JP6556034B2 - 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の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。

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保護膜を被覆し、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に被覆される必要がある。しかし、特許文献２に示されたレーザー加工機では、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、保護膜が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。保護膜が被覆されていない領域においては、デブリによる問題が発生するため、保護膜の被覆工程後、実際に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

保護膜の被覆状態を確認する方法として、被加工物に保護膜を被覆後、加工面に紫外光又は可視光を照射して反射光を受光することにより、保護膜が被覆されていない領域を検出する方法がある。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保護膜の被覆状態を検出する場合、保護膜の有無により反射強度に差異が見られるため、保護膜の被覆状態を検出することは容易である。しかし、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、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、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、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、保護膜が被覆されている領域との反射強度の差により、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判別する。しかし、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。また、このような方法では、被覆された保護膜の厚さを確認することは困難であった。

本発明は、上記の問題による影響を回避又は軽減することを可能とし、保護膜被覆装置による保護膜の被覆状況を精度良く確認することができる保護膜検出方法を提供することを目的とする。

本発明に係る保護膜検出方法は、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所定厚さの水溶性の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、保護膜の厚さを変化させながら所定角度で赤外光を前記保護膜に照射して反射光を受光し、反射強度の変化を表す反射強度マップを作成する反射強度マップ形成ステップと、前記所定厚さに対応する所定反射強度を保護膜中のＣ−Ｈ結合に由来する２９００±２００［ｃｍ^−１］またはＣ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００［ｃｍ^−１］における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、被加工物の表面に形成された保護膜が所定厚さに形成されているかどうか判定する際には、保護膜が形成された被加工物の表面に所定角度で赤外光を照射し反射光を受光して、２９００±２００［ｃｍ^−１］または１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度を取得し、取得した反射強度を前記閾値決定ステップで求めた所定反射強度と比較することにより前記所定厚さに保護膜が被覆されているか否かを判定する判定工程と、を備え、前記所定角度は入射光と反射光のなす角であり、０［°］〜６０［°］から選択されることを特徴とする。

本発明によれば、保護膜の被覆状況を精度良く確認することができる。

図１は、第１実施形態に係る被加工物の一例を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る被加工物の要部を示す側面図である。 図３は、第１実施形態に係る水溶性保護膜が被覆された被加工物の要部を示す断面図である。 図４は、第１実施形態に係る保護膜被覆装置の一例を示す斜視図である。 図５は、第１実施形態に係る水溶性保護膜を検出する検出装置の一例を示す図である。 図６は、第１実施形態に係るリファレンスの一例を示す斜視図である。 図７は、スピンナーテーブルの単位時間当たりの回転数と水溶性保護膜の厚さとの関係の一例を示す図である。 図８は、第１実施形態に係る水溶性保護膜の検出方法の一例を示すフローチャートである。 図９は、第１実施形態に係る被加工物の要部を示す側面図である。 図１０は、バンプを有する被加工物に形成された水溶性保護膜に１０［°］の角度で赤外光が照射されたときの反射光の反射強度を示す図である。 図１１は、パターンを有する被加工物に形成された水溶性保護膜に１０［°］の角度で赤外光が照射されたときの反射光の反射強度を示す図である。 図１２は、バンプを有する被加工物に形成された水溶性保護膜に８０［°］の角度で赤外光が照射されたときの反射光の反射強度を示す図である。 図１３は、パターンを有する被加工物に形成された水溶性保護膜に８０［°］の角度で赤外光が照射されたときの反射光の反射強度を示す図である。 図１４は、第２実施形態に係る水溶性保護膜を検出する検出装置の一例を示す図である。 図１５は、第３実施形態に係る水溶性保護膜を検出する検出装置の一例を示す図である。 図１６は、図１５のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る被加工物Ｓの一例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る被加工物Ｓの要部を示す側面図である。図１及び図２に示すように、被加工物Ｓは、円板状のウエーハＷと、ウエーハＷの表面に形成された複数のデバイスＤと、デバイスＤの表面に形成された複数のバンプＢＰとを備える。

ウエーハＷは、シリコン、サファイア、及びガリウムの少なくとも一つを含む円板状の半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハである。複数のデバイスＤは、ウエーハＷの表面に格子状に設けられたストリートＬによって区画される。バンプＢＰは、被加工物Ｓの表面に形成される。バンプＢＰは、デバイスＤの表面から突出するように設けられる。

レーザー加工装置から射出されたレーザー光線がストリートＬに照射され、ウエーハＷがアブレーション加工されることによって、被加工物Ｓを複数のデバイスＤに分割するためのレーザー加工溝がウエーハＷに形成される。本実施形態においては、被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆された状態で、レーザー光線がストリートＬに照射される。

図３は、本実施形態に係る水溶性保護膜Ｐが被覆された被加工物Ｓの要部を示す断面図である。水溶性保護膜Ｐは、ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）又はポリビニルピロリドン（polyvinyl pyrrolidone：ＰＶＰ）を含む水溶性樹脂である。

なお、水溶性保護膜Ｐには、レーザー光線の吸収性を向上させる有機化合物や酸化物（遷移金属酸化物）や、シリカ等の低膨張率及び低熱伝導率を有する材料が添加されていてもよい。

レーザー光線によるアブレーション加工が実施される前に、被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆される。被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆された状態でアブレーション加工が実施されることにより、アブレーション加工において発生するデブリがデバイスＤの表面に付着することが抑制され、デバイスＤの品質の低下が抑制される。レーザー光線によるアブレーション加工が実施されウエーハＷにレーザー加工溝が形成された後、被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐが除去される。被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐが除去された後、被加工物Ｓはレーザー加工溝に沿って複数のデバイスＤに分割される。分割方法は、レーザー照射、研削ブレードによる加工、プラズマエッチング、及び裏面研削などがある。これらは、単独で使用してもよいし、組み合わせて使用してもよい。組み合わせて使用した場合、例えば、研削ブレードにより深堀した後、裏面研削により分割する方法、プラズマエッチングにより深堀した後、裏面研削により分割する方法など複数の組み合わせがある。

図４は、本実施形態に係る保護膜被覆装置１００の一例を示す斜視図である。保護膜被覆装置１００は、被加工物Ｓの表面を水溶性保護膜Ｐで被覆する。また、本実施形態において、保護膜被覆装置１００は、被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐを除去する。保護膜被覆装置１００は、被加工物Ｓの表面の全域が水溶性保護膜Ｐで被覆されるように水溶性保護膜Ｐを形成する。

図４に示すように、保護膜被覆装置１００は、筐体１０１と、被加工物Ｓを吸引保持して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Ｓの表面に水溶性保護膜Ｐを形成するための液状樹脂を供給する塗布ノズル１０３と、被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐを除去するための洗浄液を供給する洗浄ノズル（不図示）とを備える。

