JP2022117055A - Device and method for detecting cracks - Google Patents

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龍太郎 永井
Ryutaro Nagai
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Abstract

To provide a device and a method for detecting cracks which can suppress an influence of unevenness in reflection rates that is generated by a surface property of a workpiece and accurately detect a position of a crack formed inside the workpiece.SOLUTION: A device for detecting cracks comprises: a light source part for emitting detection light along a main optical axis; an objective lens that has a lens optical axis coaxial to the main optical axis and condenses the detection light emitted from the light source part to an inside of a workpiece by making the detection light incident from an upper surface side of the workpiece; prior measurement means that detects reflected light from an undersurface of the workpiece by obliquely illuminating the workpiece before a crack is formed inside the workpiece and obtains a prior measurement value of the reflected light; main measurement means that detects reflected light from the workpiece by obliquely illuminating the workpiece after the crack is formed inside the workpiece and obtains a main measurement value of the reflected light; and crack detection means that corrects the main measurement value using the prior measurement value and detects depth of the crack formed inside the workpiece.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は亀裂検出装置及び方法に係り、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを非破壊で検出する亀裂検出装置及び方法に関する。 The present invention relates to a crack detection device and method, and more particularly to a crack detection device and method for non-destructively detecting the crack depth of a crack formed inside a workpiece.

従来、半導体ウェーハ等の被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を分割予定ラインに沿って照射し、分割予定ラインに沿って被加工物内部に切断の起点となるレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置(レーザダイシング装置ともいう。)が知られている。レーザ加工領域が形成された被加工物は、その後、エキスパンド又はブレーキングといった割断プロセスによって分割予定ラインで割断されて個々のチップに分断される(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a laser beam is irradiated along a planned division line with a focal point aligned inside a workpiece such as a semiconductor wafer, and a laser processing area that serves as a starting point for cutting is formed inside the workpiece along the planned division line. A laser processing apparatus (also referred to as a laser dicing apparatus) for forming is known. The workpiece on which the laser-processed region is formed is then split along splitting lines by a splitting process such as expanding or breaking into individual chips (see, for example, Patent Document 1).

ところで、レーザ加工装置により被加工物にレーザ加工領域を形成すると、レーザ加工領域から被加工物の厚さ方向に亀裂(クラック)が伸展する。被加工物の内部に形成された亀裂は、被加工物を分断する際の起点となるため、その亀裂の伸展度合いが被加工物の分断後のチップの品質に影響を与える。 By the way, when a laser processing area is formed in a workpiece by a laser processing apparatus, a crack extends from the laser processing area in the thickness direction of the workpiece. A crack formed inside the workpiece serves as a starting point for cutting the workpiece, and therefore the degree of extension of the crack affects the quality of chips after cutting the workpiece.

このため、レーザ加工装置によりレーザ加工領域を形成した後、割断プロセスの前において、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出することにより、割断プロセスにおけるチップへの分断の良否を予測することが可能となる。 For this reason, after forming a laser processing region with a laser processing device and before the cutting process, by detecting the crack depth of the crack formed inside the workpiece, the quality of the division into chips in the cutting process can be determined. can be predicted.

特許文献1には、被加工物に対して検出光を偏射照明して、被加工物からの反射光を受光することにより、被加工物の内部に形成された亀裂の深さを検出する亀裂検出装置が開示されている。 In Patent Document 1, the depth of a crack formed inside the workpiece is detected by illuminating the workpiece with polarized detection light and receiving the reflected light from the workpiece. A crack detection device is disclosed.

特開2017-133997号公報JP 2017-133997 A

特許文献1に記載の亀裂検出装置は、被加工物に検出光を照射して、被加工物の表面及び裏面で反射された反射光を検出するものである。より具体的には、特許文献1に記載の亀裂検出装置は、被加工物の裏面(上面)に検出光を照射して、被加工物の表面(下面)で反射された反射光が亀裂によって遮られて反射光の光量が低下することを利用して亀裂深さを検出する。 The crack detection device described in Patent Literature 1 irradiates a workpiece with detection light and detects reflected light reflected from the front and back surfaces of the workpiece. More specifically, the crack detection device described in Patent Document 1 irradiates the back surface (upper surface) of the workpiece with detection light, and the reflected light reflected from the front surface (lower surface) of the workpiece is detected by the crack. The depth of the crack is detected by utilizing the fact that the reflected light is blocked and the amount of reflected light is reduced.

ところで、被加工物の表面の性状によっては、亀裂検出のための検出光を照射して反射光を検出する際に反射率のむらが生じ得る。例えば、被加工物が半導体ウェーハの場合、半導体ウェーハの表面にはデバイスが形成されているため、半導体ウェーハの表面のデバイスのパターンの影響により反射率のむらが生じる。また、半導体ウェーハ以外の被加工物の場合でも、被加工物の表面に形成された構造物等により反射率のむらが生じる。この場合、反射光の検出信号には、亀裂に関する情報(亀裂に起因する反射光の光量の変化に関する情報)だけでなく、被加工物の表面の性状に起因する反射率のむらに関する情報(反射率のむらに起因する反射光の光量の変化に関する情報)が含まれてしまう。 By the way, depending on the properties of the surface of the workpiece, unevenness in reflectance may occur when the detection light for crack detection is applied and the reflected light is detected. For example, when the object to be processed is a semiconductor wafer, since devices are formed on the surface of the semiconductor wafer, uneven reflectance occurs due to the influence of the pattern of the devices on the surface of the semiconductor wafer. Even in the case of workpieces other than semiconductor wafers, irregularities in reflectance occur due to structures formed on the surface of the workpiece. In this case, the reflected light detection signal includes not only information on cracks (information on changes in the amount of reflected light caused by cracks) but also information on reflectance irregularities caused by the surface properties of the workpiece (reflectance information on changes in the amount of reflected light caused by unevenness) is included.

上記のように、被加工物の裏面に検出光を照射して被加工物の内部に形成された亀裂の深さ位置を検出する場合、被加工物の表面の性状により生じる反射率のむらのために、亀裂の深さ位置の検出精度が低下するという問題がある。 As described above, when detecting the depth position of a crack formed inside the workpiece by irradiating the back surface of the workpiece with the detection light, uneven reflectance caused by the properties of the surface of the workpiece However, there is a problem that the detection accuracy of the crack depth position is lowered.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被加工物の表面の性状により生じる反射率のむらの影響を抑制して、被加工物の内部に形成された亀裂の位置を精度よく検出することが可能な亀裂検出装置及び方法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 is capable of accurately detecting the position of a crack formed inside a workpiece by suppressing the influence of uneven reflectance caused by the properties of the surface of the workpiece. It is an object of the present invention to provide a crack detection device and method capable of

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る亀裂検出装置は、主光軸に沿って検出光を出射する光源部と、主光軸と同軸のレンズ光軸を有し、光源部から出射した検出光を被加工物の上面側から入射させて被加工物の内部に集光させる対物レンズと、被加工物の内部に亀裂を形成する前に、主光軸から偏心した検出光により被加工物を偏射照明して、被加工物の下面からの反射光を検出し、反射光の事前測定値を取得する事前測定手段と、被加工物の内部に亀裂を形成した後に、主光軸から偏心した検出光により被加工物を偏射照明して、被加工物からの反射光を検出し、反射光の本測定値を取得する本測定手段と、事前測定値を用いて本測定値を補正し、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出手段とを備える。 In order to solve the above problems, a crack detection device according to a first aspect of the present invention has a light source unit that emits detection light along a main optical axis, a lens optical axis coaxial with the main optical axis, An objective lens that causes the detection light emitted from the light source to enter from the upper surface side of the workpiece and converge the light inside the workpiece, and an objective lens that is eccentric from the main optical axis before forming a crack inside the workpiece. Preliminary measurement means for illuminating the workpiece with the detection light in an oblique direction, detecting the reflected light from the lower surface of the workpiece to obtain a preliminary measurement value of the reflected light, and forming a crack inside the workpiece. After that, the work piece is illuminated with the detection light decentered from the main optical axis, the reflected light from the work piece is detected, and the main measurement means acquires the main measurement value of the reflected light; and a crack detection means for correcting this measured value using the crack detection means to detect the crack depth of the crack formed inside the workpiece.

本発明の第2の態様に係る亀裂検出装置は、第1の態様において、亀裂検出手段は、事前測定値をV、本測定値をV、kを正の係数、M=V/Vとしたときに、補正後の測定値Iを下記の式により算出する。

Figure 2022117055000002
In the crack detection device according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the crack detection means has a pre-measured value V 0 , a main measured value V, k a positive coefficient, M=V/V 0 , the measured value I after correction is calculated by the following formula.
Figure 2022117055000002

本発明の第3の態様に係る亀裂検出方法は、被加工物の内部に亀裂を形成する前に、対物レンズの主光軸から偏心した検出光により被加工物を上面側から偏射照明して、被加工物の下面からの反射光を検出し、反射光の事前測定値を取得する事前測定工程と、被加工物の内部に亀裂を形成した後に、主光軸から偏心した検出光により被加工物を偏射照明して、被加工物からの反射光を検出し、反射光の本測定値を取得する本測定工程と、事前測定値を用いて本測定値を補正し、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出工程とを備える。 In the crack detection method according to the third aspect of the present invention, before a crack is formed inside the work piece, the work piece is polarized and illuminated from the upper surface side with detection light eccentric from the main optical axis of the objective lens. A pre-measurement step of detecting the reflected light from the lower surface of the workpiece and acquiring a pre-measured value of the reflected light, and after forming a crack inside the workpiece, the A main measurement step of illuminating the work piece with polarized light, detecting reflected light from the work piece, and obtaining a main measurement value of the reflected light; and a crack detection step of detecting a crack depth of a crack formed inside the object.

