JP6478728B2 - 保護膜検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物の加工面に被覆された水溶性保護膜を検出する保護膜検出方法に関する。

半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハ等の被加工物に形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この加工方法において、被加工物のストリートに沿ってレーザー光線を照射すると、照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという新たな問題が生じる。

上記デブリの付着による問題を解消するために、被加工物の加工面にポリビニルアルコール等の水溶性保護膜を被覆し、水溶性保護膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工機が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

この水溶性保護膜は、被加工物の加工面においてデブリが付着することによるデバイスの品質低下が生じうる部分を被覆する必要がある。しかしながら、特許文献２に示されたレーザー加工機では、水溶性保護膜を形成する水溶性の液状樹脂を噴出するノズルにおける液状樹脂の固着、液状樹脂内への気泡混入などにより、水溶性保護膜で被覆されない領域が被加工物の加工面に発生することがある。被覆されなかった領域においては、上記デブリによる問題が発生するため、水溶性保護膜の被覆工程後、実際に水溶性保護膜による被覆が所望の領域になされているかを確認する必要がある。

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００７−２０１１７８号公報

水溶性保護膜の被覆状態を確認する方法として、被加工物に水溶性保護膜を被覆後、加工面に紫外光、可視光を照射して反射光を受光することにより、水溶性保護膜の被覆されていない領域を検出する方法がある。しかしながら、このような方法を用いて、ミラーシリコンやガラスなどの平坦面からなる被加工物の水溶性保護膜の被覆状態を確認する場合、水溶性保護膜の有無により反射強度に差異が見られ、水溶性保護膜の被覆状態を検出することは容易である。しかしながら、表面にバンプやパターンが存在するようなデバイスに分割される前の被加工物では、バンプやパターンによる散乱や表面に存在するポリイミドなどから構成される膜により反射強度が低下して、水溶性保護膜が被覆された領域と被覆されていない領域とを正確に判別することができない場合があった。

また、赤外光を照射し受光した反射強度により、水溶性保護膜の被覆状態を検出する方法もある。このような場合、水溶性保護膜が被覆されていない領域をリファレンスとして用い、被覆されている領域との反射強度の差により、被覆されている領域と被覆されていない領域とを判別する。しかしながら、このような方法では、デバイスに分割される前の被加工物の水溶性保護膜が被覆されていない領域をリファレンスとして用いる場合、リファレンスとして用いる場所による反射強度のばらつきが大きいため、反射強度の差異のみで水溶性保護膜が被覆されている領域と被覆されていない領域とを正確に判別できない場合があった。

本発明は、上記の問題による影響を回避・軽減することを可能とし、保護膜被覆装置による水溶性保護膜の被覆状況を、精度よく確認することができる保護膜検出方法を提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の保護膜検出方法は、被加工物の表面にバンプやパターンが形成された被加工物に水溶性保護膜が被覆されているか否かを検出する保護膜検出方法において、予め水溶性保護膜が被覆された第１領域を有するリファレンスおよび水溶性保護膜が被覆されていない第２領域を有するリファレンスにそれぞれ所定波長域を有する赤外光を照射して反射光を受光し、平均化された前記第１領域の反射強度と前記第２領域の反射強度を取得する反射強度取得ステップと、前記水溶性保護膜が被覆されているか否かを判定する基準となる閾値を波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１における前記第１領域の反射強度と前記第２領域の反射強度から求める閾値決定ステップと、を有する検出前の準備工程と、水溶性保護膜を被覆した被加工物の表面に所定角度Θで順次赤外光を照射し反射光を受光して反射強度を取得し、取得した前記反射強度を前記閾値と比較することにより前記水溶性保護膜が被覆されているか否かを検出する検出工程と、を備えることを特徴とする。

