TW201513963A - 保護膜檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題為做成可以確認受到雷射加工的被加工物之被加工面上是否被覆有保護膜。解決手段為包含，對被加工物之保護膜側照射紅外線的紅外線照射機構、配置在用於接收於保護膜側反射之紅外線的反射光的位置的紅外線攝影機構，以及透過影像處理並利用被覆有保護膜的領域與未被覆保護膜的領域的反射光的強度差，以檢測未被覆保護膜之領域的檢測機構。透過檢測是否有未被覆保護膜之領域，就可以容易地確認保護膜是否已適當被覆。

Description

保護膜檢測裝置 發明領域

本發明是有關於一種用於檢測在半導體晶圓等被加工物的被加工面是否已適當地被覆保護膜的保護膜檢測裝置。

發明背景

作為將半導體晶圓或光裝置晶圓等晶圓沿著切割道(street)分割的方法，已知有，藉由沿著形成於晶圓的切割道照射脈衝雷射光線以形成雷射加工溝，並以機械式斷裂(mechanical breaking)裝置沿著該雷射加工溝進行分割切斷的方法被提出(參照例如，專利文獻1)。

在這個加工方法中，當沿著晶圓的切割道照射雷射光線後，會有熱能集中在被照射的領域而產生碎片，且這個碎片附著到裝置的表面而使裝置的品質降低之問題。

為了解決這種碎片引起的問題，已有下列方案被提出，在晶圓的加工面被覆聚乙烯醇等保護膜，並藉由通過保護膜對晶圓照射雷射光線的方式做出不會使碎片附著到裝置上的雷射加工機(參照例如，專利文獻2)。

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，保護膜的被覆條件必須按照晶圓的種類和批次進行調整，在其被覆條件不適當時，會有一部分晶圓的被加工面出現未被覆保護膜的情形。並且，在一部分的被加工面未被覆保護膜的狀態下施行雷射加工時，恐有在該部分堆積碎片而導致產品不良之虞。

本發明是有鑒於上述事實而作成者，其主要技術課題在於，做成可以確認被加工物的被加工面是否被覆有保護膜。

本發明是用於檢測被加工物的表面是否被覆有以液狀樹脂形成之保護膜的保護膜檢測裝置，其具備，用於保持表面被覆有保護膜之被加工物的保持平台、對保持在保持平台上之被加工物的保護膜側照射紅外線的紅外線照射機構、配置在用於接收受到紅外線照射機構照射而在被加工物之保護膜側反射的紅外線之位置，並可對被加工物的保護膜側進行拍攝的紅外線攝影機構、透過對以紅外線攝影機構所拍攝的保護膜側之影像資訊所作的影像處理，以根據因為被覆有保護膜而可吸收紅外線並使紅外線 反射少的領域，與因為未被覆保護膜而使紅外線反射多的領域的光的強度差，檢測出未被覆保護膜的領域的檢測機構，以及在以檢測機構檢測出未被覆保護膜的領域時，告知已執行該檢測之的告知機構。

被加工物是矽晶圓時，上述保護膜檢測裝置之紅外線攝影機構宜為用於量測波長比8μm長之波長領域的紅外線照相機。

本發明的保護膜檢測裝置，由於具備對被加工物的保護膜側照射紅外線的紅外線照射機構、配置在用於接收於保護膜側反射之紅外線的反射光的位置的紅外線攝影機構，以及可透過被覆有保護膜之領域與未被覆保護膜之領域之反射光的強度差而檢測出未被覆保護膜之領域的檢測機構，所以可以容易地檢測出有無未被覆保護膜之領域。

又，被加工物是矽晶圓時，藉由將紅外線攝影機構做成可量測波長比8μm長之波長領域的紅外線照相機，就可以讓被覆有保護膜的領域與未被覆保護膜的領域之間的反射光的強度差變得明確，因此可以確實地檢測出未被覆保護膜的領域。

