(57)【要約】【課題】より高品質な検査を可能にする。【解決手段】ウエハ基板は、ウエハ基板を両側から照らし、基板から反射されて基板を通って透過した光を撮像することによって検査される。基板は、ステージに支持され、第１の照明源と、第２の照明源とは、使用時にステージによって支持された基板の第１の面およびステージによって支持された基板の第２の面をそれぞれ照らすように配置される。基板が第１の照明源と第２の照明源とのいずれか一方または両方によって照らされるとき、少なくとも１つのカメラは、基板から受け取った光を撮像するように適合される。検査は、切断処理中に生じてもよい。【選択図】図１Ａ
2018185309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を検査するための検査システムであって、前記基板は、略平面であり、その両側に第１の主面と、第２の主面とを有し、
使用時に前記基板を支持するためのステージと、
使用時に前記ステージによって支持された前記基板の前記第１の主面を照らすように配置された第１の照明源と、
使用時に前記ステージによって支持された前記基板の前記第２の主面を照らすように配置された第２の照明源と、
前記基板が前記第１の照明源と前記第２の照明源とのいずれか一方または両方によって照らされるとき、前記基板から受け取った光を撮像するように適合された少なくとも一つのカメラと、を備える検査システム。
【請求項２】
第１のカメラと、第２のカメラとを備え、前記第１のカメラは、前記第１の主面から反射された前記第１の照明源からの光を受け取るように位置し、前記第２のカメラは、前記基板を通って透過された前記第２の照明源からの光を受け取るように位置する請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記第１の照明源と、前記第２の照明源とは、それぞれの周波数範囲で光を放射するように配置され、第１の周波数範囲と、第２の周波数範囲とは同一ではない請求項１に記載の検査システム。
【請求項４】
前記第１のカメラと、前記第２のカメラとは、両方ともに前記基板の前記第１の主面に位置する請求項２に記載の検査システム。
【請求項５】
前記第１の照明源は、使用時に約１０ｎｍから約４００ｎｍの範囲内の波長を有する紫外光を放射するように配置される請求項１に記載の検査システム。
【請求項６】
前記第１の照明源は、約１０ｎｍから約４００ｎｍの範囲内の波長を有する光を放射するように配置される請求項５に記載の検査システム。
【請求項７】
前記第２の照明源は、使用時に広帯域波長光を放射するように配置される請求項１に記載の検査システム。
【請求項８】
前記広帯域波長光の光路内にあるフィルターを備える請求項７に記載の検査システム。
【請求項９】
前記第２の照明源は、使用時に約６００ｎｍから約２０００ｎｍの範囲内の波長を有する赤外光を放射するように配置される請求項１に記載の検査システム。
【請求項１０】
前記ステージは、透明または半透明である請求項１に記載の検査システム。
【請求項１１】
前記第２の照明源は、前記第２の照明源が、前記第２の照明源の放射光の前記ステージを通る透過に追従して前記基板の前記第２の主面を照らすように、前記ステージに対して外部に配置される請求項１０に記載の検査システム。
【請求項１２】
前記ステージは、使用時に前記基板が支持される上面と、前記上面の反対側であり、前記第２の照明源からの光を内部反射する下面と、を有する請求項１１に記載の検査システム。
【請求項１３】
前記ステージは、光を内部反射する少なくとも一方の側壁を有する請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１４】
内部反射する面または内部反射する各面は、鏡面加工された面を有する請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１５】
前記第２の照明源は、使用時に前記ステージの側部を照らすように動作する請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１６】
前記第２の照明源は、レーザーを含む請求項１５に記載の検査システム。
【請求項１７】
使用時に前記第２の照明源から放射された光を前記側部に導くように動作する光学的指向システムを備える請求項１６に記載の検査システム。
【請求項１８】
前記第２の照明源は、前記ステージ内に取り付けられる請求項１に記載の検査システム。
【請求項１９】
前記ステージは、
使用時に前記基板をその上で支持する表面と、
前記ステージ内にあるキャビティと、を備え、
前記第２の照明源は、使用時に前記第２の照明源によって放射された光が前記キャビティから脱出し、前記基板に入射するように前記キャビティ内に取り付けられる請求項１８に記載の検査システム。
【請求項２０】
前記表面は、使用時に前記基板が支持された第１の側にある透明な窓を備え、前記キャビティは、前記第１の側とは反対側である前記窓の第２の側に隣接して設置される請求項１９に記載の検査システム。
【請求項２１】
前記表面は、使用時に支持された前記基板の下方に開口部を備える請求項１９に記載の検査システム。
【請求項２２】
前記第２の照明源は、光源のアレイを備える請求項１に記載の検査システム。
【請求項２３】
前記アレイの前記光源は、個別に制御可能である請求項２２に記載の検査システム。
【請求項２４】
請求項１に記載の検査システムと、基板切断手段と、を備える基板切断装置。
