TW201807405A - 螢光檢測裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種謀求減低保護膜發出的螢光之損失,而能夠高精度地檢測保護膜的被覆狀態之螢光檢測裝置。
具有:激發光照射部(75),將具有吸收劑會吸收的波長之激發光α照射至保護膜(P);及光電倍增管(73),接收因被照射激發光α而吸收劑發出的螢光β;及螢光穿透濾波器(74),除去吸收劑發出的螢光β以外的波長的光;及反射鏡(76),具有反射來自保護膜(P)的螢光β而導引至光電子倍增管(73)之反射面(76a);此反射面(76a),由旋轉橢圓體的曲面的一部分所成,旋轉橢圓體的第1焦點(F1)位於保護膜(P)的被照射激發光α之部分,第2焦點(F2)位於光電倍增管(73)的光檢測元件(73b)。

Description

螢光檢測裝置
本發明有關檢測來自形成於工件之保護膜的螢光之螢光檢測裝置。
一般而言,當對作為工件之晶圓做雷射加工的情形下,是於在晶圓的形成有元件之區域形成了保護膜之狀態下照射雷射光線。如此一來,因雷射加工而產生的碎屑(debris)等加工屑便不會直接附著於元件表面而能達成良好的加工。習知,此種雷射加工方法中,會使保護膜中含有吸收加工用的雷射光線之吸收劑,來進行雷射加工效率化。此外,吸收劑,具有如下性質,即,當吸收了具有加工用的雷射光線的波長附近的波長之光時會發出螢光,因此有人提出一種檢測來自保護膜的螢光強度以檢測保護膜的被覆狀態之技術(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-104532號公報
然而,保護膜中含有的吸收劑所發出的螢光,具有等方性,且為微弱的光。因此,有著難以高精度地檢測保護膜的被覆狀態之問題。
本發明係有鑑於上述情事而研發,目的在於提供一種有效率地取得保護膜所發出的螢光強度,而能夠高精度地檢測保護膜的被覆狀態之螢光檢測裝置。
按照本發明,提供一種螢光檢測裝置,係檢測保護膜的被覆的有無,該保護膜由含有吸收雷射光的波長的光之吸收劑的樹脂所形成,保護工件的表面以免受將工件做雷射加工時產生的加工屑影響,該螢光檢測裝置,具備:保持部,保持工件;及光檢測手段,藉由保護膜發出的螢光來檢測保護膜的被覆狀態;光檢測手段,包含:激發光照射部,將具有吸收劑會吸收的波長之激發光照射至保護膜;及光檢測部,接收因被照射激發光而吸收劑發出的螢光;及濾波器,除去吸收劑發出的螢光以外的波長的光;及反射鏡,具有反射來自保護膜的螢光而導引至光檢測部之反射面;反射面,由旋轉橢圓體的曲面的一部分所成,旋轉橢圓體的二個焦點當中的一方的焦點位於保護膜的被照射激發光之部分,另一方的焦點位於光檢測部。
按照此構成,在一方的焦點位置從保護膜中含有的吸收劑發出之螢光,會在由旋轉橢圓體所成之反射 鏡的反射面反射,藉此能夠有效率地導引至配置於另一方的焦點位置之光檢測部。因此,能夠基於光檢測部所檢測出的螢光來高精度地檢測保護膜的被覆狀態。
此構成中,光檢測部,亦可包含光電倍增管。此外,激發光照射部,亦可設於工件的被照射區域與濾波器之間。此外,保持部亦可被兼用於雷射加工。此外,激發光照射部、光檢測部、濾波器及反射鏡亦可被配置於一個外殼內。
較佳是,光檢測手段,包含:光檢測部,接收螢光;及濾波器,除去螢光以外的波長的光;及外殼,收容光檢測部及濾波器;及反射鏡,具有反射從外殼外的規定位置發出而進入至該外殼內的螢光而導引至光檢測部之反射面;反射面,由旋轉橢圓體的曲面的一部分所成,將外殼做成為可於高度方向移動,以便將旋轉橢圓體的二個焦點的一個置於光檢測部,將另一個焦點置於規定的檢測對象部。
按照本發明,在一方的焦點位置從保護膜中含有的吸收劑發出之螢光,會在由旋轉橢圓體所成之反射鏡的反射面反射,藉此能夠有效率地導引至配置於另一方的焦點位置之光檢測部。因此,能夠基於光檢測部所檢測出的螢光來高精度地檢測保護膜的被覆狀態。
