JP2023009788A - Crack detection device and method - Google Patents

Crack detection device and method Download PDF

Info

Publication number
JP2023009788A
JP2023009788A JP2021113360A JP2021113360A JP2023009788A JP 2023009788 A JP2023009788 A JP 2023009788A JP 2021113360 A JP2021113360 A JP 2021113360A JP 2021113360 A JP2021113360 A JP 2021113360A JP 2023009788 A JP2023009788 A JP 2023009788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crack
wafer
light
detection
street
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021113360A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直聡 一廼穂
Naosato Ichisuho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2021113360A priority Critical patent/JP2023009788A/en
Publication of JP2023009788A publication Critical patent/JP2023009788A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a crack detection device and method with which it is possible to detect the crack depth of a crack that is formed inside of a wafer with good accuracy.SOLUTION: Provided is a crack detection method for detecting the crack depth of a crack formed along a scheduled cut line of a street (ST) between semiconductor devices on a wafer (W), the method comprising: a step for inclining, with respect to the widthwise direction of the street, an optical path (AR) that is determined by the optical path of detection light (L1) with which the wafer is obliquely illuminated in a diagonal direction from a position off-centered from the main optical axis and the optical path of reflected light (L2) from the wafer; and a step for obliquely illuminating the wafer with detection light while the optical path plane is inclined with respect to the widthwise direction of the street and detecting the crack depth of the crack on the basis of the reflected light from the wafer.SELECTED DRAWING: Figure 9

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を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 detecting cracks formed inside a workpiece.

従来、被加工物であるシリコン等のウェーハの内部に集光点を合わせてレーザー光を切断予定ラインに沿って照射し、切断予定ラインに沿ってウェーハ内部に切断の起点となるレーザー加工領域を形成するレーザーダイシング装置が知られている。レーザー加工領域が形成されたウェーハは、その後、エキスパンドやブレーキングといった割断プロセスによって切断予定ラインで割断されて個々のチップに分断される。 Conventionally, laser beams are focused on the inside of a silicon wafer, which is the work piece, and are irradiated along the planned cutting lines, and along the planned cutting lines, a laser processing area, which serves as the starting point for cutting, is created inside the wafer. Forming laser dicing machines are known. The wafer on which the laser-processed region is formed is then split along the planned cutting lines by a splitting process such as expanding or breaking to separate individual chips.

レーザーダイシング装置によりウェーハにレーザー加工領域を形成すると、そのレーザー加工領域からウェーハの厚さ方向に亀裂(クラック)が伸展する。その亀裂がウェーハの表面(デバイス面)まで到達していれば、割断プロセスにおいてチップ(半導体デバイス)への分断を適正に行うことができる。 When a laser-processed region is formed on a wafer by a laser dicing device, cracks extend from the laser-processed region in the thickness direction of the wafer. If the crack reaches the surface (device surface) of the wafer, it can be properly divided into chips (semiconductor devices) in the breaking process.

したがって、レーザーダイシング装置によりレーザー加工領域を形成した後、割断プロセス前において、ウェーハを分断する際の起点となるレーザー加工領域が適正に形成されたか否か、すなわち、ウェーハ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って、割断プロセスにおけるチップへの分断の良否を正確に予測することが可能となる。 Therefore, after forming the laser-processed region by the laser dicing device, before the cleaving process, whether the laser-processed region, which is the starting point for dividing the wafer, was properly formed, that is, the crack formed inside the wafer By detecting the crack depth, it is possible to accurately predict the quality of splitting into chips in the breaking process.

特許文献1及び2には、ウェーハ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が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose a crack detection device and method for non-destructively detecting the crack depth of a crack formed inside a wafer.

特開2017-133997号公報JP 2017-133997 A 特開2020-076651号公報JP 2020-076651 A

ところで、ウェーハには、半導体デバイスのパターンが形成されているため、ウェーハからの反射光の光量は、亀裂が形成されていないところで測定動作を行った場合であっても、パターンの反射率の影響を受ける。従来の亀裂検出装置では、反射光の検出結果に、パターンの反射率が重畳されてしまうので、亀裂位置の検出精度が低下してしまうという問題がある。 By the way, since the pattern of the semiconductor device is formed on the wafer, the light quantity of the reflected light from the wafer is affected by the reflectance of the pattern even when the measurement operation is performed in a place where no crack is formed. receive. In the conventional crack detection device, since the reflectance of the pattern is superimposed on the detection result of the reflected light, there is a problem that the detection accuracy of the crack position is lowered.

上記の問題を解決するためには、ウェーハのレーザー加工を行う前にあらかじめ測定したパターンの反射率を使用して、レーザー加工後に同位置で行った測定結果と照らし合わせて亀裂位置を検出することが考えられる。しかしながら、あらかじめ測定したパターンの反射率を使用しても、下記の理由により、パターンの反射率の影響を十分に除去することができないという問題がある。 In order to solve the above problem, the reflectance of the pattern measured in advance before laser processing the wafer is used to detect the crack position by comparing it with the measurement result at the same position after laser processing. can be considered. However, even if the reflectance of the pattern measured in advance is used, there is a problem that the influence of the reflectance of the pattern cannot be sufficiently removed for the following reasons.

まず、亀裂検出の概要について説明すると、上記の亀裂検出装置では、図14の(a)及び(b)に示すように、ウェーハWに対して検出光L1を入射(偏斜照明)させ、ウェーハWからの反射光L2を検出する。この反射光L2の信号強度を検出することにより、ウェーハWの内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する。 First, an outline of crack detection will be described. In the above-described crack detection apparatus, as shown in FIGS. Reflected light L2 from W is detected. The crack depth of the crack formed inside the wafer W is detected by detecting the signal intensity of the reflected light L2.

図15は、ウェーハW上における測定位置の例を示す平面図であり、図16は、ウェーハWからの反射光L2の集光点位置(高さ方向移動量)と信号強度の検出結果の関係を示すグラフである。図15では、集光レンズ504のレンズ瞳504AをウェーハW上に重畳することにより、測定位置を示している。図15の(a)及び(b)における測定位置が、それぞれ図16の(a)及び(b)の検出結果に対応している。 FIG. 15 is a plan view showing an example of measurement positions on the wafer W, and FIG. 16 shows the relationship between the focal point position (height direction movement amount) of the reflected light L2 from the wafer W and the detection result of the signal intensity. is a graph showing In FIG. 15, the measurement position is shown by superimposing the lens pupil 504A of the condenser lens 504 on the wafer W. As shown in FIG. The measurement positions in (a) and (b) of FIG. 15 correspond to the detection results of (a) and (b) in FIG. 16, respectively.

図15に示す例では、ウェーハW上の半導体デバイスがストリート(切断予定ライン)STによって区画されており、ストリートSTの中央に沿って亀裂が形成されている。上記の亀裂検出装置において亀裂検出が行われる場合には、ウェーハWに対して偏射照明する検出光L1と、ウェーハWからの反射光L2とは、図15に示すように、ストリートSTの方向(以下、ストリート方向D1という。)に直交する面(図15の矢印AR1及びAR2で示した方向に沿う面)に沿う光路を有している。なお、以下の説明では、検出光L1と反射光L2の光路によって規定される面を「光路面」という。 In the example shown in FIG. 15, the semiconductor devices on the wafer W are partitioned by streets (line to be cut) ST, and a crack is formed along the center of the street ST. When crack detection is performed by the above-described crack detection apparatus, the detection light L1 that illuminates the wafer W in an oblique direction and the reflected light L2 from the wafer W are directed in the direction of the street ST as shown in FIG. (hereinafter referred to as the street direction D1). In the following description, the plane defined by the optical paths of the detected light L1 and the reflected light L2 is called an "optical road surface".

