für flüssigen Kunststoff durch die Düse 55 für flüssigen Kunststoff zu der vorderen Seite des Wafers W zugeführt werden kann.
Beispiele für wasserlöslichen, flüssigen Kunststoffe beinhalten PVA (Polyvinylalkohol), PEG (Polyethylenglycol), PVP (Polyvinylpyrrolidon), Polyethylenoxid, Polyethylenimin, Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose. Der zu verwendende flüssige Kunststoff hat eine Viskosität von 20 bis 400 cp. Der flüssige Kunststoff in der vorliegenden Erfindung enthält ein Absorptionsmittel, um die Absorption des Laserstrahles zu unterstützen. Beispiele für ein solches Absorptionsmittel beinhalten 4,4'-Dicarboxybenzophenon, Benzophenon-4-Carbonsäure, 2-Carboxyanthraquinon, 1,2-Naphtalindicarbonsäure, 1,8-Naphtalindicarbonsäure, 2,3-Naphtalindicarbonsäure, 2,6-Naphtalindicarbonsäure, 2,7-Naphtalindicarbonsäure, Natriumsalz, Kaliumsalz, Ammoniumsalz, quaternäres Ammoniumsalz dieser Säuren, Natriumsalz von 2,6-Anthraquinondisulfonsäure, Natriumsalz von 2,7-Anthraquinondisulfonsäure und Ferulasäure. Das Absorptionsmittel kann bei tatsächlicher Verwendung in dem flüssigen Kunststoff gelöst sein. In dem Fall, dass der Laserstrahl eine Wellenlänge von 355 nm hat, wird bevorzugt Ferulasäure als das Absorptionsmittel verwendet.
Anstelle einer solchen organischen Verbindung, die Ferulasäure beinhaltet, oder zusätzlich können feine Partikel aus Oxiden, die dazu in der Lage sind, eine Laserbearbeitung in einem ultravioletten Bereich zu beschleunigen, in einer Menge von 0,1–10 Volumenprozent des flüssigen Kunststoffs hinzugefügt werden. In diesem Fall werden die feinen Partikel aus Oxiden in dem flüssigen Kunststoff gelöst. Beispiele der Oxide, die feine Partikel ausbilden, beinhalten TiO2, ZnO, Fe2O3, CeO2, CuO, Cu2O, MgO, und SiO2. Der flüssige Kunststoff, der an der vorderen Seite des Wafers W aufgebracht wird, wird durch Trocknen ausgehärtet, wodurch der Schutzfilm P (3) zum Schützen der vorderen Seite des Wafers W ausgebildet wird. Die Reinigungswasserdüse 57 ist mit einer Quelle für Reinigungswasser (nicht gezeigt) verbunden, sodass ein Reinigungswasser (zum Beispiel reines Wasser) von der Quelle für Reinigungswasser durch die Reinigungswasserdüse 57 auf der vorderen Seite des Wafers W zugeführt werden kann, wodurch der Schutzfilm P von der vorderen Seite des Wafers W nach einer Laserbearbeitung entfernt wird
Der Bildaufnahmeabschnitt 60 beinhaltet ein optisches System wie ein Mikroskop und eine Bildgebungseinrichtung wie ein CCD (ladungsgekoppeltes Bauelement). Ein Bildsignal, das durch den Bildaufnahmeabschnitt 60 erhalten wird, wird zu dem Steuerungsabschnitt 100 übertragen. Der Steuerungsabschnitt 100 führt eine Ausrichtung in einer solchen Weise durch, dass der Einspanntisch 10 durch Antreiben eines verbundenen Pulsmotors entsprechend dem Bildsignal, das von dem Bildaufnahmeabschnitt 60 empfangen wird, bewegt wird und dadurch die Straßen L, die sich in einer ersten Richtung an dem Wafer W erstrecken, der an dem Einspanntisch 10 gehalten wird, parallel zu der Bearbeitungsrichtung (X-Richtung) ausgerichtet werden. Entsprechend werden die anderen Straßen L, die sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, parallel zu der Y-Richtung.
Die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 wird jetzt beschrieben. 5 ist eine Schnittansicht, welche die interne Konfiguration der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 zeigt. Die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 dient dazu, ein Anregungslicht α, das eine Wellenlänge aufweist (zum Beispiel 365 nm), die sich von der Bearbeitungswellenlänge (zum Beispiel 355 nm) des Laserstrahls unterscheidet, auf dem Schutzfilm P aufzubringen und danach die Intensität der Fluoreszenz β (die eine Wellenlänge von 420–430 nm zum Beispiel aufweist), die von dem Absorptionsmittel, das in dem Schutzfilm P enthalten ist, aufgrund eines Aufbringens des Anregungslichts α emittiert wird, zu detektieren Informationen über die Intensität der Fluoreszenz β, die durch die Fluoreszenzdetektionseinheit 21 detektiert werden, wird zu dem Steuerungsabschnitt 100 übertragen. Danach bestimmt der Steuerungsabschnitt 100 den Ausbildungszustand (Vorhandensein oder Nichtvorhandensein) des Schutzfilms P an dem Wafer W.