また、上記保護膜検出方法において、前記所定角度Θは入射光と反射光のなす角であり、０°＜Θ≦６０°から選択されるものとすることができる。

本願のように構成すれば、水溶性保護膜が被覆されているか否かを正確に検出することができる。

図１は、実施形態１に係る保護膜検出方法により水溶性保護膜が検出される被加工物の一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示された被加工物の要部の側面図である。 図３は、図１に示された被加工物の表面に水溶性保護膜を被覆する保護膜被覆装置の一例を示す斜視図である。 図４は、図３に示す保護膜被覆装置により水溶性保護膜が被覆された被加工物の要部の断面図である。 図５は、実施形態１に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置の構成の一例を示す図である。 図６は、実施形態１に係る保護膜検出方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施形態１に係る保護膜検出方法の準備工程において用いられるリファレンスを示す斜視図である。 図８は、実施形態２に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置の構成の一例を示す図である。 図９は、実施形態３に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置の構成の一例を示す図である。 図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１１は、実施形態１〜実施形態３の変形例に係る保護膜検出方法により水溶性保護膜が検出される被加工物の要部の側面図である。 図１２は、リファレンス、被加工物として、バンプやパターンが形成されていない被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。 図１３は、リファレンス、被加工物として、バンプが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。 図１４は、リファレンス、被加工物として、パターンが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。 図１５は、リファレンス、被加工物として、バンプやパターンが形成されていない被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。 図１６は、リファレンス、被加工物として、バンプが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。 図１７は、リファレンス、被加工物として、パターンが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る保護膜検出方法を図面に基いて説明する。図１は、実施形態１に係る保護膜検出方法により水溶性保護膜が検出される被加工物の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示された被加工物の要部の側面図である。図３は、図１に示された被加工物の表面に水溶性保護膜を被覆する保護膜被覆装置の一例を示す斜視図である。図４は、図３に示す保護膜被覆装置により水溶性保護膜が被覆された被加工物の要部の断面図である。図５は、実施形態１に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置の構成の一例を示す図である。図６は、実施形態１に係る保護膜検出方法の一例を示すフローチャートである。図７は、実施形態１に係る保護膜検出方法の準備工程において用いられるリファレンスを示す斜視図である。

実施形態１に係る保護膜検出方法は、図１及び図２に一例を示す被加工物Ｗに水溶性保護膜Ｐ（図４に示す）が被覆されているか否かを検出する方法である。実施形態１では、被加工物Ｗは、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物Ｗは、図１及び図２に示すように、表面に形成された複数のデバイスＤが複数のストリートＬによって格子状に区画されている。被加工物ＷのデバイスＤは、その表面から突出して形成された複数のバンプＢＰ（電極ともいう）が形成されている。即ち、被加工物Ｗは、表面に複数のバンプＢＰが形成されている。被加工物Ｗは、表面に水溶性保護膜Ｐが被覆された後、ストリートＬにレーザー加工装置によってレーザー光線が照射されて、アブレーション加工が施される。被加工物Ｗは、アブレーション加工が施された後に水溶性保護膜Ｐが除去され、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝に沿って分割されることで、個々のデバイスＤに分割される。

ここで、水溶性保護膜Ｐは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）等を母材とする水溶性樹脂により構成され、アブレーション加工時に発生するデブリがデバイスＤ表面に付着することを抑制して、デバイスＤの品質が低下することを抑制するものである。水溶性保護膜Ｐは、レーザー加工前に被加工物Ｗの表面に被覆され、レーザー加工後に、被加工物Ｗの表面から除去される。

被加工物Ｗの表面に水溶性保護膜Ｐを被覆し、水溶性保護膜Ｐを除去するために、例えば、図３に示す保護膜被覆装置１００が用いられる。保護膜被覆装置１００は、図３に示すように、筐体１０１と、被加工物Ｗを吸引保持する回転可能なスピンナーテーブル１０２と、スピンナーテーブル１０２で吸引保持された被加工物Ｗの表面に水溶性保護膜Ｐとなる液状樹脂を塗布する塗布ノズル１０３と、表面から水溶性保護膜Ｐを除去する図示しない洗浄ノズルとを含んで構成されている。

保護膜被覆装置１００は、被加工物Ｗの表面に水溶性保護膜Ｐを被覆する際には、筐体１０１の上方の開口を通して水溶性保護膜Ｐが被覆される前の被加工物Ｗがスピンナーテーブル１０２上に載置され、被加工物Ｗをスピンナーテーブル１０２に吸引保持して、スピンナーテーブル１０２を降下する。その後、保護膜被覆装置１００は、蓋１０４により筐体１０１の上方の開口が塞がれた後、スピンナーテーブル１０２を軸心回りに回転させるとともに、塗布ノズル１０３を揺動させながら液状樹脂を塗布ノズル１０３からスピンナーテーブル１０２上に保持された被加工物Ｗの表面に滴下して、遠心力により被加工物Ｗの表面全体に液状樹脂が塗布されて水溶性保護膜Ｐを被覆する。所定時間経過した後、保護膜被覆装置１００は、塗布ノズル１０３をスピンナーテーブル１０２上から退避させた後、スピンナーテーブル１０２の回転を停止させた後、上昇させるとともに、蓋１０４により筐体１０１の上方の開口を開放させる。そして、保護膜被覆装置１００は、スピンナーテーブル１０２の被加工物Ｗの吸引保持を解除し、筐体１０１の上方の開口を通して、図４に示すように水溶性保護膜Ｐが被覆された被加工物Ｗがスピンナーテーブル１０２上から取り出される。保護膜被覆装置１００により、被加工物Ｗは、表面全体に水溶性保護膜Ｐが被覆されることが求められる。