被加工物Ｓの表面を水溶性保護膜Ｐで被覆する場合、被加工物Ｓが、筐体１０１の上方の開口を介してスピンナーテーブル１０２に搬入される。被加工物Ｓがスピンナーテーブル１０２に搬入されるとき、スピンナーテーブル１０２は上昇する。スピンナーテーブル１０２に被加工物Ｓが吸引保持された後、被加工物Ｓを保持したスピンナーテーブル１０２が下降し、筐体１０１の上方の開口が蓋１０４により塞がれる。蓋１０４により筐体１０１の上方の開口が塞がれた後、保護膜被覆装置１００は、回転軸を中心にスピンナーテーブル１０２を回転させるとともに、塗布ノズル１０３を揺動させながら、スピンナーテーブル１０２に保持されている被加工物Ｓの表面に塗布ノズル１０３から液状樹脂を供給する。回転している被加工物Ｓの表面に液状樹脂が供給されることにより、遠心力によって被加工物Ｓの表面の全域に液状樹脂が塗布される。これにより、被加工物Ｓの表面の全域が水溶性保護膜Ｐで被覆される。被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆された後、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から退避させ、スピンナーテーブル１０２の回転を停止させる。スピンナーテーブル１０２が上昇し、蓋１０４により筐体１０１の上方の開口が開放されると、保護膜被覆装置１００は、スピンナーテーブル１０２の被加工物Ｓの吸引保持を解除する。これにより、水溶性保護膜Ｐで被覆された被加工物Ｓが、筐体１０１の上方の開口を介して、スピンナーテーブル１０２から搬出される。なお、必要に応じて、被加工物Ｓの表面に被覆された水溶性保護膜Ｐに、ランプ（赤外、タングステン、キセノンパルス）、連続光レーザー、ＬＥＤ等から射出された光が照射され、水溶性保護膜Ｐを乾燥する処理が実施される。キセノンパルスを用いることにより、短時間（０．５〜５分）で水溶性保護膜Ｐを乾燥することができ、且つ２μｍ以上の厚い水溶性保護膜Ｐを形成することができる。厚い水溶性保護膜Ｐを形成することにより、水溶性保護膜Ｐの塗布又は未塗布の検出精度を大幅に向上することができる。厚膜化により、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等水溶性の樹脂の置換基（Ｏ-Ｈ、Ｃ-Ｈ、Ｃ＝Ｏ）由来にしたピークを精度良く確認できる。

アブレーション加工が実施された被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐを除去する場合、被加工物Ｓが、筐体１０１の上方の開口を介して、上昇したスピンナーテーブル１０２に搬入される。スピンナーテーブル１０２に被加工物Ｓが吸引保持された後、被加工物Ｓを保持したスピンナーテーブル１０２が下降する。保護膜被覆装置１００は、回転軸を中心にスピンナーテーブル１０２を回転させるとともに、スピンナーテーブル１０２に保持されている被加工物Ｓの表面に洗浄ノズルから洗浄液を供給する。回転している被加工物Ｓの表面に洗浄液が供給されることにより、遠心力によって水溶性保護膜Ｐが洗い流される。これにより、被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐが除去される。被加工物Ｓの表面から水溶性保護膜Ｐが除去された後、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から退避させ、スピンナーテーブル１０２の回転を停止させる。スピンナーテーブル１０２が上昇すると、スピンナーテーブル１０２の被加工物Ｓの吸引保持が解除される。水溶性保護膜Ｐが除去された被加工物Ｓは、筐体１０１の上方の開口から搬出される。

図５は、本実施形態に係る水溶性保護膜Ｐを検出する検出装置１０の一例を示す図である。検出装置１０は、バンプＢＰが形成されている被加工物Ｓの表面が所定の厚さＥの水溶性保護膜Ｐで被覆されているか否かを検出する。

図５に示すように、検出装置１０は、水溶性保護膜Ｐで被覆された被加工物Ｓを保持する保持テーブル２０と、保持テーブル２０に保持されている被加工物Ｓに所定の波長λの赤外光ＩＲを照射する赤外光照射部３０と、赤外光照射部３０から射出され被加工物Ｓで反射した赤外光ＩＲを受光する赤外光受光部４０と、保持テーブル２０、赤外光照射部３０、及び赤外光受光部４０を駆動する駆動手段５０と、制御手段６０とを備える。

赤外光照射部３０は、被加工物Ｓに所定の波長λの赤外光ＩＲを照射する。赤外光照射部３０は、赤外光ＩＲを射出する発光部３１と、発光部３１から射出された赤外光ＩＲを保持テーブル２０に保持された被加工物Ｓに導く複数の光学部品３２とを備える。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Ｓの表面の中心から離れた被加工物Ｓの照射位置に赤外光ＩＲを照射する。

赤外光照射部３０は、被加工物Ｓに照射する赤外光ＩＲの波長λを変更可能である。赤外光照射部３０は、例えば、波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の赤外光ＩＲを被加工物Ｓに照射可能である。波数とは、波長λの逆数であり、単位はカイザー（ｃｍ^−１）である。本実施形態において、赤外光照射部３０は、少なくとも、波数が１７００±１００［ｃｍ^−１］及び２９００±２００［ｃｍ^−１］の赤外光ＩＲを照射可能である。

赤外光受光部４０は、被加工物Ｓに照射され被加工物Ｓの表面で反射した赤外光ＩＲを受光する。赤外光受光部４０は、被加工物Ｓの表面で反射した赤外光ＩＲの反射強度Ｆを示す反射強度データを制御手段６０に出力する。赤外光受光部４０は、赤外光ＩＲを受光する受光部４１と、被加工物Ｓの表面で反射した赤外光ＩＲを受光部４１に導く複数の光学部品４２とを備える。赤外光受光部４０は、例えば、波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の赤外光ＩＲを受光可能である。本実施形態において、赤外光受光部４０は、少なくとも、波数が１７００±１００［ｃｍ^−１］又は２９００±２００［ｃｍ^−１］の赤外光ＩＲを受光可能である。

波数が１７００±１００［ｃｍ^−１］とは、波数が１６００［ｃｍ^−１］以上１８００［ｃｍ^−１］以下であることを意味し、波数が２９００±２００［ｃｍ^−１］とは、波数が２７００［ｃｍ^−１］以上３１００［ｃｍ^−１］以下であることを意味する。波数を１７００±１００［ｃｍ^−１］と範囲を持たせたのは、波数１７００［ｃｍ^−１］はＣ＝Ｏ結合に由来するものの、そのＣ＝Ｏ結合の周囲の結合状態によって、赤外光（ＩＲ）の吸収度合い（吸収エネルギーのピーク）が変化する可能性があるためである。波数を２９００±２００［ｃｍ^−１］と範囲を持たせたのも同様の理由であり、波数２９００［ｃｍ^−１］はＣ−Ｈ結合に由来するものの、そのＣ−Ｈ結合の周囲の結合状態によりＣ−Ｈ結合の吸収エネルギーピークが変化する可能性があるためである。