この場合、図15の(a)及び(b)に示すように、亀裂の測定位置がずれると、図16の(a)及び(b)に示すように、反射光L2の信号強度の検出結果が異なってしまう。特に、パターンが細かい場合は、測定位置のズレによる信号強度の変化が顕著になる。そのため、あらかじめ測定したパターンの反射率を使用しても、パターンの反射率の影響を十分に除去することができない。 In this case, as shown in FIGS. 15A and 15B, when the measurement position of the crack shifts, as shown in FIGS. is different. In particular, when the pattern is fine, the change in signal intensity due to the displacement of the measurement position becomes significant. Therefore, even if the reflectance of the pattern measured in advance is used, the influence of the reflectance of the pattern cannot be sufficiently removed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハの内部に形成された亀裂の亀裂深さを精度よく検出することができる亀裂検出装置及び方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a crack detection apparatus and method capable of accurately detecting the depth of a crack formed inside a wafer.

上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る亀裂検出装置は、ウェーハ上の半導体デバイス間のストリートの切断予定ラインに沿って形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出装置であって、主光軸から偏心した位置からウェーハに対して斜め方向に検出光を偏射照明し、ウェーハからの反射光に基づき、亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出手段と、検出光及び反射光の光路によって定まる光路面を、ストリートの幅方向に対して傾ける光路面傾斜手段とを備える。 To achieve the above object, a crack detection device according to a first aspect of the present invention detects the depth of a crack formed along a planned cutting line of a street between semiconductor devices on a wafer. Crack detection means for illuminating the wafer obliquely with detection light from a position off-center from the main optical axis and detecting the crack depth of the crack based on the reflected light from the wafer; and an optical road surface tilting means for tilting the optical road surface determined by the optical path of the reflected light with respect to the width direction of the street.

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、光路面傾斜手段は、検出光をウェーハの深さ方向に走査した場合にウェーハにおける検出光の反射がストリートの範囲内で行われるように、ストリートの幅方向に対して光路面を傾ける。 A crack detection device according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the optical road surface inclination means is such that when the detection light is scanned in the depth direction of the wafer, the reflection of the detection light from the wafer falls within the range of the street. Tilt the light surface with respect to the width of the street, as is done in .

本発明の第3の態様に係る亀裂検出装置は、第1又は第2の態様において、主光軸から偏心した位置に開口部を有し、光源部から出射される光の一部を開口部で遮光して検出光として出射する制限部材を備え、光路面傾斜手段は、主光軸を中心に制限部材を回転させることによりストリートの幅方向に対して光路面を傾ける制限部材回転手段を含む。 A crack detection device according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, has an opening at a position eccentric from the main optical axis, and transmits a part of the light emitted from the light source to the opening. and the optical road surface tilting means includes a limiting member rotating means for tilting the optical road surface with respect to the width direction of the street by rotating the limiting member around the main optical axis. .

本発明の第4の態様に係る亀裂検出装置は、第1から第3の態様のいずれかにおいて、ウェーハが載置されるステージを備え、光路面傾斜手段は、ステージを主光軸の周りに回転させることによりストリートの幅方向に対して光路面を傾けるステージ回転手段を含む。 A crack detection apparatus according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, comprises a stage on which the wafer is placed, and the optical road surface tilting means moves the stage around the main optical axis. It includes stage rotating means for tilting the optical path with respect to the width direction of the street by rotating it.

本発明の第5の態様に係る亀裂検出方法は、ウェーハ上の半導体デバイス間のストリートの切断予定ラインに沿って形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出方法であって、主光軸から偏心した位置からウェーハに対して斜め方向に偏射照明する検出光と、ウェーハからの反射光の光路とによって定まる光路面を、ストリートの幅方向に対して傾ける工程と、ストリートの幅方向に対して光路面を傾けた状態で、検出光によりウェーハを偏射照明し、ウェーハからの反射光に基づき、亀裂の亀裂深さを検出する工程とを備える。 A crack detection method according to a fifth aspect of the present invention is a crack detection method for detecting a crack depth of a crack formed along a planned cutting line of a street between semiconductor devices on a wafer, a step of tilting, with respect to the width direction of the street, an optical path defined by the detection light obliquely illuminating the wafer from a position eccentric from the wafer and the optical path of the reflected light from the wafer; and a step of illuminating the wafer with the detection light in an oblique direction with the optical surface inclined with respect to the wafer, and detecting the crack depth of the crack based on the reflected light from the wafer.

本発明によれば、ウェーハの内部に形成された亀裂の亀裂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 crack depth of the crack formed inside the wafer can be accurately detected.

図1は、本発明の第1の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 a first 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図である。FIG. 2 is a diagram showing a state when a workpiece is illuminated with polarized 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図である。FIG. 3 is a diagram showing a state when polarized illumination of the detection light is performed on the workpiece. 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図である。FIG. 4 is a diagram showing a state when polarized illumination of the detection light is performed on the workpiece. 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。FIG. 5 is a diagram showing how reflected light is received by the photodetector. 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。FIG. 6 is a diagram showing how reflected light is received by the photodetector. 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。FIG. 7 is a diagram showing how reflected light is received by the photodetector. 図8は、被加工物からの反射光が集光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 a path along which reflected light from a workpiece reaches a condenser lens pupil. 図9は、光路面を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an optical path. 図10は、集光レンズのレンズ瞳を拡大して示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an enlarged lens pupil of the condenser lens. 図11は、亀裂検出のための検出光及び反射光の光路を示す正面図である。FIG. 11 is a front view showing optical paths of detection light and reflected light for crack detection. 図12は、ウェーハからの反射光の集光点位置と信号強度の検出結果の関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the position of the focal point of the reflected light from the wafer and the detection result of the signal intensity. 図13は、本発明の第2の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. 13 is a block diagram showing a crack detection device according to a second embodiment of the invention. 図14は、亀裂検出のための検出光及び反射光の光路を示す図(斜視図及び平面図)である。FIG. 14 is a diagram (perspective view and plan view) showing optical paths of detection light and reflected light for crack detection. 図15は、ウェーハ上における測定位置の例を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing an example of measurement positions on the wafer. 図16は、ウェーハからの反射光の集光点位置と信号強度の検出結果の関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the position of the focal point of the reflected light from the wafer and the detection result of the signal intensity.

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.

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

本実施形態に係る亀裂検出装置10は、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、亀裂検出装置10は、ウェーハWの内部にレーザー加工領域を形成するレーザーダイシング装置(不図示)と組み合わせて使用されるが、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、レーザーダイシング装置の構成については説明を省略する。 The crack detection device 10 according to the present embodiment irradiates the wafer W with the detection light L1 and detects the reflected light L2 from the wafer W, so that the crack depth of the crack K formed inside the wafer W is to detect The crack detection device 10 is used in combination with a laser dicing device (not shown) that forms a laser processing area inside the wafer W. , the description of the configuration of the laser dicing apparatus is omitted.