【請求項２５】
前記基板切断手段は、機械的カッターを備える請求項２４に記載の基板切断装置。
【請求項２６】
前記基板切断手段は、レーザーカッターを備える請求項２４に記載の基板切断装置。
【請求項２７】
前記レーザーカッターを制御するための制御手段を備え、前記制御手段は第１のカメラおよび第２のカメラからの画像情報を受け取り、受け取った前記画像情報に基づいて前記レーザーカッターを制御するように動作可能である請求項２６に記載の基板切断装置。
【請求項２８】
基板検査方法であって、前記基板は、略平面であり、その両側に第１の主面と、第２の主面とを有し、
i）前記基板の前記第１の主面を照らす工程と、
ii）前記基板の前記第２の主面を照らす工程と、
iii）前記基板からの受け取った光を撮像する工程と、を備える基板検査方法。
【請求項２９】
前記工程iii）は、受光光を撮像するために第１のカメラおよび第２のカメラを使用することを含み、前記第１のカメラは、前記第１の主面から反射された第１の照明源からの光を受け取るように位置し、前記第２のカメラは、前記基板を通って透過された第２の照明源からの光を受け取るように位置する請求項２８に記載の基板検査方法。
【請求項３０】
前記工程ii）は、前記基板が支持された透明または半透明のステージの少なくとも側壁の領域を照らすことを含む請求項２８に記載の基板検査方法。
【請求項３１】
前記工程i）は、前記基板の前記第１の主面を第１の周波数範囲の光で照らすことを含み、前記工程ii）は、前記基板の前記第２の主面を第２の周波数範囲の光で照らすことを含み、前記第１の周波数範囲と、前記第２の周波数範囲とは同一ではない請求項２８に記載の基板検査方法。
【請求項３２】
前記工程i）、前記工程ii）および前記工程iii）は、同時に実行される請求項２８に記載の基板検査方法。
【請求項３３】
基板切断工程の一部として実行され、前記工程i）、前記工程ii）および前記工程iii）は、前記基板の切断中に実行される請求項２８に記載の基板検査方法。
【請求項３４】
前記基板切断工程は、レーザー切断工程である請求項３３に記載の基板検査方法。
【請求項３５】
前記基板切断工程は、基板溝切り工程である請求項３３に記載の基板検査方法。
【請求項３６】
前記基板切断工程は、基板ダイシング工程である請求項３３に記載の基板検査方法。
【請求項３７】
前記基板切断工程は、基板モールドダイシング工程である請求項３３に記載の基板検査方法。
【請求項３８】
さらに、iv）前記工程ii）で実行された照明からの受光光を使用して前記基板を位置合わせする工程を含む請求項２８に記載の基板検査方法。
【請求項３９】
請求項２８に記載の基板検査方法を実行することを含む基板切断処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査システム、基板切断装置、基板検査方法及び基板切断処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイシングおよび溝切りは、半導体産業において周知の処理である。半導体産業では、切断機が半導体ウエハのようなワークピースまたは基板を加工するために使用される。半導体ウエハは、例えばシリコンを含み得るが、そのように限定されるものではない。この明細書において、「基板」という用語がこれらの全ての製品を包含するために使用される。機械的切断機、例えば、丸鋸を使用する機械的切断機が慣例的にこのために使用されてきたが、より最近では、レーザー切断機が浸透してきた。このようなレーザー切断機は、１つ以上のレーザービーム（例えば、レーザービームのアレイ）を生成して基板の上に照射する。レーザーダイシング（例えば、レーザー単一化、レーザー切断、レーザー割断とも呼ばれる）では、１つ以上のレーザービームが、基板を個別のダイスに単一化するように基板を完全に切り開くために使用される。レーザー溝切り（例えば、レーザースクライブ、レーザースコアリング、レーザーガウジングまたはレーザー作溝とも呼ばれる）では、１つ以上のレーザービームがチャンネル（channel）または溝を基板に切り込むために使用される。他の処理は続いて適用されてもよく、例えばレーザー切断されたチャンネルに沿って物理的な鋸を使用することによる完全な単一化は適用されてもよい。本明細書において、「レーザー切断」という用語がレーザーダイシングとレーザー溝切りとの両方を包含するために使用されることとする。
【０００３】
レーザー切断、すなわちレーザーダイシングとレーザー溝切りとの両方について、切断処理の制御は２つの方法で行われる。
【０００４】
１）入力パラメータ、例えばレーザー出力、レーザー周波数などは、レーザー切断機によってよく制御される。
【０００５】
２）レーザー処理の結果は、レーザー切断機内の画像システムにより照合されるか、またはレーザー切断機から基板を取り外し、顕微鏡または3Dプロファイラーのような独立した検査ツールで結果を検査することにより照合される。
【０００６】
レーザー処理の入力パラメータは非常に正確に制御され得る。しかし、現在は、レーザー処理の結果を検査することは、かなりの制約がある。独立した検査のためにレーザー切断機から基板を取り外すことは、高品質な検査を可能にするが、非常に時間と資源との両方がかかる。そのようなものとして、試験または定期的な品質管理のみに適している。製造中には、迅速な、インライン検査が要求される。
【０００７】