1‧‧‧雷射加工裝置
3‧‧‧支撐部
10‧‧‧夾盤平台(保持部)
20、120‧‧‧雷射光線照射部
50‧‧‧保護膜形成兼洗淨部
51‧‧‧旋轉平台(保持部)
70‧‧‧螢光檢測裝置
71、110‧‧‧螢光檢測裝置本體(光檢測手段)
72‧‧‧外殼
73‧‧‧光電倍增管(光檢測部)
73b‧‧‧光檢測元件
74‧‧‧螢光穿透濾波器(濾波器)
75‧‧‧激發光照射部
76‧‧‧反射鏡
76a‧‧‧反射面
76b‧‧‧外周面
83‧‧‧第1鏡
88‧‧‧激發光穿透濾波器
89‧‧‧聚光透鏡
90‧‧‧第2鏡
93‧‧‧反射鏡支撐部
94‧‧‧壓縮橡膠
100‧‧‧控制部
F1‧‧‧第1焦點
F2‧‧‧第2焦點
K‧‧‧橢圓
P‧‧‧保護膜
W‧‧‧晶圓(工件)
[圖1]圖1為裝載了本實施形態之螢光檢測裝置的雷射加工裝置之立體圖。
[圖2]圖2為雷射加工裝置的加工對象亦即晶圓之立體圖。
[圖3]圖3為在晶圓形成有保護膜之狀態示意截面圖。
[圖4]圖4為保護膜形成兼洗淨部的構成例示意立體圖。
[圖5]圖5為螢光檢測裝置本體的內部構成示意截面圖。
[圖6]圖6為對於由橢圓所成之反射鏡而言保護膜及光檢測元件的配置關係示意模型圖。
[圖7]圖7為使用螢光檢測裝置本體來檢測晶圓的被覆狀態時之動作示意模型圖。
[圖8]圖8為檢測當在於表面設有元件之晶圓設置保護膜時之被覆狀態而得者。
[圖9]圖9為檢測當在由鏡面矽所成之晶圓設置保護膜時之被覆狀態而得者。
[圖10]圖10為檢測當在於表面設有凸塊(電極)之晶圓設置保護膜時之被覆狀態而得者。
[圖11]圖11為變形例之螢光檢測裝置本體的構成示意模型圖。
[圖12]圖12為將螢光檢測裝置本體裝載於雷射光線照射部之一例示意立體圖。
一面參照圖面,一面詳細說明本實施方式(實施形態)。本發明並非限定於以下實施形態記載之內容。此外,以下記載之構成要素中,包含所屬技術領域者能夠容易設想之物、實質上同一之物。又,以下記載之構成可適當組合。此外,在不脫離本發明要旨之範圍內能夠進行構成的種種省略、置換或變更。
圖1為裝載了本實施形態之螢光檢測裝置的雷射加工裝置之立體圖。圖2為雷射加工裝置的加工對象亦即晶圓之立體圖。圖3為在晶圓形成有保護膜之狀態示意截面圖。藉由雷射加工裝置1(圖1)而被加工之晶圓(工件:亦稱為被加工物)W,如圖2所示,為具有圓板狀的基板WS之半導體晶圓或光元件晶圓。此外,晶圓W的基板WS,例如是使用矽、藍寶石、鎵等來形成。晶圓W,如圖2所示,在基板WS(晶圓W)的表面(加工面)以格子狀形成有複數個切割道(street)(加工預定線)L,並且在藉由複數個切割道L而被區隔出的各區域分別形成有元件D。雷射加工裝置1,沿著晶圓W的切割道L照射雷射光線來形成雷射加工溝(雷射加工)。因此,在晶圓W的表面,為了防止因雷射加工而產生之碎屑(加工屑)附著至該表面,如圖3所示,係形成有至少被覆切割道L之保護 膜P。此保護膜P,於雷射加工後藉由洗淨等手段而從晶圓W的表面被除去。
雷射加工裝置1,如圖1所示,具備夾盤平台(chuck table)(保持部)10、及雷射光線照射部20。雷射加工裝置1,具備供收容雷射加工前後的晶圓W之匣30載置之匣升降機(未圖示)、及暫時性地載置雷射加工前後的晶圓W之臨時置放部40。此外,雷射加工裝置1,具備對雷射加工前的晶圓W形成保護膜,且將保護膜從雷射加工後的晶圓W除去之保護膜形成兼洗淨部50、及拍攝夾盤平台10上的晶圓W之攝像部60。
本實施形態中,雷射加工裝置1,具備檢測形成於晶圓W的表面之保護膜的被覆狀態(被覆的有無)之螢光檢測裝置70。此螢光檢測裝置70,係具備螢光檢測裝置本體(光檢測手段)71及上述夾盤平台10而構成。此外,螢光檢測裝置本體71,和攝像部60橫向並列地配置,被安裝於在夾盤平台10移動的區域的上方延伸之裝置本體2的支撐部3。
