KR20160051595A - 보호막 검출 장치 및 보호막 검출 방법 - Google Patents

보호막 검출 장치 및 보호막 검출 방법 Download PDF

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Abstract

피가공물의 가공면에 보호막을 피복하는 경우에 있어서, 보호막이 일면에 피복되었는지의 여부를 정밀도 좋게 확인할 수 있도록 한다.
보호막이 피복된 피가공물(W)의 상면에 미스트를 공급하고, 피가공물의 상면에 광(110)을 조사하여 미스트가 공급된 후의 피가공물(W)의 상면을 촬상하며, 촬상에 의해 취득한 화상으로부터, 보호막이 피복되어 있는 영역(830)과, 보호막이 피복되어 있지 않기 때문에 미세한 액적의 요철이 형성되어 조사광의 미 산란이 생기는 영역(831)의, 촬상 화상에 있어서의 반사광의 강도차를 이용하여, 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출함으로써, 보호막이 일면에 피복되었는지의 여부를 정밀도 좋게 확인한다.

Description

보호막 검출 장치 및 보호막 검출 방법{PROTECTIVE FILM DETECTING APPARATUS AND PROTECTIVE FILM DETECTING METHOD}
본 발명은 피가공물의 상면에 보호막이 피복되었는지의 여부를 검출하는 보호막 검출 장치 및 보호막 검출 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼 등의 피가공물을 스트리트를 따라 분할하는 방법으로서, 각종 피가공물에 형성된 스트리트를 따라 펄스 레이저 광선을 조사함으로써 레이저 가공홈을 형성하고, 메커니컬 브레이킹 장치를 이용하여 그 레이저 가공홈을 따라 할단을 행하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
이 가공 방법에 있어서는, 스트리트를 따라 레이저 광선을 조사함으로써, 조사된 영역에 열 에너지가 집중하여 데브리가 발생하고, 이 데브리가 피가공물에 형성된 디바이스의 표면에 부착하여 디바이스의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.
그래서, 이러한 문제를 해결하기 위해, 피가공물의 레이저 광선을 조사하는 측의 면(가공면)에, 폴리비닐알코올 등으로 이루어지는 보호막을 피복하고, 보호막을 통하여 레이저 광선을 피가공물에 조사하도록 한 레이저 가공기도 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조). 이 레이저 가공기에서는, 피가공물에 대하여 액형 수지를 공급하는 노즐을 구비하고 있고, 이 노즐로부터 액형 수지를 적하하여, 피가공물을 회전시킴으로써, 피가공물의 가공면 일면에 보호막을 형성한다.
이 보호막은, 가공면에 있어서 데브리가 부착하는 것에 따른 품질 저하가 생길 수 있는 부분을 덮도록 피복할 필요가 있지만, 액형 수지를 분출하는 노즐에 액형 수지가 고착하거나, 액형 수지 내에 거품이 혼입하거나 함으로써, 보호막이 피복되지 않는 영역이 생기는 경우가 있다. 피복되지 않은 영역에 있어서는, 데브리가 부착하여 디바이스의 품질이 저하하기 때문에, 보호막의 피복 후는, 보호막이 일면에 간극 없이 피복되었는지의 여부를 파악할 필요가 있다. 보호막의 피복 상태를 확인하는 방법으로서는, 보호막을 피복한 후, 가공면에 수증기를 분사하여, 보호막이 피복되어 있지 않은 영역에 부착된 수증기의 요철에 의한 광의 산란을 검출하는 방법도 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성10-305420호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2007-201178호 공보
그러나, 환경광의 반사나 산란, 웨이퍼 상의 패턴이나 돌기부에 의한 광의 산란 등에 의해, 부착된 수증기의 요철에 의해 산란한 광 이외의 광도 검출·촬상하여 버려, 보호막의 유무를 판별하는 것이 곤란해진다고 하는 문제가 있다. 또한, 촬상용의 조명으로서 전구나 형광등과 같은 점광원·선광원을 그대로 이용한 경우는, 촬상 화상 중에 있어서 광원 그 자체가 찍혀 버려, 마찬가지로 보호막의 유무의 판단이 곤란해져 버릴 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 피가공물의 가공면에 보호막을 피복하는 경우에 있어서, 보호막이 일면에 피복되었는지의 여부를 정밀도 좋게 확인할 수 있는 보호막 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 측면에 따르면, 보호막이 피복된 피가공물의 상면에 대해서, 상기 보호막에 의해 원하는 영역이 실제로 피복되어 있는지의 여부를 검출하는 보호막 검출 장치로서, 상면에 상기 보호막이 피복된 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 상기 유지 테이블 상에 유지된 상기 피가공물의 상면에 액적을 형성하는 액적 형성 수단과, 광원으로부터의 광을 피가공물 표면에 조사하는 투광 수단과, 상기 피가공물의 상면을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상을 판독 