本発明によれば、被加工物の内部に形成された亀裂の深さを精度よく検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the depth of the crack formed inside the to-be-processed object can be detected accurately.

図1は、本発明の一実施形態に係る亀裂検出装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a crack detection device according to one embodiment of the invention. 図2は、被加工物に対して検出光の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state when the workpiece is polarized and illuminated with the detection light. 図3は、被加工物に対して検出光の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state when the object to be processed is polarized and illuminated with the detection light. 図4は、被加工物に対して検出光の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when the object to be processed is polarized and illuminated with the detection light. 図5は、光検出器に受光される反射光の様子を示した図である(図2に対応)。FIG. 5 is a diagram showing how reflected light is received by the photodetector (corresponding to FIG. 2). 図6は、光検出器に受光される反射光の様子を示した図である(図3に対応)。FIG. 6 is a diagram showing how reflected light is received by the photodetector (corresponding to FIG. 3). 図7は、光検出器に受光される反射光の様子を示した図である(図4に対応)。FIG. 7 is a diagram showing how reflected light is received by the photodetector (corresponding to FIG. 4). 図8は、被加工物からの反射光が対物レンズ瞳に到達する経路を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the path along which the light reflected from the workpiece reaches the objective lens pupil. 図9は、ウェーハの内部における検出光及び反射光の光路を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing optical paths of detection light and reflected light inside the wafer. 図10は、本測定データ及び補正後データに基づく亀裂検出結果を比較して示す表である。FIG. 10 is a table showing a comparison of crack detection results based on this measurement data and corrected data. 図11は、本実施形態に係る亀裂検出装置の測定値補正演算機能を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the measurement value correction calculation function of the crack detection device according to this embodiment. 図12は、本発明の一実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating a crack detection method according to one embodiment of the invention.

以下、添付図面に従って本発明に係る亀裂検出装置及び方法の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a crack detection device and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[亀裂検出装置]
図1は、本発明の一実施形態に係る亀裂検出装置を示すブロック図である。
[Crack detector]
FIG. 1 is a block diagram showing a crack detection device according to one embodiment of the present invention.

亀裂検出装置10は、被加工物であるウェーハWの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置(不図示)と組み合わせて使用される装置であり、例えば、レーザ加工装置の加工ヘッドと一体的に移動可能に設けられる。以下の説明では、亀裂検出装置10に係る構成要素について説明し、レーザ加工装置の構成については説明を省略する。 The crack detection device 10 is a device that is used in combination with a laser processing device (not shown) that forms a laser processing region inside a wafer W that is a workpiece. provided movably to the In the following description, the constituent elements of the crack detection device 10 will be described, and the description of the configuration of the laser processing device will be omitted.

本実施形態に係る亀裂検出装置10は、シリコンウェーハ等のウェーハWに対して検出光L1を照射し、ウェーハWからの反射光L2を検出することで、ウェーハWの内部に形成された亀裂Kの亀裂深さを検出する。なお、以下の説明では、ウェーハWが載置されるステージ510をXY平面と平行な平面とし、Z方向をウェーハWの厚さ方向とする3次元直交座標系を用いる。 The crack detection device 10 according to the present embodiment irradiates a wafer W such as a silicon wafer with detection light L1 and detects a reflected light L2 from the wafer W, thereby detecting a crack K formed inside the wafer W. to detect the crack depth of In the following description, a three-dimensional orthogonal coordinate system in which the stage 510 on which the wafer W is placed is a plane parallel to the XY plane and the Z direction is the thickness direction of the wafer W is used.

図1に示すように、本実施形態に係る亀裂検出装置10は、光源部100、照明光学系200、界面検出用光学系300、亀裂検出用光学系400、制御部500、集光点位置移動機構502、対物レンズ504、操作部506及び表示部508を含んでいる。 As shown in FIG. 1, the crack detection device 10 according to the present embodiment includes a light source unit 100, an illumination optical system 200, an interface detection optical system 300, a crack detection optical system 400, a control unit 500, and a condensing point position movement. It includes a mechanism 502 , an objective lens 504 , an operation section 506 and a display section 508 .

光源部100は、検出光L1を出射する。検出光L1は、ウェーハWの界面位置の検出、及びウェーハWの内部に形成された亀裂Kの検出に用いられる。ここで、ウェーハWがシリコンウェーハの場合、検出光L1としては、ウェーハWに対して透過性を有する光、例えば、波長1,000nm以上の赤外光を用いる。 The light source unit 100 emits detection light L1. The detection light L1 is used for detecting the interface position of the wafer W and detecting the crack K formed inside the wafer W. FIG. Here, when the wafer W is a silicon wafer, as the detection light L1, light having transparency to the wafer W, for example, infrared light having a wavelength of 1,000 nm or more is used.

光源部100は、光源102A、102B及び102C並びにハーフミラー104を含んでいる。光源102A、102B及び102C並びにハーフミラー104は、対物レンズ504のレンズ光軸と同軸の主光軸AXに沿って配置されている。 The light source section 100 includes light sources 102A, 102B and 102C and a half mirror 104. As shown in FIG. Light sources 102A, 102B and 102C and half mirror 104 are arranged along main optical axis AX coaxial with the lens optical axis of objective lens 504 .

光源102A、102B及び102Cは、主光軸AXに沿って検出光L1を出射する。光源102A、102B及び102Cとしては、例えば、レーザ光源(赤外線レーザ光源、レーザーダイオード)、又はLED(Light Emitting Diode)光源を用いることができる。 Light sources 102A, 102B, and 102C emit detection light L1 along main optical axis AX. As the light sources 102A, 102B and 102C, for example, laser light sources (infrared laser light sources, laser diodes) or LED (Light Emitting Diode) light sources can be used.

光源102Aは、対物レンズ504の対物レンズ瞳504aの略全面を照明することが可能なレーザ開口を有している。光源102Aは、後述の界面検出に用いられる。 The light source 102A has a laser aperture capable of illuminating substantially the entire surface of the objective lens pupil 504a of the objective lens 504. FIG. The light source 102A is used for interface detection, which will be described later.

光源102B及び102Cは、対物レンズ504の対物レンズ瞳504aのうち、主光軸AX(レンズ光軸)から偏心した一部のみを照明することが可能なレーザ開口をそれぞれ有している。光源102B及び102Cは、後述の亀裂検出に用いられる。 The light sources 102B and 102C each have a laser aperture capable of illuminating only a part of the objective lens pupil 504a of the objective lens 504 decentered from the main optical axis AX (lens optical axis). Light sources 102B and 102C are used for crack detection, which will be described later.

なお、本実施形態では、界面検出用の開口(光源102A)と亀裂検出用の開口(光源102B及び102C)を別々に設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、1つの開口を兼用して、遮光手段を用いて界面検出用の開口と亀裂検出用の開口とを切り替えてもよい。 Although the interface detection opening (light source 102A) and the crack detection openings (light sources 102B and 102C) are provided separately in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, one aperture may be used in common, and a light blocking means may be used to switch between the interface detection aperture and the crack detection aperture.

ハーフミラー104は、界面検出用の光源102Aから出射される検出光L1を反射し、亀裂検出用の光源102B及び102Cから出射される検出光L1を透過させる。以下、図示は省略するが、光源102A、102B及び102Cから出射される検出光L1をそれぞれL1(A)、L1(B)及びL1(C)とする。 Half mirror 104 reflects detection light L1 emitted from light source 102A for interface detection, and transmits detection light L1 emitted from light sources 102B and 102C for crack detection. Hereinafter, although illustration is omitted, the detection light beams L1 emitted from the light sources 102A, 102B and 102C are assumed to be L1(A), L1(B) and L1(C), respectively.

なお、本実施形態では、ハーフミラー104に代えて、全反射ミラー又はダイクロイックミラーを用いることも可能である。この場合、界面検出時に光路上のハーフミラー104の位置にミラーを挿入し、亀裂検出時に光路からミラーを退避させればよい。 Incidentally, in this embodiment, instead of the half mirror 104, a total reflection mirror or a dichroic mirror can also be used. In this case, a mirror may be inserted at the position of the half mirror 104 on the optical path when the interface is detected, and the mirror may be retracted from the optical path when the crack is detected.

光源102A、102B及び102Cは、それぞれ制御部500と接続されており、制御部500により光源102A、102B及び102Cの出射制御が行われる。 The light sources 102A, 102B, and 102C are each connected to a control unit 500, and the control unit 500 controls emission of the light sources 102A, 102B, and 102C.

制御部500は、例えば、パーソナルコンピュータ又はワークステーションにより実現される。制御部500は、亀裂検出装置10の各部の動作を制御するCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、制御プログラムを格納するストレージデバイス(図11の符号512。例えば、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)等)及びCPUの作業領域として使用可能なSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)を含んでいる。制御部500は、操作部506を介して操作者による操作入力を受け付け、操作入力に応じた制御信号を亀裂検出装置10の各部に送信して各部の動作を制御する。 The control unit 500 is implemented by, for example, a personal computer or workstation. The control unit 500 includes a CPU (Central Processing Unit) for controlling the operation of each part of the crack detection device 10, a ROM (Read Only Memory), a storage device (reference numeral 512 in FIG. 11) for storing the control program. Drive) or SSD (Solid State Drive), etc.) and SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) that can be used as a work area for the CPU. The control unit 500 receives an operation input from the operator via the operation unit 506 and transmits a control signal corresponding to the operation input to each unit of the crack detection device 10 to control the operation of each unit.

操作部506は、操作者による操作入力を受け付ける手段であり、例えば、キーボード、マウス又はタッチパネル等を含んでいる。 An operation unit 506 is means for receiving operation input by an operator, and includes, for example, a keyboard, mouse, or touch panel.