此外,雷射加工裝置1,具備使夾盤平台10與雷射光線照射部20於X軸方向相對移動之未圖示之X軸移動手段、及使夾盤平台10與雷射光線照射部20於Y軸方向相對移動之未圖示之Y軸移動手段、及使夾盤平台10與雷射光線照射部20於Z軸方向相對移動之未圖示之Z軸移動手段。又,雷射加工裝置1,在裝置本體2內具備控制雷射加工裝置1的各部的動作之控制部100。
夾盤平台10,當對形成有保護膜之晶圓W施加雷射加工時係保持該晶圓W。夾盤平台10,構成表面的部分為由多孔陶瓷等所形成之圓盤形狀,透過未圖示之真空吸引路徑而與未圖示之真空吸引源連接,將被載置於表面之晶圓W的背面予以吸引,藉此保持該晶圓W。夾盤平台10,藉由X軸移動手段,而被設置成橫跨匣30鄰近的搬出入區域TR與雷射光線照射部20鄰近的加工區域PR而於X軸方向移動自如,且藉由Y軸移動手段而被設置成於Y軸方向移動自如。此外,夾盤平台10,藉由未圖示之脈衝馬達(旋轉機構)而構成為以Z軸方向為旋轉軸而可旋動,本實施形態中,夾盤平台10,藉由控制部100的控制而可以規定速度(例如3000rpm)旋轉。
雷射光線照射部20,設於裝置本體2中設置之加工區域PR,且對被保持於夾盤平台10之晶圓W的表面照射雷射光線,形成雷射加工溝。雷射光線,為對晶圓W而言具有吸收性之波長的雷射光線。雷射光線照射部20,被設置成對於被保持於夾盤平台10之晶圓W而言,藉由Z軸移動手段而於Z軸方向移動自如。雷射光線照射部20,具備振盪雷射光線之振盪器21、及將藉由此振盪器21而被振盪出的雷射光線予以聚光之聚光器22。振盪器21,因應晶圓W的種類、加工形態等,所振盪的雷射光線的頻率受到適當調整。作為振盪器21,例如能夠使用YAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器等。聚光器22,構成為包含將藉由振盪器21而被振盪出的雷射光線的行進方向予以變更之全反 射鏡或將雷射光線予以聚光之聚光透鏡等。
匣30,為收容複數片透過黏著膠帶T而被貼附於環狀框F之晶圓W之物。匣升降機,被設置成在雷射加工裝置1的裝置本體2於Z軸方向升降自如。
臨時置放部40,從匣30取出一片雷射加工前的晶圓W,並且將雷射加工後的晶圓W收容至匣30內。臨時置放部40,構成為包含將雷射加工前的晶圓W從匣30取出並且將雷射加工後的晶圓W插入至匣30內之搬出入手段41、及將雷射加工前後的晶圓W予以暫時性地載置之一對軌道42。
保護膜形成兼洗淨部50,為讓一對軌道42上的雷射加工前的晶圓W藉由第1搬運手段61被搬運,而對此雷射加工前的晶圓W形成保護膜之物。此外,保護膜形成兼洗淨部50,為讓雷射加工後的晶圓W藉由第2搬運手段62被搬運,而將此雷射加工後的晶圓W的保護膜予以除去之物。第1及第2搬運手段61、62,分別構成為例如可吸附晶圓W的表面而予以抬起,將晶圓W抬起搬運至期望的位置。
圖4為保護膜形成兼洗淨部的構成例示意立體圖。保護膜形成兼洗淨部50,如圖4所示,具備保持雷射加工前後的晶圓W之旋轉平台(保持部)51、及將此旋轉平台51繞著和Z軸方向(參照圖1)平行的軸心旋轉之電動馬達52、及配置於旋轉平台51的周圍之接液部53。旋轉平台51,形成為圓板狀而在表面(上面)的中央部具備由多 孔陶瓷等所形成之吸附夾盤51a,此吸附夾盤51a和未圖示之吸引手段連通。如此一來,旋轉平台51,會藉由吸引被載置於吸附夾盤51a之晶圓W來保持該晶圓W。
電動馬達52,於其驅動軸52a的上端連結旋轉平台51,將此旋轉平台51旋轉自如地支撐。電動馬達52的旋轉數,受到控制部100控制,而可以規定速度(例如3000rpm)旋轉。接液部53,具備圓筒狀的外側壁53a及內側壁53b、及連結該些外側壁53a及內側壁53b之底壁53c,而形成為環狀。接液部53,為接收當在晶圓W的表面形成保護膜時被供給至該表面之液狀樹脂、或當洗淨、除去表面的保護膜時被供給至該表面之洗淨水等的多餘量之物。在底壁53c,設有排液口53c1,在此排液口53c1連接有排液管53d。