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の深さ方向とする3次元直交座標系を用いる。 In the following description, a three-dimensional orthogonal coordinate system is used in which the stage 510 on which the wafer W is placed is a plane parallel to the XY plane, and the depth direction of the wafer W is the Z direction.

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、フォーカス調整機構502、集光レンズ504、操作部506、表示部508及びステージ510を含んでいる。測定対象のウェーハWは、その表面Waがステージ510に接するようにステージ510上に載置され、光源部100からの検出光L1を裏面側Wbから入射させたときのウェーハWからの反射光L2を検出することにより、ウェーハWの界面の検出及びウェーハWの内部に形成された亀裂Kの検出を行う。 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, a focus adjustment mechanism 502, It includes a condenser lens 504 , an operation section 506 , a display section 508 and a stage 510 . The wafer W to be measured is placed on the stage 510 so that its front surface Wa is in contact with the stage 510, and the reflected light L2 from the wafer W when the detection light L1 from the light source unit 100 is incident from the back side Wb. By detecting , the interface of the wafer W and the crack K formed inside the wafer W are detected.

光源部100は、ウェーハWの界面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検出光L1を出射する。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、波長1,000nm以上の赤外光を用いるのが望ましい。 The light source unit 100 emits detection light L1 used for detecting the interface of the wafer W and detecting the crack K formed inside the wafer W. FIG. Here, when the wafer W is a silicon wafer, it is desirable to use infrared light with a wavelength of 1,000 nm or more as the detection light L1.

光源部100は、光源102、コリメートレンズ104及び制限部材106を含んでいる。光源102、コリメートレンズ104及び制限部材106は、集光レンズ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 a light source 102 , a collimating lens 104 and a limiting member 106 . The light source 102 , collimating lens 104 and limiting member 106 are arranged along the main optical axis AX coaxial with the lens optical axis of the condenser lens 504 .

光源102は、主光軸AXに沿って検出光L1を出射する。光源102としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)光源を用いることができる。光源102は、制御部500と接続されており、制御部500により光源102の出射制御が行われる。 The light source 102 emits detection light L1 along the main optical axis AX. As the light source 102, for example, an LED (Light Emitting Diode) light source can be used. The light source 102 is connected to the control unit 500 , and the control unit 500 controls emission of the light source 102 .

コリメートレンズ104は、光源102から出射された検出光L1が平行光になるように調整する。 The collimator lens 104 adjusts the detection light L1 emitted from the light source 102 so that it becomes parallel light.

制限部材106には、開口部106Aが形成されている。制限部材106は、コリメートレンズ104からの検出光L1の一部を遮光する遮光部材である。制限部材106は、駆動機構(例えば、モータM1)により、検出光L1の光路上に対して出没させることが可能となっている。制御部500は、制限部材移動用のモータM1を制御して、制限部材106の出没の制御を行う。また、制御部500は、制限部材回転用のモータM2を制御して、制限部材106を主光軸AXの周りに回転させることが可能となっている。制限部材106は、亀裂検出用光学系400により亀裂Kを検出するときに、検出光L1の一部を遮光して、検出光L1を主光軸AXに対して偏心させる。制限部材106については後述する。 The restricting member 106 is formed with an opening 106A. The limiting member 106 is a light blocking member that blocks part of the detection light L1 from the collimator lens 104 . The restricting member 106 can be moved in and out of the optical path of the detection light L1 by a drive mechanism (for example, a motor M1). The control unit 500 controls the restricting member moving motor M1 to control appearance and retraction of the restricting member 106 . The control unit 500 can also control the motor M2 for rotating the limiting member to rotate the limiting member 106 around the main optical axis AX. When the crack detection optical system 400 detects the crack K, the limiting member 106 shields part of the detection light L1 and decenters the detection light L1 with respect to the main optical axis AX. The restricting member 106 will be described later.

照明光学系200は、光源部100から出射された検出光L1を集光レンズ504に導光する。照明光学系200は、リレーレンズ202及び206並びにミラー204を含んでいる。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(例えば、全反射ミラー)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を透過して集光レンズ504に向けて出射される。 The illumination optical system 200 guides the detection light L1 emitted from the light source section 100 to the condenser lens 504 . Illumination optics 200 includes relay lenses 202 and 206 and mirror 204 . The detection light L1 emitted from the light source unit 100 passes through the relay lens 202 and is reflected by a mirror (for example, a total reflection mirror) 204 to bend the optical path. The detection light L1 reflected by the mirror 204 is transmitted through the relay lens 206 and emitted toward the condenser lens 504 .

集光レンズ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。集光レンズ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 condenser lens 504 condenses (focuses) the detection light L1 emitted from the illumination optical system 200 onto the wafer W. As shown in FIG. The condenser lens 504 is arranged at a position facing the wafer W and arranged coaxially with the main optical axis AX.

フォーカス調整機構502は、ウェーハWにおける検出光L1の集光位置を調整する。フォーカス調整機構502は、集光レンズ504、及びウェーハWが載置されるステージ510のうちの少なくとも一方を移動させる駆動部を含んでいる。フォーカス調整機構502は、集光レンズ504とステージ510との間のXYZ方向の相対位置を調整することにより、検出光L1の集光位置をXYZ方向に移動させることが可能となっている。 The focus adjustment mechanism 502 adjusts the condensing position of the detection light L1 on the wafer W. FIG. The focus adjustment mechanism 502 includes a driving section that moves at least one of a condenser lens 504 and a stage 510 on which the wafer W is placed. The focus adjustment mechanism 502 adjusts the relative position in the XYZ directions between the condenser lens 504 and the stage 510, thereby moving the condensing position of the detection light L1 in the XYZ directions.

なお、集光レンズ504が上記のレーザーダイシング装置の加工ヘッド(不図示)とともにZ方向に移動可能な構成の場合には、フォーカス調整機構502は、加工ヘッドの駆動機構を含んでいてもよい。この場合、加工ヘッドの駆動機構によるの集光点の位置調整(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)とを組み合わせて行うことが可能になる。 If the condenser lens 504 is movable in the Z direction together with the processing head (not shown) of the laser dicing device, the focus adjustment mechanism 502 may include a driving mechanism for the processing head. In this case, it is possible to combine the position adjustment (coarse adjustment) of the focal point by the drive mechanism of the processing head and the position adjustment (fine adjustment) of the focal point by the piezo actuator.

集光レンズ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。 Reflected light L2 collected by the condenser lens 504 and reflected by the wafer W is guided to the interface detection optical system 300 and the crack detection optical system 400 to detect the interface of the wafer W and crack detection, respectively. Used.

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)、制御プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、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(例えば、キーボード、並びにマウス及びタッチパネル等のポインティングデバイス)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 includes a CPU (Central Processing Unit) that controls the operation of each part of the crack detection device 10, a ROM (Read Only Memory) that stores a control program, and an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) that can be used as a work area for the CPU. Memory). The control unit 500 receives an operation input by an operator via an operation unit 506 (for example, a keyboard and a pointing device such as a mouse and a touch panel), 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 part.