表示部508は、亀裂検出装置10の操作のための操作GUI(Graphical User Interface)及び画像(例えば、亀裂の検出結果等)を表示する装置である。表示部508としては、例えば、液晶ディスプレイを用いることができる。 The display unit 508 is a device that displays an operation GUI (Graphical User Interface) for operating the crack detection device 10 and images (for example, crack detection results, etc.). As the display unit 508, for example, a liquid crystal display can be used.

照明光学系200は、光源部100から出射された検出光L1を対物レンズ504に導光する。照明光学系200は、リレーレンズ202及び206と、ミラー204(例えば、全反射ミラー)とを含んでいる。 The illumination optical system 200 guides the detection light L1 emitted from the light source section 100 to the objective lens 504 . Illumination optics 200 includes relay lenses 202 and 206 and mirror 204 (eg, a total reflection mirror).

光源部100から出射された検出光L1は、リレーレンズ202を透過して、ミラー204により反射されて光路が折り曲げられる。ミラー204によって反射された検出光L1は、リレーレンズ206を透過した後、ハーフミラー304及びハーフミラー302によって順次反射されて対物レンズ504に向けて出射される。 The detection light L1 emitted from the light source unit 100 is transmitted through the relay lens 202, reflected by the mirror 204, and the optical path is bent. The detection light L<b>1 reflected by the mirror 204 passes through the relay lens 206 , is sequentially reflected by the half mirrors 304 and 302 , and is emitted toward the objective lens 504 .

ウェーハWによって反射されてハーフミラー302を透過して戻ってきた戻り光(観察光)は、観察光学系600(例えば、フォトディテクタ等)を用いて観察可能となっている。なお、観察光学系600を用いない場合には、ハーフミラー302に代えてダイクロイックミラー又は全反射ミラーを用いることができる。 Return light (observation light) that has been reflected by the wafer W and returned after passing through the half mirror 302 can be observed using an observation optical system 600 (for example, a photodetector or the like). Note that when the observation optical system 600 is not used, a dichroic mirror or a total reflection mirror can be used in place of the half mirror 302 .

対物レンズ504は、照明光学系200から出射された検出光L1をウェーハWに集光(合焦)させる。対物レンズ504は、ウェーハWに対向する位置に配置され、主光軸AXと同軸に配置される。 The objective lens 504 converges (focuses) the detection light L1 emitted from the illumination optical system 200 onto the wafer W. As shown in FIG. The objective lens 504 is arranged at a position facing the wafer W and arranged coaxially with the main optical axis AX.

集光点位置移動機構502は、検出光L1の集光点の位置をZ方向(対物レンズ504の光軸方向)に変化させる。集光点位置移動機構502は、対物レンズ504をZ方向に移動させるアクチュエータ(例えば、ピエゾアクチュエータ。不図示)を含んでいる。集光点位置移動機構502は、制御部500の制御に従ってピエゾアクチュエータを駆動することにより、対物レンズ504をZ方向に移動させる。これにより、対物レンズ504とウェーハWとのZ方向の相対距離を変化させて、検出光L1の集光点のZ方向における位置を調整(微調整)することができる。 The condensing point position moving mechanism 502 changes the position of the condensing point of the detection light L1 in the Z direction (optical axis direction of the objective lens 504). The focal point position moving mechanism 502 includes an actuator (for example, a piezo actuator, not shown) that moves the objective lens 504 in the Z direction. A focal point position moving mechanism 502 moves an objective lens 504 in the Z direction by driving a piezo actuator under the control of the control unit 500 . Thereby, the relative distance in the Z direction between the objective lens 504 and the wafer W can be changed to adjust (finely adjust) the position in the Z direction of the focal point of the detection light L1.

また、集光点位置移動機構502は、ステージ510に対して亀裂検出装置10をZ方向に移動させるZ駆動機構を含んでいてもよい。Z駆動機構は、亀裂検出装置10をZ方向に移動させることにより、ピエゾアクチュエータよりも大きな調整幅で、対物レンズ504とウェーハWとのZ方向の位置合わせ(粗調整)を行う。 Further, the focal point position moving mechanism 502 may include a Z drive mechanism that moves the crack detection device 10 in the Z direction with respect to the stage 510 . By moving the crack detection device 10 in the Z direction, the Z drive mechanism aligns (coarsely adjusts) the objective lens 504 and the wafer W in the Z direction with an adjustment width larger than that of the piezo actuator.

上記のように、Z駆動機構による集光点の位置調整(粗調整)と、ピエゾアクチュエータによる集光点の位置調整(微調整)とを組み合わせる場合、ピエゾアクチュエータのみの場合に比べて、検出光L1の集光点のZ方向の位置の調整の自由度(調整幅)が広がる。これにより、様々な厚みのウェーハWに対して亀裂検出等が可能となる。 As described above, when combining the position adjustment (coarse adjustment) of the focal point by the Z drive mechanism and the position adjustment (fine adjustment) of the focal point by the piezo actuator, the detection light The degree of freedom (adjustment range) for adjusting the position of the focal point of L1 in the Z direction is increased. This enables detection of cracks and the like for wafers W having various thicknesses.

なお、Z駆動機構は、ステージ510をZ方向に駆動させる機構であってもよいし、亀裂検出装置10とステージ510の両方をZ方向に駆動させる機構であってもよい。また、Z駆動機構は、レーザ加工装置の加工ヘッドを移動させる駆動機構を兼ねていてもよい。 The Z drive mechanism may be a mechanism that drives the stage 510 in the Z direction, or may be a mechanism that drives both the crack detection device 10 and the stage 510 in the Z direction. Moreover, the Z drive mechanism may also serve as a drive mechanism for moving the processing head of the laser processing apparatus.

対物レンズ504によって集光され、ウェーハWによって反射された反射光L2は、界面検出用光学系300及び亀裂検出用光学系400に導光され、それぞれ、ウェーハWの界面検出及び亀裂の検出に用いられる。 The reflected light L2 collected by the objective lens 504 and reflected by the wafer W is guided to the interface detection optical system 300 and the crack detection optical system 400, and used for interface detection and crack detection of the wafer W, respectively. be done.

[亀裂検出の手順]
本実施形態では、ウェーハWの表面Wa(ステージ510に接する面であって、デバイスが形成された面)の界面の検出を行い、その後、ウェーハWの表面Waの界面位置を基準として亀裂深さを検出する例について説明する。
[Crack detection procedure]
In this embodiment, the interface of the surface Wa of the wafer W (the surface in contact with the stage 510 and on which the device is formed) is detected, and then the crack depth is measured with the interface position of the surface Wa of the wafer W as a reference. An example of detecting is described.

なお、本実施形態では、ウェーハWの表面Waを基準として亀裂深さの検出を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ウェーハWの裏面Wbを基準として亀裂深さの検出を行ってもよいし、ウェーハWの表面Wa及び裏面Wbの双方の界面位置をそれぞれ基準として検出した亀裂深さの平均値をとるようにすることも可能である。 In this embodiment, the crack depth is detected using the surface Wa of the wafer W as a reference, but the present invention is not limited to this. For example, the crack depth may be detected using the back surface Wb of the wafer W as a reference, or the average value of the crack depths detected using the interface positions of both the front surface Wa and the back surface Wb of the wafer W as a reference. It is also possible to

[界面検出用光学系]
まず、ウェーハWの界面検出について説明する。
[Optical system for interface detection]
First, detection of the interface of the wafer W will be described.

界面検出用光学系300は、ウェーハWの界面(表面Wa又は裏面Wb)の検出を行うための光学系であり、ハーフミラー302、ハーフミラー304、リレーレンズ306、ハーフミラー308及び光検出器310を含んでいる。 The interface detection optical system 300 is an optical system for detecting the interface (front surface Wa or rear surface Wb) of the wafer W, and includes a half mirror 302, a half mirror 304, a relay lens 306, a half mirror 308, and a photodetector 310. contains.

ウェーハWの界面として、ウェーハWの表面Waを検出するときには、制御部500は、光源102Aを発光させて、検出光L1(A)をウェーハWの裏面(上面)Wb側に照射する。 When detecting the front surface Wa of the wafer W as the interface of the wafer W, the control unit 500 causes the light source 102A to emit the detection light L1(A) to irradiate the rear surface (upper surface) Wb side of the wafer W with the detection light beam L1(A).

光源102Aからの検出光L1(A)は、対物レンズ504の対物レンズ瞳504aと略同じ大きさの開口を有するレーザ光であり、ハーフミラー304及びハーフミラー302によって順次反射されて対物レンズ504に導光される。検出光L1(A)は、対物レンズ504の対物レンズ瞳504aの略全面に照射される。 The detection light L1(A) from the light source 102A is a laser beam having an opening approximately the same size as the objective lens pupil 504a of the objective lens 504, and is sequentially reflected by the half mirrors 304 and 302 to the objective lens 504. be guided. The detection light L1(A) is applied to substantially the entire surface of the objective lens pupil 504a of the objective lens 504. FIG.

ここで、検出光L1(A)がウェーハWにより反射された反射光をL2(A)とする。反射光L2(A)は、ハーフミラー302によって反射され、ハーフミラー304を透過した後リレーレンズ306に導光される。リレーレンズ306を透過した反射光L2(A)は、ハーフミラー308によって反射されて光検出器310に導光される。 Here, the reflected light L2(A) is the light reflected by the wafer W from the detection light L1(A). The reflected light L2(A) is reflected by the half mirror 302 and guided to the relay lens 306 after passing through the half mirror 304 . Reflected light L2(A) transmitted through relay lens 306 is reflected by half mirror 308 and guided to photodetector 310 .

光検出器310は、ウェーハWからの反射光L2(A)を受光して、ウェーハWの界面の検出を行うための装置であり、検出器本体310A及びピンホールパネル310Bを含んでいる。 The photodetector 310 is a device for receiving reflected light L2(A) from the wafer W to detect the interface of the wafer W, and includes a detector body 310A and a pinhole panel 310B.