此外,保護膜形成兼洗淨部50,具備對被保持於旋轉平台51上之晶圓W供給構成保護膜的水溶性液狀樹脂之樹脂液供給噴嘴55、及對旋轉平台51上的雷射加工後的晶圓W供給洗淨水之洗淨水噴嘴57。各噴嘴55、57分別構成為,噴嘴開口於位於旋轉平台51的中央上方之作動位置、及遠離旋轉平台51之閃避位置移動自如。樹脂液供給噴嘴55,雖圖示省略,但連接至液狀樹脂供給源,能夠將水溶性液狀樹脂供給至晶圓W的表面。
作為液狀樹脂,可使用PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)或PVP(聚乙烯吡咯啶酮)、聚環氧乙烷、聚乙烯亞胺(polyethyleneimine)、羧甲基纖維素、 羥乙基纖維素等水溶性樹脂材。該些液狀樹脂,係使用黏度為20~400(cp)之物。此外,液狀樹脂中,含有幫助雷射光線的吸收之吸收材。作為此種吸收劑,例如能夠將4,4’-二羧基二苯甲酮(dicarboxy benzophenone)、二苯甲酮-4-羧酸、2-羧基蒽醌(carboxy anthraquinone)、1,2-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸等及它們的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、第4級銨鹽等、2,6-蒽醌二磺酸鈉、2,7-蒽醌二磺酸鈉、阿魏酸(ferulic acid)等溶解於液狀樹脂來使用,其中,對於雷射波長355nm的加工波長而言,阿魏酸為合適。
此外,亦可替換阿魏酸等有機化合物或是追加地在液狀樹脂中添加促進紫外線波長域下的加工之氧化物微粒子0.1~10體積%,使其在液狀樹脂內分散。作為此氧化物微粒子,例如能夠使用TiO2、ZnO、Fe2O3、CeO2、CuO、Cu2O、MgO、SiO2等。該些液狀樹脂,藉由乾燥而固化而在晶圓W的表面形成保護該表面之保護膜P(圖3)。洗淨水噴嘴57,連接至省略圖示之洗淨水(例如純水)供給源,對形成有保護膜P之晶圓W的表面供給洗淨水而除去保護膜P。
攝像部60,構成為具備顯微鏡等光學系統及攝像元件(CCD)等,將攝像的圖像訊號送至控制部100。控制部100,基於接收到的圖像訊號,使脈衝馬達驅動而使夾盤平台10旋轉,以使得夾盤平台10上的晶圓W的切割道L和加工方向(X軸方向)成為平行之方式來進行 校準調整。
接著,說明螢光檢測裝置本體71。圖5為螢光檢測裝置本體的內部構成示意截面圖。螢光檢測裝置本體71,對保護膜P照射和加工波長(例如355nm)相異之波長(例如365nm)的激發光α,藉由此激發光α來檢測保護膜P中含有的吸入劑所發出之螢光β(例如波長420~430nm)的強度。有關螢光檢測裝置本體71所檢測出的螢光β的強度之資訊,會被送至控制部100,此控制部100會判定晶圓W上的保護膜P的被覆狀態(被覆的有無)。
螢光檢測裝置本體71,如圖5所示,概略構成為具備外殼72、及安裝於此外殼72之光電倍增管(光檢測部)73、及螢光穿透濾波器(濾波器)74、及激發光照射部75、及反射鏡76。外殼72,呈螢光檢測裝置本體71的外形,將倍增管固定部77、反射鏡固定部78、及連結該些倍增管固定部77及反射鏡固定部78之連結部79於Z軸方向(高度方向)予以層積而構成。倍增管固定部77,位於外殼72的上部,具備可將光電倍增管73從側方向插入之內部空間77a。此外,在倍增管固定部77,於和連結部79相向之下面形成有連通至內部空間77a之第1開口部77b。此第1開口部77b,包含倍增管固定部77的下面的中央部,形成為朝向下方擴徑。
光電倍增管73,利用光電效果將光能變換為電能,並且為附加了電流放大(電子倍增)機能之高靈敏度光檢測器。光電倍增管73,具備對被玻璃管73a區隔出 的真空區域檢測光電子(光子;photon)之光檢測元件73b。此光檢測元件73b,接收穿透了玻璃管73a之上述螢光β的光電子。接收到的光電子,會因該光電子的衝撞而使2次電子接連地產生而使電流放大。本實施形態中,作為光電倍增管73,例如採用HAMAMATSU PHOTONICS公司製:型號R9110P。