1‧‧‧保護膜檢測裝置

10‧‧‧雷射加工裝置

11‧‧‧保持機構

110、20‧‧‧吸附部

111、21‧‧‧夾具部

12‧‧‧X軸方向移動機構

120、130‧‧‧滾珠螺桿

121、131‧‧‧馬達

122、132‧‧‧導軌

123、133‧‧‧移動基台

13‧‧‧Y軸方向移動機構

14‧‧‧雷射加工機構

140‧‧‧照射頭

2‧‧‧保持平台

3‧‧‧保護膜噴射機構

30、40‧‧‧支臂

31、41‧‧‧驅動部

32、42‧‧‧噴嘴

320‧‧‧液狀樹脂

33‧‧‧保護膜

330‧‧‧非被覆部

4‧‧‧洗淨乾燥機構

5、5a‧‧‧紅外線照射機構

6、6a‧‧‧紅外線攝影機構

50‧‧‧紅外線

60‧‧‧反射光

7‧‧‧檢測機構

8‧‧‧告知機構

D‧‧‧裝置

F‧‧‧框架

L‧‧‧分割預定線

T‧‧‧膠帶

W‧‧‧被加工物

W1‧‧‧表面

W2‧‧‧背面

圖1為顯示保護膜檢測裝置之立體圖。

圖2為顯示保護膜檢測裝置之局部截斷立體圖。

圖3為顯示於被加工物上滴下液狀樹脂之狀態的斷面圖。

圖4為顯示於表面被覆有保護膜之被加工物的斷面圖。

圖5為顯示以紅外線拍攝保護膜側之狀態的立體圖。

圖6為顯示以紅外線拍攝保護膜側之狀態的斷面圖。

圖7為顯示保護膜檢測裝置的其他例子的斷面圖。

圖8為顯示雷射加工裝置之立體圖。

圖9為顯示紅外線之波長與水溶性防護樹脂及在晶圓中的透過率之關係的實驗結果之圖表。

圖10為將紅外線之波長與透過率之關係依半導體材料來表示的圖表。(引用自「紅外線工學-基礎與應用-紅外線技術研究會編 歐姆社(赤外線工学-基礎応用-赤外線技術研究会編 社)」)

用以實施發明之形態

圖1及圖2所示之保護膜檢測裝置1，是用於對保持在保持平台2的被加工物W之被加工面的表面W1被覆保護膜，同時檢測是否已適當地被覆上保護膜的裝置。

保持平台2具備，將被加工物W吸附保持住的吸附部20，以及位於其外周側用於固定被加工物的複數個夾具部21。又，保持平台2是形成為可以旋轉並且可以升降。保持平台2，可透過下降，以移動到可對保持在保持平台2上的被加工物W被覆保護膜的被覆位置(於圖2所示之位置)。另一方面，保持平台2是形成為，可透過從被覆位置上升，以移動到用於檢測所被覆之保護膜的檢測位置(於圖1所示之位置)。

如圖2所示，在被覆位置配置有，用於對保持在保持平台2上的被加工物W的表面W1被覆保護膜之保護膜噴射機構3。保護膜被覆機構3具備，在和保持平台2之表面方向平行的方向上延伸的支臂30、連結於支臂30之基端並使支臂30沿保持平台2之表面方向移動的驅動部31，以及連結在支臂30的前端並可向下方噴出液狀樹脂的噴嘴32。噴嘴32是形成為，可透過驅動部31的驅動，以在保持平台2的上方與從保持平台2的上方退避的位置之間移動。

如圖2所示，於被覆位置配置有，用於將被加工物W之表面W1洗淨及乾燥的洗淨乾燥機構4。洗淨乾燥機構4具備，在和保持平台2之表面方向平行的方向上延伸的支臂40、連結於支臂40的基端並使支臂40沿保持平台2之表面方向移動的驅動部41，以及連結於支臂40之前端並可向下方噴出液狀樹脂之噴嘴42。噴嘴42是形成為，可透過驅動部41的驅動，以在保持平台2之上方與從保持平台2之上方退避的位置之間移動。

於檢測位置設有，用於對保持在保持平台2上之被加工物W的表面W1所被覆的保護膜側照射紅外線的紅外線照射機構5，以及配置在用於接收受到紅外線照射機構5照射而在被加工物W之保護膜反射的紅外線之位置，並可對被加工物的保護膜側進行拍攝的紅外線攝影機構6。紅外線照射機構5及紅外線攝影機構6是形成為，可以調節照射角度及拍攝角度。