検出器本体310Aとしては、受光した光を電気信号に変換して制御部500に出力するフォトディテクタ(例えば、フォトダイオード)又は赤外線カメラ等を用いることができる。 As the detector main body 310A, a photodetector (for example, a photodiode) that converts received light into an electric signal and outputs the electric signal to the control unit 500, an infrared camera, or the like can be used.

ピンホールパネル310Bには、入射光の一部を透過させるためのピンホールが形成されている。ピンホールパネル310Bは、検出器本体310Aの受光面に対して上流側に配置されており、ピンホールパネル310Bのピンホールが反射光L2(A)の光軸上に位置するように配置されている。ピンホールパネル310Bのピンホールの位置は、対物レンズ504の集光点(前側焦点位置)と光学的に共役関係にある(コンフォーカルピンホール)。また、ピンホールパネル310Bのピンホールの大きさは、対物レンズ504の回折限界程度に調整されている。 A pinhole is formed in the pinhole panel 310B for transmitting part of the incident light. The pinhole panel 310B is arranged upstream with respect to the light receiving surface of the detector main body 310A, and arranged so that the pinhole of the pinhole panel 310B is positioned on the optical axis of the reflected light L2(A). there is The position of the pinhole of the pinhole panel 310B is optically conjugate with the focal point (front focal position) of the objective lens 504 (confocal pinhole). Also, the size of the pinholes of the pinhole panel 310B is adjusted to about the diffraction limit of the objective lens 504 .

ウェーハWにより反射された反射光L2(A)は、対物レンズ504の集光点と光学的に共役な位置にあるピンホールパネル310Bのピンホールの位置に集光する。そして、対物レンズ504の集光点が反射面となるウェーハWの表面Waと一致した場合、検出光L1(A)の光束はウェーハWの表面Waで反射されて、平行光束となって対物レンズ504を透過して戻ってくる。したがって、検出器本体310Aから出力される信号D(図10参照)は、対物レンズ504の集光点が反射面となるウェーハWの表面Waの位置と一致したときに鋭いピークを有することになる。 The reflected light L2(A) reflected by the wafer W is condensed at the position of the pinhole of the pinhole panel 310B, which is optically conjugate with the focal point of the objective lens 504. FIG. When the focal point of the objective lens 504 coincides with the surface Wa of the wafer W, which serves as a reflecting surface, the light flux of the detection light L1(A) is reflected by the surface Wa of the wafer W and becomes a parallel light flux through the objective lens. It passes through 504 and returns. Therefore, the signal D (see FIG. 10) output from the detector main body 310A has a sharp peak when the focal point of the objective lens 504 coincides with the position of the surface Wa of the wafer W serving as the reflecting surface. .

制御部500は、光源102Aからの検出光L1(A)をウェーハWに照射しながら、集光点位置移動機構502により対物レンズ504とウェーハWとの間の相対距離を変化させて、検出光L1(A)の集光点の位置(すなわち、対物レンズ504の前側焦点位置)をZ方向に移動させる。これにより、検出光L1(A)の集光点がZ方向に走査される。制御部500は、検出光L1(A)の集光点がZ方向に走査されたときのウェーハWからの反射光L2(A)を光検出器310により検出し、この光検出器310からの信号のピークを検出することにより、ウェーハWの表面Waの界面位置Z(0)を検出する。 The control unit 500 changes the relative distance between the objective lens 504 and the wafer W by means of the focal point position moving mechanism 502 while irradiating the wafer W with the detection light L1(A) from the light source 102A. The position of the focal point of L1(A) (that is, the front focal position of the objective lens 504) is moved in the Z direction. Thereby, the focal point of the detection light L1(A) is scanned in the Z direction. The control unit 500 detects the reflected light L2 (A) from the wafer W when the focal point of the detection light L1 (A) is scanned in the Z direction by the photodetector 310, and the light from the photodetector 310 detects The interface position Z(0) on the front surface Wa of the wafer W is detected by detecting the peak of the signal.

なお、本実施形態では、コンフォーカル法を用いてウェーハWの界面検出を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、非点収差法、白色干渉法等のその他の焦点検出方法を用いてもよい。 In this embodiment, the confocal method is used to detect the interface of the wafer W, but the present invention is not limited to this. For example, other focus detection methods such as an astigmatism method, white light interferometry, etc. may be used.

[亀裂検出用光学系]
次に、ウェーハWの内部に形成された亀裂Kの検出について説明する。
[Optical system for crack detection]
Next, detection of the crack K formed inside the wafer W will be described.

亀裂検出用光学系400は、リレーレンズ402、光検出器404及び406を含んでいる。 Crack detection optics 400 includes a relay lens 402 and photodetectors 404 and 406 .

ウェーハWの内部に形成された亀裂Kを検出するときには、制御部500は、光源102B及び102Cを発光させて、検出光(プローブ光)L1(B)及びL1(C)をウェーハWに照射する。ここで、制御部500、亀裂検出用光学系400は、それぞれ事前測定手段、本測定手段及び亀裂検出手段の一部として機能する。光源102B及び102Cは、それぞれ主光軸AXからずれた位置にレーザ開口を有している。これにより、主光軸AXに対して偏心した検出光L1(B)及びL1(C)がウェーハWに照射される。 When detecting the crack K formed inside the wafer W, the control unit 500 causes the light sources 102B and 102C to emit light to irradiate the wafer W with detection light (probe light) L1(B) and L1(C). . Here, the control unit 500 and the optical system for crack detection 400 function as a part of pre-measurement means, main measurement means, and crack detection means, respectively. The light sources 102B and 102C each have a laser aperture at a position shifted from the main optical axis AX. As a result, the wafer W is irradiated with detection lights L1(B) and L1(C) that are eccentric with respect to the main optical axis AX.

検出光L1(B)及びL1(C)がウェーハWによりそれぞれ反射された反射光L2(B)及びL2(C)は、ハーフミラー302によって反射された後、ハーフミラー304、リレーレンズ306及びハーフミラー308を順次透過してリレーレンズ402に入射する。リレーレンズ402を透過した反射光L2(B)及びL2(C)は、光検出器404及び406により受光される。 Reflected lights L2(B) and L2(C), which are the detection lights L1(B) and L1(C) reflected by the wafer W, respectively, are reflected by the half mirror 302, then reflected by the half mirror 304, the relay lens 306, and the half mirror 306. The light sequentially passes through the mirror 308 and enters the relay lens 402 . Reflected lights L2(B) and L2(C) transmitted through relay lens 402 are received by photodetectors 404 and 406, respectively.

なお、界面検出用光学系300では、ハーフミラー308に代えて全反射ミラー又はダイクロイックミラー等を用いることも可能である。この場合、界面検出時に光路上のハーフミラー308の位置にミラーを挿入し、亀裂検出時に光路上からミラーを退避させればよい。 Incidentally, in the interface detection optical system 300, instead of the half mirror 308, a total reflection mirror, a dichroic mirror, or the like can be used. In this case, a mirror may be inserted at the position of the half mirror 308 on the optical path when the interface is detected, and the mirror may be retracted from the optical path when the crack is detected.

光検出器404及び406は、ウェーハWからの反射光L2(B)及びL2(C)を受光して、ウェーハWの内部の亀裂Kの検出を行うための装置である。光検出器404及び406としては、受光した光を電気信号に変換して制御部500に出力するフォトディテクタ(例えば、フォトダイオード)又は赤外線カメラ等を用いることができる。 The photodetectors 404 and 406 are devices for receiving reflected light L2(B) and L2(C) from the wafer W to detect cracks K inside the wafer W. FIG. As the photodetectors 404 and 406, a photodetector (for example, a photodiode) that converts received light into an electrical signal and outputs the electrical signal to the control unit 500, an infrared camera, or the like can be used.

光検出器404及び406は対物レンズ瞳504aと共役位置に配置され、さらに、検出光L1(B)及びL1(C)を受光するよう対物レンズ504の光軸からずれた位置に配置されている。 Photodetectors 404 and 406 are positioned conjugate with objective lens pupil 504a, and are positioned offset from the optical axis of objective lens 504 so as to receive detected light beams L1(B) and L1(C). .

図2から図4は、ウェーハWに対して検出光L1の偏射照明が行われたときの様子を示した説明図である。図2は対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在する場合、図3は対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在しない場合、図4は対物レンズ504の集光点と亀裂Kの亀裂深さ(亀裂下端位置)とが一致する場合をそれぞれ示している。 FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams showing the state when the wafer W is illuminated with the detection light L1 in polarized light. 2 shows the case where the crack K exists at the focal point of the objective lens 504, FIG. 3 shows the case where the crack K does not exist at the focal point of the objective lens 504, and FIG. Each shows a case where the crack depth (crack bottom end position) matches.

また、図5から図7は、光検出器404及び406に受光される反射光L2の様子を示した図であり、それぞれ図2から図4に示した場合に対応するものである。 5 to 7 are diagrams showing states of the reflected light L2 received by the photodetectors 404 and 406, corresponding to the cases shown in FIGS. 2 to 4, respectively.

また、図8は、ウェーハWからの反射光L2が対物レンズ瞳504aに到達する経路を説明するための図である。なお、ここでは、検出光L1は、対物レンズ瞳504aの一方側(図8の右側)の第1領域G1を通過して、ウェーハWに対して偏射照明が行われる場合について説明する。 FIG. 8 is a diagram for explaining the path along which the reflected light L2 from the wafer W reaches the objective lens pupil 504a. Here, the case where the detection light L1 passes through the first region G1 on one side (the right side in FIG. 8) of the objective lens pupil 504a and the wafer W is subjected to polarized illumination will be described.