また、保護膜被覆装置１００は、被加工物Ｗの表面から水溶性保護膜Ｐを除去する際には、筐体１０１の上方の開口を通して水溶性保護膜Ｐが除去される被加工物Ｗがスピンナーテーブル１０２上に載置され、被加工物Ｗをスピンナーテーブル１０２に吸引保持して、スピンナーテーブル１０２を降下する。その後、保護膜被覆装置１００は、蓋１０４により筐体１０１の上方の開口が塞がれた後、スピンナーテーブル１０２を軸心回りに回転させるとともに、洗浄ノズルから洗浄液をスピンナーテーブル１０２上に保持された被加工物Ｗの表面に滴下して、遠心力により被加工物Ｗの表面上を洗浄液により洗い流して水溶性保護膜Ｐを除去する。所定時間経過した後、保護膜被覆装置１００は、洗浄ノズルをスピンナーテーブル１０２上から退避させた後、スピンナーテーブル１０２の回転を停止させた後、上昇させるとともに、蓋１０４により筐体１０１の上方の開口を開放させる。そして、保護膜被覆装置１００は、スピンナーテーブル１０２の被加工物Ｗの吸引保持を解除し、筐体１０１の上方の開口を通して水溶性保護膜Ｐが除去された被加工物Ｗがスピンナーテーブル１０２上から取り出される。

実施形態１に係る保護膜検出方法は、図５に示す検出装置１０を用いて、被加工物Ｗの表面の水溶性保護膜Ｐの有無を検出する方法である。具体的には、検出装置１０は、被加工物Ｗの表面全体に水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを検出する装置である。図５に示す検出装置１０は、検出対象物としてのデバイスＤに分割される被加工物Ｗと、リファレンスＲ（図７に示す）とに赤外光ＩＲを照射して、これらからの反射強度に基づいて被加工物Ｗの水溶性保護膜Ｐの有無を検出する装置である。

リファレンスＲは、実施形態１では、図７に示すように、被加工物Ｗの表面の第１領域Ｒ１に予め水溶性保護膜Ｐが被覆され、第１領域Ｒ１を除く第２領域Ｒ２に水溶性保護膜Ｐが被覆されていなく表面が露出したものが用いられる。即ち、リファレンスＲは、予め水溶性保護膜Ｐが被覆された第１領域Ｒ１を有するとともに、水溶性保護膜Ｐが被覆されていない第２領域Ｒ２を有するものである。実施形態１では、リファレンスＲの第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、被加工物Ｗの表面を二分する位置に配置され、被加工物Ｗの表面の中心を通る直線Ｒ３を境として区画されている。

検出装置１０は、図５に示すように、被加工物Ｗ及びリファレンスＲを保持する保持テーブル２０と、赤外光照射部３０と、赤外光受光部４０と、駆動手段５０と、制御手段６０を備える。赤外光照射部３０は、被加工物Ｗ及びリファレンスＲに所定波長域を有する赤外光ＩＲを照射するものであり、赤外光ＩＲを出射する発光部３１と、保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗ及びリファレンスＲに赤外光ＩＲを照射するための複数の光学部品３２を備える。発光部３１は、実施形態１では、少なくとも波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１である波長域を含む赤外光ＩＲを出射する。なお、本明細書中において、波数とは、波長の逆数である。

また、赤外光照射部３０は、保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗ及びリファレンスＲに照射する赤外光ＩＲの波長を変更可能な構成を有している。さらに、実施形態１では、赤外光照射部３０は、保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗ及びリファレンスＲの表面の中心から離間した位置に赤外光ＩＲを照射する。

赤外光受光部４０は、赤外光照射部３０が照射しかつ被加工物Ｗ及びリファレンスＲの表面で反射された赤外光ＩＲを受光し、反射強度を示す情報を制御手段６０に出力するものである。赤外光受光部４０は、赤外光ＩＲを受光する受光部４１と、保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗ及びリファレンスＲの表面で反射された赤外光ＩＲを受光部４１に導くための複数の光学部品４２を備える。受光部４１は、実施形態１では、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１である波長域を含む赤外光ＩＲを受光する。