連結部79,具備連通至倍增管固定部77的第1開口部77b之第2開口部79a。第2開口部79a,如同第1開口部77b般,形成為朝向下方擴徑,第2開口部79a的上端部,形成為比第1開口部77b的下端部還小徑。在連結部79的上面,以覆蓋第2開口部79a的上端部之方式,配置有螢光穿透濾波器74。此螢光穿透濾波器74,為讓吸收劑發出的螢光β的波長的光穿透,而將此螢光β以外的波長的光予以除去之物。因此,例如即使當激發光α的一部分散射而進入了第2開口部79a的情形下,激發光α也會被螢光穿透濾波器74除去。
反射鏡固定部78形成為圓筒狀,在內部固定著激發光照射部75的一部分及反射鏡76。激發光照射部75,為將具有保護膜P的吸收劑所吸收的波長(例如365nm)之激發光α朝向保護膜P上的被照射區域照射之物,具備將從設於外殼72的外部之作為光源部的LED(未圖示)發出的激發光α導引至外殼72內之第1導光部80、及將被導引至外殼72內的激發光α導引至保護膜P之第2導光部81。第1導光部80,具有被固定於反射鏡固定部78的外 周面之第1鏡保持部82,在此第1鏡保持部82內,配置有將從圖5的紙面裏側發出的激發光α予以反射,而導引至反射鏡固定部78(外殼72)內之第1鏡83。此第1鏡83,上下面分別被保持構件84、84夾持,並且藉由連結至此保持構件84之操作螺紋85,能夠繞著此操作螺紋85的軸將第1鏡83旋動。
第2導光部81,具備被固定於反射鏡固定部78內之第2鏡保持部86、及聯繫此第2鏡保持部86及第1鏡保持部82之導光管87。在導光管87的入口側,配置有激發光穿透濾波器88,在出口側配置有聚光透鏡89。在第2鏡保持部86內,配置有將通過聚光透鏡89而入射的激發光α予以反射,而導引至保護膜P之第2鏡90。此第2鏡90,雖圖示省略,但構成為紙面表裏方向的兩側面分別被保持構件夾持,並且藉由連結至此保持構件之操作螺紋,可繞著此操作螺紋的軸將第2鏡90旋動。如此一來,藉由調整第1鏡83及第2鏡90的角度,能夠進行照射至保護膜P之激發光α的照射位置之調整。
第2鏡保持部86,設於螢光穿透濾波器74與保護膜P上的被照射區域之間。按照此構成,通過第2鏡保持部86而被照射至保護膜P之激發光α會藉由螢光穿透濾波器74而確實地被除去。第2鏡保持部86,具備朝外周面突出之複數(4根)腕部86a,藉由將此腕部86以配置於反射鏡固定部78內之間隔材91與反射鏡76予以挟持,而被固定。在反射鏡固定部78的內面上部,配置有定位環92。此定位 環92,在外周面形成有公螺紋部92a,此公螺紋部92a,和形成於反射鏡固定部78的內面之母螺紋部78a螺合。藉由將此定位環92安裝於反射鏡固定部78,反射鏡固定部78內的定位環92的高度位置會被決定,和此定位環92抵接之間隔材91的位置亦被決定。此外,定位環92的內周面92b,如同上述第1開口部77b、第2開口部79a般,形成為朝向下方擴徑,內周面92b的上端部,形成為比第2開口部79a的下端部還小徑。
另一方面,在反射鏡固定部78的內面下部,安裝有支撐反射鏡76之反射鏡支撐部93。反射鏡支撐部93,具有朝上方延伸之筒狀部93a,在此筒狀部93a的外周面形成有公螺紋部93b。此公螺紋部93b,和形成於反射鏡固定部78的內面下部之母螺紋部78b螺合。因此,藉由將反射鏡支撐部93的公螺紋部93b對於反射鏡固定部78的母螺紋部78b鎖緊,反射鏡支撐部93會相對於反射鏡固定部78朝高度方向上昇。如此一來,配置於反射鏡支撐部93的內面側之壓縮橡膠94會和反射鏡76的外周面76b抵接而將反射鏡76上推,因此第2鏡保持部86的腕部86a會被夾持於此反射鏡76的上端與間隔材91的下端之間,第2鏡保持部86會被固定於反射鏡固定部78內。