現在の機械では、上方から基板を照らし、次に基板正面からの反射の画像を得るためにカメラを使用することにより、検査は一般に実行される。次に、カメラ画像は検査される。しかしながら、この方法は、いくつかの制約があり、例えば：
１）画質が基板表面上のレーザー切断処理中に作り出された汚れの存在によって制限される。基板は、当然に各検査の前に洗浄され得るが、この洗浄は、生産性を大いに減少させる。
２）画像化技術は、基板の上面のみに感応性である。基板材料に関する情報が得られない。
３）画像化技術は、トポロジーにおいて大きなばらつきを追従するという点で制約がある。例えば、深くて狭い切り口は正確に検出できない。
【０００８】
背景技術の方法として言及され得る既知の先行技術は、特許文献１〜４である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７４９４９００号公報
【特許文献２】米国特許第９２６６１９２号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０１３２８８５号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１３／０３２９２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、これらの問題を克服し、より高品質な検査を可能にすることである。この検査は、例えば切断工程中に実行され得る。
【００１１】
本発明においては、基板の下方および上方からの照明を提供することによってこの目的は達成される。すなわち、それによって、基板の下側の外表面と上側の外表面との両方に光が入射する。有利には、次に基板から反射する光だけでなく基板を通って透過した光を用いて画像が得られ得る。
【００１２】
上述のとおり、基板は下方から照らされる。この照明の波長は、基板材料（吸収は高すぎないようにすべきである）に対して固有となり得る。また、「白光」のような広帯域な照明が使用され得る。照明源は、例えば透明なステージ上に基板が取り付けられるときに、単一の点光源であり得る。しかし、一つの好ましい実現としては、照明源はステージ内に一体化される。基板上のあらゆる場所は撮像されるべきであるので、ステージは、例えば過度に加熱されるのを防ぐために個別に制御され得るＬＥＤのような個別の光源のアレイを備えていてもよい（理想的には、レーザー処理される場所のみが検査および照らされるべきである）。別の好ましい実現としては、ステージ内での散乱が光をステージの上部から出射させることに伴って、透明または半透明のステージが、例えばレーザーによってその側から照らされてもよい。
【００１３】
このような技術を用いて、全ての要求される切断処理基準は、「オンザフライ」で、すなわち、切断処理中に測定され得る。切断処理基準は、溝幅、溝位置または切り口位置、溝深さまたは切り口深さおよび残存するモールド（the remaining mold）の決定を含む。
【００１４】
フィードバックループの追加に伴い、「オンザフライ」の測定結果に基づいて、処理が自動的に調整される。
【００１５】
好ましいシステムは、透過光をカメラで撮像するために光学系を提供する。下方からの照明が広帯域である場合、信号対雑音比を増加させるためにフィルターが適用され得る。
【００１６】
レーザー切断処理中、除去される材料（すなわち、レーザー溝またはレーザーダイシング切り口）は、基板の厚さの局所的減少に起因して透過光の増加によって視覚化される。透過光をカメラで撮像することによって、基板の吸収パターンが視覚化され得る。したがって、この吸収パターンは、レーザー処理のリアルタイムの情報を提供し、レーザー切り口の深さ、幅および位置はこのカメラ画像から得られ得る。
【００１７】
ここに記載された方法は、基板のアライメントを可能にするためにも使用され得る。例えばメモリーウエハ（memory wafers）やモールドウエハ（molded wafers）に対する場合のような、正確な基板の位置決めのための十分な情報を基板の上面が含まない場合に、この方法は特に役に立つ場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の態様においては、基板を検査するための検査システムであって、前記基板は、略平面であり、その両側に第１の主面と、第２の主面とを有し、
使用時に前記基板を支持するためのステージと、
使用時に前記ステージによって支持された前記基板の前記第１の主面を照らすように配置された第１の照明源と、
使用時に前記ステージによって支持された前記基板の前記第２の主面を照らすように配置された第２の照明源と、
前記基板が前記第１の照明源と前記第２の照明源とのいずれか一方または両方によって照らされるとき、前記基板から受け取った光を撮像するように適合された少なくとも一つのカメラと、を備える。
【００１９】
本発明の第２の態様においては、基板切断装置は、第１の態様に記載の検査システムと、基板切断手段と、を備える。
【００２０】
本発明の第３の態様においては、基板検査方法であって、前記基板は、略平面であり、その両側に第１の主面と、第２の主面とを有し、
i）前記基板の前記第１の主面を照らす工程と、
ii）前記基板の前記第２の主面を照らす工程と、
iii）前記基板からの受け取った光を撮像する工程と、を備える。
【００２１】
有利には、前記工程i）、前記工程ii）および前記工程iii）は、同時であり、効率を向上させ、処理時間を短縮し、「オンザフライ」の処理を可能にするために、好ましくは基板の切断中に実行される。
【００２２】