表示部508は、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) and images (for example, crack detection results, etc.). As the display unit 508, for example, a liquid crystal display can be used.

(界面検出用光学系)
次に、ウェーハWの界面検出について説明する。以下の説明では、ウェーハWの表面Wa(ステージ510に接する面)の界面の検出を行って、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場合について説明する。なお、亀裂深さの検出では、ウェーハWの裏面Wbを基準としてもよいし、ウェーハWの表裏両方の面を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。
(Interface detection optical system)
Next, detection of the interface of the wafer W will be described. In the following description, a case will be described in which the interface of the surface Wa of the wafer W (the surface in contact with the stage 510) is detected, and the crack depth is detected with the interface position of the surface Wa of the wafer W as a reference. In detecting the crack depth, the back surface Wb of the wafer W may be used as a reference, or both the front and back surfaces of the wafer W may be used as a reference to obtain an average value of crack depths detected.

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、リレーレンズ304、ハーフミラー306及び光検出器308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 relay lens 304, a half mirror 306, and a photodetector 308. .

ウェーハWの界面を検出するときには、制御部500は、制限部材106を検出光L1の光路から退避させた状態で、検出光L1をウェーハWに照射する。ここで、制御部500及び界面検出用光学系300は、それぞれ界面検出手段の一部として機能する。 When detecting the interface of the wafer W, the controller 500 irradiates the wafer W with the detection light L1 while the limiting member 106 is retracted from the optical path of the detection light L1. Here, the controller 500 and the interface detection optical system 300 each function as a part of interface detection means.

ハーフミラー302は、照明光学系200からの検出光L1を集光レンズ504側に透過させ、ウェーハWからの反射光L2(第1の反射光)を反射する。ウェーハWからの反射光L2は、ハーフミラー302によって反射されて光路が折り曲げられ、リレーレンズ304に導光される。リレーレンズ304を透過した反射光L2は、ハーフミラー306によって反射されて光検出器308に導光される。 The half mirror 302 transmits the detection light L1 from the illumination optical system 200 to the condenser lens 504 side, and reflects the reflected light L2 from the wafer W (first reflected light). The reflected light L2 from the wafer W is reflected by the half mirror 302 to bend the optical path and is guided to the relay lens 304 . Reflected light L2 transmitted through relay lens 304 is reflected by half mirror 306 and guided to photodetector 308 .

光検出器308は、ウェーハWからの反射光L2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308A及びピンホールパネル308Bを含んでいる。 The photodetector 308 is a device for receiving reflected light L2 from the wafer W to detect the interface of the wafer W, and includes a detector body 308A and a pinhole panel 308B.

検出器本体308A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(PD。例えば、フォトダイオード)を用いることができる。 As the detector main body 308A, a photodetector (PD, for example, a photodiode) that converts received light into an electrical signal and outputs the electrical signal to the control unit 500 can be used.

ピンホールパネル308Bには、入射光の一部を通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308Bは、検出器本体308Aの受光面側に、ピンホールが反射光L2の光軸上になるように配置されている。 A pinhole is formed in the pinhole panel 308B to allow part of the incident light to pass therethrough. The pinhole panel 308B is arranged on the light receiving surface side of the detector main body 308A so that the pinhole is on the optical axis of the reflected light L2.

界面検出用光学系300は、ピンホールパネル308Bのピンホールの位置が、集光レンズ504の集光点の位置と光学的に共役関係にある光学系となっている。 The interface detection optical system 300 is an optical system in which the position of the pinhole of the pinhole panel 308B and the position of the condensing point of the condensing lens 504 are in an optically conjugate relationship.

制御部500は、制限部材106を検出光L1の光路から退避させて検出光L1をウェーハWに照射しながら、集光レンズ504とステージ510とをZ方向に相対的に移動させる。制御部500は、ウェーハWの界面(表面Wa又は裏面Wb)において検出光L1が合焦したときの反射光L2を検出し、そのときの集光点の位置からウェーハWの界面のZ方向の位置を算出する。 The control unit 500 moves the condensing lens 504 and the stage 510 relatively in the Z direction while retracting the limiting member 106 from the optical path of the detection light L1 and irradiating the wafer W with the detection light L1. The control unit 500 detects the reflected light L2 when the detection light L1 is focused on the interface of the wafer W (the front surface Wa or the rear surface Wb), and shifts the Z direction of the interface of the wafer W from the position of the focal point at that time. Calculate the position.

(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、ハーフミラー404、光検出器406及び408を含んでいる。 Crack detection optical system 400 includes relay lens 402 , half mirror 404 , and photodetectors 406 and 408 .

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、制限部材106を検出光L1の光路上に挿入する。ここで、制御部500、制限部材106及び亀裂検出用光学系400は、それぞれ亀裂検出手段の一部として機能する。制限部材106には、主光軸AXからずれた位置に開口部106Aが設けられており、検出光L1のうち開口部106Aを透過した光がウェーハWに照射される。これにより、主光軸AXに対して偏心した検出光L1がウェーハWに照射される。 When detecting a crack K formed inside the wafer W, the controller 500 inserts the limiting member 106 into the optical path of the detection light L1. Here, the control unit 500, the limiting member 106, and the crack detection optical system 400 each function as a part of crack detection means. The limiting member 106 is provided with an opening 106A at a position shifted from the main optical axis AX, and the wafer W is irradiated with the light transmitted through the opening 106A out of the detection light L1. As a result, the wafer W is irradiated with the detection light L1 eccentric with respect to the main optical axis AX.

ウェーハWからの反射光L2(第2の反射光)は、ハーフミラー302によって反射された後、リレーレンズ304及びハーフミラー306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は、ハーフミラー404を介して光検出器406及び408により受光される。ここで、ハーフミラー404に入射する光の透過率及び反射率はそれぞれ約50%とする。 Reflected light L<b>2 (second reflected light) from wafer W is reflected by half mirror 302 , then sequentially passes through relay lens 304 and half mirror 306 and enters relay lens 402 . Reflected light L2 transmitted through relay lens 402 is received by photodetectors 406 and 408 via half mirror 404 . Here, the transmittance and reflectance of the light incident on the half mirror 404 are assumed to be approximately 50%, respectively.

光検出器406及び408は、ウェーハWからの反射光L2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406は、検出器本体406A及びピンホールパネル406Bを含んでおり、光検出器408は、検出器本体408A及びピンホールパネル408Bを含んでいる。 The photodetectors 406 and 408 are devices for receiving reflected light L2 from the wafer W and detecting cracks K inside the wafer W. FIG. Photodetector 406 includes detector body 406A and pinhole panel 406B, and photodetector 408 includes detector body 408A and pinhole panel 408B.

検出器本体406A及び408A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)を用いることができる。 As the detector main bodies 406A and 408A, photodetectors (for example, photodiodes) that convert received light into electrical signals and output the electrical signals to the control unit 500 can be used.

ピンホールパネル406B及び408Bには、入射光の一部を通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406B及び408Bは、それぞれ検出器本体406A及び408Aの受光面側に配置されている。ピンホールパネル406B及び408Bは、それぞれピンホールが反射光L2の光軸からずれた位置になるように配置されている。 Pinhole panels 406B and 408B are formed with pinholes for passing a portion of the incident light. Pinhole panels 406B and 408B are arranged on the light receiving surface side of detector bodies 406A and 408A, respectively. The pinhole panels 406B and 408B are arranged such that the pinholes are positioned off the optical axis of the reflected light L2.