Wie in 5 gezeigt, beinhaltet die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 ein Gehäuse 42, einen Photomultiplier (Lichtdetektionsabschnitt) 73, einen Filter, der Fluoreszenz passieren lässt, (Filter) 74, einen Aufbringungsabschnitt 75 für Anregungslicht und einen Reflexionsspiegel 76, wobei alle diese Komponenten 73, 74, 75 und 76 in dem Gehäuse 72 montiert sind. Das Gehäuse 72 bildet die äußere Form der Fluoreszenzdetektionseinheit 71. Das Gehäuse 72 ist aus einem Fixierungselement 77 für ein Rohr, einem Fixierungselement 78 für einen Spiegel und einem Verbindungselement 79 zum Verbinden des Fixierungselements 77 für ein Rohr und des Fixierungselements 78 für einen Spiegel ausgebildet, wobei diese Elemente 77, 78, und 79 in der Z-Richtung (vertikale Richtung) gestapelt sind. Das Fixierungselement 77 für ein Rohr liegt an dem oberen Abschnitt des Gehäuses 72 und weist einen inneren Raum 77a zum Aufnehmen des Photomultipliers 73 auf. D. h., dass der Photomultiplier 73 teilweise in den inneren Raum 77a des Fixierungselements 77 für ein Rohr von einer Seitenoberfläche davon eingeführt ist. Das Fixierungselement 77 für Rohr weist einen unteren Abschnitt gegenüber dem Verbindungselement 79 auf. Der untere Abschnitt des Fixierungselements 77 für ein Rohr ist mit einer ersten Hoffnung 77b, die mit dem inneren Raum 77a verbunden ist, ausgebildet. Die erste Öffnung 77b ist an einem Zentrum des unteren Abschnitts des Fixierungsverfahrens 77 für ein Rohr ausgebildet und weist einen Durchmesser auf, der graduell zu dem Verbindungselement 79 erhöht ist.
Der Photomultiplier 73 ist ein hochsensitiver Fotodetektor, der eine Funktion eines Konvertierens von optischer Energie in elektrische Energie unter Verwendung des fotoelektrischen Effekts aufweist und auch eine Funktion einer Verstärkung eines elektrischen Stroms (Elektronenmultiplikation) aufweist. Der Photomultiplier 73 beinhaltet ein Glasrohr 73a zum Definieren eines Vakuumbereichs und ein Lichtdetektionselement 73b, das in diesem Vakuumbereich zum Detektieren von Fotoelektronen (Photonen) bereitgestellt ist. Das Lichtdetektionselement 73b ist dazu angepasst, die Fotoelektronen der Fluoreszenz β, zu detektieren, die durch das Glasrohr 73a gelaufen sind. Die detektierten Fotoelektronen kollidieren miteinander, sodass sequenziell sekundäre Elektronen produziert werden und dadurch ein elektrischer Strom verstärkt wird. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein Modell R9110P, das durch Hamamatsu Photonics K. K. hergestellt ist, als der Photomultiplier 73 angepasst.
Das Verbindungselement 79 weist eine zweite Öffnung 79a in Verbindung mit der ersten Öffnung 77b des Fixierungselements 77 für ein Rohr auf. Ähnlich zu der ersten Öffnung 77b weist die zweite Öffnung 79a einen Durchmesser graduell vergrößert zu dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel auf. Das obere Ende der zweiten Öffnung 79a ist in seinem Durchmesser kleiner als das untere Ende der ersten Öffnung 77b. Der Filter 74, der Fluoreszenz durchlässt, liegt an der oberen Oberfläche des Verbindungselements 79, sodass das obere Ende der zweiten Öffnung 79a abgedeckt ist. Der Filter 74, der Fluoreszenz durchlässt, dient dazu nur Fluoreszenz β, die von dem Absorptionsmittel emittiert wird, durchzulassen, und entfernt entsprechend Licht, das Wellenlängen aufweist, die sich von den Wellenlängen der Fluoreszenz β unterscheiden. Entsprechend, sogar wenn ein Teil des Anregungslichts α gestreut wird, sodass es in die zweite Öffnung 79k eintritt, kann das Anregungslicht α, das gestreut wird, durch den Filter 74, der Fluoreszenz durchlässt, entfernt werden.