図2に示すように、対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在する場合には、検出光L1は亀裂Kで全反射して、その反射光L2は主光軸AXに対して検出光L1の光路と同じ側の経路をたどって、対物レンズ瞳504aの検出光L1と同じ側の領域に到達する成分となる。すなわち、図8に示すように、光源部100からの検出光L1が対物レンズ504を介してウェーハWに照射されるときの検出光L1の経路をR1としたとき、ウェーハWの内部の亀裂Kで全反射した反射光L2は、検出光L1の経路R1とは主光軸AXに対して同じ側(図8の右側)の経路R2をたどって対物レンズ瞳504aの第1領域G1を通過する。 As shown in FIG. 2, when there is a crack K at the focal point of the objective lens 504, the detection light L1 is totally reflected by the crack K, and the reflected light L2 becomes the detection light with respect to the main optical axis AX. It is a component that follows the path on the same side as the optical path of L1 and reaches the area on the same side as the detection light L1 of the objective lens pupil 504a. That is, as shown in FIG. 8, when the detection light L1 from the light source unit 100 is irradiated onto the wafer W through the objective lens 504 and the path of the detection light L1 is R1, the crack K inside the wafer W is defined as R1. The reflected light L2 totally reflected at , follows the path R2 on the same side (the right side in FIG. 8) with respect to the main optical axis AX as the path R1 of the detection light L1, and passes through the first region G1 of the objective lens pupil 504a. .

図3に示すように、対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在しない場合には、検出光L1はウェーハWの表面Waで反射し、その反射光L2は対物レンズ瞳504aの検出光L1と反対側の領域に到達する成分となる。すなわち、図8に示すように、ウェーハWの表面Waで反射した反射光L2は、検出光L1の経路R1とは主光軸AXに対して反対側(図8の左側)の経路R3をたどって対物レンズ瞳504aの第2領域G2を通過する。 As shown in FIG. 3, when there is no crack K at the focal point of the objective lens 504, the detection light L1 is reflected by the surface Wa of the wafer W, and the reflected light L2 becomes the detection light L1 of the objective lens pupil 504a. is the component that reaches the area on the opposite side of the That is, as shown in FIG. 8, the reflected light L2 reflected by the surface Wa of the wafer W follows a path R3 on the opposite side (left side in FIG. 8) of the main optical axis AX from the path R1 of the detection light L1. passes through the second region G2 of the objective lens pupil 504a.

図4に示すように、対物レンズ504の集光点と亀裂Kの下端位置とが一致する場合には、検出光L1は、反射光成分L2aと非反射光成分L2bとに分割される。反射光成分L2aは、亀裂Kで全反射した後、表面Waで反射して、対物レンズ瞳504aの検出光L1と同じ側の領域に到達し、非反射光成分L2bは、亀裂Kで全反射されずにウェーハWの表面Waで反射して対物レンズ瞳504aの検出光L1と反対側の領域に到達する。すなわち、図8に示すように、反射光L2のうち、ウェーハWの内部の亀裂Kで全反射した反射光成分L2aは、検出光L1の経路R1とは主光軸AXに対して同じ側(図8の右側)の経路R2をたどって対物レンズ瞳504aの第1領域G1を通過するとともに、亀裂Kで全反射されずにウェーハWの表面Waで反射した非反射光成分L2bは、検出光L1の経路R1とは主光軸AXに対して反対側(図8の左側)の経路R3をたどって対物レンズ瞳504aの第2領域G2を通過する。 As shown in FIG. 4, when the focal point of the objective lens 504 and the lower end position of the crack K match, the detection light L1 is split into a reflected light component L2a and a non-reflected light component L2b. The reflected light component L2a is totally reflected by the crack K, then reflected by the surface Wa, and reaches the area of the objective lens pupil 504a on the same side as the detection light L1. The light is reflected by the surface Wa of the wafer W without being exposed, and reaches the area of the objective lens pupil 504a on the opposite side of the detection light L1. That is, as shown in FIG. 8, of the reflected light L2, the reflected light component L2a totally reflected by the crack K inside the wafer W is on the same side of the main optical axis AX as the path R1 of the detection light L1 ( The non-reflected light component L2b, which passes through the first region G1 of the objective lens pupil 504a along the path R2 on the right side of FIG. It passes through the second region G2 of the objective lens pupil 504a following the path R3 on the opposite side (the left side in FIG. 8) of the main optical axis AX from the path R1 of L1.

光検出器404及び406は、それぞれが対物レンズ瞳504aの第1領域G1及び第2領域G2と光学的に共役な位置となるように配置されている。これにより、光検出器404及び406は、それぞれ対物レンズ瞳504aの第1領域G1及び第2領域G2を通過した光を選択的に受光可能となっている。 The photodetectors 404 and 406 are arranged so as to be optically conjugate with the first region G1 and the second region G2 of the objective lens pupil 504a, respectively. As a result, the photodetectors 404 and 406 can selectively receive light that has passed through the first region G1 and the second region G2 of the objective lens pupil 504a.

ここで、図2に示す例(対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在する場合)では、光検出器404及び406のうち、光検出器404の受光面404Cに反射光L2が入射する。このため、図5に示すように、光検出器404の受光面404Cから出力される検出信号のレベルが光検出器406の受光面406Cから出力される検出信号のレベルよりも高くなる。 Here, in the example shown in FIG. 2 (when there is a crack K at the condensing point of the objective lens 504), the reflected light L2 is incident on the light receiving surface 404C of the photodetector 404 of the photodetectors 404 and 406. . Therefore, the level of the detection signal output from the light receiving surface 404C of the photodetector 404 is higher than the level of the detection signal output from the light receiving surface 406C of the photodetector 406, as shown in FIG.

一方、図3に示す例(対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在しない場合)では、光検出器404及び406のうち、光検出器406の受光面406Cに反射光が入射する。このため、図6に示すように、光検出器406の受光面406Cから出力される検出信号のレベルが光検出器404の受光面404Cから出力される検出信号のレベルよりも高くなる。 On the other hand, in the example shown in FIG. 3 (when there is no crack K at the condensing point of the objective lens 504), the reflected light is incident on the light receiving surface 406C of the photodetector 406 out of the photodetectors 404 and 406. FIG. Therefore, the level of the detection signal output from the light receiving surface 406C of the photodetector 406 is higher than the level of the detection signal output from the light receiving surface 404C of the photodetector 404, as shown in FIG.

また、図4に示す例(対物レンズ504の集光点と亀裂Kの下端位置とが一致する場合)では、光検出器404及び406の受光面404C及び406Cに反射光L2の各成分L2a、L2bがそれぞれ入射する。このため、図7に示すように、光検出器404及び406の受光面404C及び406Cから出力される検出信号のレベルが略等しくなる。 In the example shown in FIG. 4 (when the focal point of the objective lens 504 coincides with the lower end position of the crack K), the light receiving surfaces 404C and 406C of the photodetectors 404 and 406 receive the respective components L2a and L2a of the reflected light L2. L2b respectively enter. Therefore, as shown in FIG. 7, the levels of the detection signals output from the light receiving surfaces 404C and 406C of the photodetectors 404 and 406 are substantially equal.

このように、光検出器404及び406の受光面404C及び406Cで受光される光量は、対物レンズ504の集光点に亀裂Kが存在するか否かによって変化する。本実施形態では、このような性質を利用して、ウェーハWの内部に形成された亀裂Kの亀裂深さ(亀裂下端位置又は亀裂上端位置を示す亀裂端位置)を検出することができる。 Thus, the amount of light received by the light receiving surfaces 404C and 406C of the photodetectors 404 and 406 changes depending on whether or not there is a crack K at the focal point of the objective lens 504. FIG. In the present embodiment, using such properties, the crack depth of the crack K formed inside the wafer W (crack end position indicating the crack bottom end position or the crack top end position) can be detected.

具体的には、光検出器404及び406の受光面404C及び406Cから出力される検出信号の出力をそれぞれD1及びD2としたとき、対物レンズ504の集光点における亀裂Kの存在を判断するための評価値Sは、次式で表すことができる。 Specifically, when D1 and D2 are the outputs of the detection signals output from the light receiving surfaces 404C and 406C of the photodetectors 404 and 406, respectively, to determine the existence of the crack K at the focal point of the objective lens 504. can be expressed by the following equation.

S=(D1-D2)/(D1+D2)
上記の式において、S=0の条件を満たすとき、すなわち、光検出器404及び406の受光面404C及び406Cによって受光される光量が一致するとき、対物レンズ504の集光点と亀裂下端位置(又は亀裂上端位置)とが一致した状態を示す。
S = (D1-D2)/(D1+D2)
In the above formula, when the condition of S=0, that is, when the amounts of light received by the light receiving surfaces 404C and 406C of the photodetectors 404 and 406 match, the condensing point of the objective lens 504 and the bottom end position of the crack ( or crack top position).

制御部500(図1参照)は、集光点位置移動機構502を制御して検出光L1の集光点をZ方向に移動させ、ウェーハWの表面Waの界面位置からウェーハWの厚さ方向(Z方向)に順次変化させながら、光検出器404及び406の受光面404C及び406Cから出力される検出信号を順次取得し、この検出信号に基づいて上記の式で示される評価値Sを算出し、この評価値S及び集光点位置情報を評価することによって亀裂Kの亀裂深さ(亀裂下端位置又は亀裂上端位置)を検出することができる。 The control unit 500 (see FIG. 1) controls the focal point position moving mechanism 502 to move the focal point of the detection light L1 in the Z direction, and moves the focal point of the detection light L1 from the interface position on the surface Wa of the wafer W to the thickness direction of the wafer W. Detection signals output from the light-receiving surfaces 404C and 406C of the photodetectors 404 and 406 are sequentially acquired while sequentially changing (in the Z direction), and the evaluation value S represented by the above formula is calculated based on the detection signals. Then, by evaluating the evaluation value S and the focal point position information, the crack depth (crack bottom position or crack top position) of the crack K can be detected.

