TW201447278A - 保護膜檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於確認被加工物之加工面上披覆保護膜時，該保護膜有否有披覆全部表面。解決手段為設有可保持表面披覆有保護膜之被加工物的保持台和，可將水蒸氣噴射於保持在保持台上之被加工物表面的水蒸氣噴射機構和，對受到水蒸氣噴射機構噴射水蒸氣之被加工物的表面整面進行拍攝的攝影機構和，藉由攝影機構所拍攝之表面影像資訊的影像處理而可以透過披覆有保護膜之披覆區域和，由於未披覆保護膜而會因水蒸氣附著而形成水滴的凹凸並產生光的散射之非披覆區域的光的強度差，來檢測出非披覆區域的檢測機構和，可在檢測機構檢測出非披覆區域時通報該訊息的通報機構。並可防止在非披覆區域存在的狀態下從被加工物之表面側施以雷射加工而使碎屑附著在非披覆區域之情形。

Description

保護膜檢測裝置 發明領域

本發明是有關於一種用以檢測被加工物的表面是否披覆了保護膜的保護膜檢測裝置。

發明背景

作為沿切割道分割半導體晶圓與光學晶圓等之被加工物的方法上，已有沿著各種被加工物上所形成的切割道照射脈衝雷射光線以形成雷射加工溝，再使用機械制動(mechanical braking)裝置沿著該雷射加工溝進行切斷的方法被提出(參照例如，專利文獻1)。

在此加工方法中，藉由沿切割道照射雷射光線，會使熱能集中於被照射之區域而產生碎屑，該碎屑則會附著在被加工物所形成之裝置表面而有降低裝置的品質之問題。

因此，為了解決該問題，亦有在被加工物之照射雷射光線之側的面(加工面)披覆聚乙烯醇等製成的保護膜，讓雷射光穿透保護膜照射於被加工物之雷射加工機的方案被提出(參照例如，專利文獻2)。此雷射加工機具有可對被加工物供應液狀樹脂的噴嘴，並藉由從此噴嘴滴下 液狀樹脂，並使被加工物旋轉，而在被加工物之加工面上的全部表面形成保護膜。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平10-305420號公報

專利文獻2：日本專利特開2007-201178號公報

發明概要

但是，從噴嘴對被加工物滴下液狀樹脂的構造中，液狀樹脂會固著於噴嘴中，使得液狀樹脂變得不易充分滴下，造成在被加工物的加工面中，產生局部未披覆液狀樹脂的部分。並且，若在這種狀態下實施雷射加工時，會在該部分堆積碎屑，導致製品不良。因此，在保護膜之披覆之後，有必要掌握是否已將保護膜整面披覆得毫無間隙。

本發明即鑒於上述事實而作成者，其主要的技術課題在於當在被加工物之加工面披覆保護膜時，形成為能夠確認是否使保護膜整面受到披覆。

本發明為一種檢測被加工物表面是否披覆保護膜之保護膜檢測裝置，設有保持表面已披覆保護膜之被加工物的保持台和，對保持在保持台上之被加工物的表面噴 射水蒸氣之水蒸氣噴射機構和，對受到水蒸氣噴射機構噴射水蒸氣之被加工物的表面整面進行拍攝之攝影機構和，從攝影機構所拍攝之表面影像資訊，藉由影像處理，而可以透過披覆有保護膜之披覆區域，和由於未披覆保護膜而會因水蒸氣附著而形成水滴的凹凸並產生光的散射的非披覆區域間光的強度差，來檢測出非披覆區域之檢測機構和，以檢測機構檢測出非披覆區域時，通報該訊息之通報機構。

較佳地，攝影機構為具有與被加工物外徑等長的測量視野之線性感應器，水蒸氣噴射機構設有具有與被加工物之外徑等長的噴射範圍的噴射孔，攝影機構與水蒸氣噴射機構是在保持台移動的方向上並列配置，藉由使保持被加工物之保持台依水蒸氣噴射機構、攝影機構的順序通過其下方，可在朝被加工物之表面整面噴射水蒸氣之後，隨即進行被加工物之表面整面的攝影。