駆動手段５０は、回転軸Ｑを中心に保持テーブル２０を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な直線駆動部５２とを備える。回転駆動部５１は、回転モータのようなアクチュエータを含み、回転軸Ｑを中心に保持テーブル２０を回転して、被加工物Ｓの表面における赤外光ＩＲの照射位置を変更する。直線駆動部５２は、赤外光照射部３０と赤外光受光部４０とを水平方向に相対的に移動して、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する。直線駆動部５２は、赤外光照射部３０と赤外光受光部４０とを水平方向に相対的に移動させることにより、赤外光照射部３０から被加工物Ｓに照射される赤外光ＩＲの入射光ＩＲｉｎと被加工物Ｓの表面で反射した赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔとのなす角度θを変更する。

なお、本実施形態においては、直線駆動部５２により赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離が変更されても、反射光ＩＲｏｕｔが赤外光受光部４０で受光されるように、赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離に応じて、赤外光照射部３０の光学部品３２の向き及び赤外光受光部４０の光学部品４２の向きが調整される。

制御手段６０は、検出装置１０の構成要素を制御して、本実施形態に係る保護膜検出方法を検出装置１０に実施させる。制御手段６０は、コンピュータシステムを含み、例えばＣＰＵ（central processing unit）のようなプロセッサと、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリとを有する。制御手段６０は、加工動作の状態を表示する表示手段（不図示）、及びオペレータが加工内容データを登録する際に使用される操作手段６１と接続される。

本実施形態においては、検出装置１０による被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐの検出前の準備工程において、検出装置１０によるリファレンスＲの検出が実施される。図６は、本実施形態に係るリファレンスＲの一例を示す斜視図である。

本実施形態において、リファレンスＲは、検出対象物である被加工物Ｓを含む。図６に示すように、リファレンスＲは、被加工物Ｓと、その被加工物Ｓの少なくとも一部に被覆された水溶性保護膜Ｐとを有する。

本実施形態において、リファレンスＲは、水溶性保護膜Ｐの表面を含む第１領域Ｒ１と、被加工物Ｓの表面を含む第２領域Ｒ２とを有する。被加工物Ｓの表面の第１領域Ｒ１が水溶性保護膜Ｐで被覆される。被加工物Ｓの表面の第２領域Ｒ２は水溶性保護膜Ｐで被覆されない。第２領域Ｒ２においては被加工物Ｓの表面が露出する。本実施形態において、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、被加工物Ｓの表面の中心を通る境界線Ｒ３で区画され、被加工物Ｓの表面を二分するように設けられる。

リファレンスＲの第１領域Ｒ１は、保護膜被覆装置１００によって形成される。リファレンスＲとなる被加工物Ｓがスピンナーテーブル１０２に保持される。保護膜被覆装置１００は、単位時間当たり所定の回転数で、回転軸を中心にスピンナーテーブル１０２を回転させるとともに、塗布ノズル１０３から液状樹脂をスピンナーテーブル１０２に保持されている被加工物Ｓの表面に供給する。これにより、被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆される。被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆された後、第１領域Ｒ１がマスク部材で覆われる。第１領域Ｒ１がマスク部材で覆われた状態で、保護膜被覆装置１００は、洗浄ノズルから洗浄液をスピンナーテーブル１０２に保持されている被加工物Ｓの表面に供給する。これにより、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とを有するリファレンスＲが形成される。

なお、第２領域Ｒ２がマスク部材で覆われた状態で、塗布ノズル１０３から液状樹脂が被加工物Ｓの表面に供給されることによっても、水溶性保護膜Ｐで被覆された第１領域Ｒ１と、水溶性保護膜Ｐで被覆されていない第２領域Ｒ２とを有するリファレンスＲが形成される。

リファレンスＲの第１領域Ｒ１の水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、スピンナーテーブル１０２の単位時間当たりの回転数及び液状樹脂の粘度の少なくとも一方に基づいて調整可能である。スピンナーテーブル１０２が高速回転された状態で液状樹脂が被加工物Ｓに供給されることにより、被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは薄くなる。スピンナーテーブル１０２が低速回転された状態で液状樹脂が被加工物Ｓに供給されることにより、被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは厚くなる。また、高粘度の液状樹脂が被加工物Ｓに供給されることにより、被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは厚くなる。低粘度の液状樹脂が被加工物Ｓに供給されることにより、被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは薄くなる。保護膜被覆装置１００は、スピンナーテーブル１０２の単位時間当たりの回転数及び液状樹脂の粘度の少なくとも一方を調整することにより、厚さＥが異なる水溶性保護膜Ｐを有する複数のリファレンスＲを形成することができる。

図７は、スピンナーテーブル１０２の単位時間当たりの回転数とリファレンスＲの水溶性保護膜Ｐの厚さＥとの関係の一例を示す図である。例えば、表面にバンプＢＰが形成された被加工物Ｓを単位時間当たり所定の回転数で回転させながら、一定の粘度の液状樹脂を被加工物Ｓに供給する場合、図７に示すように、被加工物Ｓの回転数に応じて水溶性保護膜Ｐの厚さＥが変化する。図７に示す例では、スピンナーテーブル１０２の回転数を２０００［ｒｐｍ］とし９０［ｓｅｃ］回転させた場合、形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、１．２［μｍ］となる。スピンナーテーブル１０２の回転数を７００［ｒｐｍ］とし３０［ｓｅｃ］回転させた場合、形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、２．３［μｍ］となる。スピンナーテーブル１０２の回転数を６００［ｒｐｍ］とし３０［ｓｅｃ］回転させた場合、形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、２．７［μｍ］となる。スピンナーテーブル１０２の回転数を５００［ｒｐｍ］とし３０［ｓｅｃ］回転させた場合、形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、３．１［μｍ］となる。スピンナーテーブル１０２の回転数を３００［ｒｐｍ］とし３０［ｓｅｃ］回転させた場合、形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、５．０［μｍ］となる。

本実施形態においては、厚さＥが厚い水溶性保護膜Ｐを形成する場合、被加工物Ｓに液状樹脂が塗布された後、キセノンパルスのようなランプから射出された光が被加工物Ｓに照射される。これにより、被加工物Ｓに塗布された液状樹脂が乾燥される。図７に示す例では、厚さＥが２．３［μｍ］、２．７［μｍ］、３．１［μｍ］、及び５．０［μｍ］の水溶性保護膜Ｐを形成するとき、キセノンパルスによる乾燥が実施される。

検出装置１０の保持テーブル２０は、リファレンスＲを保持可能である。赤外光照射部２０は、保持テーブル２０に保持されているリファレンスＲに所定の波長λの赤外光ＩＲを照射可能である。赤外光受光部４０は、赤外光照射部３０から射出されリファレンスＲで反射した赤外光ＩＲを受光可能である。