Das Fixierungselement 78 für einen Spiegel ist ein zylindrisches Element, in welchem ein Teil des Aufbringungsabschnitts 75 für Anregungslicht und der Reflexionsspiegel 76 fixiert sind. Der Aufbringungsabschnitt 75 für Anregungslicht dient dazu, Anregungslicht α, dass eine Absorptionswellenlänge (zum Beispiel 375 nm) aufweist, auf dem Absorptionsmittel, das in dem Schutzfilm P enthalten ist, in einem Zielbereich an dem Schutzfilm P aufzubringen. Der auf Aufbringungsabschnitt 75 für Anregungslicht beinhaltet eine LED (Licht emittierende Diode) (nicht gezeigt) als eine Lichtquelle, die außerhalb des Gehäuses 75 bereitgestellt ist, ein erster Lichtführungsabschnitt 80 zum Führen des Anregungslichts α, das von der LED zu dem Inneren des Gehäuses 72 emittiert wurde, und einen zweiten Lichtführungsabschnitt 81 zum Führen des Anregungslichts α, das in das Gehäuse 72 durch den ersten Lichtführungsabschnitt 80 geführt wurde, zu dem Schutzfilm P. Der erste Lichtführungsabschnitt 80 weist ein Halteelement 82 für einen ersten Spiegel auf, der an der äußeren umfänglichen Oberfläche des Fixierungselements 78 fixiert ist. Ein erster Spiegel 83 ist in dem Inneren des ersten Halteelements 82 für einen Spiegel bereitgestellt, sodass dieser das Anregungslicht α, das von der hinteren Seite der Blattebene aus 5 emittiert wird, und dann das Anregungslicht α in das Fixierungselement 78 für einen Spiegel führt (das Gehäuse 72). Die obere und untere Oberfläche des ersten Spiegels 83 werden durch ein paar Halteelemente 84 gehalten. Eine Betätigungsschraube 85 ist mit jedem Halteelement 84 verbunden, wobei die Betätigungsschraube 85 gedreht wird, um dadurch die Drehung des ersten Spiegels 83 um die Achse der Betätigungsschraube 85 zu ermöglichen.
Der zweite Lichtführungsabschnitt 81 beinhaltet ein Halteelement 86 für einen zweiten Spiegel, der in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel fixiert ist, und ein Lichtführungsrohr 87 zum Verbinden des Halteelements 86 für einen zweiten Spiegel und des Halteelements 82 für einen ersten Spiegel. Ein Filter 88, der ein Anregungslicht durchlässt, ist an dem Einlass des Lichtführungsrohrs 87 bereitgestellt und eine Fokuslinse 79 ist an dem Auslass des Lichtführungsrohrs 87 bereitgestellt. Ein zweiter Spiegel 90 ist in dem Inneren des Halteelements 86 für einen zweiten Spiegel bereitgestellt, um das Anregungslicht α, das durch die Fokuslinse 89 gelaufen ist, zu reflektieren und danach das Anregungslicht α zu dem Schutzfilm P zu führen. Obwohl nicht gezeigt, werden die gegenüberliegenden Seitenoberflächen des zweiten Spiegels 90, wenn in der Richtung senkrecht zu der blattebene von 5 betrachtet, durch ein Paar Halteelemente gehalten. Eine Betätigungsschraube ist mit jedem Halteelement verbunden, wobei diese Betätigungsschraube gedreht wird, um dadurch eine Drehung des zweiten Spiegels 90 um die Achse dieser Betätigungsschraube zu ermöglichen. Mit dieser Anordnung können der erste Spiegel 83 und der zweite Spiegel 90 in ihrem Winkel angepasst werden, um dadurch die Anpassung einer Position des Anregungslichts α, das auf dem Schutzfilm P aufgebracht werden soll, zu ermöglichen.
Das Halteelement 86 für einen zweiten Spiegel liegt zwischen dem Filter 74, der eine Fluoreszenz durchlässt, und dem Zielbereich des Schutzfilms P. Mit dieser Anordnung kann das Anregungslicht α, das durch das Halteelement 86 für einen zweiten Spiegel auf dem Schutzfilm P aufgebracht wird, zuverlässig durch den Filter 74 der eine Fluoreszenz durchlässt, entfernt werden. Das Halteelement 86 für einen zweiten Spiegel weist eine äußere umfängliche Oberfläche auf, von der mehrere (zum Beispiel vier) Armabschnitte 86a radial nach außen hervorstehenden. Diese Armabschnitte 86a sind zwischen dem Reflexionsspiegel 76 und einem Abstandshalter 91, der in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel bereitgestellt ist, von zwei Seiten umgeben, wobei das Halteelement 86 für einen zweiten Spiegel in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel fixiert ist. Ein Positionierungsring 92 ist in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel an einem oberen Abschnitt davon bereitgestellt, sodass es an die innere Oberfläche davon angepasst werden kann. Insbesondere ist ein äußerer Gewindeabschnitt 92a an der äußeren umfänglichen Oberfläche des Positionierungsrings 92 ausgebildet und ein innerer Gewindeabschnitt 78a ist an der inneren Oberfläche des Fixierungselements 78 für einen Spiegel ausgebildet, wobei der äußere Gewindeabschnitt 92a des Positionierungsrings 92 mit dem inneren Gewindeabschnitt 78a des Fixierungselements 78 für einen Spiegel in Eingriff ist. Indem der Positionierungsring 92 so in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel montiert ist, ist die Höhe (vertikale Position) des Positionierungsrings 92 in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel bestimmt, sodass die Höhe (vertikale Position) des Abstandshalters 91, der gegen den Positionierungsring 92 anliegt, auch bestimmt ist. Der Positionierungsring 92 weist eine verjüngte innere umfängliche Oberfläche 92b auf, deren Durchmesser zu dem Abstandshalter 91 ähnlich zu der ersten Öffnung 77b in der zweiten Öffnung 79a vergrößert ist. D. h., dass die innere umfängliche Oberfläche 92b des Positionierungsrings 92 eine verjüngte Öffnung ähnlich zu der ersten Öffnung 77b und der zweiten Öffnung 79a ausbildet. Das obere Ende dieser verjüngten Öffnung, die durch die innere umfängliche Oberfläche 92b ausgebildet ist, ist in ihrem Durchmesser kleiner als das untere Ende der zweiten Öffnung 79a.
