JP2022117055A - Device and method for detecting cracks - Google Patents
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Abstract
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
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
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V0、本測定値をV、kを正の係数、M=V/V0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。
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.
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
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
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
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
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
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。
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
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
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 (
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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KT及び亀裂下端位置KB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KT及び亀裂下端位置KB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
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
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V0、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).
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/V0)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V0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V0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
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KT及び亀裂下端位置KB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KT及び亀裂下端位置KB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KT及び亀裂下端位置KB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KT及び亀裂下端位置KB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KT及び亀裂下端位置KB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
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
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
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
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
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
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
[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V0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-V0)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
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
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V0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
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
Claims (3)
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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JP2021013536A JP2022117055A (en) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | Device and method for detecting cracks |
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