本發明之保護膜檢測裝置因為具備了對保護膜披覆後的被加工物表面噴射水蒸氣的水蒸氣噴射機構和，對被水蒸氣噴射之被加工物的表面整面進行拍攝的攝影機構和，從攝影機構所拍攝之表面影像資訊，藉由影像處理，而可以透過披覆有保護膜的披覆區域，和由於未披覆保護膜而會因水蒸氣附著而形成水滴的凹凸並產生光的散射的非披覆區域間光的強度差，來檢測出非披覆區域之檢測機構，故能掌握晶圓表面是否有非披覆區域。因此，可以防止在有非披覆區域的狀態下從晶圓的表面側施加雷射加工 而使碎屑附著於非披覆區域之情形。

此外，攝影機構是具有與被加工物外徑等長的測量視野之線性感應器，水蒸氣噴射機構設有具有與被加工物之外徑等長的噴射區域的噴射孔，攝影機構與水蒸氣噴射機構是在使保持台移動的方向上並列配置，藉由使保持被加工物之保持台依水蒸氣噴射機構、攝影機構的順序通過其下方，可在朝被加工物之表面整面噴射水蒸氣之後，隨即進行被加工物之表面整面的攝影。藉此，在保持台接連地移動下仍能連續地從水蒸氣噴射進行到攝影，因此有好的效率。

1‧‧‧雷射加工裝置

1a‧‧‧壁部

2‧‧‧保持台

20‧‧‧吸取部

21‧‧‧保持部

210‧‧‧壓下部

3‧‧‧雷射照射機構

30、53‧‧‧基台

31‧‧‧照射頭

4‧‧‧加工傳送機構

40、50‧‧‧滾珠螺桿

41、51‧‧‧導軌

42、52‧‧‧馬達

43‧‧‧滑動部

5‧‧‧分度傳送機構

6‧‧‧卡匣承載區

60‧‧‧卡匣

61‧‧‧暫置區

62‧‧‧導引部

7‧‧‧搬出入機構

70‧‧‧挾持部

8‧‧‧保護膜披覆機構

80‧‧‧保護膜披覆用平台

81‧‧‧固定部

82‧‧‧樹脂供應部

820‧‧‧噴嘴

821‧‧‧臂部

83‧‧‧保護膜

83a‧‧‧水滴

830‧‧‧披覆區域

831‧‧‧非披覆區域

9‧‧‧搬送機構

90‧‧‧旋轉軸

91‧‧‧伸縮臂

92‧‧‧吸附部

10‧‧‧保護膜檢測裝置

100、106‧‧‧水蒸氣噴射機構

100a‧‧‧噴射區域

101‧‧‧攝影機構

102、105‧‧‧檢測機構

103‧‧‧警報機構

104‧‧‧水蒸氣

B‧‧‧凸塊

W‧‧‧晶圓

Wa‧‧‧表面

L‧‧‧分割預定線

D‧‧‧裝置

Wb‧‧‧背面

T‧‧‧膠帶

F‧‧‧框架

X、Y、Z‧‧‧方向

圖1為一立體圖，表示搭載保護膜檢測裝置之雷射加工裝置之一例；圖2為一立體圖，表示保護膜檢測裝置之例；圖3為一立體圖，表示被框架所支撐並在表面形成保護膜之晶圓；圖4為一立圖圖，表示使晶圓通過水蒸氣噴射機構與攝影機構下方之狀態；圖5為一正面視圖，表示使晶圓通過水蒸氣噴射機構與攝影機構下方之狀態；圖6為一照片，表示攝影機構所取得的影像之一例；及圖7為一正面視圖，表示保護膜檢測裝置之另一例。