Ferner ist ein Trägerelement 93 für einen Spiegel zum Tragen des Reflexionsspiegels 76 an der inneren Oberfläche des Fixierungselements 78 für einen Spiegel an einem unteren Abschnitt davon montiert. Das Trägerelement 93 für einen Spiegel weist einen zylindrischen Abschnitt 93a auf, der sich nach oben erstreckt, wobei ein äußerer Gewindeabschnitt 93b an der äußeren umfänglichen Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 93a ausgebildet ist. Andererseits ist ein innerer Gewindeabschnitt 78b an der inneren Oberfläche des unteren Abschnitts des Fixierungselements 78 für einen Spiegel ausgebildet. Der äußere Gewindeabschnitt 93b des Trägerelements 93 für einen Spiegel ist mit dem inneren Gewindeabschnitt 78b des Fixierungselements 78 für einen Spiegel in Eingriff. Indem der äußere Gewindeabschnitt 93B des Trägerelements 93 für einen Spiegel bezüglich des inneren Gewindeabschnitts 78b des Fixierungselements 78 für einen Spiegel angezogen wird, wird das Trägerelement 93 für einen Spiegel vertikal relativ zu dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel bewegt. Entsprechend liegt ein Kompressions-Gummi-Ring 94, der an der inneren Oberfläche des Trägerelements 93 für einen Spiegel bereitgestellt ist, gegen die äußere umfängliche Oberfläche 76b des Reflexionsspiegels 76 an und drückt ihn in einem komprimierten Zustand nach oben. Als ein Ergebnis werden die Armabschnitte 86a des Halteelements 86 für einen zweiten Spiegel fest zwischen dem oberen Ende des Reflexionsspiegels 76 und dem unteren Ende des Abstandhalters 91 gehalten, sodass das Halteelement 86 für einen zweiten Spiegel in dem Fixierungselement 78 für einen Spiegel fixiert ist.
In dem Zustand, in dem der Reflexionsspiegel 78 in dem Gehäuse 72 montiert ist, fällt der äußere Durchmesser des Reflexionsspiegels 76 im Wesentlichen mit dem inneren Durchmesser des Kompressions-Gummi-Rings 94, der in das Trägerelement 93 für einen Spiegel gesetzt ist, zusammen. Der Reflexionsspiegel 76 wird direkt oder durch den Kompression-Gummi-Ring 94 an dem Trägerelement 93 für einen Spiegel getragen. Entsprechend weist der Reflexionsspiegel 76 einen äußeren Durchmesser entsprechend dem inneren Durchmesser des Trägerelements 93 für einen Spiegel oder entsprechend dem inneren Durchmesser des Kompression-Gummi-Rings 94, der an dem Trägerelement 93 für einen Spiegel gesetzt ist, auf.
Die innere umfängliche Oberfläche des Reflexionsspiegels 76 ist als eine Reflexionsoberfläche 76a ausgebildet. Wie in 6 gezeigt, ist die Reflexionsoberfläche 76a durch einen Teil einer gekrümmten Oberfläche, die ein Rotationsellipsoid ausbildet, ausgebildet. Das Rotationsellipsoid ist durch Drehen einer Ellipse K, die eine Hauptachse A, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und eine Nebenachse B aufweist, die senkrecht zu der Hauptachse A ist, wobei die Ellipse K um die Hauptachse A gedreht wird, um dadurch das Rotationsellipsoid auszubilden, ausgebildet. Es ist bekannt, dass eine Ellipse zwei Fokusse aufweist und das Licht, das von einem der zwei Fokusse emittiert wird, an der Ellipse reflektiert wird, sodass der andere Fokus erreicht wird.
Wie in 6 gezeigt, weist die Ellipse K, die das Rotationsellipsoid ausbildet, zwei Fokusse F1 und F2 (einen ersten Fokus F1 einen zweiten Fokus F2) auf. Der Photomultiplier 73 ist so montiert, dass das Lichtdetektionselement 73b des Photomultipliers an dem zweiten Fokus F2 (dem anderen Fokus) positioniert ist. Andererseits ist der Zielbereich an dem Schutzfilm P, an dem das Anregungslicht α aufzubringen ist, an dem ersten Fokus F1 positioniert (einem der zwei Fokusse). Die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 kann in ihrer vertikalen Position bezüglich dem Schutzfilm P, der an dem Wafer W ausgebildet ist, durch eine Betätigung eines geeigneten Mechanismus (nicht gezeigt) angepasst werden. D. h., dass die vertikale Position der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 so angepasst ist, dass der erste Fokus F1 an der oberen Oberfläche des Schutzfilms P positioniert ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der bewegliche Abstand der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 oder der Abstand H zwischen der oberen Oberfläche des Schutzfilms P, an welchem der erste Fokus F1 positioniert ist, und dem unteren Ende der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 auf 2,5 mm gesetzt. In diesem Fall ist der Punktdurchmesser des Anregungslichts α, das auf dem Schutzfilm P aufgebracht wird, zum Beispiel 0,6 mm.