[ウェーハWの表面の性状を考慮した亀裂検出]
次に、上記の亀裂検出装置10において、ウェーハWの表面の性状により生じる反射率のむらの影響を抑制する亀裂検出について説明する。
[Detection of cracks in consideration of the properties of the surface of the wafer W]
Next, crack detection for suppressing the influence of reflectance unevenness caused by the surface properties of the wafer W in the crack detection apparatus 10 will be described.

本実施形態では、ウェーハWの表面(下面)Waの性状(デバイス面)に起因して生じる反射率のむらの影響を抑制するため、下記の手順により、亀裂Kの亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kを算出する。 In the present embodiment, in order to suppress the influence of reflectance unevenness caused by the properties (device surface) of the front surface (lower surface) Wa of the wafer W, the crack upper end position KT and the crack lower end of the crack K are controlled by the following procedure. Calculate the position KB.

まず、ウェーハWの内部に亀裂Kを形成する前(レーザ加工前)に、事前測定を実施して、ウェーハWに照射する検出光L1a及びL1bの集光点位置をZ方向に走査したときに得られる反射光L2a及びL2bの検出信号の変化を示す事前測定データを取得する(図9参照)。次に、ウェーハWの内部に亀裂Kを形成した後(レーザ加工後)に、事前測定の場合と同様に、ウェーハWからの反射光L2a及びL2bの測定を実施して、ウェーハWに照射する検出光L1a及びL1bの集光点位置をZ方向に走査したときに得られる反射光L2a及びL2bの検出信号の変化を示す本測定データを取得する。そして、事前測定データを反射率データと見立てて、本測定データを補正し、補正後の本測定データ(以下、補正後データという。)から亀裂Kの亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kを算出する。 First, before the crack K is formed inside the wafer W (before laser processing), a preliminary measurement is performed, and when the converging point positions of the detection lights L1a and L1b irradiated to the wafer W are scanned in the Z direction, Preliminary measurement data showing changes in detection signals of the resulting reflected lights L2a and L2b are obtained (see FIG. 9). Next, after the crack K is formed inside the wafer W (after laser processing), the reflected lights L2a and L2b from the wafer W are measured and the wafer W is irradiated in the same manner as in the pre-measurement. Main measurement data showing changes in the detection signals of the reflected lights L2a and L2b obtained when the positions of the focal points of the detection lights L1a and L1b are scanned in the Z direction are obtained. Then, the pre - measured data is regarded as reflectance data, the main measurement data is corrected, and the crack upper end position KT and the crack lower end position KB of the crack K are obtained from the corrected main measurement data (hereinafter referred to as corrected data). Calculate

次に、本実施形態に係る亀裂検出の手順の概要について、図9を参照して説明する。図9は、ウェーハWの内部における検出光L1a及びL1b並びに反射光L2a及びL2bの光路を模式的に示す図である。なお、図9では、図面の簡略化のため、ウェーハWの裏面Wb及びウェーハWの断面のハッチングを省略している。また、対物レンズ504を簡略化して示している。 Next, an overview of the crack detection procedure according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram schematically showing the optical paths of the detection lights L1a and L1b and the reflected lights L2a and L2b inside the wafer W. As shown in FIG. In addition, in FIG. 9, hatching of the back surface Wb of the wafer W and the cross section of the wafer W is omitted for simplification of the drawing. Also, the objective lens 504 is shown in a simplified manner.

また、図9に示す例では、図中右側(以下、a側という。)及び図中左側(以下、b側という。)からそれぞれ入射する検出光をそれぞれL1a(第1の検出光)及びL1b(第2の検出光)とし、検出光L1a及びL1bがウェーハWの表面Waで反射された反射光をそれぞれL2a(第1の反射光)及びL2b(第2の反射光)とする。ここで、a側及びb側は、それぞれ図8の第1領域G1及び第2領域G2に対応している。 In addition, in the example shown in FIG. 9, detection light incident from the right side in the figure (hereinafter referred to as side a) and from the left side in the figure (hereinafter referred to as side b) are L1a (first detection light) and L1b, respectively. (second detection light), and the reflection lights of the detection lights L1a and L1b reflected by the surface Wa of the wafer W are L2a (first reflection light) and L2b (second reflection light), respectively. Here, the a side and the b side correspond to the first region G1 and the second region G2 in FIG. 8, respectively.

図9のa側(図8の第1領域G1側)からウェーハWに入射する検出光L1aは、ウェーハWの表面Waで反射された後、反射光L2aとして図9のb側(図8の第2領域G2側)で対物レンズ504側に戻って光検出器406によって検出される。一方、図9のb側からウェーハWに入射する検出光L1bは、ウェーハWの表面Waで反射された後、反射光L2bとして図9のa側に戻って光検出器404によって検出される。 The detection light L1a incident on the wafer W from the side a in FIG. 9 (the side of the first region G1 in FIG. 8) is reflected by the surface Wa of the wafer W, and then becomes reflected light L2a from the side b in FIG. It returns to the objective lens 504 side on the second area G2 side) and is detected by the photodetector 406 . On the other hand, the detection light L1b incident on the wafer W from the side b in FIG. 9 is reflected by the surface Wa of the wafer W, returns to the side a in FIG.

事前測定では、ウェーハWの内部に亀裂Kが未形成の状態であるため、亀裂Kによって検出光L1a及びL1b並びに反射光L2a及びL2bが遮られることはない。検出光L1a及びL1bの集光点をZ方向に走査すると、検出光L1a及びL1bがウェーハWの表面Waで反射される反射点の位置がそれぞれY方向に沿う矢印Aa及びAbに沿って移動する。事前測定データは、検出光L1a及びL1bの集光点をZ方向に走査したときの反射光L2a及びL2bの検出信号の変化に示すデータであるから、ウェーハWの表面Waの性状(デバイス面)に起因して生じるY方向の反射率のむらに関する情報を含んでいる。 In the preliminary measurement, since the crack K is not formed inside the wafer W, the crack K does not block the detection lights L1a and L1b and the reflected lights L2a and L2b. When the focal points of the detection lights L1a and L1b are scanned in the Z direction, the positions of the reflection points where the detection lights L1a and L1b are reflected on the surface Wa of the wafer W move along arrows Aa and Ab along the Y direction, respectively. . Since the pre-measurement data is data showing changes in the detection signals of the reflected lights L2a and L2b when the focal points of the detection lights L1a and L1b are scanned in the Z direction, the properties of the surface Wa of the wafer W (device surface). It contains information about the non-uniformity of reflectance in the Y direction caused by .

本実施形態では、この事前測定データを用いて本測定データを補正し、補正後データを用いて亀裂の深さ位置を検出することにより、ウェーハWの表面Waの性状の亀裂検出結果に対する影響を抑制する。すなわち、事前測定データにおいて、反射率のむらにより反射光L2a及びL2bの光量が減少している場合に、反射光L2a及びL2b光量の減少分を補う補正を行う。 In the present embodiment, this pre-measured data is used to correct the actual measured data, and the post-correction data is used to detect the depth position of the crack. Suppress. That is, when the amount of reflected light L2a and L2b is reduced in the pre-measured data due to unevenness in reflectance, correction is performed to compensate for the decrease in the amount of reflected light L2a and L2b.

より具体的には、事前測定データにおけるセンサ値(事前測定値)をV、本測定データにおけるセンサ値(本測定値)をVとしたとき、補正後データにおけるセンサ値Iは次の式(1)により求められる。 More specifically, when the sensor value (preliminary measurement value) in the pre-measurement data is V 0 and the sensor value (main measurement value) in the main measurement data is V, the sensor value I in the post-correction data is expressed by the following formula ( 1).

Figure 2022117055000003
但し、Mは、事前測定値Vと本測定値Vとの比(V/V)を示す。
Figure 2022117055000003
However, M indicates the ratio (V/V 0 ) between the pre-measured value V 0 and the actual measured value V.

ここで、kは任意係数(正の係数)である。これは、事前測定データと本測定データでウェーハWの表面のWaの反射率が等しい(センサ値が等しくなる)場合、(V/V)が1になるため、表示するグラフのレンジによっては、補正後データと本測定データの違いが見えづらくなる。いわば、係数kは、補正後データのグラフを見やすくするための係数である。例えば、グラフのレンジとして10-0Vレンジを採用する場合、一例でk=8にして補正演算を行う。 Here, k is an arbitrary coefficient (positive coefficient). This is because (V/V 0 ) becomes 1 when the reflectance of Wa on the surface of the wafer W is equal between the pre-measured data and the actual measured data (the sensor values are equal), so depending on the range of the graph to be displayed , it becomes difficult to see the difference between the corrected data and the actual measurement data. In other words, the coefficient k is a coefficient for making the graph of corrected data easier to see. For example, when the 10-0V range is adopted as the range of the graph, correction calculation is performed with k=8 as an example.

式(1)によれば、本測定データにおけるセンサ値Vに、本測定データにおけるセンサ値Vと、事前測定データにおけるセンサ値Vとの比をかけることにより、事前測定データにおいてセンサ値Vが減少している部分について反射光L2a及びL2b光量の減少分を補う補正を行うことができる。 According to the formula (1), the sensor value V in the main measurement data is multiplied by the ratio of the sensor value V in the main measurement data and the sensor value V 0 in the pre-measurement data to obtain the sensor value V 0 in the pre-measurement data can be corrected to compensate for the decrease in the amount of reflected light L2a and L2b.