次に、本実施形態に係る水溶性保護膜Ｐの検出方法について説明する。本実施形態においては、検出装置１０を使って、表面にバンプＢＰが形成された被加工物Ｓが所定の厚さＥの水溶性保護膜Ｐで被覆されているか否かが検出される。図８は、本実施形態に係る水溶性保護膜Ｐの検出方法を示すフローチャートである。

図８に示すように、本実施形態に係る保護膜検出方法は、被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐを検出するときの検出条件を設定する設定ステップＳＴ１１と、水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させながら所定の角度θで赤外光ＩＲを水溶性保護膜Ｐに照射して赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔを受光し、反射強度Ｆの変化を表す反射強度マップを作成する反射強度マップ形成ステップＳＴ１２と、所定の厚さＥに対応する所定反射強度Ｃを保護膜中のＣ−Ｈ結合に由来する２９００±２００［ｃｍ^−１］又はＣ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆから求める閾値決定ステップＳＴ１３と、を有する検出前の準備工程ＳＴ１と、水溶性保護膜Ｐが形成された被加工物Ｓの表面に所定の角度θで赤外光ＩＲを照射し赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔを受光して、２９００±２００［ｃｍ^−１］または１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆを取得し、取得した反射強度Ｆを閾値決定ステップＳＴ１３で求めた所定反射強度Ｃと比較することにより所定の厚さＥに水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを判定する判定ステップＳＴ２を含む判定工程と、を含む。

本実施形態においては、検出内容データがオペレータにより制御手段６０に登録され、オペレータにより検出開始の指示があった場合に、本実施形態に係る検出装置１０を用いる保護膜検出方法が実施される。

設定ステップＳＴ１１について説明する。設定ステップＳＴ１１においては、水溶性保護膜Ｐが所定の厚さＥで被加工物Ｓに形成されているか否かを検出するときの検出装置１０の検出条件が設定される。被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐの検出条件は、入射光ＩＲｉｎと反射光ＩＲｏｕｔとがなす角度θを含む。

設定ステップＳＴ１１において、図６を参照して説明したリファレンスＲが検出装置１０の保持テーブル２０に保持される。保持テーブル２０は、リファレンスＲの第１領域Ｒ１と赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０とが対向するように、リファレンスＲを保持する。

保持テーブル２０にリファレンスＲが保持された後、制御手段６０は、駆動手段５０の直線駆動部５２を制御して角度θを変更するとともに、赤外光照射部３０から射出される赤外光ＩＲの波長λ（波数）を変更して、第１領域Ｒ１の位置Ａ（図６参照）に赤外光ＩＲを照射して、反射光ＩＲｏｕｔを受光する。すなわち、制御手段６０は、異なる波長λと異なる複数の角度θとの複数の組み合わせのそれぞれで、リファレンスＲの第１領域Ｒ１に赤外光ＩＲを照射し反射光ＩＲｏｕｔを受光して、反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを検出する。

制御手段６０は、リファレンスＲの第１領域Ｒ１に赤外光ＩＲを照射したときの、複数の赤外光ＩＲの波長λと、複数の角度θと、複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆとを、１対１で対応付けて記憶する。

第１領域Ｒ１に対する赤外光ＩＲの照射及び受光が終了した後、制御手段６０は、駆動手段５０の回転駆動部５１を制御して、回転軸Ｑを中心に保持テーブル２０を回転させ、駆動手段５０の直線駆動部５２を制御して角度θを変更するとともに、赤外光照射部３０から射出される赤外光ＩＲの波長λ（波数）を変更して、第２領域Ｒ２の位置Ｂ（図６参照）に赤外光ＩＲを照射して、反射光ＩＲｏｕｔを受光する。すなわち、制御手段６０は、異なる波長λと異なる複数の角度θとの複数の組み合わせのそれぞれで、リファレンスＲの第２領域Ｒ２に赤外光ＩＲを照射し反射光ＩＲｏｕｔを受光して、反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを検出する。

制御手段６０は、リファレンスＲの第２領域Ｒ２に赤外光ＩＲを照射したときの、複数の赤外光ＩＲの波長λと、複数の角度θと、複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度とを、１対１で対応付けて記憶する。

第１領域Ｒ１の位置Ａに対する赤外光ＩＲの照射及び位置Ａからの反射光ＩＲｏｕｔの受光と、第２領域Ｒ２の位置Ｂに対する赤外光ＩＲの照射及び位置Ｂからの反射光ＩＲｏｕｔの受光とが終了した後、制御手段６０は、第１領域Ｒ１の位置Ａからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆと、第２領域Ｒ２の位置Ｂからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆの差が最も大きくなる赤外光ＩＲの角度θを導出する。本実施形態において、制御手段６０は、波数が１７００±１００［ｃｍ^−１］又は２９００±２００［ｃｍ^−１］の赤外光ＩＲの照射及び受光が実施されたときの、第１領域Ｒ１の位置Ａからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆと、第２領域Ｒ２の位置Ｂからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆの差が最も大きくなる赤外光ＩＲの角度θを導出する。角度θは、０［°］よりも大きく６０［°］以下の範囲から選択される。導出された赤外光ＩＲの角度θが、水溶性保護膜Ｐが所定の厚さＥで被加工物Ｓに被覆されているか否かを検出するときの検出装置１０の検出条件となる。

次に、反射強度マップ形成ステップＳＴ１２について説明する。反射強度マップ形成ステップＳＴ１２においては、水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させながら所定の角度θで赤外光ＩＲが水溶性保護膜Ｐに照射され、赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔが受光され、反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆの変化を表す反射強度マップが作成される。

本実施形態においては、厚さＥが異なる水溶性保護膜Ｐを有する複数のリファレンスＲが準備される。上述のように、保護膜被覆装置１００は、スピンナーテーブル１０２の単位時間当たりの回転数及び液状樹脂の粘度の少なくとも一方に基づいて、リファレンスＲの水溶性保護膜Ｐの厚さＥを調整可能である。

本実施形態においては、厚さＥが異なるｎ種類の水溶性保護膜Ｐを有するリファレンスＲｎが準備される。すなわち、第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐが形成されたリファレンスＲ１、第２厚さＥ２の水溶性保護膜Ｐが形成されたリファレンスＲ２、…、第ｎ厚さＥｎの水溶性保護膜Ｐが形成されたリファレンスＲｎが準備される。なお、厚さＥはゼロを含む。すなわち、リファレンスＲとして、水溶性保護膜Ｐが被覆されているリファレンスＲのみならず、水溶性保護膜Ｐが被覆されていないリファレンスＲ０も準備される。

第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐが形成されたリファレンスＲ１について検出装置１０を用いる検出を実施する場合、保持テーブル２０にリファレンスＲ１が保持された後、制御手段６０は、駆動手段５０の直線駆動部５２を制御して、赤外光ＩＲの角度θを設定ステップＳＴ１１で導出された所定の角度θに設定し、赤外光照射部３０から射出される赤外光ＩＲの波長λ（波数）を変更しながら第１領域Ｒ１の位置Ａに赤外光ＩＲを照射して、反射光ＩＲｏｕｔを受光する。