Mit dieser Konfiguration wird das Anregungslicht α auf dem Schutzfilm P, der an dem ersten Fokus F1, wie in 5 gezeigt, positioniert ist, aufgebracht. Als ein Ergebnis wird die Fluoreszenz β von dem Absorptionsmittel, das in dem Schutzfilm P enthalten ist, aufgrund der Absorption des Anregungslichts α emittiert. Die Fluoreszenz β wird an der Reflexionsoberfläche 76a als ein Teil des Rotationsellipsoids reflektiert und danach zu dem zweiten Fokus F2 konvergiert. Als ein Ergebnis wird die Fluoreszenz β durch das Lichtdetektionselement 73b detektiert, das an dem zweiten Fokus F2 positioniert ist. Entsprechend kann die Fluoreszenz β, die von dem Absorptionsmittel emittiert wird, effizient durch die Reflexionsoberfläche 76a zu dem Lichtdetektionselement 73b, das an dem zweiten Fokus F2 positioniert ist, geführt werden, wodurch eine Reduktion einer leichten Fluoreszenz reduziert wird. Ferner, da das Lichtdetektionselement 73b an dem zweiten Fokus F2 positioniert ist, kann der Ausbildungszustand des Schutzfilms P präzise unter Verwendung von Fluoreszenz detektiert werden, sogar wenn diese eine geringe Intensität aufweist. Zusätzlich kann die Detektion des Schutzfilms P an dem Wafer W schnell durchgeführt werden.
Ferner liegt die Lichtquelle, die in dem Aufbringungsabschnitt 75 für Anregungslicht beinhaltet ist, außerhalb des Gehäuses 72. Entsprechend kann eine Temperaturerhöhung (Temperaturschwankungen) in dem Inneren des Gehäuses 72 und an der Reflexionsoberfläche 76a des Reflexionsspiegels 76 unterdrückt werden, sodass eine Belastung auf die Reflexionsoberfläche 76a aufgrund einer Temperaturerhöhung unterdrückt werden kann und die Fluoreszenz β akkurat zu dem Lichtdetektionselement 73b reflektiert werden kann.
Ein spezifisches Detektionsverfahren für die Fluoreszenz wird jetzt beschrieben. Der Wafer W, der den Schutzfilm P aufweist, wird an dem Einspanntisch 10 gehalten und die Höhe der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 wird angepasst, sodass der erste Fokus F1 an der oberen Oberfläche des Schutzfilms P positioniert ist. In diesem Zustand wird der Einspanntisch 10 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht (zum Beispiel 3000 Umdrehungen/min) um dadurch den Wafer W in einer vorbestimmten Richtung zu drehen (in der Richtung, die durch einen Pfeil R in 7 gezeigt ist). Danach wird Anregungslicht α kontinuierlich von der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 zu dem Schutzfilm P des Wafers W aufgebracht. Gleichzeitig, wie in 7 gezeigt, wird der Einspanntisch 10 (1) bewegt, sodass die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 relativ von dem Umfang des Wafers W zu dem Zentrum davon in einer radialen Richtung (in der Richtung, die durch einen Pfeil Kur in 7 gezeigt ist) bewegt wird. Als ein Ergebnis folgt die Fluoreszenzdetektionseinheit einer Spirale von dem Umfang des Wafers zu dem Zentrum.
Dieser Spiralpfad wird als eine archimedische Spirale bezeichnet, die durch r = aθ beschrieben wird, wobei r der Abstand von dem Zentrum und θ der Drehwinkel in einem Polarkoordinatensystem ist. Ferner können die Polarkoordinaten in x = aθcosθ and y = aθsinθ konvertiert werden. Auf dieser Basis wird angenommen, dass die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird. Die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 wird mit einem Referenzwert gestartet, der in einer Bandsperre gesetzt ist, und wird danach mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Entsprechend, durch Verwenden des Drehwinkels von dem Start des Einspanntischs 10 (Wafer W), kann die X und Y Position an dem Wafer W unter Verwendung der Umwandlung von den Polarkoordinaten berechnet werden. Zum Beispiel ist unter der Annahme, dass der Radius des Wafers W 150 mm ist, dass die Strahlgröße des Anregungslichts 300 μm ist, und dass die gesamte Oberfläche des Wafers W der Detektion ausgesetzt wird, die benötigte Anzahl der Umdrehungen des Wafers W 500, d. h., dass der Drehwinkel 180.000° ist. In diesem Fall wird die archimedische Spirale durch r = 150θ/180.000 ausgedrückt.