図10は、本測定データ及び補正後データに基づく亀裂検出結果を比較して示す表である。図10には、上段から順に、事前測定データ、本測定データ及び補正後データのグラフを示しており、各データのグラフDa及びDbは、それぞれ反射光L2a及びL2bの検出信号を示している。各グラフの横軸は、検出光L1a及びL1bの集光点の位置を示す集光点位置移動機構502のピエゾ移動量であり、縦軸は検出信号のセンサ値である。 FIG. 10 is a table showing a comparison of crack detection results based on this measurement data and corrected data. FIG. 10 shows graphs of pre-measurement data, main measurement data, and post-correction data in order from the top, and graphs Da and Db of each data show detection signals of reflected lights L2a and L2b, respectively. The horizontal axis of each graph is the piezo movement amount of the focusing point position moving mechanism 502 indicating the positions of the focusing points of the detection lights L1a and L1b, and the vertical axis is the sensor value of the detection signal.

図10の事前測定データのグラフに破線で示すラインDRefは、検出光L1a及びL1bがウェーハWの表面Waで全反射されたと仮定した場合(すなわち、表面Waが全反射面のミラーウェーハの場合)の出力値を示している。なお、検出光L1a及びL1bの光量が等しい場合には、各反射光L2a及びL2bのDRefは一致するが、図示の便宜上、縦軸方向にずらして示している。 The dashed line D Ref in the graph of the pre-measurement data in FIG. ) shows the output value. When the amounts of the detected lights L1a and L1b are equal, the D Refs of the reflected lights L2a and L2b are the same.

事前測定データのグラフDa及びDbにおいてラインDRefより下回っている(反射率が低い)箇所は、ウェーハWの表面の性状(デバイス面)の影響を受けている箇所と考えられる。 In the graphs Da and Db of the pre-measurement data, portions below the line D Ref (reflectance is low) are considered to be affected by the properties of the surface of the wafer W (device surface).

この事前測定データを用いて本測定データを、式(1)を用いて補正することにより、補正後データが得られる。なお、補正後データでは、補正に用いる係数kが異なるので、グラフDa及びDbにおけるセンサ値の最大値が互いに異なっている。 Corrected data is obtained by correcting the main measurement data using the pre-measurement data using equation (1). Note that the post-correction data have different coefficients k used for correction, so the maximum values of the sensor values in the graphs Da and Db are different from each other.

図10のグラフには、本測定データ及び補正後データを用いてそれぞれ求めた亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kの位置(検出値)を図示している。図10の表の右端欄の数値は、ウェーハWを割断して亀裂Kの顕微鏡で目視したときの亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kの目視の測定値(以下、目視値という。)と、各検出値との比較結果を示している。 The graph of FIG. 10 shows the positions (detected values) of the crack upper end position K T and the crack lower end position K B obtained using the actual measurement data and the corrected data. The numerical values in the rightmost column of the table in FIG. 10 are the visually measured values of the crack upper end position KT and the crack lower end position KB when the wafer W is cut and the crack K is visually observed with a microscope (hereinafter referred to as visual values). , and the result of comparison with each detected value.

図10に示すように、本測定データ(補正なし)を用いて求めた亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kの検出値と目視値との差は、それぞれ10μm及び8.4μmである。これに対して、補正後データを用いて求めた亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kの検出値と目視値との差は、それぞれ5.3μm及び6.3μmである。上記の結果から、補正後データを用いて求めた検出値の方が、本測定データ(補正なし)を用いて求めた検出値と比較して、上端及び下端のいずれの場合も目視値との差が小さくなっていることが分かる。つまり、上記の結果から、事前測定データを用いてウェーハWの表面Waの影響を除去することにより、亀裂検出の精度を向上させることができる。 As shown in FIG. 10, the differences between the detected crack top position KT and the crack bottom position KB obtained using this measurement data (without correction) and the visual values are 10 μm and 8.4 μm, respectively. On the other hand, the difference between the detected values of the crack top position K T and the crack bottom position K B obtained using the post-correction data and the visual values are 5.3 μm and 6.3 μm, respectively. Based on the above results, the detected values obtained using the post-correction data are better than the detected values obtained using the actual measurement data (without correction) compared to the visual values at both the upper and lower ends. It can be seen that the difference is small. That is, from the above results, it is possible to improve the accuracy of crack detection by removing the influence of the surface Wa of the wafer W using the pre-measured data.

図11は、本実施形態に係る亀裂検出装置の測定値補正演算機能を示すブロック図である。 FIG. 11 is a block diagram showing the measurement value correction calculation function of the crack detection device according to this embodiment.

図11に示すように、亀裂検出装置10の制御部500は、亀裂Kの亀裂上端位置K及び亀裂下端位置Kの測定値を補正するための測定値補正演算機能700を備えている。 As shown in FIG. 11, the control unit 500 of the crack detection device 10 has a measurement value correction calculation function 700 for correcting the measurement values of the crack upper end position KT and the crack lower end position KB of the crack K.

制御部500は、レーザ加工前に事前測定を行った後に事前測定データData1を取得し、ストレージデバイス512に保存する。図11に示すように、事前測定データData1は、a側から入射する検出光L1aから得られる検出信号(a側事前測定値。グラフDaに対応。)と、b側から入射する検出光L1bから得られる検出信号(b側事前測定値。グラフDbに対応。)とを含んでいる。 The control unit 500 acquires the pre-measured data Data1 after pre-measurement before laser processing, and stores it in the storage device 512 . As shown in FIG. 11, the pre-measured data Data1 is a detection signal obtained from the detection light L1a incident from the side a (a-side pre-measurement value; corresponding to the graph Da) and from the detection light L1b incident from the side b. and the obtained detection signal (preliminary measurement value on the b side, corresponding to graph Db).

次に、制御部500は、レーザ加工後に本測定を行い、本測定データData2を取得する。本測定データData2は、事前測定データData1と同様、a側から入射する検出光L1aから得られる検出信号(a側測定値(本測定値)。グラフDaに対応。)と、b側から入射する検出光L1bから得られる検出信号(b側測定値(本測定値)。グラフDbに対応。)とを含んでいる。制御部500は、本測定が終了すると、本測定データData2を測定値補正演算機能700に入力する。 Next, the control unit 500 performs main measurement after laser processing and acquires main measurement data Data2. Similar to the pre-measured data Data1, the main measurement data Data2 includes a detection signal (a-side measurement value (main measurement value), corresponding to the graph Da) obtained from the detection light L1a incident from the a-side, and a detection light L1a incident from the b-side. and a detection signal obtained from the detection light L1b (measured value on the b side (main measured value), corresponding to the graph Db). After completing the main measurement, the control unit 500 inputs the main measurement data Data2 to the measurement value correction calculation function 700 .

測定値補正演算機能700は、ストレージデバイス512から事前測定データData1を読み出して、本測定データData2を補正する。すなわち、式(1)により、a側事前測定値を用いてa側測定値を補正し、b側事前測定値を用いてb側測定値を補正して、補正後データData3を生成する。制御部500は、補正後データData3を用いて亀裂検出を行う。上記のように、事前測定データData1を用いて、ウェーハWの表面Waの性状の影響を抑制することにより、亀裂深さの検出精度の向上を実現することができる。 The measured value correction calculation function 700 reads the pre-measured data Data1 from the storage device 512 and corrects the main measured data Data2. That is, according to equation (1), the a-side pre-measured value is used to correct the a-side measured value, and the b-side pre-measured value is used to correct the b-side measured value, thereby generating corrected data Data3. The control unit 500 performs crack detection using the post-correction data Data3. As described above, by using the pre-measured data Data1 to suppress the influence of the properties of the surface Wa of the wafer W, it is possible to improve the crack depth detection accuracy.

なお、事前測定は、被加工物であるウェーハWごとに実施してもよいし、一部のウェーハWについてのみ実施してもよい。例えば、複数枚の同種のウェーハWのレーザ加工を行う場合等には、そのうちの1枚又は一部のウェーハWをサンプルとして抽出し、サンプルのウェーハWについてのみ実施する。そして、サンプルのウェーハWから得られた事前測定データData1又はその平均値のデータを用いて、サンプル以外のウェーハWから得られた本測定データData2を補正するようにしてもよい。また、ウェーハWの種類(例えば、ウェーハWの大きさ、厚み、材質、ウェーハWの表面Waに形成されるデバイスの種類等)ごとに、事前測定データData1をあらかじめ用意しておき、操作部506を用いてウェーハWの種類を指定することにより、事前測定データData1をストレージデバイス512から呼び出せるようにしてもよい。 Note that the pre-measurement may be performed for each wafer W, which is a workpiece, or may be performed only for some of the wafers W. For example, when performing laser processing on a plurality of wafers W of the same type, one or some of the wafers W are extracted as samples, and only the sample wafers W are processed. Then, the pre-measured data Data1 obtained from the sample wafer W or its average value data may be used to correct the actual measured data Data2 obtained from the wafer W other than the sample. Further, pre-measurement data Data1 is prepared in advance for each type of wafer W (for example, the size, thickness, material, type of device formed on the surface Wa of the wafer W, etc.), and the operation unit 506 By specifying the type of wafer W using , the pre-measurement data Data1 may be called from the storage device 512 .

また、本実施形態では、a側の検出光L1aとb側の検出光L1bの2つの検出光を用いて亀裂検出を行ったが、いずれか一方の検出光のみを用いて亀裂検出を行うことも可能である。 In the present embodiment, crack detection is performed using two detection lights, the detection light L1a on the a side and the detection light L1b on the b side, but crack detection may be performed using only one of the detection lights. is also possible.

[亀裂検出方法]
図12は、本発明の一実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。
[Crack detection method]
FIG. 12 is a flowchart illustrating a crack detection method according to one embodiment of the invention.