가능하게 유지하는 화상 유지 수단과, 상기 화상 유지 수단에 의해 유지된 화상을 처리하는 화상 처리 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 상기 피가공물의 상면의 화상 정보로부터, 상기 화상 처리 수단에 의한 화상 처리에 의해, 보호막이 피복되어 있는 영역과, 상기 보호막이 피복되어 있지 않기 때문에 미세한 액적의 요철이 형성되어 상기 투광 수단에 의한 조사광의 미(Mie) 산란이 생기는 영역의, 촬상 화상 중의 강도차를 이용하여, 상기 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출하는 검출 수단을 구비하는 보호막 검출 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 촬상 수단은 적외선을 선택적으로 검출하고, 상기 투광 수단은 적외선을 조사한다. 바람직하게는, 상기 촬상 수단은, 피가공물의 상면의 일부를 촬상하는 카메라이고, 상기 촬상 수단을 유지하는 유지부 또는 상기 유지 테이블은, 상기 촬상 수단이 촬상하는 범위 내에 상기 피가공물의 상면 전체를 이동시키는 것이 가능한 기능을 가지고 있으며, 피가공물과 상기 촬상 수단의 상대 위치 또는 각도를 변화시킴으로써, 상기 피가공물의 상면 전체에 있어서의 상기 투광 수단에 의한 조사광의 미 산란의 상태를 촬상한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 보호막이 피복된 피가공물의 상면에 대해서, 상기 보호막에 의해 원하는 영역이 실제로 피복되어 있는지의 여부를 검출하는 보호막 검출 방법으로서, 상면에 상기 보호막이 피복된 피가공물을 유지하는 유지 단계와, 상기 유지된 상기 피가공물의 상면에 액적을 형성하는 액적 형성 단계와, 광원으로부터의 광을 피가공물의 상면에 조사하여, 상기 피가공물의 상면을 촬상하는 촬상 단계와, 상기 촬상 단계에서 촬상된 화상으로부터, 보호막이 피복되어 있는 영역과, 상기 보호막이 피복되어 있지 않기 때문에 미세한 액적의 요철이 형성되어 투광 수단에 의한 조사광의 미 산란이 생기는 영역의, 촬상 화상에 있어서의 반사광의 강도차를 이용하여, 상기 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출하는 검출단계를 구비하는 보호막 검출 방법이 제공된다.
본 발명의 보호막 검출 방법에 따르면, 보호막이 피복되어 액적이 공급된 웨이퍼의 상면을 촬상하고, 보호막이 피복되어 있지 않은 영역에 대해서는 미세한 액적의 요철이 형성되어 조사광의 미 산란이 생기는 것을 이용하여, 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출할 수 있다. 따라서, 환경광의 반사나 산란, 웨이퍼 상의 패턴이나 돌기부에 의한 광의 산란 등의 영향을 억제하여, 보호막이 일면에 피복되었는지의 여부를 정밀도 좋게 확인할 수 있다.
도 1은 보호막 검출 장치를 탑재한 레이저 가공 장치의 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태의 보호막 검출 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 프레임에 지지되어 표면에 보호막이 형성된 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.
도 4는 보호막 검출의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 웨이퍼의 표면에 미스트를 분사하는 상태를 나타내는 일부 단면 정면도이다.
도 6은 촬상 수단이 취득한 화상의 예를 나타내는 사진이다.
도 7은 제2 실시형태의 보호막 검출 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타내는 레이저 가공 장치(1)는, 레이저 가공의 대상이 되는 피가공물인 웨이퍼(W)를 수용하는 카세트(60)가 배치되는 카세트 배치 영역(6)과, 카세트(60)에 대한 웨이퍼(W)의 반입 및 반출을 행하는 반출입 수단(7)과, 카세트(60)로부터 반출한 웨이퍼(W)의 표면에 보호막을 피복하는 보호막 피복 수단(8)과, 표면에 보호막이 피복된 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 테이블(2)과, 표면에 보호막이 피복되어 유지 테이블(2)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여 레이저 광선을 조사하는 레이저 조사 수단(3)을 구비하고 있다.
카세트 배치 영역(6)은, 승강 가능하게 되어 있다. 카세트(60)의 내부에는 복수단의 슬롯이 형성되어 있고, 카세트 배치 영역(6)이 승강함으로써, 웨이퍼의 반출 및 반입의 대상이 되는 슬롯을 소정의 높이에 위치시킬 수 있다. 카세트(60)에 수용되는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에는, 분할 예정 라인(L)에 의해 구획되어 디바이스(D)가 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 테이프(T)에 점착함으로써, 웨이퍼(W)는, 표면(Wa)이 노출된 상태로 테이프(T)를 통해 프레임(F)에 지지된다.