Die Detektion des Drehwinkels kann ferner unter Verwendung eines Drehencoders zum Beispiel realisiert werden. Ferner kann der Zeitpunkt der Datenaufnahme auf einen Abstand gleich der Strahlgröße gesetzt werden. Beim Durchführen der Datenaufnahme wird zum Beispiel ein Grenzwert von 20.000 Zählungen für die Detektion der Fluoreszenz gesetzt. Nur wenn der Zählwert, der durch den Drehencoder erhalten wird, weniger als 20.000 Zählungen ist, wird dieser Zählwert gelesen und als NG in einem Speicher gespeichert. Beim Anzeigen der Ergebnisse der Detektion wird ein Gitter (zum Beispiel 1 mm Gitterabstand) an einer 300 mm Wafer-Karte mit einer vorbestimmten Anzeigeauflösung ausgebildet. Ein NG-Bereich auf der Wafer-Karte, an welcher der Zählwert weniger als der Grenzwert sind, wird eingefärbt, sodass die Anzahl der NGs gesehen werden kann.
Beim Bestimmen des Ausbildungszustands des Schutzfilms P kann eine Binärtechnik angewendet werden. In dem Fall von 7 ist ein Zählwert von 20.000 vorher als ein Grenzwert gesetzt worden und einen Zählwert entsprechend der Fluoreszenzintensität an jeder Position wird mit dem Grenzwert verglichen. Beim binären Darstellen der Fluoreszenzintensität der gesamten Oberfläche des Wafers W können die folgenden Verfahren angepasst werden.

(1) Die Entsprechung zwischen einer Detektionsposition und einer Fluoreszenzintensität wird in einem Speicher gespeichert und die Fluoreszenzintensität der gesamten Oberfläche des Wafers W wird dann erhalten. Danach wird die Fluoreszenzintensität, die erhalten wurde, mit dem Grenzwert verglichen.
(2) Jedes Mal, wenn die Fluoreszenzintensität an einem Detektionspunkt erhalten wurde, wird die Fluoreszenzintensität, die erhalten wurde, mit dem Grenzwert verglichen. Ferner wird entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs bestimmt, ob der Schutzfilm P geeignet ausgebildet wurde oder nicht. Wenn der Schutzfilm P nicht geeignet ausgebildet wurde, wird die entsprechende Detektionsposition in dem Speicher gespeichert. In diesem Fall ist die Datenmenge, die zu verarbeiten ist, klein, sodass eine Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Ferner kann die Verteilung von beschichteten und unbeschichteten Abschnitten des Schutzfilms P entsprechend den Detektionspositionen an der gesamten Oberfläche des Wafers W verarbeitet werden, in denen der Schutzfilm P nicht geeignet ausgebildet ist.

Der unbeschichtete Abschnitt, an dem der Zählwert weniger als der Grenzwert ist, kann durch eine erste Farbe angedeutet werden und der beschichtete Abschnitt, an dem der Zählwert größer als der Grenzwert ist, kann durch eine zweite Farbe, die sich von der ersten Farbe unterscheidet, angedeutet werden. In diesem Fall können diese beschichteten und unbeschichteten Abschnitte, die unterschiedlich gefärbt sind, durch einen Anzeigeabschnitt, der in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 enthalten ist, angezeigt werden. Ferner können die Bereiche der einzelnen und beschichteten Abschnitte und die Anzahl der einzelnen unbeschichteten Abschnitte durch ein Histogramm (Frequenzverteilungsgraph) entsprechend den binären Daten dargestellt werden. Entsprechend diesem Histogramm kann eine benötigte Weiterverarbeitung ausgewählt werden. Zum Beispiel können in der nächsten Bearbeitung nur unbeschichtete Abschnitte wieder beschichtet werden oder des Schutzfilms kann durch die Reinigung entfernt werden, um die gesamte Oberfläche des Wafers W erneut zu beschichteten. In diesem Fall, wenn der Bereich von jedem unbeschichteten Abschnitt groß ist und die Anzahl der unbeschichteten Abschnitte klein ist, können nur die unbeschichteten Abschnitte erneut beschichtet werden. Im Gegensatz dazu, wenn der Bereich von jedem unbeschichteten Abschnitt klein ist und die Anzahl der unbeschichteten Abschnitte groß ist, kann der Schutzfilm durch Reinigung entfernt werden. Ferner kann ein Wert der Abdeckung des Schutzfilms P bestimmt werden. Wenn der Wert der Abdeckung als weniger als ein vorbestimmter Wert der Abdeckung bestimmt wurde, kann der Wafer W gereinigt werden, um den Schutzfilm P zu entfernen, und der flüssige Kunststoff kann erneut über die gesamte Oberfläche des Wafers W aufgebracht werden.
In dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Einspanntisch 10 um seine Achse (θ-Drehung) gedreht und gleichzeitig in der X-Richtung relativ zu der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 bewegt. Als eine Modifikation kann die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 in der X-Richtung oder in der Y-Richtung relativ zu dem Einspanntisch 10 bewegt werden. Ferner, während die Fluoreszenzdetektionseinheit relativ von dem Umfang des Wafers W zu dem Zentrum davon in der obigen bevorzugten Ausführungsform bewegt wird, kann die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 relativ von dem Zentrum des Wafers zu dem Umfang davon bewegt werden.