本発明の第４の態様においては、基板切断処理は、第３の態様に記載の基板検査方法を実行することを含む。
【００２３】
基板切断処理中に前記基板を支持するための前記ステージも記載されている。前記ステージは、
使用時に前記基板をその上で支持する表面と、
前記ステージ内にあるキャビティと、
使用時に前記照明源によって放射された光が前記キャビティから脱出し、前記基板に入射するように前記キャビティ内に取り付けられた照明源と、を備える。
【００２４】
前記表面は、使用時に前記基板が支持された第１の側にある透明な窓を備え、前記キャビティは、前記第１の側とは反対側である前記窓の第２の側に隣接して設置されてもよい。
【００２５】
前記表面は、使用時に支持された前記基板の下方に開口部を備えてもよい。
【００２６】
前記照明源は、光源のアレイを備えてもよい。前記アレイのうちの前記光源は、個別に制御可能であってもよい。
【００２７】
前記基板を支持するための前記ステージも記載されている。前記ステージは、
透明または半透明な本体を備え、
前記本体は、使用時に基板の下面をその上で支持するための上面と、上面に対して反対側である下面と、を有し、
前記下面は、光を内部反射させる。
【００２８】
前記本体は、光を内部反射する少なくとも一方の側壁を有してもよい。
【００２９】
内部反射する面または内部反射する各面は、鏡面加工された面（a mirrored surface）を有してもよい。
【００３０】
前記検査システムは、そのようなステージおよび照明源を備えてもよい。前記照明源は、使用時に前記ステージの側部を照らすように動作する。前記照明源は、レーザーを含んでもよい。前記検査システムは、使用時に前記照明源から放射された光を前記側部に導くように動作する光学的指向システムを備えてもよい。
【００３１】
前記検査システムは、
使用時に前記ステージによって支持された前記基板の前記上面を照らすように配置された上部照明源と、
前記基板から受け取った光を撮像するように適合された少なくとも一つのカメラと、を備えてもよい。
【００３２】
本発明の他の特定の態様および特長は、添付の特許請求の範囲に提示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
発明を、添付図面を参照して説明する。
【００３４】
【図１Ａ】ダイシング工程中の使用のための本発明の第１実施形態に従う検査システムを概略的に示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａのダイシング工程中に撮影されたカメラ画像を概略的に示す図である。
【図２Ａ】溝切り工程中の使用のための本発明の第２実施形態に従う検査システムを概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの溝切り工程中に撮影されたカメラ画像を概略的に示す図である。
【図３Ａ】モールドダイシング工程中の使用のための本発明の第３実施形態に従う検査システムを概略的に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａのモールドダイシング工程中に撮影されたカメラ画像を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態に従う検査システムを概略的に示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態に従う検査システムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の第１実施形態を、図１Ａおよび１Ｂを参照して説明する。図１Ａおよび１Ｂは、ダイシング工程中に使用される検査システム１と、ダイシング工程中に撮影されたカメラ画像と、をそれぞれ模式的に示す。図１Ａは、基板の切断が紙面に対して垂直な軸に沿って生じる部分断面図である。
【００３６】
本実施形態では、検査システム１は、ダイシング工程、ここではシリコン基板２（ワークピースまたはウエハと呼ばれることもある）で実行されるレーザーダイシング工程を検査するために使用される。基板２は、実質的に平面であり、その両側に第１の主面２Ａと、第２の主面２Ｂとを有する。基板２は、上面／第１の面２Ａ上に設置された複数のデバイス３を有する。当該技術分野で標準的であるように、基板２には、第２の面２Ｂに接着されたダイシングテープ台紙２３が設けられている。検査システム１は、レーザー切断装置も含む基板切断装置の構成部品を形成する。レーザー切断装置は、レーザービームを基板２に向ける案内手段、ここではミラー２４に入射するビームを生成する切断レーザー２０を含む。好適なレーザー切断装置は、当該技術分野において周知である。このような装置では、１以上のレーザービームが基板に向けられ、基板の深さの全部または一部をアブレーションする。図１Ａでは明確にするために図示されていないが、より効率的な切断のための変調されたビームパターンを生成するために、回折光学素子（ＤＯＥ）をレーザービームの経路に配置することができる。
【００３７】