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は集光レンズ504の集光点に亀裂Kが存在する場合、図3は集光レンズ504の集光点に亀裂Kが存在しない場合、図4は集光レンズ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。図5から図7は、光検出器406及び408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。図8は、ウェーハWからの反射光L2が集光レンズ瞳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、集光レンズ瞳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。 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 condensing point of the condensing lens 504, FIG. 3 shows the case where the crack K does not exist at the condensing point of the condensing lens 504, and FIG. Each of these shows a case where the crack depth (crack bottom position) of the crack K matches. 5 to 7 are diagrams showing states of the reflected light L2 received by the photodetectors 406 and 408, corresponding to the cases shown in FIGS. 2 to 4, respectively. FIG. 8 is a diagram for explaining the path along which the reflected light L2 from the wafer W reaches the condenser 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 condenser lens pupil 504a and the wafer W is subjected to polarized illumination will be described.

図2に示すように、集光レンズ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、集光レンズ瞳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102からの検出光L1が集光レンズ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をたどって集光レンズ瞳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 condensing point of the condenser lens 504, the detection light L1 is totally reflected by the crack K, and the reflected light L2 is detected 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 the light L1 and reaches the area on the same side as the detection light L1 of the condenser lens pupil 504a. That is, as shown in FIG. 8, when the detection light L1 from the light source 102 irradiates the wafer W through the condenser lens 504, the path of the detection light L1 is R1. The reflected light L2 that has been 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 condenser lens pupil 504a. do.

図3に示すように、集光レンズ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は集光レンズ瞳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をたどって集光レンズ瞳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 condensing point of the condensing lens 504, the detection light L1 is reflected by the surface Wa of the wafer W, and the reflected light L2 is detected by the condensing lens pupil 504a. It becomes a component that reaches the area on the opposite side of the light L1. 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. and passes through the second region G2 of the condenser lens pupil 504a.

図4に示すように、集光レンズ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、亀裂Kで全反射して集光レンズ瞳504aの検出光L1と同じ側の領域に到達する反射光成分L2aと、亀裂Kで全反射されずにウェーハWの表面Waで反射して集光レンズ瞳504aの検出光L1と反対側の領域に到達する非反射光成分L2bとに分割される。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をたどって集光レンズ瞳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をたどって集光レンズ瞳504aの第2領域G2を通過する。 As shown in FIG. 4, when the condensing point of the condensing lens 504 and the lower end position of the crack K coincide, the detection light L1 is totally reflected by the crack K, and the detection light L1 of the condensing lens pupil 504a and the reflected light component L2a reaching the area on the same side as the non-reflected light component L2a, which is not totally reflected by the crack K and is reflected by the surface Wa of the wafer W and reaches the area opposite to the detection light L1 of the condenser lens pupil 504a. light component L2b. 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 that passes through the first region G1 of the condenser lens pupil 504a along the route R2 (right side of FIG. 8) and is reflected by the surface Wa of the wafer W without being totally reflected by the crack K is detected. The light L1 passes through the second region G2 of the condenser lens pupil 504a following the path R3 on the opposite side (left side in FIG. 8) with respect to the main optical axis AX.

ピンホールパネル406B及び408Bは、それぞれピンホールが集光レンズ瞳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、検出器本体406A及び検出器本体408Aは、それぞれ集光レンズ瞳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 pinhole panels 406B and 408B are arranged such that the pinholes are optically conjugate with the first region G1 and the second region G2 of the condenser lens pupil 504a, respectively. As a result, the detector main body 406A and the detector main body 408A can selectively receive light that has passed through the first region G1 and the second region G2 of the condenser lens pupil 504a, respectively.

図2に示す例(集光レンズ504の集光点に亀裂Kが存在する場合)では、図5に示すように、検出器本体406A及び検出器本体408Aのうち、検出器本体406Aの受光面406Cに反射光L2が受光し、受光面406Cから出力される検出信号のレベルが検出器本体408Aの受光面408Cから出力される検出信号のレベルよりも高くなる。 In the example shown in FIG. 2 (when a crack K exists at the condensing point of the condensing lens 504), as shown in FIG. Reflected light L2 is received by 406C, and the level of the detection signal output from light receiving surface 406C becomes higher than the level of the detection signal output from light receiving surface 408C of detector body 408A.

一方、図3に示す例(集光レンズ504の集光点に亀裂Kが存在しない場合)では、図6に示すように、検出器本体406A及び検出器本体408Aのうち、検出器本体408Aの受光面408Cに反射光が受光し、受光面408Cから出力される検出信号のレベルが受光面406Cから出力される検出信号のレベルよりも高くなる。 On the other hand, in the example shown in FIG. 3 (when there is no crack K at the condensing point of the condensing lens 504), as shown in FIG. Reflected light is received by the light receiving surface 408C, and the level of the detection signal output from the light receiving surface 408C becomes higher than the level of the detection signal output from the light receiving surface 406C.

また、図4に示す例(集光レンズ504の集光点と亀裂Kの下端位置とが一致する場合)では、図8に示すように、受光面406C及び408Cに反射光L2の各成分L2a、L2bがそれぞれ受光し、受光面406C及び408Cから出力される検出信号のレベルが略等しくなる。 Further, in the example shown in FIG. 4 (when the condensing point of the condensing lens 504 coincides with the lower end position of the crack K), as shown in FIG. , and L2b respectively, and the levels of the detection signals output from the light receiving surfaces 406C and 408C become substantially equal.

このように、受光面406C及び408Cで受光される光量は、集光レンズ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)を検出することができる。 Thus, the amount of light received by the light receiving surfaces 406C and 408C changes depending on whether or not there is a crack K at the condensing point of the condensing lens 504. FIG. In the present embodiment, using such properties, the crack depth (crack bottom end position or crack top end position) of the crack K formed inside the wafer W can be detected.

具体的には、受光面406C及び408C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、集光レンズ504の集光点と亀裂Kの亀裂深さとの関係を示す評価値Sは、次式で表すことができる。 Specifically, when the outputs of the detection signals output from the light receiving surfaces 406C and 408C are D1 and D2, respectively, the evaluation value S that indicates the relationship between the condensing point of the condensing lens 504 and the crack depth of the crack K is , can be expressed by the following equation.

S=(D1-D2)/(D1+D2) ・・・(1)
式(1)において、S=0の条件を満たすとき、すなわち、受光面406C及び408Cによって受光される光量が一致するとき、集光レンズ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) (1)
In equation (1), when the condition of S=0 is satisfied, that is, when the amounts of light received by the light receiving surfaces 406C and 408C are the same, the condensing point of the condenser lens 504 and the crack bottom end position (or crack top end position) indicates a match.