반출입 수단(7)은, 장치의 전후 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있고, 웨이퍼(W)를 지지하는 프레임(F)을 협지하는 협지부(70)를 구비하고 있다. 협지부(70)가 프레임(F)을 협지한 상태로, 카세트(60)로부터 프레임(F)과 함께 웨이퍼(W)를 반출할 수 있다. 또한, 반출입 수단(7)이 프레임(F)을 Y축 방향 전방측에 압입함으로써, 웨이퍼(W)를 카세트(60)의 소정의 슬롯에 반입할 수 있다. 카세트 배치 영역(6)의 Y축 방향의 후방측은, 반출입되는 웨이퍼(W)가 일시적으로 배치되는 가배치 영역(61)으로 되어 있고, 가배치 영역(61)에는, 프레임(F)을 가이드하며 일정한 위치에 위치 결정하는 가이드부(62)를 구비하고 있다.
보호막 피복 수단(8)은, 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 보호막 피복용 테이블(80)을 구비하고 있다. 보호막 피복용 테이블(80)의 주위에는, 프레임(F)을 고정하는 고정부(81)가 마련되어 있다. 또한, 보호막 피복용 테이블(80)의 근방에는, 보호막 피복용 테이블(80)에 유지된 웨이퍼를 향하여 액형 수지를 적하하는 수지 공급부(82)가 마련되어 있다. 수지 공급부(82)는, 액형 수지를 하방을 향하여 적하하는 노즐(820)과, 노즐(820)을 이동시키는 아암부(821)를 구비하고 있다.
가배치 영역(61)과 보호막 피복 수단(8) 사이에는, 반송 기구(9)가 마련되어 있다. 반송 기구(9)는, 상하 방향(Z축 방향)의 축심을 갖는 회동축(90)과, 회동축(90)의 상단으로부터 수평 방향으로 신장하는 신축 아암(91)과, 신축 아암(91)의 선단에 마련되어 프레임(F)을 흡착하는 흡착부(92)를 구비하고 있다. 흡착부(92)는, 회동축(90)의 회동 및 신축 아암(91)의 신축에 의해 X-Y 평면 내에 있어서의 위치 조정이 이루어지고, 회동축(90)의 상하 이동에 의해 높이 방향(Z축 방향)에 있어서의 위치 조정이 이루어진다.
유지 테이블(2)은, 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 흡인부(20)를 구비하고 있다. 또한, 흡인부(20)의 주위에는, 웨이퍼(W)를 지지하는 프레임(F)을 고정하기 위한 고정부(21)가 마련되어 있다. 고정부(21)는, 프레임(F)을 상방으로부터 압박하는 누름부(210)를 구비하고 있다.
유지 테이블(2)은, 가공 이송 수단(4)에 의해 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있으며, 인덱싱 이송 수단(5)에 의해 X축 방향에 대하여 수평 방향으로 직교하는 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
가공 이송 수단(4)은, 평판형의 베이스(53) 상에 마련되어, X축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(40)와, 볼 나사(40)와 평행하게 마련된 한쌍의 가이드 레일(41)과, 볼 나사(40)의 일단에 연결된 모터(42)와, 도시하지 않는 내부의 너트가 볼 나사(40)에 나사 결합하며 하부가 가이드 레일(41)에 미끄럼 접촉하는 슬라이드부(43)로 구성되어 있다. 이 가공 이송 수단(4)은, 모터(42)에 구동되어 볼 나사(40)가 회동하는 것에 따라, 슬라이드부(43)가 가이드 레일(41) 상을 X축 방향으로 미끄럼 이동하여 유지 테이블(2)을 X축 방향으로 이동시키는 구성으로 되어 있다.
유지 테이블(2) 및 가공 이송 수단(4)은, 인덱싱 이송 수단(5)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 인덱싱 이송 수단(5)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(50)와, 볼 나사(50)에 평행하게 마련된 한쌍의 가이드 레일(51)과, 볼 나사(50)의 일단에 연결된 모터(52)와, 도시하지 않는 내부의 너트가 볼 나사(50)에 나사 결합하며 하부가 가이드 레일(51)에 미끄럼 접촉하는 베이스(53)로 구성되어 있다. 이 인덱싱 이송 수단(5)은, 모터(52)에 구동되어 볼 나사(50)가 회동하는 것에 따라, 베이스(53)가 가이드 레일(51) 상을 Y축 방향으로 미끄럼 이동하여 유지 테이블(2) 및 가공 이송 수단(4)을 X축 방향으로 이동시키는 구성으로 되어 있다.