紅外線照射機構5可為例如，紅外線加熱器，並 可以對例如，至少將被加工物W的半徑作成直徑之領域照射紅外線，且藉由一邊使保持平台2旋轉一圈一邊進行紅外線的照射，以對被加工物W的保護膜側的整個表面照射紅外線。

紅外線攝影機構6可以為例如，可以拍攝波長為8~14μm的紅外光域之光的紅外線照相機(區域感測器，area sensor)，並藉由一邊使保持平台2旋轉一圈一邊進行拍攝，以拍攝被加工物W的保護膜側的整個表面。

在紅外線攝影機構6中，設有CPU及存儲元件，並連接有可藉由對以拍攝所取得的影像資訊實施影像處理以檢測未被覆保護膜之領域的檢測機構7。檢測機構7並被連接到，在檢測機構7檢測出未被覆保護膜之領域時告知該內容的告知機構8。告知機構8可透過例如，發出警報聲或畫面顯示等方式進行告知。

以下是就在圖1及圖2所示之保護膜檢測裝置1中，在保持於保持平台2的被加工物W之形成有裝置的表面W1被覆保護膜，並檢測未被覆保護膜之領域的方法進行說明。

如圖1所示，藉由將被加工物W之背面W2黏貼在膠帶T上，以使其與黏貼在膠帶T之外周部的環狀框架F形成一體化，並以框架F支撐被加工物W。於被加工物W之表面W1，以分割預定線L作劃分而形成有裝置D。藉由從讓膠帶T側位於保持平台2以進行吸引保持，同時以夾具部21固定框架F的方式，就可以用使表面W1朝上方露出的狀態保持 被加工物W。

接下來，使保持平台2下降到如圖2所示之被覆位置，且如圖3所示，以大約300~1000rpm左右的旋轉速度使保持平台2旋轉，同時使構成保護膜被覆機構3的噴嘴32移動至被加工物W的中心部上方，並在該狀態下將液狀樹脂320朝表面W1滴下。作為液狀樹脂320，可以使用聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯等的水溶性防護樹脂。又，液狀樹脂320的滴下量，可因應保護膜的預定厚度而調整。已滴在表面W1的液狀樹脂，是透過因保持平台2之旋轉而形成的離心力散布到外周側之後，再經過一段時間進行硬化，以如圖4所示，在表面W1被覆上保護膜33。

如此進行而在被加工物W之表面W1被覆保護膜320後，就可將保持平台2上升以移動至如圖1所示的檢測位置。並且，如圖5所示，一邊使透過保持平台2的旋轉而被覆有保護膜33的被加工物W旋轉，一邊從紅外線照射機構5對著被加工物W的表面W1照射紅外線50，並以紅外線攝影機構6接收紅外線的反射光並進行拍攝。以拍攝所取得的影像資訊，則被傳送到檢測機構7。

保護膜33的紅外線吸收率高(反射率低)。另一方面，當有未被覆保護膜33的部分時，雖然會對被加工物W的表面W1直接照射紅外線50，但是由於表面W1是電路圖樣或半導體，所以紅外線的吸收率也會比保護膜33低(反射率高)。因此，當有未被覆保護膜33的部分時，在檢測機構7所取得的影像資訊中，會在由於被覆有保護膜33而可吸收 紅外線50並使紅外線反射少的領域，與由於未被覆保護膜33而使紅外線反射多的領域之間產生光的強度差，因此可以透過對影像資訊所作的影像處理，並依據這個光的強度差，檢測未被覆保護膜的領域。為了更加明確地做出影像資訊中有被覆保護膜33的領域與未被覆的領域的對比，在檢測機構7上會進行二值化處理等的處理。

例如，如圖6所示，當有未被覆保護膜33的非被覆部330時，由於在非被覆部330以外的領域紅外線50幾乎被吸收，而在非被覆部330則將紅外線50反射並變成反射光60而透過紅外線攝影機構6進行拍攝，因此可以容易地檢測出有無非被覆部330。

再者，可以從以紅外線攝影機構6所取得且在檢測機構7被讀取的影像資訊識別非被覆部330的位置，並且宜將該位置資訊事先儲存在檢測機構7所具備的存儲元件中。藉由事先儲存該相關的位置資訊，在再次被覆保護膜時，就可以在該位置滴下液狀樹脂。