制御部500は、フォーカス調整機構502(集光点変更手段)を制御して、集光レンズ504の集光点を、表面Waの界面位置Z(0)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、受光面406C及び408C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式(1)で示される評価値Sを算出し、この評価値S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 controls the focus adjustment mechanism 502 (condensing point changing means) to shift the condensing point of the condenser lens 504 from the interface position Z(0) on the surface Wa to the thickness direction of the wafer W (Z direction). ), the detection signals output from the light-receiving surfaces 406C and 408C are sequentially acquired, the evaluation value S represented by Equation (1) is calculated based on the detection signals, and the evaluation value S is evaluated. Thus, the crack depth of the crack K (crack bottom end position or crack top end position) can be detected.

なお、本実施形態では、検出器本体308A、406A及び408Aとしてフォトディテクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フォトディテクタに代えて、赤外線カメラ等を用いてもよい。 In this embodiment, photodetectors are used as the detector main bodies 308A, 406A and 408A, but the present invention is not limited to this. For example, an infrared camera or the like may be used instead of the photodetector.

また、亀裂Kの検出を行う場合には、反射光L2の光路上からハーフミラー306を退避させるようにしてもよい。この場合、界面検出用光学系300のハーフミラー306は、全反射ミラー又はダイクロイックミラー等に置換してもよい。 Further, when detecting the crack K, the half mirror 306 may be retracted from the optical path of the reflected light L2. In this case, the half mirror 306 of the interface detection optical system 300 may be replaced with a total reflection mirror, a dichroic mirror, or the like.

また、本実施形態では、ハーフミラー404に入射する光の透過率及び反射率をそれぞれ約50%としたが、本発明はこれに限定されない。ハーフミラー404の透過率と反射率が異なる場合には、評価値Sの算出に当たって、光検出器406及び408からの検出信号の出力D1及びD2に、ハーフミラー404の透過率と反射率に応じた重み係数を掛けてもよい。 Further, in the present embodiment, the transmittance and reflectance of the light incident on the half mirror 404 are set to approximately 50%, respectively, but the present invention is not limited to this. When the transmittance and reflectance of the half mirror 404 are different, in calculating the evaluation value S, the outputs D1 and D2 of the detection signals from the photodetectors 406 and 408 are used according to the transmittance and reflectance of the half mirror 404. may be multiplied by a weighting factor.

本実施形態では、亀裂検出を行うときに、偏射照明の方法(以下、照明方法ともいう。)を切り替えて、亀裂深さの検出を複数回行い、その複数回の検出結果の平均値を亀裂深さとして算出する。ここで、照明方法の切り替えとは、検出光L1の偏心の態様(例えば、検出光L1が出射する開口部と主光軸との距離及び位置)を切り替えることをいう。 In the present embodiment, when performing crack detection, the method of oblique illumination (hereinafter also referred to as illumination method) is switched, the crack depth is detected a plurality of times, and the average value of the detection results of the plurality of times is calculated. Calculated as crack depth. Here, switching the illumination method means switching the eccentricity of the detection light L1 (for example, the distance and position between the opening through which the detection light L1 is emitted and the main optical axis).

具体的には、制限部材106を回転させて、開口部106Aの位置を図1の位置106Bに移動させることにより、検出光L1の偏心の態様を変更し、亀裂深さの検出を2回行う。そして、2回の検出結果の平均値を亀裂深さとして算出する。 Specifically, by rotating the restricting member 106 to move the position of the opening 106A to the position 106B in FIG. 1, the eccentricity of the detection light L1 is changed, and the crack depth is detected twice. . Then, the average value of the two detection results is calculated as the crack depth.

なお、本実施形態では、1つの開口部106Aが形成された制限部材106を回転させたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、制限部材106に開閉可能な開口部を複数設けてもよい。 In this embodiment, the restricting member 106 having one opening 106A is rotated, but the present invention is not limited to this. For example, a plurality of openable and closable openings may be provided in the restricting member 106 .

また、上記の各実施形態では、制限部材106を用いて検出光L1の一部を遮光することにより偏射照明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光源部100の光源102を主光軸AXからずらして配置することにより、偏射照明を行ってもよい。この場合、光源102の光軸は主光軸AXと平行であることが好ましい。 Further, in each of the above-described embodiments, the limiting member 106 is used to block part of the detection light L1 for polarized illumination, but the present invention is not limited to this. For example, polarized illumination may be performed by displacing the light source 102 of the light source unit 100 from the main optical axis AX. In this case, the optical axis of the light source 102 is preferably parallel to the main optical axis AX.

また、上記の各実施形態では、亀裂検出用光学系400に光検出器を2つ設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ハーフミラー404、光検出器406及び408に代えて、受光面が2つに分割された2分割フォトディテクタを1つ設け、各受光面の出力から評価値Sを算出してもよい。また、受光面が照明方法の種類に応じた数に分割されたフォトディテクタを用いてもよい。 In each of the above-described embodiments, two photodetectors are provided in the crack detection optical system 400, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the half mirror 404 and the photodetectors 406 and 408, one split photodetector whose light receiving surface is divided into two may be provided, and the evaluation value S may be calculated from the output of each light receiving surface. Also, a photodetector having a light receiving surface divided into a number corresponding to the type of illumination method may be used.

また、検出光L1及び反射光L2の導光のための構成はあくまで一例であって、上記の各実施形態に限定されるものではない。例えば、ミラー204を設けずに、光源102、集光レンズ504及びウェーハWが載置されるステージ510を一直線上に配置することも可能である。 Also, the configuration for guiding the detection light L1 and the reflected light L2 is merely an example, and is not limited to the above embodiments. For example, without providing the mirror 204, the light source 102, the condenser lens 504, and the stage 510 on which the wafer W is mounted can be arranged in a straight line.

[光路面]
次に、本実施形態に係る光路面ARについて説明する。本実施形態に係る亀裂検出装置10では、制限部材106の回転角度を調整することにより(図1参照)、光路面ARのストリート幅方向D2(ストリート方向D1に直交する方向)に対する角度θを0°<|θ|<90°の範囲で変更可能となっている。ここで、制限部材106、制御部500及びモータM2は光路面傾斜手段の一例であり、モータM2は制限部材回転手段の一例である。本実施形態では、光路面ARをストリート幅方向D2に対して傾ける工程の後に、上記の亀裂検出工程を行う。
[Optical road surface]
Next, the optical path AR according to this embodiment will be described. In the crack detection device 10 according to the present embodiment, by adjusting the rotation angle of the restricting member 106 (see FIG. 1), the angle θm of the optical road surface AR with respect to the street width direction D2 (the direction perpendicular to the street direction D1) is It can be changed within the range of 0°<|θ m |<90°. Here, the limiting member 106, the control unit 500, and the motor M2 are examples of the optical road surface tilting means, and the motor M2 is an example of the limiting member rotating means. In this embodiment, the crack detection step is performed after the step of inclining the optical road surface AR with respect to the street width direction D2.

図9は、光路面ARを示す平面図であり、図10は、集光レンズ504のレンズ瞳504Aを拡大して示す平面図である。なお、図中の符号DPは、デバイスパターンを示しており、符号STは、ウェーハW上の半導体デバイス間に形成されたストリート(切断予定ライン)を示している。 9 is a plan view showing the optical path AR, and FIG. 10 is a plan view showing an enlarged lens pupil 504A of the condenser lens 504. As shown in FIG. In the drawing, the symbol DP indicates a device pattern, and the symbol ST indicates a street (to-be-cut line) formed between semiconductor devices on the wafer W. As shown in FIG.