레이저 조사 수단(3)은, 벽부(1a)에 고정된 베이스(30)와, 베이스(30)의 선단부에 고정된 조사 헤드(31)를 구비하고 있다. 조사 헤드(31)는, Z축 방향의 광축을 갖는 레이저 광선을 조사하는 기능을 가지고 있다.
또한, 도 1에 나타낸 레이저 가공 장치(1)에서는, 가공 이송 수단(4) 및 인덱싱 이송 수단(5)이 유지 테이블(2)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시켜, 레이저 조사 수단(3)이 이동하지 않는 구성으로 하고 있지만, 유지 테이블(2)과 레이저 조사 수단(3)이 상대적으로 X축 방향으로 가공 이송되어 Y축 방향으로 인덱싱 이송되는 구성이면, 도 1의 예에는 한정되지 않는, 예컨대, 유지 테이블(2)이 X축 방향으로 이동하고, 레이저 조사 수단(3)이 Y축 방향으로 이동하는 구성으로 하여도 좋으며, 유지 테이블(2)이 이동하지 않고, 레이저 조사 수단(3)이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하는 구성으로 하여도 좋다.
레이저 가공 장치(1)에는, 웨이퍼(W)의 원하는 영역에 보호막이 피복되었는지의 여부를 검출하는 보호막 검출 장치(10)를 구비하고 있다. 보호막 검출 장치(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블 상에 유지된 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 미소한 액적을 형성하는 액적 형성 수단(100)과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에 광을 조사하는 투광 수단(101)과, 표면(Wa)측을 촬상 수단(102)과, 촬상 수단(102)에 의해 촬상된 화상을 판독 가능하게 유지하는 RAM 등의 메모리로 이루어지는 화상 유지 수단(103)과, 화상 유지 수단(103)에 의해 유지된 화상을 처리하는 CPU 등으로 이루어지는 화상 처리 수단(104)과, 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출하는 검출 수단(105)을 구비하고 있다.
액적 형성 수단(100)은, 유지 테이블(2)의 X축 방향의 이동 경로의 상방에 마련되어, X축 방향의 상기 이동 경로에 대하여 평면 방향으로 직교하는 방향(Y축 방향)으로 긴 형상으로 형성되어 있다. 액적 형성 수단(100)의 Y축 방향의 길이는, 유지 테이블(2)을 구성하는 흡인부(20)의 직경과 동등하거나, 또는, 상기 직경보다 Y축 방향으로 길게 되어 있다. 액적 형성 수단(100)은, 예컨대 Y축 방향으로 정렬한 다수의 미세한 분사 구멍을 갖는 분사 영역을 구비하고, 이 분사 영역은, 피가공물의 외직경과 동등한 길이이거나 그 이상의 길이를 가지며, X축 방향 또한 Z축 방향 하방을 향하여 예컨대 미스트나 수증기를 분사할 수 있다. 형성되는 미소한 액적의 크기는, 1 ㎛∼수십 ㎛ 정도여도 좋다. 또한, 액적 형성 수단(100)은, 피가공물의 상면에 미소한 액적을 형성할 수 있는 것이면 좋고, 공급하는 미스트, 증기 등의 상태는 불문한다.
투광 수단(101)은, 발광부(101a)와, 발광부(101a)로부터 발광된 광을 확산시키는 확산판(101b)으로 구성되어 있다. 발광부(101a)는, 예컨대 적외선을 발광하는 광원이다. 발광부(101a)로부터 발광된 광이 확산판(101b)을 통과시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체면에 광을 조사하여, 조사 얼룩이 생기는 것을 억제할 수 있다.
촬상 수단(102)은, 예컨대 카메라이며, 유지부(102a)에 의해 유지되어 있고, 유지부(102a)가 이동함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체를 촬상할 수 있는 위치로 촬상 수단(102)을 이동시킬 수 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 투광 수단(101), 촬상 수단(102), 화상 유지 수단(103), 화상 처리 수단(104) 및 검출 수단(105)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 2에 있어서는, 고정부(21)의 도시를 생략하고 있다.
이하에서는, 도 1에 나타낸 레이저 가공 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 웨이퍼(W)의 상면인 표면(Wa)에 보호막을 피복할 때의 동작에 대해서 설명한다.
테이프(T)를 통해 링형의 프레임(F)과 일체화된 웨이퍼(W)는, 카세트(60)에 수용된다. 카세트(60)에 수용된 웨이퍼(W)는, 반출입 수단(7)의 협지부(70)에 의해 프레임(F)이 협지되고, 반출입 수단(7)에 의해 인출되어, 가배치 영역(61)에 배치된다. 그리고, 웨이퍼(W)가 일정한 위치에 위치 결정된 후, 반송 기구(9)에 의해 보호막 피복 수단(8)에 반송된다.