Mit der obigen Konfiguration kann der Ausbildungszustand des Schutzfilms P an dem Wafer 10 einfach detektiert werden. Entsprechend dem Experiment durch den vorliegenden Erfinder konnte der Ausbildungszustand des Schutzfilms P an dem Wafer W, der einen Durchmesser von 300 mm aufweist, in einer kurzen Zeit von ungefähr 30–40 Sekunden detektiert werden. In diesem Fall wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspanntischs 10 vorzugsweise mit der Detektionsposition, die sich dem Umfang des Wafers W nähert, abgesenkt. Entsprechend, sogar wenn die Abtastintervalle an dem zentralen Abschnitt des Wafers W gleich zu denen des umfänglichen Abschnitts des Wafers W sind, kann ein Abtasten mit einem vorbestimmten Abstand der Positionen durchgeführt werden. Die Abtastintervalle können geeignet mit einer gewünschten Genauigkeit gewählt werden.
8–10 sind Grafen, welche die Ergebnisse der Detektion des Ausbildungszustands des Schutzfilms P unter Verwendung der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 zeigen. 8 zeigt den Ausbildungszustand, der in dem Fall detektiert wurde, dass der Schutzfilm P an einem Wafer ausgebildet ist, der Bauelemente an der vorderen Seite ausgebildet aufweist. 9 zeigt den Ausbildungszustand, der in dem Fall detektiert wurde, in dem der Schutzfilm P an einem Spiegelwafer aus Silizium ausgebildet ist. 10 zeigt den Ausbildungszustand, der in dem Fall detektiert wurde, dass der Schutzfilm P an einem Wafer, der Erhöhungen (Elektroden aufweist), die an der vorderen Seite bereitgestellt sind, ausgebildet ist.
In 8–10 ist der Ausbildungszustand des Schutzfilms P entsprechend der gemessenen Anzahl sekundärer Elektronen, die durch die Fotoelektronen (Photonen) der Fluoreszenz, die von dem Schutzfilm P emittiert wird, generiert werden, bestimmt. Wie in 8–10 gezeigt, ist die gemessene Anzahl von Fotoelektronen (Photonen) an den beschichteten Abschnitten des Schutzfilms P groß, wohingegen die gemessene Anzahl von Fotoelektronen (Photonen) an den unbeschichteten Abschnitten des Schutzfilms P klein ist. Folglich kann der ausgebildete Zustand des Schutzfilms P mit hoher Genauigkeit entsprechend dem Kontrast zwischen den beschichteten Abschnitten und den unbeschichteten Abschnitten des Schutzfilms P detektiert werden.
In dem Fall, dass die unbeschichteten Abschnitte aufgrund der Anwesenheit von Blasen oder dergleichen entsprechend dem Ergebnis der Detektion des Ausbildungszustands des Schutzfilms P detektiert werden, können nur unbeschichtete Abschnitte wiederholt mit dem flüssigen Kunststoff beschichtet werden. Alternativ kann der Schutzfilm P durch Reinigung entfernt werden und die gesamte Oberfläche W des Wafers kann wiederholt mit dem flüssigen Kunststoff beschichtet werden.
11 ist ein schematisches Diagramm, dass die Konfiguration einer Fluoreszenzselektionseinheit 110 entsprechend einer Modifikation der obigen bevorzugten Ausführungsform zeigt. In dieser Modifikation werden die gleichen Teile wie die in 5 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung davon wird ausgelassen. Während die Fokuslinse 89 zwischen dem ersten Spiegel und 83 und dem zweiten Spiegel 90 in der Fluoreszenzdetektionseinheit 71 eingefügt ist, ist die Fokuslinse 89 in der Fluoreszenzdetektionseinheit 110 zwischen dem zweiten Spiegel 90 und dem Zielbereich des Schutzfilms P, wie in 11 gezeigt, eingefügt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Modifikation zeigt, wobei die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 (110) an einem Aufbringungsabschnitt 120 für einen Laserstrahl montiert ist. In der obigen bevorzugten Ausführungsform ist die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 an dem Trägerabschnitt 3 des Körpers 2 montiert, wobei der Trägerabschnitt 3 so ausgebildet ist, dass dieser sich oberhalb des Bewegungspfads des Einspanntischs 10 erstreckt. In dieser Modifikation ist die Fluoreszenzdetektionseinheit 71 (110) an dem Aufbringungsabschnitt 120 für einen Laserstrahl, wie in 12 gezeigt, montiert. In dieser Konfiguration, die in 12 gezeigt ist, kann der Ausbildungszustand des Schutzfilms P (3) nicht über die gesamte Oberfläche des Wafers W detektiert werden, sondern kann partiell detektiert werden. Jedoch kann der Ausbildungszustand des Schutzfilms P entlang der Straßen L, die bearbeitet werden sollen, detektiert werden, während ein Laserstrahl auf dem Wafer W entlang der Straßen L aufgebracht wird, wodurch eine bearbeitete Nut E entlang jeder Straße L, wie in 12 gezeigt, auf ausgebildet wird.