図9に示すように、制限部材106の回転角度を調整することにより、ストリート幅方向D2(ストリート方向D1に直交する方向に対する光路面ARの角度|θ|を0°~90°の範囲で傾けることが可能となっている。このように、光路面ARをストリート幅方向D2に対して傾けることにより、検出光L1の集光点の位置をZ方向に走査したときに発生するストリート幅方向D2への反射位置のズレを抑えることができる。 As shown in FIG. 9, by adjusting the rotation angle of the limiting member 106, the angle |θ m | In this way, by inclining the optical surface AR with respect to the street width direction D2, the street width direction generated when the position of the condensing point of the detection light L1 is scanned in the Z direction. It is possible to suppress the deviation of the reflection position to D2.

なお、|θ|≒90°の場合には、検出光L1及び反射光L2の光路がストリート方向D1と重なって測定が困難になるため、|θ|は、90°よりも十分に小さい値(一例で80°以下)とすることが好ましい。 When |θ m |≈90°, the optical paths of the detected light L1 and the reflected light L2 overlap with the street direction D1, making measurement difficult. Therefore, |θ m | is sufficiently smaller than 90°. A value (eg, 80° or less) is preferable.

以下、光路面ARのストリート幅方向D2に対する角度θの決定方法について、図9から図11を参照して説明する。 A method of determining the angle θm of the optical road surface AR with respect to the street width direction D2 will be described below with reference to FIGS. 9 to 11. FIG.

ウェーハWに対する検出光L1の入射角をθとすると、図11の(a)及び(b)に示すように、集光レンズ504とウェーハWとのZ方向の相対位置がΔZ変化した場合、集光点の位置のY方向移動量ΔYは下記の式(A)により表される。 Assuming that the incident angle of the detection light L1 with respect to the wafer W is θ, as shown in FIGS. The amount of movement ΔY in the Y direction of the position of the light spot is expressed by the following formula (A).

ΔY=ΔZ×tanθ …(A)
図11において、検出光L1をZ方向のスキャン範囲Zだけ走査した場合、検出光L1の検出光移動距離(主光軸AXに直交する方向の移動距離)Lは下記の式(B)により表される。
ΔY=ΔZ×tan θ (A)
In FIG. 11, when the detection light L1 scans the scanning range ZR in the Z direction, the detection light moving distance (moving distance in the direction perpendicular to the main optical axis AX) Lm of the detection light L1 is expressed by the following formula (B). is represented by

=Z×tanθ …(B)
検出光移動距離Lよりもストリート幅Lstが大きい場合(Lst>L)、すなわち、検出光L1をスキャン範囲Zだけ走査したときの検出光移動距離Lが、光路面ARを傾けなくてもストリートST内に収まる場合(検出光L1の集光点位置をウェーハWの深さ方向に走査した場合にウェーハWにおける検出光L1の反射がストリートSTの範囲内で行われる場合)には、θ=0°とする。
L m =Z R ×tan θ (B)
When the street width Lst is larger than the detection light movement distance Lm ( Lst > Lm ), that is, the detection light movement distance Lm when the detection light L1 scans the scanning range ZR is equal to the optical road surface AR. When it fits within the street ST without being tilted (When the detection light L1 is reflected on the wafer W within the range of the street ST when the focal point position of the detection light L1 is scanned in the depth direction of the wafer W) , θ m =0°.

一方、検出光移動距離Lがストリート幅Lst以上の場合(Lst≦L)、すなわち、検出光移動距離LがストリートST内に収まらない場合には、検出光移動距離LがストリートST内に収まるように(検出光L1の集光点位置をウェーハWの深さ方向に走査した場合にウェーハWにおける検出光L1の反射がストリートSTの範囲内で行われるように)、光路面ARの傾斜角度θを決定する。具体的には、Lm2=L×cosθとすると、Lst>Lm2となるようにθを決定する。このとき、θは下記の式(C1)及び(C2)により表される。 On the other hand, when the detection light movement distance L m is equal to or greater than the street width L st (L st ≦L m ), that is, when the detection light movement distance L m does not fit within the street ST, the detection light movement distance L m is The light is arranged so as to be within the streets ST (so that the reflection of the detection light L1 on the wafer W occurs within the range of the streets ST when the focal point position of the detection light L1 is scanned in the depth direction of the wafer W). Determine the inclination angle θ m of the road surface AR. Specifically, when L m2 =L m ×cos θ m, θ m is determined so that L st >L m2 . At this time, θ m is represented by the following formulas (C1) and (C2).

cosθ<(Lst/L) …(C1)
θ<arccos(Lst/L) …(C2)
上記のようにして角度θを決定することにより、図12に示すように、信号強度に対するパターンの反射率の影響を抑えることができる。これにより、測定位置をパターンの反射率の変化が少ない位置にすることができ、細かいパターンの影響を抑えることができる。
cos θ m <(L st /L m ) (C1)
θ m <arccos(L st /L m ) (C2)
By determining the angle θ m as described above, the influence of the reflectance of the pattern on the signal intensity can be suppressed, as shown in FIG. As a result, the measurement position can be set at a position where the change in reflectance of the pattern is small, and the influence of fine patterns can be suppressed.

本実施形態によれば、亀裂検出が行われる際にウェーハWに対して照射される検出光L1と反射光L2とによって定められる光路面ARをストリート幅方向D2に対して傾斜させることにより、パターンの反射率の影響を十分に除去することができ、亀裂深さを精度よく検出することが可能になる。 According to the present embodiment, by inclining the optical road surface AR defined by the detection light L1 and the reflected light L2 with respect to the street width direction D2 when crack detection is performed on the wafer W, the pattern can sufficiently remove the influence of the reflectance of , and it becomes possible to detect the crack depth with high accuracy.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について、図13を参照して説明する。以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

本実施形態では、ストリート幅方向D2に対して光路面ARを傾斜させるための光路面傾斜手段が第1の実施形態とは異なる。 This embodiment differs from the first embodiment in the optical road surface tilting means for tilting the optical road surface AR with respect to the street width direction D2.

具体的には、図13に示すように、本実施形態に係る亀裂検出装置10Aは、ステージ510を主光軸(Z軸)周りに回転させるための回転機構512を備えている。この回転機構512を用いてステージ510を回転させることにより、光路面ARのストリート幅方向D2に対する角度θを0°<|θ|<90°の範囲で変更可能となっている。ここで、制御部500及び回転機構512は光路面傾斜手段の一例であり、回転機構512はステージ回転手段の一例である。 Specifically, as shown in FIG. 13, the crack detection device 10A according to this embodiment includes a rotation mechanism 512 for rotating the stage 510 around the main optical axis (Z-axis). By rotating the stage 510 using this rotating mechanism 512, the angle θm of the optical surface AR with respect to the street width direction D2 can be changed within the range of 0°<| θm |<90°. Here, the control unit 500 and the rotating mechanism 512 are an example of the optical road surface tilting means, and the rotating mechanism 512 is an example of the stage rotating means.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、ストリート幅方向D2に対して光路面ARを傾斜させることにより、パターンの反射率の影響を十分に除去することができ、亀裂深さを精度よく検出することが可能になる。 Also in this embodiment, as in the first embodiment, by inclining the optical road surface AR with respect to the street width direction D2, the influence of the reflectance of the pattern can be sufficiently removed, and the crack depth can be reduced. Accurate detection becomes possible.