用以實施發明之形態

圖1所示之雷射加工裝置1具有可承載用於收容作為雷射加工目標之被加工物的晶圓W的卡匣60之卡匣承載區6和，可相對卡匣60進行晶圓W之搬入與搬出之搬出入機構7和，在從卡匣60搬出之晶圓W的表面披覆保護膜之保護膜披覆機構8和，用於保持表面已披覆保護膜之晶圓W的保持台2和，對表面披覆保護膜且被保持在保持台2上的晶圓W照射雷射光線的雷射照射機構3。

卡匣承載區6形成為可以升降。卡匣60內部形成複數段溝槽，可依據卡匣承載區6的升降使成為晶圓之搬出及搬入目標的溝槽定位在預定的高度。在收容於卡匣60內之晶圓W的表面Wa上，以分割預定線L做區隔劃分而形成了裝置D，藉由將晶圓W之背面Wb貼在膠帶T上，可讓晶圓W在表面Wa露出之狀態下透過膠帶T而被支撐在框架F上。

搬出入機構7形成為可在裝置的前後方向(Y軸方向)上移動，並設有用於挾持支撐晶圓W之框架F的挾持部70。挾持部70可在挾持框架F的狀態下，從卡匣60將框架F與晶圓W一起搬出。此外，搬出入機構7可藉由將框架F壓入Y軸方向正前方側，而將晶圓W搬入卡匣60之預定溝槽。卡匣承載區6之Y軸方向的後方側形成有用來暫時承載被搬出搬入之晶圓W的暫置區61，而暫置區61具有可導引框架F同時可定位於特定位置的導引部62。

保護膜披覆機構8具有用以吸取保持晶圓W之保護膜披覆用平台80。保護膜披覆用平台80周圍裝設有固定框架F之固定部81。再者，在保護膜披覆用平台80附近設有 朝被保持在保護膜披覆用平台80之晶圓滴下液狀樹脂的樹脂供應部82。樹脂供應部82具有朝下方滴下液狀樹脂的噴嘴820和，用來移動噴嘴820的臂部821。

暫置區61與保護膜披覆機構8之間裝設了搬送機構9。運送機構9設有，具有上下方向之軸心的旋轉軸90和，從旋轉軸90上端沿水平方向延伸的伸縮臂91和，設置在伸縮臂91前端用以吸附框架F之吸附部92。吸附部92可藉由旋轉軸90之轉動與伸縮臂91之伸縮來進行X-Y平面內之位置調整，並可藉旋轉軸90的上下移動來進行高度方向(Z軸方向)之位置調整。

保持台2具有吸取保持晶圓W之吸取部20。且吸取部20周圍裝設有用以使支撐晶圓W的框架F固定的固定部21。固定部21設有可從上方按壓框架F的壓下部210。

保持台2被支撐為可用加工傳送機構4在加工傳送方向(X軸方向)上移動，同時被支撐為可用分度傳送機構5在相對於X軸方向於水平方向上為垂直相交之分度傳送方向(Y軸方向)上移動。

加工傳送機構4是由，裝設於平板狀的基台53上，且具有X軸方向的軸心之滾珠螺桿40和，與滾珠螺桿40成平行配置的一對導軌41和，連結於滾珠螺桿40之一端的馬達42和，使圖未示之內部螺母螺合於滾珠螺桿40同時使下部滑接於導軌41上的滑動部43所構成。此加工傳送機構4形成為，被馬達42驅動而使滾珠螺桿40轉動，同時使滑動部43於導軌41上沿X軸方向滑動以使保持台2沿X軸方向移 動之構成。

保持台2與加工傳送機構4，藉由分度傳送機構5而被支撐為可在Y軸方向上移動。分度傳送機構5是由，具有Y軸方向之軸心的滾珠螺桿50和，與滾珠螺桿50成平行配置的一對導軌51和，連結於滾珠螺桿50之一端的馬達52和，使圖未示出之內部螺母螺合於滾珠螺桿50同時使其下部滑接於導軌51的基台53所構成。此分度傳送機構5形成為，受馬達52驅動而使滾珠螺桿50轉動，同時使基台53於導軌51上沿Y軸方向滑動以使保持台2與加工傳送機構4沿X軸方向移動之構成。