基板２は、使用時にチャックまたはステージ４上で支持される。当該技術分野で知られているように、基板２は、真空クランプ（図示せず）を用いてステージ4上に保持されてもよい。実行されるべき切断工程のために、基板２、そしてそれを支持するステージ４を、レーザー切断ビーム又は各レーザー切断ビームに対して移動させなければならない。それによって、水平範囲、すなわち基板の平面に沿って切断が行われる。レーザーの設定（set-up）は動きに敏感であり得るので、一般に、レーザー切断装置を静止したままにしながら、ステージ、そしてそれに支持された基板を水平方向に移動させることが好ましい。そのようなものとして、ステージ４を移動させるための駆動手段が設けられている。明確にするために、これらの駆動手段は図１Ａでは省略されているが、それらは当該技術分野において周知である。検査システム１は、基板２の切断部分１４を検査するように、すなわちステージ移動方向においてレーザー切断装置に追従するように設置されている。
【００３８】
基板２の上方には、第１の周波数範囲で光を放射するように動作する第１の上部照明源５が設けられている。本実施形態では、第１の照明源５は、紫外線（ＵＶ）範囲、すなわち約１０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲の波長、好ましくは２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の波長の光を放射する。第１の照明源５は、作動電力を第１の照明源５に供給するために、切断装置内に設置された関連する制御可能な電源（図示せず）を有する。以下に説明するように、第１の照明源５は、基板２の第１の面２Ａを照明するように配置される。
【００３９】
本実施形態では、第１の照明源としてＵＶレーザーが使用されてもよく、または代替的には、ＵＶ発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイまたはランプなどの適切にコリメートされたＵＶ光源が使用されてもよい。
【００４０】
第１の照明源５からのＵＶ光は、第１のビームスプリッター１５および第２のビームスプリッター１６、例えば透明鏡または部分透明鏡（one-way or partially-silvered mirrors）の形態を取る第１のビームスプリッター１５および第２のビームスプリッター１６を、集束レンズ１３に向かって順次通り抜ける。集束レンズ１３は、基板２の表面の近傍でＵＶ光を集束させる。ＵＶ光は、その性質上、深さが変化し得る基板の切断領域に入射することに留意されたい。そのようなものとして、集束レンズ１３による集束は、深さの範囲に応じるのに適していなければならない。ＵＶ光路は、基板２の平面に対して実質的に垂直になるように配置される。集束レンズ１３を通って折り返されるように、基板２に入射されたＵＶ光のかなりの部分が表面で反射される。第２のビームスプリッター１６は、ＵＶ光に対して透明になるように選択される。ＵＶ光は、それゆえにこの第２のビームスプリッター１６を通って第１のビームスプリッター１５へと戻る。第１のビームスプリッター１５は、ＵＶ光に対して反射性であり、第１の結像レンズ１１を介して第１のＵＶ感光性カメラ９の方へ反射光を向けるように配置されている。第１のカメラ９からの画像情報は、分析のためにプロセッサーまたはコンピューターのような別個の制御手段（図示せず）に送られる。有利には、この制御手段も、受け取った画像情報に基づいて基板切断装置のレーザーカッターを制御するために動作可能であってもよい。
【００４１】
上述した第１の照明機構に加えて、検査システム１は光を基板２に透過させるように設けられた第２の照明機構も含む。本実施形態において、その光は、赤外線（ＩＲ）光である。第２の照明源６は、ステージ４内の凹部として形成されたキャビティ８の内部に取り付けられている。本実施形態において、第２の照明源６は、個別の点光源のアレイ（array）、ここではＬＥＤ７のアレイを含む。第２の照明源６の上方は、使用時に支持された基板の下方の表面における開口部である。ＬＥＤ７は、ＬＥＤ７のアレイから放射された光が開口部および基板２の方へ概して上向きに向けられるように、キャビティ８の下床に設置される。それによって、放射された光がキャビティ８から脱出する。ダイシングテープ２３は、ＩＲ光に対して透明であるので、ＩＲ光は、ダイシングテープ２３を通過して使用時に基板２の第２の面２Ｂに入射することができる。ＬＥＤ７のアレイは、少なくとも１つのＬＥＤ７が切断線又は各切断線に沿った任意の点の直下で基板２の下面を照らすことができるように２次元である。代替的な実施形態（図示せず）では、キャビティ８を覆って閉塞するために透明な窓または透明なカバーをキャビティ８に隣接して配置してもよい。そして、透明な窓または透明なカバーは、透明な窓の第１の上側とは反対側の第２の下側に隣接して配置されたキャビティ８に光を通過させるのを許容しながら、基板２をその第１の上側で支持してもよい。さらに、別の実施形態（図示せず）では、ＬＥＤ７を保護するための透明なポッティング化合物（potting compound）でキャビティ８の全体が満たされていてもよい。ＬＥＤ７のための電源（図示せず）が切断装置内の位置に設けられている。それによって、電力は、電源からの電力線を介してＬＥＤ７に供給され得る。したがって、ＬＥＤ７の動作は、受電電力の適切な制御によって制御され得る。そして、その制御手段は、有利にはアレイ内の各ＬＥＤ７を個別に制御してもよい。ステージ４は移動可能であるため、電力線は損傷の危険性なしでステージと共に移動するように構成されなければならないことに留意されたい。好適な形態では、電力線は長いワイヤを含み、この長いワイヤはステージ４内に形成された専用チャンネル（図示なし）を介してキャビティ８と電源との間を連通する。
【００４２】