本実施形態において、制御手段６０は、リファレンスＲ１の第１領域Ｒ１の位置Ａからの反射強度Ｆを取得する。制御手段６０は、赤外光ＩＲを、第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐが設けられた第１領域Ｒ１の位置Ａに所定の角度θで照射し、位置Ａからの赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得する。制御手段６０は、リファレンスＲ１の第１領域Ｒ１の位置Ａからの反射光ＩＲｏｕｔを、第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐの第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆ１として記憶する。

なお、位置Ａは、リファレンスＲ１の第１領域Ｒ１に複数設定されてもよい。その場合、制御手段６０は、リファレンスＲ１の第１領域Ｒ１の複数の位置Ａからの反射強度Ｆを順次取得する。制御手段６０は、赤外光ＩＲを、第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐが設けられた第１領域Ｒ１の複数の位置Ａに所定の角度θで順次照射し、複数の位置Ａそれぞれからの赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得する。制御手段６０は、リファレンスＲ１の第１領域Ｒ１の複数の位置Ａからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆの平均値を、第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐの第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆ１として記憶する。

以上により、第１厚さＥ１を有する水溶性保護膜Ｐに所定の角度θで赤外光ＩＲが照射されたときの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆ１が取得される。

次に、第１厚さＥ１とは異なる第２厚さＥ２の水溶性保護膜Ｐを有するリファレンスＲ２についての反射強度Ｆ２が検出装置１０によって検出される。制御手段６０は、第１厚さＥ１の水溶性保護膜Ｐの反射強度Ｆ１を取得した手順と同様の手順で、第２厚さＥ２を有する水溶性保護膜Ｐに所定の角度θで赤外光ＩＲを照射したときの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆ２を取得する。

制御手段６０は、上述と同様の手順で、全てのリファレンスＲ（Ｒ０〜Ｒｎ）について、第ｎ厚さＥｎを有する水溶性保護膜Ｐに所定の角度θで赤外光ＩＲを照射したときの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆ（Ｆ１〜Ｆｎ）を取得する。

以上のように、制御手段６０は、水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させながら所定の角度θで赤外光ＩＲを水溶性保護膜Ｐに照射して反射光ＩＲｏｕｔを受光し、その受光結果に基づいて、水溶性保護膜Ｐの厚さＥに応じた反射強度Ｆの変化を表す反射強度マップを作成する。反射強度マップは、異なる厚さＥの水溶性保護膜Ｐのそれぞれに所定の角度θで所定の波長λ（波数）の赤外光ＩＲを照射したときの、複数の水溶性保護膜Ｐの厚さＥ（Ｅ１〜Ｅｎ）と反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆ（Ｆ１〜Ｆｎ）とが１対１で対応付けられたマップデータである。反射強度マップを作成するときの所定の角度θは、０［°］〜６０［°］から選択される。また、反射強度マップは、波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の範囲において作成され、少なくとも１７００±１００［ｃｍ^−１］又は２９００±２００［ｃｍ^−１］における反射強度マップが作成される。制御手段６０は、作成した反射強度マップを記憶する。

水溶性保護膜Ｐの厚さＥが厚くなると、水溶性保護膜Ｐに照射された赤外光ＩＲは水溶性保護膜Ｐに吸収されるため、反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆは小さくなる。水溶性保護膜Ｐの厚さＥが薄くなると、水溶性保護膜Ｐに照射された赤外光ＩＲが水溶性保護膜Ｐに吸収される光エネルギーは少なくなるため、反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆは大きくなる。制御手段６０によって、水溶性保護膜Ｐの厚さＥに応じた反射強度Ｆの変化を表す反射強度マップが作成される。

上述のように、反射強度マップは、水溶性保護膜Ｐの厚さＥがゼロのときの反射強度Ｆを含む。すなわち、水溶性保護膜Ｐが形成されていないリファレンスＲに赤外光ＩＲを照射して、厚さＥがゼロに対応する反射強度Ｆも取得される。

反射強度マップを作成する場合、水溶性保護膜Ｐが被覆されていない第２領域Ｒ２がリファレンスとして用いられてもよい。制御手段６０は、第ｉ厚さＥｉの水溶性保護膜Ｐｉが形成されたリファレンスＲｉの第１領域Ｒ１の複数の位置Ａに赤外光ＩＲを順次照射し、その第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１を検出するとともに、そのリファレンスＲｉの第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂに赤外光ＩＲを順次照射し、その第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２を検出し、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値とに基づいて、水溶性保護膜Ｐｉの第ｉ厚さＥｉに応じた反射強度Ｆｉが取得されてもよい。例えば、制御手段６０は、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値との差を、第ｉ厚さＥｉに対応する反射強度Ｆｉとしてもよいし、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値との中間値を、第ｉ厚さＥｉに対応する反射強度Ｆｉとしてもよい。

次に、閾値決定ステップＳＴ１３について説明する。閾値決定ステップＳＴ１３においては、水溶性保護膜Ｐが所定の厚さＥに被覆されているか否かを判定する基準となる所定反射強度Ｃが、水溶性保護膜Ｐ中のＣ−Ｈ結合に由来する２９００±２００［ｃｍ^−１］又はＣ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆから導出される。

本実施形態において、制御手段６０は、反射強度マップ形成ステップＳＴ１２で作成した反射強度マップに基づいて、複数の厚さＥのそれぞれについて、その厚さＥに対応する所定反射強度Ｃを、２９００±２００［ｃｍ^−１］又は１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆから求める。

例えば、制御手段６０は、第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉを求める場合、第ｉ厚さＥｉの水溶性保護膜Ｐｉに２９００±２００［ｃｍ^−１］又は１７００±１００［ｃｍ^−１］の赤外光ＩＲを照射し、その水溶性保護膜Ｐｉからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉを、第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉとする。

制御手段６０は、複数の厚さＥ（Ｅ０〜Ｅｎ）の水溶性保護膜Ｐのそれぞれについて、所定反射強度Ｃ（Ｃ０〜Ｃｎ）を求める。

第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉを求める場合、制御手段６０は、第ｉ厚さＥｉの水溶性保護膜Ｐｉの複数の位置Ａに赤外光ＩＲを順次照射し、その水溶性保護膜Ｐｉからの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉの平均値を、第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉとしてもよい。