雷射照射機構3具有固定在壁部1a之基台30和，固定在基台30前端部之照射頭31。照射頭31具有照射有Z軸方向之光軸的雷射光線的功能。

另外，圖1所示之雷射加工裝置1雖然是作成加工傳送機構4與分度傳送機構5使保持台2沿X軸方向與Y軸方向移動，而雷射照射機構3不移動之構成，但是只要是能使保持台2與雷射照射機構3相對地沿X軸方向進行加工傳送且沿Y軸方向進行分度傳送之構成即可，並不受限於圖1之例示。例如，作成可以使保持台2沿X軸方向移動，並使雷射照射機構3沿Y軸方向移動之構成亦可，也可以作成使保持台2不移動，而使雷射照射機構3沿X軸方向與Y軸方向移動之構成。

在雷射加工裝置1中具有，檢測晶圓W之表面Wa上有無披覆保護膜的保護膜檢測裝置10。如圖2所示，保護 膜檢測裝置10具有可對保持在保持台上之晶圓W表面Wa噴射水蒸氣的水蒸氣噴射機構100和，可對被水蒸氣噴射機構100噴射水蒸氣之晶圓W表面Wa整面進行拍攝之攝影機構101和，可從該表面Wa中檢測出未披覆保護膜之區域的檢測機構102和，可在檢測機構102檢測出未形成保護膜的區域時通報該訊息的通報機構103。

如圖1所示，水蒸氣噴射機構100與攝影機構101是裝設於保持台2之X軸方向的移動路徑上方，並在與X軸方向之該移動路徑於平面方向為垂直相交之方向(Y軸方向)上形成長條狀。水蒸氣噴射機構100與攝影機構101之Y軸方向的長度為，與構成保持台2之吸取部20的直徑相等，或者，在Y軸方向上比該直徑為長。

水蒸氣噴射機構100設有例如具有沿Y軸方向排列之多數個微細噴射孔的噴射區域100a。此噴射區域100a具有與被加工物之外徑相等之長度或其以上的長度，並可以朝著X軸方向以及Z軸方向下方噴射水蒸氣。另一方面，攝影機構101，例如線性感應器，藉由使其Y軸方向之長度與構成保持台2之吸取部20的直徑相等，而具有與晶圓W之外徑同等長度的測量視野。攝影機構101是使攝影部朝下方裝設，而可拍攝位於下方之晶圓W。水蒸氣噴射機構100與攝影機構101是沿使保持台移動之方向的X軸方向並列配置。

以下，將針對圖1所示之雷射加工裝置1的動作進行說明。

透過膠帶T而與環狀框架F一體化之晶圓W，可被收容在卡匣60中。收容於卡匣60中之晶圓W，以搬出入機構7之挾持部70挾持框架F，而可被搬出入機構7拉出，並被載置於暫置區61。並且，使晶圓W定位於特定的位置之後，可由搬送機構9搬送到保護膜披覆機構8。

在保護膜披覆機構8中形成，使晶圓W保持在保護膜披覆用平台80上、以固定部81固定框架F、使晶圓W的表面Wa朝上方露出之狀態。並且，藉由從噴嘴820滴下液狀樹脂於晶圓W的表面Wa上，並於降下保護膜披覆用平台80後使其旋轉，可使液狀樹脂延展到表面Wa整面，而如圖3所示地披覆上保護膜83。在液狀樹脂方面，可使用例如，含有可於之後吸收從雷射照射機構3照射之雷射的波長的光之吸收劑的聚乙烯醇(PVA)等水溶性樹脂。此時，當為使用紫外線波長區域之雷射光線(例如355nm之波長)之加工時，會添加紫外線吸收劑作為吸收劑以吸收紫外線區域範圍(例如250nm以上380nm以下的波長)的光。此時的紫外線吸收劑可使用例如，二苯基酮類、苯并三唑類、三氮雜苯類、苯甲酸酯類之塑膠添加劑。又，當為使用可見光波長區域的雷射光線(例如533nm之波長)之加工時，可添加可吸收可見光範圍(例如460nm以上650nm以下的波長)之光的光吸收劑作為吸收劑。此時的紫外線吸收劑可使用例如水溶性染料化合物、水溶性色素化合物。