本実施形態では、第２の照明源６は、赤外（ＩＲ）光、つまり約６００ｎｍから約２０００ｎｍの範囲内の波長をもつ光を放射するように動作する。そして、第１の照明源５と、第２の照明源６とは、それゆえにそれぞれの周波数範囲で光を放射するように配置されること及びその第１周波数範囲と、第２の周波数範囲とは、同一ではないことに留意されたい。赤外光は、多くの種類のワークピースを赤外光が透過することができるため、非常に好適である。使用される実際の範囲は、当該ワークピースに対して選択されてもよい。多様な基板材料に対するいくつかの好適な波長範囲は、下記の表１に示されている。
【００４３】
【表１】
2018185309.tif 000003
【００４４】
第２のカメラ１０は、基板２の第１のカメラ９と同じ側に設置されている。第２のカメラ１０は、第２の照明源６から放射された光を撮像するように動作する。使用中、第２の照明源６から放射された光は、基板２を通過し、集束レンズ１３によって集束され、次に第２のビームスプリッター１６によって第２の結像レンズ１２を介して第２のカメラ１０へと向かう。約１μｍまでの波長に対して、第２のカメラ１０は、標準ＩＲカメラを含むことができることに留意されたい。より長波長に対しては、ＩｎＧａＡｓカメラが好ましい場合がある。 第２のカメラ１０からの画像情報は、分析のために制御手段に送られる。
【００４５】
図１Ａの検査システムの動作を説明する。まず、表面にデバイス３を有する基板２を、当該技術分野で標準的であるようにステージ４上に載置し、例えば真空クランプによって所定位置に保持する。予定された切断線に沿って下方から基板２の下側全体を第２の照明源６によって照明可能なように、基板２は、ステージ４のキャビティ８と位置合わせされる。基板２が照らされ、切断レーザー２０によって生成された固定切断レーザービームによって溝１７を切断するようにステージ４を水平に移動させる。その切断線は、切断レーザービームに対するステージ４の移動方向によって決定される。この工程は、ダイシング工程であり、切断処理の終わりに基板２は完全に切断される。しかしながら、図１Ａは、プロセスの中間である「スナップショット」を示し、その図において、完全な分離はまだ生じていない。切断の効果が観察され得るように、検査システムは、切断処理の後に行われる。ＵＶ光路ならびにそれに関連する光学系５、１５、１３、１１および９は、基板２の表面形状を検査するために使用される。さらに、集束レンズ１３の下部の基板の一部、及び切断位置の後ろを照らすために、第２の照明源６のアレイ内の１つまたは複数のＬＥＤ７を点灯する。一方、第２のカメラ１０は、基板２を通過した受光光を撮像する。基板２を移動させると、点灯させたＬＥＤ７は、例えば、加熱および電力消費を削減するためにオフしてもよい。そして、集束レンズ１３の下で隣接したＬＥＤ７を点灯する。そして、このシーケンスは、基板２が少なくとも１つのＬＥＤ７によって切断線に沿って下方から常に照明されるように繰り返される。
【００４６】
第２のカメラ１０によって取り込まれた画像は、基板２の深さについての情報を提供する。第２のカメラ１０によって取り込まれた画像の例示としての一例が図１Ｂに概略的に示されている。画像の上から下に延びる切り口１４（kerf）をはっきりと見ることができる。その画像において、基板２を通る透過率は、切り口１４で除去された材料の量に起因して増加する。そのような画像では、切り口１４の幅を決定することが容易である。図１Ｂはデバイス３からの影響を示さないが、視野が十分に大きい場合には、これらのデバイス３に関する情報を画像から得られる場合があることに留意されたい。
【００４７】
基板２の第１の面２Ａと、基板２の第２の面２Ｂとを同時に照らし、基板２から受け取った光を撮像することによって、効率が向上する。特に、基板２の切断中にこれらの工程が実行される場合には、効率が向上する。
【００４８】
基板２のアライメントは、多数の方法で決定されてもよく、且つ制御されてもよい。例えば、基板２の上面にあるデバイス３はＵＶ光の画像で見られるので、第１のカメラ９によって撮像されたＵＶ光はアライメントを決定するために分析されてもよい。そのようなものとして、デバイス３は、基板位置の基準として機能する。代案として、デバイス３の存在がＩＲ光の画像内で目立つので、第２のカメラ１０によって撮像されたＩＲ光がアラインメントのために使用されてもよい。ここで重ねて言うが、デバイス３は、基板位置の基準として機能する。別の代案として、アライメントはＵＶ画像と、ＩＲ画像との両方から得られた情報に基づいて決定されてもよい。このとき、一方の画像は、他方の画像の実証およびバックアップを提供する。
【００４９】
ＵＶ画像とＩＲ画像との両方から得られた情報は、制御手段によって処理される。ＵＶ画像とＩＲ画像との両方から得られた情報のレベルは、「オンザフライ（on the fly）」の十分な分析、すなわち切断工程中の十分な分析を可能にするのに十分である。切り口位置、（切り口の底面における）切り口幅およびダイシング深さはその場で全て測定され得る。得られた情報に基づいて切断工程が調整されるように、フィードバックは提供されてもよい。このような方法における制御可能な動作パラメータは、例えば、ステージ速度、切断力（cutting power）、集束、使用される任意の回折光学素子（ＤＯＥ）または能動光学素子の制御を含んでもよい。
【００５０】
基板が切断されると、処理のために新しい基板が切断装置に入る。
【００５１】