보호막 피복 수단(8)에서는, 웨이퍼(W)가 보호막 피복용 테이블(80)에 유지되고, 프레임(F)이 고정부(81)에 의해 고정되어, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 상방을 향하여 노출한 상태가 된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 위에 노즐(820)로부터 액형 수지가 적하되고, 보호막 피복용 테이블(80)을 강하시키고 나서 회전시킴으로써, 액형 수지를 표면(Wa) 전체면에 확장시켜, 도 3에 나타내는 바와 같이 보호막(83)을 피복한다. 액형 수지로서는, 예컨대, 이후에 레이저 조사 수단(3)으로부터 조사하는 레이저의 파장의 광을 흡수하는 흡수제를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA) 등의 수용성 수지가 사용된다. 이 경우, 자외선 파장 영역의 레이저 광선(예컨대 355 ㎚의 파장)을 이용한 가공 시에는, 흡수제로서 자외역의 범위(예컨대 250 ㎚ 이상 또한 380 ㎚ 이하의 파장)의 광을 흡수하는 자외선 흡수제가 첨가된다. 그 경우에 있어서의 자외선 흡수제로서는, 예컨대, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조에이트계의 플라스틱 첨가제가 이용된다. 또한, 가시광의 파장 영역의 레이저 광선(예컨대 533 ㎚의 파장)을 이용한 가공 시에는, 흡수제로서 가시광의 범위(예컨대 460 ㎚ 이상 또한 650 ㎚ 이하의 파장)의 광을 흡수하는 광 흡수제가 첨가된다. 그 경우에 있어서의 자외선 흡수제로서는, 예컨대, 수용성 염료 화합물, 수용성 색소 화합물이 이용된다.
노즐(820)에 고화한 수지가 부착하고 있는 등의 이유에 의해, 노즐(820)로부터 액형 수지가 충분히 분출되지 않는 경우는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 표면(Wa)에는, 보호막(83)이 피복되어 광택이 있는 피복 영역(830)뿐만 아니라, 부분적으로 보호막(83)이 피복되지 않는 비피복 영역(831)이 형성될 수 있다.
다음에, 도 4의 흐름도에 따라, 보호막(83)이 실제로 피복되어 있는지의 여부를 검출하는 방법에 대해서 설명한다. 여기서는, 액적 형성 수단이 미스트를 분사하는 경우를 예로 들어 설명한다.
(1) 유지 단계
먼저, 도 1에 나타낸 반송 기구(9)에 의해 웨이퍼(W)가 유지 테이블(2)에 반송된다. 유지 테이블(2)에 있어서는, 웨이퍼(W)가 흡인부(20)에 있어서 흡인되며, 프레임(F)이 고정부(21)에 의해 고정된다(단계 S1).
(2) 분사 전 촬상 단계
유지 단계 후, 가공 이송 수단(4)이 유지 테이블(2)에 유지된 웨이퍼(W)를 X축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 웨이퍼(W)의 X축 방향의 이동 도중에 있어서, 웨이퍼(W)는, 액적 형성 수단(100)의 하방을 통과하는데, 액적 형성 수단(100)으로부터 미스트를 분사시키는 일없이, 액적 형성 수단(100)의 하방을 통과한 후, 유지 테이블(2)을 더욱 +X 방향으로 이동시킨다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 투광 수단(101)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 적외선이 조사되고, 촬상 수단(102)에 의해 적외선이 선택적으로 검출되어 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측이 촬상된다. 그리고, 촬상에 의해 취득한 화상 정보를, 화상 유지 수단(103)에 기억시킨다(단계 S2).
(3) 액적 형성 단계
다음에, 유지 테이블(2)을 X축 방향 반대 방향으로 이동시켜 원래의 위치로 복귀시키고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블(2)을 +X 방향으로 이동시켜 액적 형성 수단(100)의 하방을 통과시킨다. 그리고, 이러한 통과의 과정에서, 액적 형성 수단(100)으로부터 미스트(200)를 분사한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 비피복 영역(831)이 존재하는 경우, 분사된 미스트(200)는, 비피복 영역(831)에 들어간다.