因此,本構成中,當將反射鏡76組裝至外殼72內時,反射鏡76的外周面76b的外徑,會形成為和配置於反射鏡支撐部93之壓縮橡膠94的內徑近乎一致。另,反射鏡76,是直接或透過壓縮橡膠94而被支撐於反射鏡支撐 部93,因此反射鏡76會構成為具有和反射鏡支撐部93的內徑、或是和配置於反射鏡支撐部93之壓縮橡膠94的內徑相對應之直徑。
反射鏡76,在內側具備反射面76a,此反射面76a,如圖6所示,為旋轉橢圓鏡,該旋轉橢圓鏡是由令具有於鉛直方向延伸之長軸A及和該長軸A正交之短軸B的橢圓K,以長軸A為中心旋轉而成之旋轉橢圓體的曲面的一部分所成。橢圓已知有下述性質,即,具有二個焦點,從一方的焦點射出的光,會在橢圓的內面反射後到達另一方的焦點。
形成本實施形態之旋轉橢圓體的橢圓K,具有二個焦點F1、F2,光電倍增管73係被安裝成在第2焦點F2(另一方的焦點)配置有光電倍增管73的光檢測元件73b。此外,在第1焦點F1(一方的焦點)的位置,配置有保護膜P中被照射激發光α之部分。也就是說,具備相對於晶圓W的保護膜P而言可調整螢光檢測裝置本體71的高度位置之機構,螢光檢測裝置本體71的高度位置被調整,使得第1焦點F1位於保護膜P的表面。本實施形態中,螢光檢測裝置本體71的作動距離,亦即第1焦點F1所位處之保護膜P的表面與螢光檢測裝置本體71的下端之間隙H,被設定成2.5mm。在此情形下,被照射至保護膜P之激發光α的點直徑,例如成為0.6mm。
按照此構成,如圖5所示,若朝向位於第1焦點F1之保護膜P照射激發光α,則藉由此激發光α,會從保 護膜P中含有的吸入劑發出螢光β。此螢光β,在由旋轉橢圓體的一部分所成之反射面76a被反射,朝向第2焦點F2聚光,藉由配置於此第2焦點F2之光檢測元件73b而被接收。因此,能夠將從吸收劑發出的螢光β,透過反射面76a有效率地導引至配置於第2焦點F2之光檢測元件73b,而能夠謀求減低此微弱的螢光之損失。又,本實施形態中,是在第2焦點F2配置有光電倍增管73,因此即使是微弱強度的螢光也能正確地檢測保護膜P的被覆狀態,乃至於能夠迅速地執行晶圓W的保護膜P之檢測處理。
此外,本實施形態中,激發光照射部75,將光源部配置於外殼72的外部。因此,會抑制外殼72的內部及反射鏡76的反射面76a之溫度上昇(溫度變動),而抑制溫度上昇所伴隨之反射面76a的變形,能夠正確地使螢光反射至光檢測元件73b。
有關具體的檢測方法,是在夾盤平台10上保持形成有保護膜P之晶圓W,調整螢光檢測裝置本體71的高度,使得第1焦點F1位於保護膜P的表面。在此狀態下使夾盤平台10以規定旋轉數(例如3000rpm)旋轉而使晶圓W朝規定方向(圖7中箭頭R方向)旋轉。一面從螢光檢測裝置本體71朝向晶圓W的保護膜P連續性地照射激發光α,一面如圖7所示,使夾盤平台10(圖1)移動而使得螢光檢測裝置本體71從晶圓W的周緣朝向中心於半徑方向(圖7中箭頭Q方向)移動。這樣,螢光檢測裝置本體71,會通過從晶圓W的周緣朝向中心之螺旋狀的軌跡。
此軌跡稱為阿基米德螺線。阿基米德螺線,當訂定距中心之距離r、旋轉角度θ的情形下係以r=aθ,此外,能夠寫成x=aθcosθ,y=aθsinθ。在此前提下,設想使螢光檢測裝置本體71以等速移動之情形。螢光檢測裝置本體71,以陷波濾波器(notch filter)為基準值而出發,以等速移動,故只要能夠掌握夾盤平台10(晶圓W)的從出發開始的旋轉角度,則晶圓W上的位置x,y便會由極座標變換來算出。例如,將晶圓W訂定半徑150mm、激發光射束尺寸300um,而將晶圓W做全面檢查的情形下,必要的旋轉次數為500次,亦即旋轉角度為180000度,若以阿基米德螺旋的式子表現,則成為r=150θ/180000。