因噴嘴820中附著有固化了的樹脂等原因，而導致無法從噴嘴820充分地噴出液狀樹脂時，如圖3所示，表 面Wa上，不只會形成披覆保護膜83且具光澤之披覆區域830，還會在局部形成未披覆保護膜83的非披覆區域831。

其次，以搬送機構8將晶圓W搬送到保持台2。在保持台2中，可使晶圓W在吸取部20中被吸取，同時以固定部21固定框架F。並且，可透過加工傳送機構4使保持在保持台2上之晶圓W沿X軸方向移動。

如圖4所示，在晶圓W沿X軸方向(圖4之+X方向)移動途中，晶圓W會通過水蒸氣噴射機構100與攝影機構101的下方。在該通過的過程中，如圖5所示，水蒸氣104從水蒸氣噴射機構100的噴射區域100a噴出。並且，如圖3與圖4所示，晶圓W的表面Wa存有非披覆區域831時，所噴射之水蒸氣會進入非披覆區域831。

水蒸氣進入非披覆區域831時，則如圖5所示，因水滴83a會附著於晶圓W的表面Wa上，故會在非披覆區域831中形成凹凸。微細的水滴83a附著於表面Wa上而形成凹凸時，表面Wa會形成如圖6所示之如同梨子皮的表面。另一方面，朝披覆區域830所噴射之水蒸氣，因保護膜83之親水性使得水滴的濕潤性高，而不會殘留成水滴。亦即，披覆區域830中為沒有凹凸之一方，而非披覆區域831中則形成凹凸。因此，以攝影機構101拍攝晶圓W時，當攝影機構101朝保護膜83照射光時，由於會在非披覆區域831產生光的散射，故在影像中會產生光的強度差。具體來說，披覆區域830中幾乎沒有水蒸氣造成的凹凸，故光的強度相同且明亮。另一方面，在非披覆區域831中，由於會因凹凸而造 成光的散射，故與正常披覆有保護膜83之披覆區域830相比較，反射會變暗。

圖2所示之檢測機構103，藉由攝影機構101所拍攝之表面Wa的影像資訊的影像處理，而可以從披覆有有保護膜的披覆區域830和，由於未披覆保護膜而會因水蒸氣附著而形成水滴之凹凸並產生光的散射的非披覆區域831的光的強度差，檢測出非披覆區域831。檢測機構103一旦檢測出非披覆區域831，將會形成警告燈發亮、於顯示部作出警告顯示等，以通報操作員已檢測出非披覆區域831。而接收到相關通報的操作員，藉由將晶圓W再度搬送到保護膜披覆機構8以將液狀樹脂滴到非披覆區域831，而使保護膜83的整個表面Wa皆可受到披覆。再者，圖6所示之影像中，顯示有形成於晶圓W的表面Wa的凸塊(bump)B。

如圖5所示，在雷射加工裝置1中，是使保持晶圓W之保持台2依水蒸氣噴射機構100、攝影機構101之順序通過其下方，藉此，可在晶圓W的表面Wa整面噴射水蒸氣後，立即進行被加工物之表面Wa之整面的攝影，故可連續地進行水蒸氣噴射機構100的水蒸氣噴射與攝影機構101的攝影，非常有效率。

在表面Wa上披覆保護膜83後，進行使晶圓W之既定的分割預定線L和，圖1所示之雷射照射機構3的照射頭31於Y軸方向之位置相對齊。並且，在該狀態下，一邊使晶圓W沿X軸方向移動以通過照射頭31的正下方，一邊接受從照射頭31沿著分割預定線L之雷射光線的照射。此雷射光線 可穿透披覆於晶圓W的表面Wa之保護膜83，聚光於晶圓W的表面Wa。