本発明の第２実施形態が図２Ａおよび図２Ｂに概略的に示されている。図２Ａおよび図２Ｂは、溝切り工程中に使用されるための検査システム１’と、溝切り工程中に撮影されたカメラ画像とをそれぞれ概略的に示す。図２Ａは、基板の溝切りが紙面に対して垂直な軸に沿って生じる部分断面図である。
【００５２】
この第２実施形態は、第１実施形態の検査システムに対して多くの類似点を共有することが明らかであるので、同様の参照番号は可能な限り保持される。実際に、図１Ａに示される検査システムと同様のシステムが溝切り工程に使用されてもよい。重要な違いは、ここでの切断装置が、基板２’内に比較的幅広い溝１７を形成するように構成されていることである。
【００５３】
溝切り処理中に本実施形態の検査システム１’を使用することは、溝切り位置、幅および深さが「オンザフライ（on the fly）」で測定されるのを可能にする。さらに、ＵＶ画像とＩＲ画像との両方におけるデバイス３’の可視性のために、第１実施形態に関して同様の方法でアライメント処理が実行されてもよい。
【００５４】
本発明の第３実施形態が図３Ａおよび図３Ｂに概略的に示されている。図３Ａおよび図３Ｂは、モールドダイシング（mold dicing）工程中に使用されるための検査システム１’’と、モールドダイシング工程中に撮影されたカメラ画像とをそれぞれ概略的に示す。図３Ａは、基板のダイシングが紙面に対して垂直な軸に沿って生じる部分断面図である。
【００５５】
この第３実施形態は、第１実施形態および第２実施形態の検査システムに対して多くの類似点を共有することが明らかであるので、同様の参照番号は可能な限り保持される。実際に、図１Ａと図２Ａとのいずれか一方または両方に示される検査システムと同様のシステムがモールドダイシング工程に使用されてもよい。モールドダイシング工程では、基板２’’の上に位置する複数のデバイス３’’を有する基板２’’が処理される。当該技術分野において知られているように、デバイス３’’は、成形複合材料１９（a mold compound material）に包み込まれている。この種の処理では、第２の照明源６に対して選択された波長範囲は、当該成形複合材料１９を通る透過に適していなければならない。好適な波長は、上記の表１に示されている。
【００５６】
図３Ｂからも分かるように、モールドダイシング切断部１８は、最大のＩＲ透過率を伴う領域としてはっきりと見られる。モールドダイシング切断部１８は、成形複合材料１９が残存する領域と関連する透過率が減少した領域によって境界をつけられる。したがって、切り口と残存する成形複合材料との両方の位置が「オンザフライ」で測定され得ることが明らかである。モールドダイシング処理では、デバイス３’’は成形複合材料１９内に包み込まれ、デバイス３’’の可視性を曖昧にしているので、反射されたＵＶ画像の使用によってアライメントを提供することが不可能であり得る。しかしながら、それにもかかわらずアライメントは、透過されたＩＲ画像を使用して実行されてもよい。なぜなら、透過は成形複合材料１９の周囲の領域よりもデバイス３’’によって妨害されることが少なく、したがって、透過はＩＲ画像でデバイス３’’が見える状態にするからである。
【００５７】
本発明の第４実施形態が図４に概略的に示されている。図４は、基板２のダイシングが紙面に対して垂直な軸に沿って生じる部分断面図である。この第４実施形態は、第１実施形態の検査システムに対して多くの類似点を共有することが明らかであるので、同様の参照番号は可能な限り保持される。この図４では、レーザー切断装置は、明確にするために省略されるが、依然として存在する。
【００５８】
本実施形態では、検査システム３１は、チャックまたはステージ３４に対して外部かつ下方にある支持体２１内に取り付けられた第２の照明源２０を備える。ここで、第２の照明源２０は、個別の光源のアレイというよりはＩＲ照射を提供する単一のＩＲ光源２２を備える。本実施形態では、ＩＲ光源２２は、基板２から離間しているので、加熱の影響はそれほど目立ったものではなくまたは問題があるものではなく、単一のＩＲ光源２２は使用されてもよい。ＩＲ光源２２は、概して垂直上向きにステージ３４に向かって光を放射するために取り付けられる。光がステージ３４を通って貫通し、それゆえにステージ３４を通る透過に続いて基板２の第２の面２Ｂを照らすように、ステージ３４は、ガラス材料またはプラスチック材料のような透明材料または少なくとも半透明材料から形成される。そうでなければ、検査システム３１の動作は、第１実施形態の検査システムと同様である。
【００５９】
本発明の第５実施形態が図５に概略的に示されている。図５は、基板２のダイシングが紙面に対して垂直な軸に沿って生じる部分断面図である。この第５実施形態は、第１実施形態の検査システムに対して多くの類似点を共有することが明らかであるので、同様の参照番号は可能な限り保持される。この図５では、レーザー切断装置は、明確にするために省略されるが、依然として存在する。本実施形態は、本実施形態の検査システムが制限されたヘッド荷重を可能にする点において図４の検査システムに対して優位性を有する。
【００６０】