まず、被加工物であるウェーハWと対物レンズ504の相対位置を調整し(ステップS10)、事前測定を行う(ステップS12:事前測定工程)。事前測定工程では、ウェーハWの内部に亀裂Kが未形成の状態で、検出光L1a及びL1bの集光点をZ方向に走査することにより、検出光L1a及びL1bがウェーハWの表面Waで反射される反射点の位置をそれぞれY方向に沿う矢印Aa及びAbに沿って移動させる。これにより、ウェーハWの表面Waの性状(デバイス面)に起因して生じるY方向の反射率のむらに関する情報を含む事前測定データを取得することができる。ここで、事前測定を行う際には、ウェーハWの表面(下面)Waのピークと、裏面(上面)Wbのピークが共に確認可能となるように、ウェーハWと対物レンズ504の相対位置の調整を行う(ステップS14)。 First, the relative positions of the wafer W, which is the object to be processed, and the objective lens 504 are adjusted (step S10), and preliminary measurement is performed (step S12: preliminary measurement step). In the pre-measurement step, the detection lights L1a and L1b are reflected by the surface Wa of the wafer W by scanning the focal point of the detection lights L1a and L1b in the Z direction while the crack K is not formed inside the wafer W. The positions of the reflected points to be reflected are moved along arrows Aa and Ab along the Y direction, respectively. As a result, it is possible to obtain pre-measured data including information on non-uniformity in reflectance in the Y direction caused by the properties of the front surface Wa of the wafer W (device surface). Here, when performing the preliminary measurement, the relative positions of the wafer W and the objective lens 504 are adjusted so that both the peak of the front surface (lower surface) Wa and the peak of the back surface (upper surface) Wb of the wafer W can be confirmed. (step S14).

次に、レーザ加工を行って、ウェーハWの内部に亀裂Kを形成した後に(ステップS16)、本測定を行う(ステップS18:本測定工程)。本測定工程では、ウェーハWの内部に亀裂Kを形成した状態で、事前測定工程と同様に、検出光L1a及びL1bの集光点をZ方向に走査することにより、本測定データを取得する。 Next, laser processing is performed to form a crack K inside the wafer W (step S16), and then the main measurement is performed (step S18: main measurement step). In the main measurement process, with the crack K formed inside the wafer W, main measurement data is obtained by scanning the focal points of the detection lights L1a and L1b in the Z direction as in the pre-measurement process.

次に、測定値補正演算機能700により、測定値ステップS12の事前測定データData1を用いて、ステップS18の本測定データData2を補正し、補正後データData3を生成する。そして、補正後データData3を用いて亀裂Kの検出を行う(ステップS20:亀裂検出工程)。 Next, the measured value correction calculation function 700 corrects the main measured data Data2 of step S18 using the pre-measured data Data1 of the measured value step S12 to generate post-correction data Data3. Then, the crack K is detected using the corrected data Data3 (step S20: crack detection step).

[別の実施形態]
なお、上記の実施形態では、レーザ加工後の本測定データData2のセンサ値Vとレーザ加工前の事前測定データData1のセンサ値Vの比を用いて補正後データData3を生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、レーザ加工後の本測定データData2からレーザ加工前の事前測定データData1を差し引いて、その差分(I=V-V)を補正後データData3として亀裂Kを検出することも可能である。
[Another embodiment]
In the above embodiment, the corrected data Data3 is generated using the ratio of the sensor value V of the main measurement data Data2 after laser processing and the sensor value V0 of the pre-measurement data Data1 before laser processing. is not limited to this. For example, it is also possible to detect the crack K by subtracting the pre-measured data Data1 before laser processing from the main measurement data Data2 after laser processing and using the difference (I=V−V 0 ) as post-correction data Data3.

なお、事前測定データData1をあらかじめ用意しておく場合等には、事前測定と本測定とを別々に行うことになる。この場合、異なる時間に測定したデータ間では、データ取得時における光源部100の光源強度の変動などの光量変動が生じ得る。 Note that when the pre-measurement data Data1 is prepared in advance, the pre-measurement and the main measurement are performed separately. In this case, between data measured at different times, light quantity fluctuations such as fluctuations in the light source intensity of the light source unit 100 may occur at the time of data acquisition.

したがって、別の実施形態のように、差分を用いて補正後データData3を生成する場合には、光源変動の影響を考慮する必要がある。例えば、本測定時における光源部100の光量が事前測定時よりも低下していた場合、本測定時の反射光L2a及びL2bの光量が低下するため、本測定データData2のセンサ値を上げるか、又は事前測定データData1のセンサ値を下げるための関数を加えるか、又はそのような係数をかけることが考えられる。 Therefore, when the post-correction data Data3 is generated using the difference as in another embodiment, it is necessary to consider the influence of light source variation. For example, if the amount of light from the light source unit 100 at the time of the main measurement is lower than that at the time of the preliminary measurement, the amount of reflected light L2a and L2b at the time of the main measurement is reduced. Alternatively, it is conceivable to add a function for lowering the sensor value of the pre-measured data Data1, or apply such a coefficient.

これに対して、上記の実施形態のように、レーザ加工後の本測定データData2のセンサ値Vとレーザ加工前の事前測定データData1のセンサ値Vの比を用いて補正後データData3を生成する場合、各データの取得時における光源部100の光量の変動を考慮する必要がない。したがって、上記の実施形態によれば、より簡単な演算で、亀裂深さの検出精度に対するウェーハWの表面Waの性状の影響を抑制することができる。 On the other hand, as in the above embodiment, the corrected data Data3 is generated using the ratio of the sensor value V of the main measurement data Data2 after laser processing and the sensor value V0 of the pre-measured data Data1 before laser processing. In this case, it is not necessary to consider variations in the amount of light from the light source unit 100 when each data is acquired. Therefore, according to the above-described embodiment, it is possible to suppress the influence of the properties of the surface Wa of the wafer W on the crack depth detection accuracy with simpler calculations.

10…亀裂検出装置、100…光源部、102A、102B、102C…光源、104…ハーフミラー、200…照明光学系、202…リレーレンズ、204…ミラー、206…リレーレンズ、300…界面検出用光学系、302…ハーフミラー、304…ハーフミラー、306…リレーレンズ、308…ハーフミラー、310…光検出器、400…亀裂検出用光学系、402…リレーレンズ、404、406…光検出器、500…制御部、502…集光点位置移動機構、504…対物レンズ、506…操作部、508…表示部、510…ステージ、512…ストレージデバイス、700…測定値補正演算機能 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Crack detection apparatus, 100... Light source part, 102A, 102B, 102C... Light source, 104... Half mirror, 200... Illumination optical system, 202... Relay lens, 204... Mirror, 206... Relay lens, 300... Optics for interface detection System 302 Half mirror 304 Half mirror 306 Relay lens 308 Half mirror 310 Photodetector 400 Crack detection optical system 402 Relay lens 404, 406 Photodetector 500 ... control section 502 ... focal point position moving mechanism 504 ... objective lens 506 ... operation section 508 ... display section 510 ... stage 512 ... storage device 700 ... measurement value correction calculation function

Claims (3)

主光軸に沿って検出光を出射する光源部と、
前記主光軸と同軸のレンズ光軸を有し、前記光源部から出射した前記検出光を被加工物の上面側から入射させて前記被加工物の内部に集光させる対物レンズと、
前記被加工物の内部に亀裂を形成する前に、前記主光軸から偏心した検出光により前記被加工物を偏射照明して、前記被加工物の下面からの反射光を検出し、前記反射光の事前測定値を取得する事前測定手段と、
前記被加工物の内部に亀裂を形成した後に、前記主光軸から偏心した検出光により前記被加工物を偏射照明して、前記被加工物からの反射光を検出し、前記反射光の本測定値を取得する本測定手段と、
前記事前測定値を用いて前記本測定値を補正し、前記被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出手段と、
を備える亀裂検出装置。
a light source unit that emits detection light along a main optical axis;
an objective lens having a lens optical axis coaxial with the main optical axis, and configured to allow the detection light emitted from the light source unit to enter from the upper surface side of the workpiece and focus the light inside the workpiece;
before forming a crack inside the workpiece, illuminating the workpiece with the detection light eccentric from the main optical axis to detect reflected light from the lower surface of the workpiece; pre-measurement means for obtaining a pre-measurement of reflected light;
After forming a crack inside the workpiece, illuminating the workpiece with the detection light eccentric from the main optical axis, detecting the reflected light from the workpiece, and detecting the reflected light. a main measurement means for obtaining a main measurement value;
a crack detection means for correcting the actual measured value using the pre-measured value and detecting a crack depth of a crack formed inside the workpiece;
A crack detection device comprising:
前記亀裂検出手段は、前記事前測定値をV、本測定値をV、kを正の係数、M=V/Vとしたときに、補正後の測定値Iを下記の式により算出する、請求項1記載の亀裂検出装置。
Figure 2022117055000004
The crack detection means calculates the measured value I after correction by the following formula when the pre-measured value is V 0 , the actual measured value is V, k is a positive coefficient, and M = V / V 0 The crack detection device of claim 1, wherein:
Figure 2022117055000004
被加工物の内部に亀裂を形成する前に、対物レンズの主光軸から偏心した検出光により被加工物を上面側から偏射照明して、前記被加工物の下面からの反射光を検出し、前記反射光の事前測定値を取得する事前測定工程と、
前記被加工物の内部に亀裂を形成した後に、前記主光軸から偏心した検出光により前記被加工物を偏射照明して、前記被加工物からの反射光を検出し、前記反射光の本測定値を取得する本測定工程と、
前記事前測定値を用いて前記本測定値を補正し、前記被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出工程と、
を備える亀裂検出方法。
Before a crack is formed inside the work piece, the work piece is obliquely illuminated from the top side with detection light decentered from the main optical axis of the objective lens, and reflected light from the bottom surface of the work piece is detected. and obtaining a pre-measured value of the reflected light;
After forming a crack inside the workpiece, illuminating the workpiece with the detection light eccentric from the main optical axis, detecting the reflected light from the workpiece, and detecting the reflected light. a main measurement step of obtaining a main measurement value;
a crack detection step of correcting the actual measured value using the pre-measured value and detecting a crack depth of a crack formed inside the workpiece;
A crack detection method comprising:
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