Als eine andere Modifikation kann die Fluoreszenzselektionseinheit beweglich oberhalb des Trägertischs 51 des Beschichtungs- und Reinigungsabschnitts 50 montiert werden, sodass der Ausbildungszustand des Schutzfilms P an dem Wafer W, der an dem Drehtisch 51 gehalten wird, detektiert werden kann. In diesem Fall, wenn unbeschichtete Abschnitte des Schutzfilms P detektiert werden, kann der flüssige Kunststoff nur an unbeschichteten Abschnitten aufgebracht werden oder kann an der gesamten Oberfläche des Wafers W nach einem Entfernen des Schutzfilms P in dem Zustand, in dem der Wafer W an dem Drehtisch 51 gehalten ist, aufgebracht werden.
Ferner wird der Ausbildungszustand des Schutzfilms P durch ein Detektieren des Vorhandenseins oder des Nichtvorhandenseins des Schutzfilms P in der oben genannten bevorzugten Ausführungsform detektiert. Als eine Modifikation kann auch die Dicke des Schutzfilms P detektiert werden. Zum Beispiel kann eine vorbestimmte Anzahl von Photonen entsprechend einer vorbestimmten Filmdicke vorher gesetzt sein. Wenn die gemessene Anzahl von Photonen größer als die vorbestimmte Anzahl Photonen ist, bestimmt der Steuerungsabschnitt 100, dass der Ausbildungszustand des Schutzfilms P gut ist. In diesem Fall werden mehrere Wafer W, die einen Schutzfilm P mit unterschiedlicher Dicke aufweisen, vorbereitet und ein Anregungslicht α wird auf dem Wafer W (Schutzfilm P) aufgebracht, um die Fluoreszenz β für jeden Wafer zu detektieren, wodurch die Anzahl der Photonen entsprechend der Dicke für jeden Schutzfilm P gesetzt wird (Vorbereitungsschritt). Danach wird Anregungslicht α auf dem Schutzfilm P, der eine unbekannte Dicke aufweist, um die Fluoreszenz β zu detektieren, aufgebracht. Danach wird die Dicke des Schutzfilms P von der Anzahl der Photonen der Fluoreszenz β geschätzt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, werden dadurch durch die Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-104532 [0002]

Claims

Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zum Detektieren, ob ein Schutzfilm geeignet an einer vorderen Seite eines Werkstücks ausgebildet ist oder nicht, unter Verwendung einer Fluoreszenz, die von dem Schutzfilm emittiert wird, wobei der Schutzfilm ausgebildet ist, um die vordere Seite des Werkstücks vor einem Bearbeitungsstaub zu schützen, der beim Aufbringen eines Laserstrahls auf der vorderen Seite des Werkstücks, um das Werkstück zu bearbeiten, generiert wird, wobei der Schutzfilm aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der ein Absorptionsmittel enthält, das geeignet ist, den Laserstrahl zu absorbieren, wobei die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung umfasst: einen Halteabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, das Werkstück zu halten; und ein Lichtdetektionsmittel zum Detektieren von Fluoreszenz, die von dem Schutzfilm emittiert wird, um dadurch den Ausbildungszustand des Schutzfilms zu detektieren; wobei das Lichtdetektionsmittel beinhaltet einen Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht, der dazu ausgestaltet ist, Anregungslicht auf dem Schutzfilm aufzubringen, wobei das Anregungslicht eine Absorptionswellenlänge in dem Absorptionsmittel aufweist, das in dem Schutzfilm enthalten ist, einen Lichtdetektionsabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, die Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel aufgrund der Absorption des Anregungslichts emittiert wird, zu detektieren, einen Filter zum Entfernen von Licht, das Wellenlängen aufweist, sie sich von denen der Fluoreszenz, die von dem Absorptionsmittel emittiert wird, unterscheiden, und einen Reflexionsspiegel, der eine Reflexionsoberfläche zum Reflektieren der Fluoreszenz aufweist, die von dem Schutzfilm zu dem Lichtdetektionsabschnitt emittiert wird; wobei die Reflexionsoberfläche durch einen Teil einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist, die ein Rotationsellipsoid ausbildet, das zwei Fokusse aufweist, wobei einer der zwei Fokusse an einem Zielbereich des Schutzfilms positioniert ist, an dem das Anregungslicht aufgebracht wird; wohingegen der andere Fokus an dem Lichtdetektionsabschnitt positioniert ist.
Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtdetektionsabschnitt einen Photomultiplier beinhaltet.
Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht zwischen dem Zielbereich des Schutzfilms und dem Filter bereitgestellt ist.
Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halteabschnitt auch beim Durchführen einer Laserbearbeitung an dem Werkstück verwendet wird.
Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtdetektionsmittel ferner ein Gehäuse zum Aufnehmen von allen von dem Aufbringungsabschnitt für Anregungslicht, dem Lichtdetektionsabschnitt, dem Filter und dem Reflexionsspiegel aufweist.