第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉを求める場合、水溶性保護膜Ｐが被覆されていない第２領域Ｒ２がリファレンスとして用いられてもよい。制御手段６０は、第ｉ厚さＥｉの水溶性保護膜Ｐｉが形成されたリファレンスＲｉの第１領域Ｒ１の複数の位置Ａに赤外光ＩＲを順次照射し、その第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１を検出するとともに、そのリファレンスＲｉの第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂに赤外光ＩＲを順次照射し、その第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２を検出し、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値とに基づいて、第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉを求めてもよい。例えば、制御手段６０は、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値との差を、第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉとしてもよいし、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値との中間値を、第ｉ厚さＥｉに対応する所定反射強度Ｃｉとしてもよい。

次に、判定ステップＳＴ２について説明する。判定ステップＳＴ２においては、水溶性保護膜Ｐが被覆された被加工物Ｓが検出装置１０の保持テーブル２０に保持され、その被加工物Ｓの表面に形成された水溶性保護膜Ｐが所定の厚さＥに形成されているかどうかが判定される。判定ステップＳＴ２においては、水溶性保護膜Ｐの有無のみならず、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが判定される。

判定ステップＳＴ２において、図３等を参照して説明した、水溶性保護膜Ｐが被覆された検出対象物の被加工物Ｓが検出装置１０の保持テーブル２０に保持される。保持テーブル２０は、被加工物Ｓの表面に被覆された水溶性保護膜Ｐと赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０とが対向するように、被加工物Ｓを保持する。

保持テーブル２０に被加工物Ｓが保持された後、制御手段６０は、被加工物Ｓの表面に赤外光ＩＲを照射して、被加工物Ｓの表面からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得する。制御手段６０は、設定ステップＳＴ１１で導出された所定の角度θで、赤外光ＩＲを、リファレンスＲの位置Ａに対応する被加工物Ｓの位置に照射し、その位置からの赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得し記憶する。リファレンスＲの位置Ａが複数設定されている場合、制御手段６０は、その複数の位置Ａのそれぞれに対応する被加工物Ｓの複数の位置に所定の角度θで赤外光ＩＲを順次照射して、それら複数の位置からの赤外光ＩＲの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得する。

制御手段６０は、水溶性保護膜Ｐが被覆された被加工物Ｓの表面の位置Ａに所定の角度θで赤外光ＩＲを照射し反射光ＩＲｏｕｔを受光して、反射強度Ｆと所定反射強度Ｃとを比較することにより、所定の厚さＥに水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを判定する。

制御手段６０は、２９００±２００［ｃｍ^−１］又は１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得し、取得した反射強度Ｆを閾値決定ステップＳＴ１３で求めた所定反射強度Ｃと比較する。制御手段６０は、取得した反射強度Ｆと、第ｉ厚さＥｉにおける所定反射強度Ｃｉとを比較し、反射強度Ｆと所定反射強度Ｃｉとの差が予め定められた所定値以下の場合、その水溶性保護膜Ｐの厚さＥは、第ｉ厚さＥｉであると判定する。制御手段６０は、反射強度マップに基づいて、取得した反射強度Ｆに最も近い所定反射強度Ｃを特定し、その所定反射強度Ｃに対応する厚さＥを、水溶性保護膜Ｐの厚さＥであると判定する。

また、被加工物Ｓの表面の複数の位置に赤外光ＩＲが照射される場合、制御手段６０は、被加工物Ｓの表面の複数の位置それぞれからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆと、所定反射強度Ｃとを比較することにより、水溶性保護膜Ｐの厚さ分布を導出することができる。

所定反射強度Ｃは、厚さＥがゼロ（水溶性保護膜Ｐが被覆されていない）状態のときの反射強度Ｆ０を含む。制御手段６０は、厚さＥがゼロに対応する所定反射強度Ｃ０に基づいて、水溶性保護膜Ｐの有無も判定することができる。制御手段６０は、被加工物Ｓの表面の全ての位置からの反射強度Ｆと所定反射強度Ｃ０とに基づいて、被加工物Ｓ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し、保護膜検出処理を終了する。

判定ステップＳＴ２において、被加工物Ｓの表面に水溶性保護膜Ｐが形成されていないと判定された場合、又は、被加工物Ｓの表面に形成された水溶性保護膜Ｐが目標の厚さよりも薄い又は厚いと判定された場合、被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐが保護膜被覆装置１００により除去される。被加工物Ｓから水溶性保護膜Ｐが除去された後、保護膜被覆装置１００による被覆条件（形成条件）が変更された上で、再度、被加工物Ｓの表面に水溶性保護膜Ｐを被覆する処理が実施される。その後、上述と同様の手順で、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥが検出される。

なお、本実施形態においては、被加工物Ｓの表面にはバンプＢＰが形成されている例について説明した。図９に示すように、水溶性保護膜Ｐが検出される被加工物Ｓ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が形成されている被加工物Ｓでもよい。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Ｓ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。図９に示す例においても、保護膜被覆装置１００による水溶性保護膜Ｐの被覆状況を、精度良く確認することができる。

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、所定反射強度Ｃを求める際に用いる赤外光ＩＲの波長λと角度θの臨界的な意義、及び所定反射強度Ｃを波数が２９００±２００［ｃｍ^−１］及び１７００±１００［ｃｍ^−１］である波長域の赤外光ＩＲの反射強度Ｆに基づいて求める意義について説明する。

図１０は、ＦＴ―ＩＲ分光光度計（パーキンエルマー社製）を用いて取得された反射強度の結果を示す図である。図１０は、赤外光ＩＲの角度θを１０［°］とし、バンプＢＰを有する被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させたときの、各波長（波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の範囲）におけるリファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対する被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を示す図である。図１１は、赤外光ＩＲの角度θを１０［°］とし、パターンＰＴを有する被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させたときの、各波長（波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の範囲）におけるリファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対する被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を示す図である。

図１２は、赤外光ＩＲの角度θを８０［°］とし、バンプＢＰを有する被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させたときの、各波長（波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の範囲）におけるリファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対する被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を示す図である。図１３は、赤外光ＩＲの角度θを８０［°］とし、パターンＰＴを有する被加工物Ｓに形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥを変化させたときの、各波長（波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の範囲）におけるリファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対する被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を示す図である。

図１０から図１３において、２０００［ｒｐｍ］の線は、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが１．２［μｍ］であることを示し、７００［ｒｐｍ］の線は、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが２．３［μｍ］であることを示し、６００［ｒｐｍ］の線は、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが２．７［μｍ］であることを示し、５００［ｒｐｍ］の線は、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが３．１［μｍ］であることを示し、３００［ｒｐｍ］の線は、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが５．０［μｍ］であることを示す（図７参照）。

図１０から図１３において、横軸は、波数を示し、縦軸は、リファレンスＲからの反射強度を１００［％］としたときの被加工物Ｓの水溶性保護膜Ｐからの反射強度である受光率を示す。図１０から図１３において、リファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度は、第２領域Ｒ２からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度を含む。