此角度檢測,例如能夠使用旋轉編碼器(rotary encoder)來實現。此外,資料取得時間點,可以射束尺寸的間隔來取得。關於資料取得,是基於螢光偵測的閾值,例如訂為20000讀數,只有在當為該讀數以下的情形下才讀取成為NG的編碼器值並記憶於記憶體。關於顯示,是對300mm晶圓對映圖以規定的顯示解析力予以區隔化(例如1mm間距的柵格),成為了NG的部分,以色彩區別以便瞭解該區域的NG個數。
被覆狀態的判定中,可運用2元值化的手法。舉圖7為例,例如預先將20000讀數設定成為閾值,對應到各個位置下的螢光強度再比較此閾值即可。為了做晶圓W全面的晶圓對映圖(螢光強度的二元值化),(1)可先將檢測位置與螢光強度建立關連並予以記 憶,於取得了晶圓W全面的螢光強度後再和閾值比較,(2)亦可每當在各個位置取得螢光強度便和閾值比較來判定保護膜的塗布、非塗布,當非塗布的情形下記憶該位置。在此情形下,處理的資料量會變少,因此會發揮處理速度變快這樣的效果。又,亦可從記憶好的晶圓W全體的非塗布位置來作成晶圓W全體的塗布/非塗布之分布。
亦可未滿閾值者以第1色表示,當超出閾值的情形下以和第1色相異之第2色顯示於顯示部。此外,亦可設計成依此2元值化後的資料,將非塗布部的各個的面積與各自的數量表示成直方圖(次數分布圖)。亦可設計成依此直方圖來選擇下一處理(對非塗布部再度塗布或將保護膜洗淨而再度對全面塗布等)(例如,當面積雖大但數量小的情形下僅重塗該部分,當面積雖小但數量多的情形下則洗淨等)。亦可求出被覆面積率,當未達規定的被覆率的情形下,將晶圓W洗淨而除去保護膜,再度塗布液狀樹脂。
此外,本實施形態中,說明了構成為夾盤平台10繞著軸旋轉(θ旋轉),並且對於螢光檢測裝置本體71而言於X軸方向移動,但亦可構成為螢光檢測裝置本體71對於夾盤平台10而言於X軸方向或Y軸方向移動。此外,本實施形態中,說明了構成為螢光檢測裝置本體71從晶圓W的周緣朝向中心於半徑方向移動,但亦可構成為從中心朝向周緣移動。
上述構成中,能夠簡單地檢測形成於晶圓W之 保護膜P的被覆狀態。按照發明者的實驗,設於300mm的晶圓W之保護膜P的被覆狀態,例如可在30~40秒左右的短時間內檢測。在此情形下,夾盤平台10,較佳是隨著檢測部位愈接近晶圓W的外緣,則愈減小移動速度,即使將晶圓W的中央部與晶圓的外緣之取樣間隔設為一定仍能以規定的位置間隔來取樣。另,取樣間隔可由期望的精度來適當選定。
圖8~圖10為使用螢光檢測裝置本體檢測出保護膜的被覆狀態之檢測結果一例。圖8為檢測當在於表面設有元件之晶圓設置保護膜時之被覆狀態而得者,圖9為檢測當在由鏡面矽所成之晶圓設置保護膜時之被覆狀態而得者,圖10為檢測當在於表面設有凸塊(電極)之晶圓設置保護膜時之被覆狀態而得者。
該些圖8~圖10中,保護膜P的被覆狀態,是基於因從保護膜P發出的螢光的光電子(光子)而生成之2次電子的計測數來判斷。如圖8~圖10所示,在被覆有(塗布有)保護膜P之部位,光電子(光子)的計測數多,在未被覆(未塗布)之部位,光電子(光子)的計測數會減低。像這樣,由被覆有保護膜P之部位與未被覆之部位的對比,能夠高精度地檢測保護膜P的被覆狀態。
基於保護膜P的被覆狀態之檢測結果,當因局部性的氣泡等而檢測出未被覆之區域的情形下,亦能僅對該部分再度塗布液狀樹脂。此外,亦可將保護膜P藉由洗淨暫且除去,再度對晶圓W的全面形成保護膜P。
圖11為變形例之螢光檢測裝置本體的構成示意模型圖。有關和圖5所示者為相同之構成,標註同一符號並省略說明。上述螢光檢測裝置本體71中,是構成為在第1鏡83與第2鏡90之間配置聚光透鏡89,但螢光檢測裝置本體110中,亦能將聚光透鏡89設於第2鏡90與保護膜P上的被照射區域之間。
本實施形態中,是構成為將螢光檢測裝置本體71安裝於在夾盤平台10移動的區域的上方延伸之裝置本體2的支撐部3,但亦能如圖12所示,將螢光元件本體71(110)裝載於雷射光線照射部120。此構成中,雖無法如上述實施形態般,檢測晶圓W上的保護膜P(圖3)全面的被覆狀態,但能夠一面通過保護膜P對晶圓W的切割道L照射雷射光線來形成加工溝E,一面並行地檢測接下來受加工之保護膜P的被覆狀態。