本実施形態では、検査システム４１は、例えばガラスまたはプラスチックの本体のような透明または少なくとも半透明の本体を有するチャックまたはステージ４４を備える。ステージ本体は、その上に基板２を取り付けるための上面４２を有する。ステージ４４の下面４５は、使用時に上面４２および基板２に対して平行かつ反対側である。下面４５は、例えば銀めっきコーティング（a silvering coating）を施すことによって鏡面加工される（mirrored）。それによって、下面４５は、少なくとも第２の照明源から放射された光の波長に対して、少なくとも部分的に光を内部反射させる。同様に、ステージ４４の側壁４６も、下面４５に対して直交する壁であり、このような方法で鏡面加工される。しかしながら、鏡面加工されない（non-mirrored）領域４７は、第１の側壁に保持され、「窓」を形成する。この領域４７の寸法は、用途に応じて選択されてもよい。しかし、本実施形態では、図５に示すように、領域４７は、図のように最も左の側壁の高さおよび幅の全体に延在する。領域４７は、第２の照明源として機能する照明源からの光が領域４７を通ってステージ４４に入ることができるように設けられる。この場合、第２の照明源はＩＲレーザー４８である。鏡面加工された面４５および面４６は、レーザー４８から少なくともいくつかの任意の入射光を内部反射させる。ステージ４４内での散乱は、最終的に光をステージ４４の上部から出射させる。この光の少なくとも一部は、基板２に入射し、基板２を透過する。透過光は、第１実施形態と同様の方法で第２のカメラ１０によって撮像される。
【００６１】
当然のことながら、切断工程中にステージ４４が移動するので、工程中ずっとレーザー４８からの光が領域４７に向けられたままであることを確実にすることが必要である。レーザー４８は、したがって、ステージ４４に伴う移動のためにステージ４４に取り付けられてもよい。また、代替的には、レーザー４８は、静的に取り付けられることも可能であり、レーザー４８から放射されたビームがステージ４４の移動に追従することを確実にするために光学的指向システム（an optical direction system）が設けられてもよい。これは、例えばステージ４４に追従するために横方向に移動可能であるか、またはビームをステージ４４の方へ向けるために回転可能であるミラーのネットワークを使用することによって達成され得る。代案として、可撓性光ファイバー（a flexible optical fiber）は、レーザー４８と領域４７との間を光学的および機械的に接続してもよい。他の指向性光学的ネットワーク（directional optical networks）は当業者には明らかであり得る。
【００６２】
同様の技術を使用する別の実施形態（図示なし）では、ステージの底面のみが鏡面加工されてもよく、全ての側壁は、透過に対してオープンであり続ける。ステージの寸法に応じて、光の大半は依然としてステージの上面を通って出射してもよい。
【００６３】
上記の実施形態は典型的なものに過ぎず、本発明の範囲内の他の可能性および代案は当業者には明らかであり得る。例えば：
光源の熱影響が十分に低い場合、単一のＩＲ光源は、不透明または半透明のステージ内で使用されてもよい。
不透明または半透明のステージが使用される場合、ＩＲ光源のアレイは、ステージに対して外部の下方にある支持体内に設けられてもよい。
第１の照明源は、ＵＶ光を出射しなくてもよいが、例えば他の波長の光を出射し、例えば緑光またはＩＲ光を出射し得る。
第２の照明源は、ＩＲ光を出射しなくてもよいが、例えば広帯域光を出射し得る。広帯域な照明が使用される場合、広帯域な光路内でカメラの直前に信号対雑音比を増加させるために好適なフィルターが適用されてもよい。
第１の照明源および第２の照明源によって使用される波長に応じて、上述の第１のカメラおよび第２のカメラを単一のカメラに置き換えてもよい。そのようなカメラは、第１の照明源から受け取った光と第２の照明源から受け取った光を区別できるものでなければならない。
上記の実施形態は全てレーザー切断装置を使用するが、本検査システムも機械的切断装置（mechanical-cutting equipment）と共に使用されてもよい。
本発明は、他の工程を同様に適用可能である。他の工程は、例えば非定常光吸収プロファイルが存在する切断を含まない工程である。好適な工程は、例えば成形試料中のボイド検出またはシリコン基板中のクラック検出を含んでもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１，１’，１’’，３１，４１  検査システム
２，２’，２’’  シリコン基板／基板／ウエハ
２Ａ  基板の第１の面／第１の主面
２Ｂ  基板の第２の面／第２の主面
３，  ３’，  ３’’  デバイス
４，  ３４，  ４４  ステージ／チャック
５  第１の照明源／第１の上部照明源
６  第２の照明源
７  個別のＬＥＤ
８  キャビティ
９  第１のカメラ／第１のＵＶ感光性カメラ
１０  第２のカメラ
１１  第１の結像レンズ
１２  第２の結像レンズ
１３  集束レンズ
１４  切り口／切断部分
１５  第１のビームスプリッター
１６  第２のビームスプリッター
１７  溝
１８  モールドダイシング切断部
１９  成形複合材料
２０  切断レーザー／第２の照明源
２１  支持体
２２  ＩＲ光源
２３  ダイシングテープ／ダイシングテープ台紙
２４  レーザーミラー／ミラー
４２  ステージ本体の上面
４５  鏡面加工された面／下面
４６  鏡面加工された面／側壁
４７  鏡面加工されない領域／領域
４８  レーザー入力装置／レーザー／ＩＲレーザー
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2018185309.tif 000009
【図４】
2018185309.tif 000010
【図５】
2018185309.tif 000011
【外国語明細書】
2018185309000001.pdf