駆動手段５０は、保持テーブル２０を軸心Ｑ回りに回転する回転駆動部５１と、赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離を変更可能とする直線駆動部５２とを備える。回転駆動部５１は、図示しないモータなどを備えて構成され、保持テーブル２０を軸心Ｑ回りに回転させて、被加工物Ｗ及びリファレンスＲの赤外光ＩＲが照射される位置を変更するものである。直線駆動部５２は、赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との水平方向の距離を変更自在とするように、水平方向に沿って赤外光照射部３０と赤外光受光部４０とを移動させて、赤外光照射部３０が被加工物Ｗ及びリファレンスＲに照射する赤外光ＩＲの入射光ＩＲｉｎと、被加工物Ｗ及びリファレンスＲの表面で反射される赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔとのなす角Θの角度を変更するものである。なお、実施形態１では、赤外光照射部３０の光学部品３２と赤外光受光部４０の光学部品４２は、直線駆動部５２により赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離を変更させても、赤外光照射部３０が照射する赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔを赤外光受光部４０が受光可能となるように、赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離に応じて向きが調整される構成を有している。

制御手段６０は、検出装置１０を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、実施形態１に係る保護膜検出方法を検出装置１０に行わせるものである。なお、制御手段６０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する図示しない表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる操作手段６１と接続されている。

次に、実施形態１に係る検出装置１０の検出動作、即ち、実施形態１に係る保護膜検出方法について説明する。実施形態１に係る保護膜検出方法は、表面にバンプＢＰが形成された被加工物Ｗに水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを検出するものである。

保護膜検出方法は、図６に示すように、設定ステップＳＴ１１と、反射強度取得ステップＳＴ１２と、閾値決定ステップＳＴ１３と、検出ステップＳＴ２（検出工程に相当する）とを備える。保護膜検出方法では、まず、オペレータが検出内容情報を制御手段６０に登録して、オペレータから検出動作の開始指示があった場合に、検出装置１０が検出動作を開始する。

設定ステップＳＴ１１は、被加工物Ｗの水溶性保護膜Ｐの有無を検出する際に用いられる赤外光ＩＲの波長及び所定角度としての入射光ＩＲｉｎと反射光ＩＲｏｕｔとのなす角Θの角度を設定するステップである。設定ステップＳＴ１１では、オペレータは、検出装置１０の保持テーブル２０上にリファレンスＲを保持させる。なお、このとき、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０に対面させる。

そして、制御手段６０は、保持テーブル２０にリファレンスＲを保持すると、駆動手段５０により角Θの角度を変更させるとともに赤外光照射部３０が照射する赤外光ＩＲの波長を変更させて、第１領域Ｒ１の例えば予め定められた位置Ａ（図７に示す）に赤外光ＩＲを照射して反射光ＩＲｏｕｔを受光する。そして、制御手段６０は、赤外光ＩＲの波長と角Θの角度と反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を１対１で対応付けて記憶する。その後、制御手段６０は、駆動手段５０により保持テーブル２０を軸心Ｑ回りに回転させ、駆動手段５０により角Θの角度を変更させるとともに赤外光照射部３０が照射する赤外光ＩＲの波長を変更させて、第２領域Ｒ２の例えば予め定められた位置Ｂ（図７に示す）に赤外光ＩＲを照射して反射光ＩＲｏｕｔを受光する。そして、制御手段６０は、赤外光ＩＲの波長と角Θの角度と反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を１対１で対応付けて記憶する。このとき、制御手段６０は、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１における波長域の赤外光ＩＲを照射し受光するとともに、角Θの角度を０°＜Θ≦６０°の間で変更させる。こうして、所定角度Θは、入射光ＩＲｉｎと反射光ＩＲｏｕｔのなす角Θであり、０°＜Θ≦６０°から選択される。その後、制御手段６０は、第１領域Ｒ１の位置Ａの反射強度と、第２領域Ｒ２の位置Ｂの反射強度の差が最も大きくなる又は所定値よりも大きくなる赤外光ＩＲの波長と角Θの角度との組み合わせを求め記憶し、反射強度取得ステップＳＴ１２に進む。また、本発明では、設定ステップＳＴ１１において、第１領域Ｒ１の複数点において反射強度を取得し、第２の領域Ｒ２の複数点において反射強度を取得してそれぞれの反射強度の差分に基づいて角Θの角度を決定してよい。さらに、反射強度の差分が複数点における反射強度の平均値（もしくは複数点における反射強度の和）に基づくものであってよい。