비피복 영역(831)에 미스트(200)가 들어가면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 액적(83a)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 부착하기 때문에, 비피복 영역(831)에는 요철이 형성된다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 미세한 액적(83a)이 표면(Wa)의 비피복 영역(831)에 부착하여 요철이 형성되면, 표면(Wa)은 새틴 피니시면과 같이 된다. 한편, 피복 영역(830)을 향하여 분사된 미스트(수증기)는, 보호막(83)의 친수성에 의해, 습윤성이 높아, 액적으로서 남지 않는다. 즉, 피복 영역(830)에는 요철이 없는 한편, 비피복 영역(831)에는 요철이 형성된다. 액적(83a)을 형성하기 위해서는, 수증기를 사용할 수도 있다. 실질적으로 물만으로 이루어지는 미스트를 분사하면, 보호막(83)이 팽창하여 대미지를 입는 경우가 있다. 그래서, 보호막(83)을 구성하는 수지를 물에 혼입시켜 미스트화하고, 이 미스트의 분사에 의해 대미지를 입은 보호막(83)을 수복할 수 있도록 구성하여도 좋다(단계 S3). 또한, 물로 이루어지는 미스트에 알코올(예컨대, 저급 알코올인 에탄올) 및/또는 수지를 혼입하여 액적을 형성하도록 하여도 좋다. 이때, 혼입하는 수지는 보호막(83)을 구성하는 수지여도 좋다. 알코올을 혼입시킴으로써, 보호막(83)에의 대미지를 억제할 수 있다. 또한, 도 6에 나타내는 화상 중에 있어서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성된 범프(B)가 표시되어 있다.
(4) 촬상 단계
유지 테이블(2)을 더욱 +X 방향으로 이동시키면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 투광 수단(101)으로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 적외선이 조사되고, 촬상 수단(102)에 의해 적외선이 선택적으로 검출되어, 미스트(200)가 공급된 표면(Wa)측이 촬상된다. 투광 수단(101)의 발광부(101a)에 있어서 발광한 적외선은, 확산판(101b)을 통과함으로써, 확산광(110)이 되어 표면(Wa)의 전체면에 조사된다. 피복 영역(830)에는 액적에 의한 요철이 거의 없기 때문에, 피복 영역(830)에서 반사한 반사광(111)은, 그 강도가 높으며 또한 한결같다. 한편, 비피복 영역(831)에서 반사한 반사광(112)은, 액적(83a)의 요철에 의해 미 산란한 것이 된다. 따라서, 촬상 수단(102)이 취득한 화상 중에는, 피복 영역(830)과 비피복 영역(831) 사이에 광의 강도차가 생겨, 비피복 영역(831)은, 보호막(83)이 정상적으로 피복되어 있는 피복 영역(830)과 비교하여 어둡게 보인다.
이렇게 하여 강도차가 생긴 화상은, 화상 유지 수단(103)에 기억된다. 또한, 발광부(101a)로서, 가시광을 발하는 광원을 사용할 수도 있지만, 주위의 조명광의 영향을 받기 쉽다고 하는 문제가 있다. 또한, 근적외선을 촬상할 수 있는 카메라는 일반적으로 저렴하게 입수하기 쉽다. 따라서, 발광부(101a)로서는, 에너지가 작으며 주위의 조명광의 영향을 받지 않는 적외선을 발광하는 광원을 사용하여도 좋다(단계 S4).
(5) 검출 단계
다음에, 화상 처리 수단(104)은, 분사 전 촬상 단계에서 화상 유지 수단(103)에 기억시킨 미스트 분사 전의 화상과, 촬상 단계에서 취득한 미스트 분사 후의 화상 사이에서 감산 처리를 행하여, 차분 정보를 취득한다. 이 차분 정보에서는, 미스트 분사 전과 미스트 분사 후에서 변화가 없는 부분이 제외되고, 변화가 있는 부분의 정보만이 취출된다. 예컨대 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 범프가 형성되어 있는 경우 등, 액적과의 혼동이 생길 우려가 있는 것을 제외할 수 있다(단계 S5).
그리고, 화상 처리 수단(104)은, 단계 S5에서 구한 상기 차분 정보에 대하여 2진화 처리 등을 실시함으로써, 화상의 콘트라스트를 강조한다. 이 처리를 행함으로써, 검출하고자 하는 부분을 명확하게 파악하는 것이 가능해진다(단계 S6).
검출 수단(105)은, 단계 S5에서의 연산 결과에 기초하여, 보호막(83)이 피복되어 있는 피복 영역(830)과, 보호막이 피복되어 있지 않은 비피복 영역(831)의 광의 강도차에 기초하여, 광의 강도가 약하고 어두운 부분을 비피복 영역(831)을 검출한다. 한편, 광의 강도차가 없으며 한결같은 경우는, 비피복 영역(831)이 없고, 일면에 보호막(83)이 피복되었다고 판단한다(단계 S7). 또한, 분사 전 촬상 단계를 실시하지 않고, 화상 촬상 단계에 있어서 취득한 화상에 의해서만 비피복 영역(831)을 검출할 수도 있다.