即使因雷射光線照射而產生碎屑，碎屑也會被保護膜83阻擋住而不會附著於晶圓W。又，藉由以檢測機構102事先檢測出非披覆區域831，以不使非披覆區域831存在的方式披覆保護膜83，可以防止因晶圓W的表面Wa局部地附著碎屑而降低裝置品質。

保護膜檢測裝置之構成並不受限於圖1、圖2、圖4及圖5所示之例。例如，如圖7所示，檢測機構105可由CCD攝影機之類的區域感應器所構成，並使該檢測機構105為可以一邊局部地拍攝晶圓W的表面Wa，一邊沿例如Y軸方向移動之構成亦可。此時，藉由一邊使保持台2沿X軸方向移動，使檢測機構105沿Y軸方向移動一邊進行攝影，可拍攝晶圓W的表面Wa整面。又，將水蒸氣噴射機構106作成可相對保持台2沿X軸方向相對地移動之構成亦可。水蒸氣噴射機構106也可以作成可廣角地噴射水蒸氣之構成。

此外，在本實施型態中，雖然是針對保護膜檢測裝置9搭載於雷射加工裝置1之例進行說明，但也可以使保護膜檢測裝置9作為單獨個體存在，又，搭載於其他裝置中亦可。

1‧‧‧雷射加工裝置

1a‧‧‧壁部

2‧‧‧保持台

20‧‧‧吸取部

21‧‧‧固定部

210‧‧‧壓下部

3‧‧‧雷射照射機構

30‧‧‧基台

31‧‧‧照射頭

4‧‧‧加工傳送機構

40、50‧‧‧滾珠螺桿

41、51‧‧‧導軌

42、52‧‧‧馬達

43‧‧‧滑動部

5‧‧‧分度傳送機構

53‧‧‧基台

6‧‧‧卡匣承載區

60‧‧‧卡匣

61‧‧‧暫置區

62‧‧‧導引部

7‧‧‧搬出入機構

70‧‧‧挾持部

8‧‧‧保護膜披覆機構

80‧‧‧保護膜披覆用平台

81‧‧‧固定部

82‧‧‧樹脂供應部

820‧‧‧噴嘴

821‧‧‧臂部

9‧‧‧搬送機構

90‧‧‧旋轉軸

91‧‧‧伸縮臂

92‧‧‧吸附部

10‧‧‧保護膜檢測裝置

100‧‧‧水蒸氣噴射機構

101‧‧‧攝影機構

W‧‧‧晶圓

Wa‧‧‧表面

L‧‧‧分割預定線

D‧‧‧裝置

Wb‧‧‧背面

T‧‧‧膠帶

F‧‧‧框架

X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (2)

1. 一種保護膜檢測裝置，為用於檢測出被加工物之表面是否已披覆保護膜之保護膜檢測裝置，包含：保持表面已披覆保護膜之被加工物的保持台；對保持在該保持台上之被加工物的該表面噴射水蒸氣之水蒸氣噴射機構；對受到該水蒸氣噴射機構噴射水蒸氣之該被加工物的該表面整面進行拍攝之攝影機構；從攝影機構所拍攝之該表面影像資訊，藉由影像處理，而可以透過披覆有保護膜之披覆區域和由於未披覆該保護膜而會因水蒸氣附著而形成水滴的凹凸並產生光的散射的非披覆區域間光的強度差，來檢測出該非披覆區域的檢測機構；和當以該檢測機構檢測出該非披覆區域時，通報該訊息之通報機構。
2. 如請求項1所述的保護膜檢測裝置，特徵在於，前述攝影機構為具有與被加工物之外徑等長的測量視野的線性感測器，前述水蒸氣噴射機構設有，具有與該被加工物之外徑等長之噴射區域的噴射孔，該攝影機構及該水蒸氣噴射機構是沿保持台移動的方向並列配置，藉由使保持被加工物之該保持台依該水蒸氣噴射 機構、該攝影機構的順序通過其下方，可在朝該被加工物之該表面整面噴射水蒸氣後，進行被加工物之該表面整面之攝影。