反射強度取得ステップＳＴ１２は、第１領域Ｒ１を有するリファレンスＲ及び第２領域Ｒ２を有するリファレンスＲにそれぞれ所定波長域（少なくとも波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域を含む）を有する赤外光ＩＲを照射して反射光ＩＲｏｕｔを受光し、平均化された第１領域Ｒ１の反射強度と第２領域Ｒ２の反射強度を取得するステップである。具体的には、反射強度取得ステップＳＴ１２では、制御手段６０は、まず、リファレンスＲの第１領域Ｒ１の複数の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３からの反射強度と、第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射強度を取得する。実施形態１では、制御手段６０は、設定ステップＳＴ１１で記憶した波長と角Θの角度の組み合わせで、赤外光ＩＲを、第１領域Ｒ１の三か所の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３、第２領域Ｒ２の三か所の位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に任意の順番で照射し、各位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を取得し記憶し、閾値決定ステップＳＴ１３に進む。なお、反射強度取得ステップＳＴ１２は、リファレンスＲの第１領域Ｒ１の複数の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３からの反射強度と、第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射強度を取得することで、平均化された第１領域Ｒ１の反射強度と第２領域Ｒ２の反射強度を取得する。

閾値決定ステップＳＴ１３は、水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを判定する基準となる閾値Ｃを３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１における第１領域Ｒ１の反射強度と第２領域Ｒ２の反射強度から求めるステップである。具体的には、制御手段６０は、反射強度取得ステップＳＴ１２で取得した第１領域Ｒ１の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の平均値Ａａｖｅを算出し、第２領域Ｒ２の位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の平均値Ｂａｖｅを算出する。制御手段６０は、例えば、平均値Ａａｖｅと平均値Ｂａｖｅとの間の値を閾値Ｃとして算出し、記憶する。そして、オペレータが保持テーブル２０からリファレンスＲを取り外して、検出ステップＳＴ２に進む。

なお、本発明では、閾値Ｃを、平均値Ａａｖｅと平均値Ｂａｖｅとの間の値から適宜選択してもよく、位置Ａ１，Ａ２，Ａ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度のうち例えば最長の反射強度や、位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度のうち例えば最大の反射強度などに基づいて適宜選択してもよい。さらに、本発明では、閾値Ｃを、位置Ａ１，Ａ２，Ａ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の和と、位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の和などに基づいて適宜選択してもよい。なお、設定ステップＳＴ１１と、反射強度取得ステップＳＴ１２と、閾値決定ステップＳＴ１３とは、検出前の準備工程ＳＴ１を構成している。即ち、準備工程ＳＴ１は、設定ステップＳＴ１１と、反射強度取得ステップＳＴ１２と、閾値決定ステップＳＴ１３と、を有する。また、本発明では、設定ステップＳＴ１１において第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の複数点の反射強度に基づいて角Θを決定する場合には、反射強度取得ステップＳＴ１２において所定波長域に対する反射強度を再度取得せず、設定ステップＳＴ１１で取得した反射強度を用いて閾値設定ステップＳＴ１３を実施してよい。

検出ステップＳＴ２は、水溶性保護膜Ｐを被覆した被加工物Ｗの表面に所定角度としての角Θの角度で順次赤外光ＩＲを照射し、反射光ＩＲｏｕｔを受光して反射強度を閾値Ｃと比較することにより、水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを検出するステップである。検出ステップＳＴ２では、オペレータは、検出装置１０の保持テーブル２０上に被加工物Ｗを保持する。なお、このとき、被加工物Ｗの表面に被覆した水溶性保護膜Ｐを赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０に対面させる。

そして、制御手段６０は、保持テーブル２０に被加工物Ｗを保持すると、被加工物Ｗの予め定められた複数の位置に順次赤外光ＩＲを照射して、反射強度を取得する。実施形態１では、制御手段６０は、設定ステップＳＴ１１で記憶した波長と角Θの角度の組み合わせで、赤外光ＩＲを、リファレンスＲの位置Ａ１，Ａ２，Ａ３及び位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に対応する被加工物Ｗの各位置に任意の順番で照射し、各位置からの赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を取得し記憶する。