図１０及び図１１に示すように、波数が２９００±２００［ｃｍ^−１］又は１７００±１００［ｃｍ^−１］の赤外光ＩＲを用いる場合、リファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対して、被加工物Ｓからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度が充分に小さくなり、これらの反射強度間に大きな差が生じる。Ｃ（炭素）は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含む水溶性保護膜Ｐの骨格を構成し、水溶性保護膜ＰにはＣ−Ｈ結合及びＣ＝Ｏ結合が多く含まれる。Ｃ−Ｈ結合は２９００［ｃｍ^−１］（波長λ=３.４５［μｍ］に対応）付近の赤外光ＩＲを多く吸収し、Ｃ＝Ｏ結合は１７００［ｃｍ^−１］（波長λ=５.８８［μｍ］に対応）付近の赤外光ＩＲを多く吸収する。図１０及び図１１に示すように、波数が２９００［ｃｍ^−１］又は１７００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの受光率のピークは急峻となる。そのため、波数が２９００［ｃｍ^−１］又は１７００［ｃｍ^−１］の赤外光ＩＲを用いることにより、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥを正確に検出できる。

また、水溶性保護膜ＰにはＯＨ基も含まれる。ＯＨ基は波数が３４００［ｃｍ^−１］（波長λ＝２．９４［μｍ］に対応）付近の赤外光ＩＲを多く吸収する。そのため、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥを、波数が３４００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの反射強度を用いて判定することも可能である。しかし、２９００［ｃｍ^−１］又は１７００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの受光率のピークは、３４００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの受光率のピークよりも急峻であり、波数が３４００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの反射強度を用いるよりも、２９００［ｃｍ^−１］又は１７００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの反射強度を用いる方が、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥをより正確に検出できる。２９００［ｃｍ^−１］又は１７００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの反射強度（吸収ピーク）の少なくともいずれか一方と波数が３４００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲの反射強度（吸収ピーク）を用いて検出してもよい。複数の波数における反射強度（吸収ピーク）を用いて検出する方が検出の確度を高めることができる。

図１２及び図１３に示すように、角度θが８０［°］のように大きい場合、２９００±２００［ｃｍ^−１］又は１７００±１００［ｃｍ^−１］付近の赤外光ＩＲを用いても、リファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度と被加工物Ｓからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度との差が殆ど生じず、受光率のピークが発生し難くなる。一方、図１０及び図１１に示したように、角度θが１０［°］のように小さい場合、リファレンスＲからの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度に対して、被加工物Ｓ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できる。本発明者の知見によると、角度θを６０［°］以下にすることにより、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥの検出精度は維持される。なお、角度θを０［°］としてしまうと、検出装置１０の構造が複雑化してしまう可能性がある。そのため、角度θを０［°］〜６０［°］とすることにより、検出装置１０の構造の複雑化を回避しつつ、水溶性保護膜Ｐを高精度に検出することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、Ｃ−Ｈ結合に由来する２９００±２００［ｃｍ^−１］又はＣ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得し、取得した反射強度Ｆを閾値決定ステップＳＴ１３で求めた所定反射強度Ｃと比較することにより、被加工物Ｓにおける水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥを正確に検出することができる。

また、本実施形態によれば、水溶性保護膜Ｐの厚さＥとその水溶性保護膜Ｐに赤外光ＩＲが照射されたときの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆとの関係を示す反射強度マップが反射強度マップ形成ステップＳＴ１２で作成されるので、判定ステップＳＴ２において被加工物Ｓの表面に形成された水溶性保護膜Ｐに赤外光ＩＲを照射してその反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを取得することにより、その取得された反射強度Ｆと反射強度マップとに基づいて、被加工物Ｓに形成された水溶性保護膜Ｐの厚さＥを精度良く検出することができる。

表面にバンプＢＰやパターンＰＴが形成された被加工物Ｓに水溶性保護膜Ｐを被覆する場合、それらバンプＢＰやパターンＰＴを十分に被覆するために、形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥは厚いことが好ましい。また、被加工物Ｓの表面に形成される水溶性保護膜Ｐの厚さＥが薄いと、アブレーション加工におけるレーザー光線の照射に起因してプラズマが発生し、水溶性保護膜Ｐが劣化する可能性がある。水溶性保護膜Ｐが形成されている場合でも、その水溶性保護膜Ｐの厚さＥが薄いと、プラズマにより水溶性保護膜Ｐが破損して孔があき、デブリが付着し、デバイスＤの品質が低下する可能性がある。本実施形態においては、被加工物Ｓの表面における水溶性保護膜Ｐの有無のみならず、水溶性保護膜Ｐの厚さＥが検出される。そのため、判定ステップＳＴ２において、被加工物Ｓの表面に被覆された水溶性保護膜Ｐの厚さＥが薄いと判定された場合には、水溶性保護膜Ｐが目標厚さになるように、水溶性保護膜Ｐの再被覆処理を実施することができる。

また、本実施形態においては、角度θが０［°］＜θ≦６０［°］の範囲に定められるので、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の有無及び厚さＥを正確に検出することができる。

また、本実施形態においては、被加工物Ｓ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。検出対象物である被加工物Ｓを含むリファレンスＲが用いられるので、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、第１領域Ｒ１からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１と、第２領域Ｒ２からの反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２とに基づいて、反射強度マップの作成及び所定反射強度Ｃの導出が実施されることにより、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥを正確に検出することができる。また、第１領域Ｒ１の複数の位置Ａに赤外光ＩＲを順次照射し、その第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１を検出するとともに、第２領域Ｒ２の複数の位置Ｂに赤外光ＩＲを順次照射し、その第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２を検出し、第１領域Ｒ１からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ１の平均値と、第２領域Ｒ２からの複数の反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆｉ２の平均値とに基づいて、反射強度マップの作成及び所定反射強度Ｃの導出が実施されることにより、リファレンスＲとして用いる場所による反射強度のばらつきがあっても、そのばらつきによる影響を回避又は低減することができ、水溶性保護膜Ｐの被覆状況を精度良く確認することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１４は、本実施形態に係る水溶性保護膜Ｐを検出する検出装置１０−２の一例を示す図である。検出装置１０−２の赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０において、光学部品３２，４２は赤外光ＩＲの向きを変更できない構造である。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Ｓ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。入射光ＩＲｉｎと反射光ＩＲｏｕｔとがなす角度θは、０［°］〜６０［°］から選択される。

本実施形態に係る検出装置１０−２においても、水溶性保護膜Ｐの被覆状況を精度良く確認することができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。図１５は、本実施形態に係る水溶性保護膜Ｐを検出する検出装置１０−３の一例を示す図である。図１６は、図１５のＸ−Ｘ線矢視断面図である。図１５に示すように、検出装置１０−３の赤外光照射部３０及び赤外光受光部４０は、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。本実施形態においては、図１６に示すように、光ファイバケーブル７０は、赤外光照射部３０が射出する赤外光ＩＲを保持テーブル２０に保持された被加工物Ｓ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Ｓ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。本実施形態に係る検出装置１０−３においては、角度θが極めて小さい。