以檢測機構7檢測出未被覆保護膜33的領域後，會將該內容通知告知機構8，告知機構8會將已檢測出有未被覆保護膜33的領域之訊息，透過發出警報聲或畫面顯示的方式告知操作人員。接收到告知的操作人員，可使保持平台2下降到被覆位置，並再次進行被覆保護膜之作業。當將非被覆部330的位置資訊儲存在檢測機構7時，可以依據該相關的位置資訊，在該位置滴下液狀樹脂。

還有，也可以取代圖1、2、5及6所示的紅外線照 射機構5以及紅外線攝影機構6，而採用圖7所示的紅外線照射機構5a及紅外線攝影機構6a。這個紅外線照射機構5a，可以在與被加工物W的表面W1之表面方向平行的方向上移動，同時向下方照射紅外線。另一方面，紅外線攝影機構6a是配置在保持平台2的中心部上方，並可以廣角拍攝紅外線。在該構成下，藉著一邊在與表面W1之表面方向平行的方向上移動紅外線照射機構5a一邊向著表面W1照射紅外線，同時透過紅外線攝影機構6a進行拍攝，就可以拍攝到保護膜33的整個表面。

被覆有保護膜33之被加工物W是透過例如，圖8所示的雷射加工裝置10進行雷射加工。這個雷射加工裝置10具備，用於保持被加工物W以進行旋轉之保持機構11、使保持機構11沿X軸方向移動之X軸方向移動機構12、使保持機構11沿Y軸方向移動之Y軸方向移動機構13，以及對保持在保持機構11上的被加工物W照射雷射光線之雷射加工機構14。

保持機構11具備，吸附保持被加工物W的吸附部110，以及固定框架F的夾具部111。

X軸方向移動機構12具備，沿X軸方向延伸的滾珠螺桿120、連接於滾珠螺桿120一端的馬達121、與滾珠螺桿120平行地延伸的一對導軌122，及將圖未示的內部的螺帽螺合於滾珠螺桿120同時將下部滑動接觸在導軌122上的移動基台123，藉由利用馬達121驅動以使滾珠螺桿120轉動的方式，可以讓移動基台123受導軌122導引而在X軸方向上 移動，且可以使保持機構11在X軸方向上移動。

Y軸方向移動機構13具備，沿Y軸方向延伸的滾珠螺桿130、連接於滾珠螺桿130一端的馬達131、與滾珠螺桿130平行地配置的一對導軌132，及將圖未示的內部的螺帽螺合於滾珠螺桿130同時將下部滑動接觸在導軌132上的移動基台133，藉由利用馬達131驅動而使滾珠螺桿130轉動的方式，可以讓移動基台133受導軌132導引而在Y軸方向上移動，並可以使配置在移動基台133上的保持機構11及X軸方向移動機構12在Y軸方向上移動。

雷射加工機構14具備，向著下方照射雷射光線的照射頭140。

在保持機構11中，是形成吸附保持膠帶T側以將保護膜33朝上方露出的狀態，並以夾具部111將框架F固定。並且，將保持機構11沿X軸方向及Y軸方向移動，並進行了應當雷射加工之分割預定線L(參照圖1)與照射頭140的Y軸方向的對位之後，可一邊使保持機構11沿X軸方向移動，一邊從照射頭140照射雷射光線，以聚光於被加工物W的表面W1。這樣做，就可以沿著分割預定線L形成雷射加工溝。針對相同方向的所有分割預定線L都進行這樣的加工，並進一步於使保持機構11旋轉90度之後進行同樣的加工後，就可以沿著所有的分割預定線L於縱向和橫向上都形成雷射加工溝。在這樣做而進行的雷射加工中，雖然會藉由將熱能集中在聚光點附近而使碎片產生而飛散，但是因為被加工物W的表面W被覆有保護膜33，所以可以防止碎 片附著到表面W1的裝置D上之情形。尤其是，當有部分未被覆保護膜33的領域時，藉由以保護膜檢測裝置1將其檢測出以再次進行被覆保護膜33的作業的作法，就可以做到將保護膜33被覆在整個表面W1，因此可以確實地防止碎片附著到裝置D的情形。