制御手段６０は、各位置からの反射強度が閾値Ｃ以上であると、各位置に水溶性保護膜Ｐが被覆されていないと検出し、各位置からの反射強度が閾値Ｃ未満であると、各位置に水溶性保護膜Ｐが被覆されていると検出する。制御手段６０は、全ての位置からの反射強度が閾値Ｃ未満であると、被加工物Ｗの表面全体に水溶性保護膜Ｐが被覆されていると検出し、少なくともいずれか一つの位置からの反射強度が閾値Ｃ以上であると、被加工物Ｗの表面全体に水溶性保護膜Ｐが被覆されていないと検出し、保護膜検出方法を終了する。なお、検出ステップＳＴ２では、複数の被加工物Ｗの水溶性保護膜Ｐの検出を行ってもよい。また、閾値決定ステップＳＴ１３において、閾値Ｃを第１領域Ｒ１の複数の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の和と第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の和とに基づいて選択した場合には、検出ステップＳＴ２では、位置Ａ１，Ａ２，Ａ３に対応する被加工物Ｗの各位置又は位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に対応する被加工物Ｗの各位置からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度の和を求め、この和が閾値Ｃ以上であると、被加工物Ｗの表面全体に水溶性保護膜Ｐが被覆されていないと検出し、和が閾値Ｃ未満であると、被加工物Ｗの表面全体に水溶性保護膜Ｐが被覆されていると検出してもよい。また、他の例同様に当該閾値Ｃと複数の位置からのそれぞれの反射強度とを比較することにより保護膜Ｐが被覆されていないことを検出してもよい。

なお、前述したように水溶性保護膜Ｐが塗布されるべき領域に水溶性保護膜Ｐが被覆されていないとき、保護膜被覆装置１００により一旦水溶性保護膜Ｐを除去した後、再度、被加工物Ｗの表面に水溶性保護膜Ｐを被覆する。その後、前述した保護膜検出方法により、水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを検出する。

実施形態１に係る保護膜検出方法では、準備工程ＳＴ１において、リファレンスＲの第１領域Ｒ１の複数の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３及び第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射強度から閾値Ｃを求めるので、水溶性保護膜Ｐの有無や検出位置によって変化する反射強度に基づいて、閾値Ｃを求めることができる。本保護膜検出方法は、複数の位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの反射強度から閾値Ｃを求めるので、リファレンスＲの検出位置による反射強度のばらつきがあっても、反射強度のばらつきが平均化されるために、デバイスＤに分割する前の被加工物Ｗの水溶性保護膜Ｐの有無を判定するのに適切な値を閾値Ｃとして用いることができる。したがって、本保護膜検出方法は、水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを正確に検出することができる。よって、本保護膜検出方法は、保護膜被覆装置１００による水溶性保護膜Ｐの被覆状況を、精度よく確認することができる。

また、閾値Ｃを波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１である波長域の赤外光ＩＲの反射強度に基づいて求めるので、水溶性保護膜Ｐの有無を検出するために、水溶性高分子の置換基であるＯＨ基やＮＨ基、又はそれらと水との結合に吸収されやすい赤外光ＩＲを用いることとなる。したがって、本保護膜検出方法は、水溶性保護膜Ｐの有無を正確に検出することができる。

さらに、本保護膜検出方法は、角Θの角度を０°＜Θ≦６０°の間の角度とするので、水溶性保護膜Ｐの有無による反射強度の差を確実に確保でき、水溶性保護膜Ｐの有無を正確に検出することができる。また、本保護膜検出方法は、設定ステップＳＴ１１において、リファレンスＲの第１領域Ｒ１の位置Ａからの反射強度と、第２領域Ｒ２の位置Ｂからの反射強度に基づいて、検出工程での入射光ＩＲｉｎと反射光ＩＲｏｕｔとのなす角Θの角度、赤外光ＩＲの波長を設定するもので、水溶性保護膜Ｐの検出に適した条件で検出工程を行うことができる。したがって、リファレンスＲの第１領域Ｒ１の位置Ａからの反射強度と、第２領域Ｒ２の位置Ｂからの反射強度との差が最も大きくなる角Θの角度、赤外光ＩＲの波長を設定することで、水溶性保護膜Ｐからの最適な条件で検出することができる。

さらに、本保護膜検出方法は、被加工物Ｗの表面の第１領域Ｒ１を水溶性保護膜Ｐで被覆し、第２領域Ｒ２を水溶性保護膜Ｐで被覆していないリファレンスＲを用いる。保護膜検出方法は、検出対象物としての被加工物Ｗを含んで構成されるリファレンスＲを用いるので、正確に水溶性保護膜Ｐの有無を検出することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る保護膜検出方法を図面に基いて説明する。図８は、実施形態２に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置の構成の一例を示す図である。なお、図８において、実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置１０−２の赤外光照射部３０と赤外光受光部４０は、光学部品３２，４２が赤外光ＩＲの向きを変更できない構成となっている。検出装置１０−２の駆動手段５０−２は、回転駆動部５１と、保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗ及びリファレンスＲの表面上の赤外光照射部３０が赤外光ＩＲを照射する位置を中心として、円弧上に赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０を移動させる円弧駆動部５２−２とを備える。