此外,雖圖示省略,但亦能構成為將螢光檢測裝置71以可移動之方式安裝於保護膜形成兼洗淨部50的旋轉平台51上,而檢測被保持於此旋轉平台51上之晶圓W上的保護膜P的被覆狀態。此構成中,當檢測出被覆不充分的保護膜P的情形下,能夠在維持載置於旋轉平台51的狀態下,對缺損部分塗布液狀樹脂,或再度形成保護膜P。
此外,本實施形態中,螢光檢測裝置71,作為保護膜P的被覆狀態,是檢測保護膜P的有無,但亦可構成為檢測保護膜P的膜厚。例如,亦可預先設定相對於規 定的膜厚而言之規定的光子數,當超出該光子數的情形下,控制部100判斷被覆狀態為良好。在此情形下,會預先準備改變了保護膜P的膜厚之複數個晶圓W,對各個晶圓W(保護膜P)照射激發光α,並接收螢光β以預先設定和膜厚相應之光子數(準備工程)。其後,亦可構成為對於膜厚不明的晶圓W,依照射激發光α並檢測出的螢光β的光子數來推定膜厚。
71‧‧‧螢光檢測裝置本體(光檢測手段)
72‧‧‧外殼
73‧‧‧光電倍增管(光檢測部)
73a‧‧‧玻璃管
73b‧‧‧光檢測元件
74‧‧‧螢光穿透濾波器(濾波器)
75‧‧‧激發光照射部
76‧‧‧反射鏡
76a‧‧‧反射面
76b‧‧‧外周面
77‧‧‧倍增管固定部
77a‧‧‧內部空間
77b‧‧‧第1開口部
78‧‧‧反射鏡固定部
78a‧‧‧母螺紋部
78b‧‧‧母螺紋部
79‧‧‧連結部
79a‧‧‧第2開口部
80‧‧‧第1導光部
81‧‧‧第2導光部
82‧‧‧第1鏡保持部
83‧‧‧第1鏡
84‧‧‧保持構件
85‧‧‧操作螺紋
86‧‧‧第2鏡保持部
86a‧‧‧腕部
87‧‧‧導光管
88‧‧‧激發光穿透濾波器
89‧‧‧聚光透鏡
90‧‧‧第2鏡
91‧‧‧間隔材
92‧‧‧定位環
92a‧‧‧公螺紋部
92b‧‧‧內周面
93‧‧‧反射鏡支撐部
93a‧‧‧筒狀部
93b‧‧‧公螺紋部
94‧‧‧壓縮橡膠
F1‧‧‧第1焦點
F2‧‧‧第2焦點
H‧‧‧間隙
P‧‧‧保護膜
W‧‧‧晶圓(工件)

Claims (5)

  1. 一種螢光檢測裝置,係檢測保護膜的被覆的有無,該保護膜由含有吸收雷射光的波長的光之吸收劑的樹脂所形成,保護工件的表面以免受將工件做雷射加工時產生的加工屑影響,該螢光檢測裝置,具備:保持部,保持前述工件;及光檢測手段,藉由前述保護膜發出的螢光來檢測前述保護膜的被覆狀態;前述光檢測手段,包含:激發光照射部,將具有前述吸收劑會吸收的波長之激發光照射至前述保護膜;及光檢測部,接收因被照射前述激發光而前述吸收劑發出的螢光;及濾波器,除去前述吸收劑發出的螢光以外的波長的光;及反射鏡,具有反射來自前述保護膜的螢光而導引至前述光檢測部之反射面;前述反射面,由旋轉橢圓體的曲面的一部分所成,前述旋轉橢圓體的二個焦點當中的一方的焦點位於前述保護膜的被照射前述激發光之部分,另一方的焦點位於前述光檢測部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之螢光檢測裝置,其中,前述光檢測部,包含光電倍增管。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之螢光檢測裝置,其中,前述激發光照射部,設於前述工件的被照射區域與前述濾波器之間。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之螢光檢測裝置,其中,前述保持部被兼用於雷射加工。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之螢光檢測裝置,其中,前述激發光照射部、前述光檢測部、前述濾波器及前述反射鏡被配置於一個外殼內。
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