비피복 영역(831)이 검출된 경우는, 경고 램프를 점등하거나 표시부에 경고 표시를 하거나 하는 등에 의해, 비피복 영역(831)이 검출된 것을 작업자에게 통지한다. 이러한 통지를 받은 작업자는, 웨이퍼(W)를 재차 보호막 피복 수단(8)에 반송하여 비피복 영역(831)에 액형 수지를 적하시키는 등에 의해, 보호막(83)이 표면(Wa) 일면에 피복되도록 한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)에서는, 웨이퍼(W)가 유지되는 유지 테이블(2)이, 액적 형성 수단(100)을 통과한 후에, 촬상 수단(102)의 하방을 통과함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 전체면에 미스트를 분사한 직후에, 피가공물의 표면(Wa)의 전체면의 촬상을 행할 수 있기 때문에, 액적 형성 수단(100)에 의한 미스트의 분사와 촬상 수단(102)에 의한 촬상과 연속적으로 행할 수 있어, 효율적이다.
표면(Wa)에 보호막(83)이 피복된 후는, 도 1에 나타낸 웨이퍼(W)의 소정의 분할 예정 라인(L)과, 레이저 조사 수단(3)의 조사 헤드(31)의 Y축 방향의 위치 맞춤이 이루어진다. 그리고, 그 상태로, 웨이퍼(W)가 X축 방향으로 이동하여 조사 헤드(31)의 바로 아래를 지나면서, 조사 헤드(31)로부터 분할 예정 라인(L)을 따라 레이저 광선의 조사를 받는다. 이 레이저 광선은, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 피복된 보호막(83)을 투과하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 집광된다.
레이저 광선의 조사에 의해 데브리가 발생하여도, 그 데브리가 보호막(83)에 의해 블록되어, 웨이퍼(W)에는 부착하지 않는다. 또한, 검출 수단(102)에 의해 미리 비피복 영역(831)이 검출되어, 비피복 영역(831)이 존재하지 않도록 보호막(83)을 피복함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 부분적으로 데브리가 부착하여 디바이스의 품질이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
보호막 검출 장치의 구성은, 도 2에 나타낸 예에는 한정되지 않는다. 예컨대, 도 7에 나타내는 제2 실시형태의 보호막 검출 장치(10a)와 같이, 투광 수단(106)이, 발광부(106a)와 확산 반사판(106b)으로 구성되고, 발광부(106a)로부터 발광된 광(113)이 확산 반사판(106b)에 있어서 확산 및 반사되어 확산광(114)이 되어 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 조사되는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우도, 비피복 영역(831)에 있어서는 광이 미 산란을 일으키고, 그 반사광(115)을 촬상 수단(102)이 검출하여, 피복 영역(830)과 비피복 영역(831)의 반사광의 강도차에 의해 비피복 영역(831)을 검출할 수 있다.
또한, 촬상 수단(102) 대신에, 예컨대 라인 센서를 사용할 수도 있다. 그 경우는, 유지 테이블(2)과 라인 센서가 X축 방향으로 상대 이동하면서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 촬상함으로써, 비피복 영역(831)을 검출한다. 라인 센서의 Y축 방향의 길이가 유지 테이블(2)을 구성하는 흡인부(20)의 직경과 동등하기 때문에, 웨이퍼(W)의 외직경과 동등한 길이의 측정 시야를 가져도 좋다.
또한, 촬상 수단(102) 대신에, 예컨대 CCD 카메라와 같은 피가공물의 일부를 촬상하는 카메라를 사용하여, CCD 카메라를 유지하는 유지부 또는 유지 테이블(2) 중 어느 하나에, CCD 카메라가 촬상하는 범위 내에 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체를 이동시키는 기능을 가지고 있어도 좋다. 예컨대 CCD 카메라가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 부분적으로 촬상하면서, 예컨대 Y축 방향으로 이동하는 구성으로 한다. 이 경우는, 유지 테이블(2)이 X축 방향으로 이동하고, CCD 카메라가 Y축 방향으로 이동하면서 촬상을 행함으로써, 웨이퍼(W)와 CCD 카메라의 상대 위치 또는 각도를 변화시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 있어서의 투광 수단(101)에 의한 조사광의 미 산란의 상태를 촬상한다.
상기 실시형태에서는, 유지 테이블(2)이 X축 방향으로 이동하는 구성으로 하였지만, 액적 형성 수단(100)이 X축 방향으로 이동하는 구성으로 하여도 좋으며, 즉, 유지 테이블(2)과 액적 형성 수단(100)은 상대적으로 이동할 수 있으면 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 보호막 검출 장치(10)가 레이저 가공 장치(1)에 탑재되어 있는 예에 대해서 설명하였지만, 보호막 검출 장치(10)가, 단체로서 존재하여도 좋고, 또한, 다른 장치에 탑재되어도 좋다. 또한, 보호막 검출 장치(10)가 보호막을 검출하는 대상은, 웨이퍼(W) 이외의 다른 피가공물이어도 좋다.