本実施形態に係る検出装置１０−３においても、水溶性保護膜Ｐの被覆状況を精度良く確認することができる。

なお、上述の各実施形態においては、水溶性保護膜Ｐ中のＣ−Ｈ結合に由来する２９００±２００［ｃｍ^−１］又はＣ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆを取得して、所定の厚さＥに水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを判定することとした。Ｃ−Ｈ結合に由来する２９００±２００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆ、Ｃ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆ、及びＯＨ基に由来する３４００［ｃｍ^−１］における反射強度Ｆを併用して、所定の厚さＥに水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを判定してもよい。この場合においても、水溶性保護膜Ｐの有無及び厚さＥを精度良く検出することができる。

なお、上述の各実施形態においては、異なる波長λと異なる複数の角度θとの複数の組み合わせのそれぞれで、リファレンスＲの第１領域Ｒ１に赤外光ＩＲを照射し反射光ＩＲｏｕｔを受光して、反射光ＩＲｏｕｔの反射強度Ｆを検出することとした。単一波長の赤外光ＩＲを照射し、その単一波長の赤外光ＩＲを照射したときに受光される反射強度Ｆが求められてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、波数が７００［ｃｍ^−１］以上４０００［ｃｍ^−１］以下の赤外光ＩＲの照射及び受光を実施することとした。波数が４００［ｃｍ^−１］以上１００００［ｃｍ^−１］以下の赤外光ＩＲの照射及び受光が実施されてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、保護膜被覆装置１００と検出装置１０とは別々の装置であることとした。保護膜被覆装置１００に検出装置１０の少なくとも一部が設けられてもよい。換言すれば、検出装置１０の少なくとも一部が、保護膜被覆装置１００と同じ空間に設置されてもよい。例えば、少なくとも赤外光照射部３０、赤外光受光部４０、及び赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離を変更可能な直線駆動部５２を備える検出装置（反射測定装置）が、図４を参照して説明した保護膜被覆装置１００のスピンナーテーブル１０２の上方に設置されてもよい。そのスピンナーテーブル１０２の上方に設置された検出装置を用いて水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かが判定されてもよい。なお、その検出装置が、スピンナーテーブル１０２の上方の位置と、その上方の位置から水平方向に離れた退避位置との間で移動可能であれば、水溶性保護膜Ｐが塗布されるときには退避位置に退避し、水溶性保護膜Ｐを検出するときにスピンナーテーブル１０２の上方の位置に移動してもよい。保護膜被覆装置１００に検出装置が設けられることにより、スピンナーテーブル１０２から被加工物Ｓを搬出することなく、水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かを検出することができる。したがって、その検出結果に基づいて、スピンナーテーブル１０２に被加工物Ｓを保持したまま、例えば、保護膜被覆装置１００による水溶性保護膜Ｐの被覆処理又は除去処理を実施することができ、処理に要する時間を短縮することができる。

上述したように、レーザー加工装置によるアブレーション加工が実施される前に、被加工物Ｓの表面が水溶性保護膜Ｐで被覆される。レーザー加工装置に検出装置１０の少なくとも一部が設けられてもよい。換言すれば、検出装置１０の少なくとも一部が、レーザー加工装置と同じ空間（レーザー加工装置の近傍）に設置されてもよい。例えば、レーザー加工装置が、被加工物Ｓを保持するチャックテーブルを有する場合、少なくとも赤外光照射部３０、赤外光受光部４０、及び赤外光照射部３０と赤外光受光部４０との距離を変更可能な直線駆動部５２を備える検出装置（反射測定装置）が、レーザー加工装置のチャックテーブルの上方に設置されてもよい。そのチャックテーブルの上方に設置された検出装置を用いて水溶性保護膜Ｐが被覆されているか否かが判定されてもよい。なお、その検出装置が、チャックテーブルの上方の位置と、その上方の位置から水平方向に離れた退避位置との間で移動可能であれば、水溶性保護膜Ｐを検出するときにチャックテーブルの上方の位置に移動し、レーザー光線によるアブレーション加工が実施されるときには退避位置に退避してもよい。

なお、上述の各実施形態においては、リファレンスＲが、水溶性保護膜Ｐが形成された第１領域Ｒ１と水溶性保護膜Ｐが形成されていない第２領域Ｒ２とを有することとした。表面の全域が水溶性保護膜Ｐで被覆された被加工物ＳがリファレンスＲとして使用されてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、リファレンスＲが検出対象物である被加工物Ｓを含むこととした。リファレンスＲは被加工物Ｓを含まなくてもよく、例えば、表面に水溶性保護膜Ｐが形成されたミラーシリコンがリファレンスＲとして使用されてもよい。ミラーシリコンとは、表面が鏡面状に形成され且つ金などで構成された円板である。

なお、上述の各実施形態において、設定ステップＳＴ１１及び反射強度マップ形成ステップＳＴ１２の少なくとも一方で取得された反射強度は、実際の反射強度の観測値でもよいし、金ミラーでの反射強度によって規格化された値でもよい。金ミラーでの反射強度によって規格化された値とは、［実際の反射強度／金ミラーでの反射強度］の演算から導出される値をいう。

１０ 検出装置
２０ 保持テーブル
３０ 赤外光照射部
３１ 発光部
３２ 光学部品
４０ 赤外光受光部
４１ 受光部
４２ 光学部品
５０ 駆動手段
５１ 回転駆動部
５２ 直線駆動部
６０ 制御手段
６１ 操作手段
１００ 保護膜被覆装置
１０１ 筐体
１０２ スピンナーテーブル
１０３ 塗布ノズル
ＢＰ バンプ
Ｄ デバイス
ＩＲ 赤外光
Ｌ ストリート
Ｐ 水溶性保護膜
Ｒ リファレンス
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｓ 被加工物
Ｗ ウエーハ

Claims (1)

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所定厚さの水溶性の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、
   保護膜の厚さを変化させながら所定角度で赤外光を前記保護膜に照射して反射光を受光し、反射強度の変化を表す反射強度マップを作成する反射強度マップ形成ステップと、前記所定厚さに対応する所定反射強度を保護膜中のＣ−Ｈ結合に由来する２９００±２００ｃｍ^−１またはＣ＝Ｏ結合に由来する１７００±１００ｃｍ^−１における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、
   被加工物の表面に形成された保護膜が所定厚さに形成されているかどうか判定する際には、保護膜が形成された被加工物の表面に所定角度で赤外光を照射し反射光を受光して、２９００±２００ｃｍ^−１または１７００±１００ｃｍ^−１における反射強度を取得し、取得した反射強度を前記閾値決定ステップで求めた所定反射強度と比較することにより前記所定厚さに保護膜が被覆されているか否かを判定する判定工程と、
   を備え、
   前記所定角度は入射光と反射光のなす角であり、０°〜６０°から選択される保護膜検出方法。

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