実施形態２に係る保護膜検出方法においても、実施形態１と同様に、保護膜被覆装置１００による水溶性保護膜Ｐの被覆状況を、精度よく確認することができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係る保護膜検出方法を図面に基いて説明する。図９は、実施形態３に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置の構成の一例を示す図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。なお、図９及び図１０において、実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態３に係る保護膜検出方法に用いられる検出装置１０−３の赤外光照射部３０と赤外光受光部４０は、図９に示すように、一本の光ファイバケーブル７０を介して、赤外光ＩＲを照射し、赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔを受光する。実施形態３では、光ファイバケーブル７０は、図１０に示すように、赤外光照射部３０が出射する赤外光ＩＲを保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗ及びリファレンスＲに導く複数の照射用光ファイバ７１と、被加工物Ｗ及びリファレンスＲの表面で反射された赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔを受光し赤外光受光部４０まで導く受光用光ファイバ７２と、照射用光ファイバ７１及び受光用光ファイバ７２を被覆する被覆部７３とを備える。受光用光ファイバ７２は、光ファイバケーブル７０の中心に設けられ、複数の照射用光ファイバ７１は、受光用光ファイバ７２を中心とする周方向に間隔をあけて配置されている。このような構成により、実施形態３に係る検出装置１０−３は、角Θがきわめて小さい角度となる構成である。また、実施形態３に係る保護膜検出方法の設定ステップＳＴ１１では、角Θの角度を変更せずに、照射する赤外光ＩＲの波長を変更し、適切な赤外光ＩＲの波長を求める。

実施形態３に係る保護膜検出方法においても、実施形態１と同様に、保護膜被覆装置１００による水溶性保護膜Ｐの被覆状況を、精度よく確認することができる。また、実施形態３に係る保護膜検出方法では、設定ステップＳＴ１１において、角Θの角度を求めることなく、適切な赤外光ＩＲの波長を求めるので、設定ステップＳＴ１１に係る所要時間を抑制できる。

〔変形例〕
本発明の実施形態１〜実施形態３の変形例に係る保護膜検出方法を図面に基いて説明する。図１１は、実施形態１〜実施形態３の変形例に係る保護膜検出方法により水溶性保護膜が検出される被加工物の要部の側面図である。図１１において、実施形態１〜実施形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態１〜実施形態３の変形例に係る保護膜検出方法により水溶性保護膜Ｐが検出される被加工物Ｗは、デバイスＤの表面に導電性の金属で構成されるパターンＰＴが形成されている。パターンＰＴは、デバイスＤの表面から突出している。このように、本発明の保護膜検出方法は、表面にバンプＢＰやパターンＰＴが形成された被加工物Ｗに水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを検出する方法である。変形例に係る保護膜検出方法においても、実施形態１と同様に、保護膜被覆装置１００による水溶性保護膜Ｐの被覆状況を、精度よく確認することができる。

また、前述した実施形態１〜実施形態３、変形例では、水溶性保護膜Ｐが被覆された第１領域Ｒ１と水溶性保護膜Ｐが被覆されていない第２領域Ｒ２とを有する実際の被加工物ＷをリファレンスＲとして用いたが、本発明では、これに限定されることはない。本発明では、表面が鏡面状に形成されかつ金などで構成される円盤をリファレンスＲとして用いてもよい。また、第１領域Ｒ１のみを有するもの（表面全体が水溶性保護膜Ｐに被覆されたもの）と第２領域Ｒ２のみを有するもの（表面全体が水溶性保護膜Ｐに被覆されていないもの）をリファレンスＲとして用いてもよい。また、本発明では、設定ステップＳＴ１１及び／又は反射強度取得ステップＳＴ１２で取得された反射強度は、金ミラーでの反射強度によって規格化（実際の反射強度／金ミラーでの反射強度）されてよい。

次に、本発明の保護膜検出方法の閾値決定ステップＳＴ１３において、閾値Ｃを求める際に用いる赤外光ＩＲの波長と角Θの角度の臨界的な意義を説明する。説明においては、図１２〜図１７を参照する。なお、図１２は、リファレンス、被加工物として、バンプやパターンが形成されていない被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。図１３は、リファレンス、被加工物として、バンプが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。図１４は、リファレンス、被加工物として、パターンが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。なお、図１２〜図１４の被加工物Ｗでは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を母材とする水溶性樹脂により構成された水溶性保護膜Ｐを被覆した。