雷射加工結束後，將形成有雷射加工構的被加工物W，以維持著透過膠帶T受到框架F支撐的原樣狀態，保持在圖2所示之保護膜被覆裝置1的保持平台2上。並且，在使保持平台2位於被覆位置的狀態下，使保持平台2以例如，2000~3000rpm之旋轉速度旋轉，同時從噴嘴42噴出洗淨水，並藉由使支臂41搖動，以去除水溶性的保護膜33。

如此進行而將保護膜33去除之後，可藉由對被加工物W施加外力，而分割成一個個裝置D。

還有，於本實施形態中，雖然是就保護膜檢測裝置1也具有作為保護膜被覆裝置之功能的情況作說明，但是保護膜檢測裝置也可以是只具有保護膜檢測功能的裝置。又，也可以將保護膜被覆裝置搭載在雷射加工裝置上。

實施例1

使用珀金埃爾默(Perkinelmer)公司的紅外分光光度計「Spectrum One」，以ATR(Attenuated Total Reflection)法(全反射測量法)，分別對以下的3種被加工物(晶圓)，一邊使波長從2μm變化至20μm一邊照射紅外線，並測量紅外線的透過率。還有，將加熱器的溫度設成50度，將加熱器與晶圓的距離設成30mm。

(1)表面被覆有水溶性防護樹脂的裸矽晶圓(bare silicon wafer)(以下稱為「附保護膜之裸矽」。)

(2)形成有電路圖樣之面被覆有水溶性防護樹脂的矽晶圓(以下稱為「附保護膜之圖樣晶圓」。)

(3)形成有電路圖樣之面未被覆水溶性防護樹脂的矽晶圓(以下稱為「無保護膜之圖樣晶圓」。)

測量結果如圖9所示，橫軸表示波長，縱軸表示abs吸光度。於圖9的圖表中可以看出，當波長在8μm~10μm附近時，附保護膜之圖樣晶圓與無保護膜之圖樣晶圓的吸收率之差會變大，因而容易進行有無保護膜之判斷。因此，在被加工物是矽晶圓，且從圖1、2、5、6及7所示之紅外線照射機構5、5a照射的紅外線波長為8μm~10μm的情況中，由於紅外線攝影機構6、6a中的被覆有保護膜33的部分與未被覆的部分的受光量之差會變大，所以可以確實地檢測出未被覆保護膜33的部分。

圖10所示之圖表是用於顯示矽(Si)、鍺(Ge)、硒化鋅(ZnSe)及多光譜CVD硫化鋅(CLEARTRAN-ZnS)的紅外線透過率者，針對矽並顯示出，當波長變得比8μm還長時，透過率變低而反射率變高的情形。從這個情形也可以了解到，針對矽晶圓，藉由將紅外線的波長設成比8μm長，並使用可測量波長比8μm長之波長領域的紅外線照相機作為紅外線攝影機構6、6a，就可以確實地檢測出未被覆保護膜33的部分。

5‧‧‧紅外線照射機構

50‧‧‧紅外線

6‧‧‧紅外線攝影機構

60‧‧‧反射光

33‧‧‧保護膜

330‧‧‧非被覆部

T‧‧‧膠帶

F‧‧‧框架

Claims (2)

1. 一種保護膜檢測裝置，是用於檢測被加工物的表面是否被覆有以液狀樹脂形成之保護膜的保護膜檢測裝置，其包含：用於保持表面被覆有該保護膜之被加工物的保持平台；對保持在該保持平台上的被加工物的該保護膜側照射紅外線的紅外線照射機構；配置在用於接收受到該紅外線照射機構照射而在被加工物的該保護膜側反射的紅外線之位置，並可對被加工物的該保護膜側進行拍攝的紅外線攝影機構；透過對以該紅外線攝影機構所拍攝的該保護膜側之影像資訊所作的影像處理，而根據因為被覆有該保護膜而可吸收紅外線並使紅外線反射少的領域，與因為未被覆該保護膜而使紅外線反射多的領域的光的強度差，檢測出未被覆該保護膜的領域的檢測機構；以及在以該檢測機構檢測出未被覆該保護膜的領域時，告知已執行該檢測的告知機構。
2. 如請求項1所述的保護膜檢測裝置，其中，被加工物是矽晶圓，且前述紅外線攝影機構是用於量測波長比8μm長之波長領域的紅外線照相機。