1: 레이저 가공 장치
2: 유지 테이블 20: 흡인부 21: 고정부 210: 누름부
3: 레이저 조사 수단 30: 베이스 31: 조사 헤드
4: 가공 이송 수단
40: 볼 나사 41: 가이드 레일 42: 모터 43: 슬라이드부
5: 인덱싱 이송 수단
50: 볼 나사 51: 가이드 레일 52: 모터 53: 베이스
6: 카세트 배치 영역 60: 카세트 61: 가배치 영역 62: 가이드부
7: 반출입 수단 70: 협지부
8: 보호막 피복 수단
80: 보호막 피복용 테이블 81: 고정부
82: 수지 공급부 820: 노즐 821: 아암부
83: 보호막 83a: 액적 830: 피복 영역 831: 비피복 영역
9: 반송 기구 90: 회동축 91: 신축 아암 92: 흡착부
10: 보호막 검출 장치
100: 액적 형성 수단 101: 투광 수단 101a: 발광부 101b: 확산판
102: 촬상 수단 102a: 유지부 103: 화상 유지 수단 104: 화상 처리 수단
105: 검출 수단
106: 투광 수단 106a: 발광부 106b: 확산 반사판
110: 확산광 111, 112: 반사광
113: 광 114: 확산광 115: 반사광
200: 미스트
W: 웨이퍼(피가공물)
Wa: 표면 L: 분할 예정 라인 D: 디바이스
Wb: 이면
T: 테이프 F: 프레임

Claims (4)

  1. 보호막이 피복된 피가공물의 상면에 대해서, 상기 보호막에 의해 원하는 영역이 실제로 피복되어 있는지의 여부를 검출하는 보호막 검출 장치로서,
    상면에 상기 보호막이 피복된 피가공물을 유지하는 유지 테이블과,
    상기 유지 테이블 상에 유지된 상기 피가공물의 상면에 액적을 형성하는 액적 형성 수단과,
    광원으로부터의 광을 피가공물 표면에 조사하는 투광 수단과,
    상기 피가공물의 상면을 촬상하는 촬상 수단과,
    상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상을 판독 가능하게 유지하는 화상 유지 수단과,
    상기 화상 유지 수단에 의해 유지된 화상을 처리하는 화상 처리 수단과,
    상기 촬상 수단에 의해 촬상된 상기 피가공물의 상면의 화상 정보로부터, 상기 화상 처리 수단에 의한 화상 처리에 의해, 보호막이 피복되어 있는 영역과, 상기 보호막이 피복되어 있지 않기 때문에 미세한 액적의 요철이 형성되어 상기 투광 수단에 의한 조사광의 미(Mie) 산란이 생기는 영역의, 촬상 화상 중의 강도차를 이용하여, 상기 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출하는 검출 수단을 구비하는 보호막 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 수단은, 적외선을 선택적으로 검출하고,
    상기 투광 수단은, 적외선을 조사하는 것인, 보호막 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촬상 수단은, 피가공물의 상면의 일부를 촬상하는 카메라이고,
    상기 촬상 수단을 유지하는 유지부 또는 상기 유지 테이블은, 상기 촬상 수단이 촬상하는 범위 내에 상기 피가공물의 상면 전체를 이동시키는 것이 가능한 기능을 가지고 있으며,
    피가공물과 상기 촬상 수단의 상대 위치 또는 각도를 변화시킴으로써, 상기 피가공물의 상면 전체에 있어서의 상기 투광 수단에 의한 조사광의 미 산란의 상태를 촬상하는 것인, 보호막 검출 장치.
  4. 보호막이 피복된 피가공물의 상면에 대해서, 상기 보호막에 의해 원하는 영역이 실제로 피복되어 있는지의 여부를 검출하는 보호막 검출 방법으로서,
    상면에 상기 보호막이 피복된 피가공물을 유지하는 유지 단계와,
    상기 유지된 상기 피가공물의 상면에 액적을 형성하는 액적 형성 단계와,
    광원으로부터의 광을 피가공물의 상면에 조사하여, 상기 피가공물의 상면을 촬상하는 촬상 단계와,
    상기 촬상 단계에서 촬상된 화상으로부터, 보호막이 피복되어 있는 영역과, 상기 보호막이 피복되어 있지 않기 때문에 미세한 액적의 요철이 형성되어 투광 수단에 의한 조사광의 미 산란이 생기는 영역의, 촬상 화상에 있어서의 반사광의 강도차를 이용하여, 상기 보호막이 피복되어 있지 않은 영역을 검출하는 검출 단계를 구비하는 보호막 검출 방법.
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