図１５は、リファレンス、被加工物として、バンプやパターンが形成されていない被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。図１６は、リファレンス、被加工物として、バンプが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。図１７は、リファレンス、被加工物として、パターンが形成された被加工物を用い、各波長の赤外光の角度を変化させた場合のリファレンスの第１領域からの反射強度に対する被加工物の水溶性保護膜からの反射強度を示す図である。なお、図１５〜図１７の被加工物Ｗでは、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）を母材とする水溶性樹脂により構成された水溶性保護膜Ｐを被覆した。

また、図１２〜図１７において、角Θが１０°の場合を太い実線で示し、角Θが３０°の場合を太い粗な点線で示し、角Θが４０°の場合を太い一点鎖線で示し、角Θが５０°の場合を太い二点鎖線で示し、角Θが６０°の場合を太い密な点線で示し、角Θが７０°の場合を細い密な点線で示し、角Θが８０°の場合を細い一点鎖線で示している。また、図１２〜図１７の横軸は、赤外光ＩＲの波数を示し、縦軸は、リファレンスＲの第１領域Ｒ１からの反射強度を１００％とした時の被加工物Ｗの水溶性保護膜Ｐからの反射強度を示している。

図１２〜図１７によれば、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域Ｄの赤外光ＩＲを用いると、リファレンスＲの第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対して、被加工物Ｗからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を充分に小さくすることができ、これらの反射強度間に差を生じさせることが明らかとなった。波数３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１は、ＰＶＡではＯＨ基の伸縮振動、ＰＶＰではＮＨの伸縮振動、それらと水との水素結合に吸収される波長である。よって、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域Ｄの赤外光ＩＲを用いると、水溶性保護膜Ｐの有無を正確に検出できることが明らかとなった。

また、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域Ｄの赤外光ＩＲを用いても、角Θが０°であると、リファレンスＲの第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度と被加工物Ｗからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度との差は生じるものの検出装置１０，１０−２，１０−３の構成が複雑化するという観点からも入射光ＩＲｉｎと反射光ＩＲｏｕｔのなす角Θは０°＜Θ≦６０°が望ましい。さらに、図１３、図１４、図１６及び図１７によれば、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域Ｄの赤外光ＩＲを用いても、角Θが７０°及び８０°であると、リファレンスの第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度と被加工物Ｗからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度との差が殆ど生じないことが明らかとなった。

これらに対して、図１３、図１４、図１６及び図１７によれば、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域Ｄの赤外光ＩＲを用い、角Θが１０°、３０°、４０°、５０°及び６０°であると、リファレンスの第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対して、被加工物Ｗからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を充分に小さくすることができ、これらの反射強度間に差を生じさせることが明らかとなった。よって、波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１の波長域Ｄの赤外光ＩＲを用い、角Θを０°＜Θ≦６０°の角度にすることで、水溶性保護膜Ｐの有無を正確に検出できることが明らかとなった。

なお、本発明は、上記実施形態、変形例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

Ｗ 被加工物
Ｃ 閾値
Ｐ 水溶性保護膜
ＢＰ バンプ
ＰＴ パターン
Ｒ リファレンス
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
ＩＲ 赤外光
ＩＲｉｎ 入射光
ＩＲｏｕｔ 反射光
ＳＴ１ 準備工程
ＳＴ１２ 反射強度取得ステップ
ＳＴ１３ 閾値決定ステップ
ＳＴ２ 検出ステップ（検出工程）
Θ 角（所定角度）

Claims (2)

1. 被加工物の表面にバンプやパターンが形成された被加工物に水溶性保護膜が被覆されているか否かを検出する保護膜検出方法において、
   予め水溶性保護膜が被覆された第１領域を有するリファレンスおよび水溶性保護膜が被覆されていない第２領域を有するリファレンスにそれぞれ所定波長域を有する赤外光を照射して反射光を受光し、平均化された前記第１領域の反射強度と前記第２領域の反射強度を取得する反射強度取得ステップと、前記水溶性保護膜が被覆されているか否かを判定する基準となる閾値を波数が３０００ｃｍ^−１〜３６００ｃｍ^−１における前記第１領域の反射強度と前記第２領域の反射強度から求める閾値決定ステップと、を有する検出前の準備工程と、
   水溶性保護膜を被覆した被加工物の表面に所定角度Θで順次赤外光を照射し反射光を受光して反射強度を取得し、取得した前記反射強度を前記閾値と比較することにより前記水溶性保護膜が被覆されているか否かを検出する検出工程と、を備える保護膜検出方法。
2. 前記所定角度Θは入射光と反射光のなす角であり、０°＜Θ≦６０°から選択される請求項１に記載の保護膜検出方法。

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