なお、第1の実施形態と第2の実施形態の光路面傾斜手段を組み合わせることも可能である。 It is also possible to combine the optical road surface inclination means of the first embodiment and the second embodiment.

10、10A…亀裂検出装置、100…光源部、102…光源、104…コリメートレンズ、106…制限部材、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…リレーレンズ、306…ハーフミラー、308…光検出器、400…亀裂検出用光学系、402…リレーレンズ、404…ハーフミラー、406、408…光検出器、500…制御部、502…フォーカス調整機構、504…集光レンズ、506…操作部、508…表示部、510…ステージ、512…回転機構、M1、M2…モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A... Crack detection apparatus, 100... Light source part, 102... Light source, 104... Collimate lens, 106... Limiting member, 200... Illumination optical system, 202... Relay lens, 204... Mirror, 206... Relay lens, 300... Interface Detection optical system 302 Half mirror 304 Relay lens 306 Half mirror 308 Photo detector 400 Crack detection optical system 402 Relay lens 404 Half mirror 406, 408 Photo detection Device 500 Control unit 502 Focus adjustment mechanism 504 Collecting lens 506 Operation unit 508 Display unit 510 Stage 512 Rotation mechanism M1, M2 Motor

Claims (5)

ウェーハ上の半導体デバイス間のストリートの切断予定ラインに沿って形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出装置であって、
主光軸から偏心した位置から前記ウェーハに対して斜め方向に検出光を偏射照明し、前記ウェーハからの反射光に基づき、前記亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出手段と、
前記検出光及び前記反射光の光路によって定まる光路面を、前記ストリートの幅方向に対して傾ける光路面傾斜手段と、
を備える亀裂検出装置。
A crack detection device for detecting a crack depth of a crack formed along a scheduled cutting line of a street between semiconductor devices on a wafer,
a crack detection means for illuminating the wafer obliquely with detection light from a position off-center from the main optical axis and detecting the crack depth of the crack based on the reflected light from the wafer;
an optical road surface tilting means for tilting an optical road surface determined by the optical paths of the detected light and the reflected light with respect to the width direction of the street;
A crack detection device comprising:
前記光路面傾斜手段は、前記検出光を前記ウェーハの深さ方向に走査した場合に前記ウェーハにおける前記検出光の反射が前記ストリートの範囲内で行われるように、前記ストリートの幅方向に対して前記光路面を傾ける、請求項1に記載の亀裂検出装置。 The optical road surface inclination means is arranged to tilt the width of the street so that the detection light is reflected on the wafer within the range of the street when the detection light is scanned in the depth direction of the wafer. 2. The crack detector of claim 1, wherein the optical path is tilted. 前記主光軸から偏心した位置に開口部を有し、光源部から出射される光の一部を前記開口部で遮光して前記検出光として出射する制限部材を備え、
前記光路面傾斜手段は、前記主光軸を中心に前記制限部材を回転させることにより前記ストリートの幅方向に対して前記光路面を傾ける制限部材回転手段を含む、請求項1又は2に記載の亀裂検出装置。
a restricting member having an opening at a position eccentric from the main optical axis, blocking part of the light emitted from the light source unit with the opening and emitting it as the detection light;
3. The optical road surface tilting means according to claim 1, wherein said optical road surface tilting means includes limiting member rotating means for tilting said optical road surface with respect to the width direction of said street by rotating said limiting member about said main optical axis. Crack detector.
前記ウェーハが載置されるステージを備え、
前記光路面傾斜手段は、前記ステージを前記主光軸の周りに回転させることにより前記ストリートの幅方向に対して前記光路面を傾けるステージ回転手段を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の亀裂検出装置。
A stage on which the wafer is placed,
4. The optical road surface tilting means includes stage rotating means for tilting the optical road surface with respect to the width direction of the street by rotating the stage around the main optical axis. The crack detection device according to .
ウェーハ上の半導体デバイス間のストリートの切断予定ラインに沿って形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出方法であって、
主光軸から偏心した位置から前記ウェーハに対して斜め方向に偏射照明する検出光と、前記ウェーハからの反射光の光路とによって定まる光路面を、前記ストリートの幅方向に対して傾ける工程と、
前記ストリートの幅方向に対して前記光路面を傾けた状態で、前記検出光により前記ウェーハを偏射照明し、前記ウェーハからの反射光に基づき、前記亀裂の亀裂深さを検出する工程と、
を備える亀裂検出方法。
A crack detection method for detecting a crack depth of a crack formed along a scheduled cutting line of a street between semiconductor devices on a wafer, comprising:
a step of tilting, with respect to the width direction of the street, an optical path determined by detection light obliquely illuminating the wafer from a position off-center from the main optical axis and an optical path of reflected light from the wafer; ,
a step of obliquely illuminating the wafer with the detection light in a state in which the optical surface is tilted with respect to the width direction of the street, and detecting the crack depth of the crack based on the reflected light from the wafer;
A crack detection method comprising:
JP2021113360A 2021-07-08 2021-07-08 Crack detection device and method Pending JP2023009788A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113360A JP2023009788A (en) 2021-07-08 2021-07-08 Crack detection device and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113360A JP2023009788A (en) 2021-07-08 2021-07-08 Crack detection device and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023009788A true JP2023009788A (en) 2023-01-20

Family

ID=85118256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021113360A Pending JP2023009788A (en) 2021-07-08 2021-07-08 Crack detection device and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023009788A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5318544B2 (en) Laser processing equipment
US7499185B2 (en) Measuring device for workpiece held on chuck table
TWI586467B (en) Laser alignment of the laser beam and the use of laser optical axis alignment method of laser processing device
JP6906897B2 (en) Crack detection device and crack detection method
JP7190644B2 (en) Crack detection device and crack detection method
CN102818528B (en) Apparatus and method for inspecting an object with increased depth of field
KR20140141455A (en) Laser machining apparatus
JP2011122894A (en) Apparatus for measuring workpiece held at chuck table and laser beam machine
JP2024019574A (en) Processing system and processing method
JP2012002604A (en) Height position measuring device for workpiece supported on chuck table and laser processing machine
JP5851784B2 (en) Height position detector and laser processing machine
JP5420890B2 (en) Device for measuring the height position of the workpiece held on the chuck table
JP5579109B2 (en) Edge detection device
JP2020077767A (en) Laser processing method and device
JP2023009788A (en) Crack detection device and method
KR20130088916A (en) Thickness measuring method using laser interferometer
JP2022117054A (en) Method and device for measuring incident angles of detection light in crack detection and method and device for detecting cracks
JP7212833B2 (en) Crack detection device and method
JP7333502B2 (en) Crack detector
JP2022117053A (en) Device and method for detecting crack
JP2022117057A (en) Device and method for detecting cracks
JP2022117056A (en) Crack detection device and method
JP7077523B2 (en) Crack detection device and crack detection method
JP2022117055A (en) Device and method for detecting cracks
US20100116968A1 (en) Method of focus and automatic focusing apparatus and detecting module thereof