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公開番号2024130080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039588
出願日2023-03-14
発明の名称観察方法、顕微鏡、及び、加工装置
出願人株式会社ディスコ
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/301 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】被加工物を透過する波長を有する照明光を用いて、表面側が保持されて裏面側が露出された被加工物の裏面を透かして表面側を撮像する場合に、同軸落射照明や従来の斜光照明に比べて、表面側に到達する光量を多くする。
【解決手段】板状の被観察物の一面に光を照射し、一面とは反対側に位置する被観察物の他面又は被観察物の内部を観察する観察方法であって、被観察物の他面側を保持テーブルの保持面で保持する保持工程と、保持工程の後、被観察物を透過する波長を有する光を照射する照明ユニットからの光の集光点を他面又は内部の所定位置に位置付けた状態で照明ユニットから被観察物に光を照射し、集光レンズの光軸に対して斜めに傾けて配置された光軸を有する対物レンズを含む撮像ユニットで被観察物からの反射光を検出する検出工程と、を備える観察方法を提供する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
板状の被観察物の一面に光を照射し、該一面とは反対側に位置する該被観察物の他面又は該被観察物の内部を観察する観察方法であって、
該被観察物の該他面側を保持テーブルの保持面で保持する保持工程と、
該保持工程の後、該被観察物を透過する波長を有する該光を照射する照明ユニットからの該光の集光点を該他面又は該内部の所定位置に位置付けた状態で該照明ユニットから該被観察物に該光を照射し、集光レンズの光軸に対して斜めに傾けて配置された光軸を有する対物レンズを含む撮像ユニットで該被観察物からの反射光を検出する検出工程と、
を備えることを特徴とする観察方法。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
該検出工程では、該対物レンズの該光軸に対して該光軸が斜めに傾けて配置された該集光レンズをそれぞれ有し、該光をそれぞれ照射する複数の該照明ユニットを該対物レンズの該光軸を中心とする円の周方向において互いに異なる複数の位置に配置し、それぞれの該照明ユニットからの該光の該集光点を該他面又は該内部の該所定位置に位置付けた状態でそれぞれの該照明ユニットから該被観察物に該光を照射し、該撮像ユニットで該被観察物からの該反射光を検出することを特徴とする請求項１に記載の観察方法。
【請求項３】
板状の被観察物の一面に光を照射し、該一面とは反対側に位置する該被観察物の他面又は該被観察物の内部を観察するための顕微鏡であって、
該被観察物を透過する様に予め定められた所定の波長を有する該光を発する光源と、該光源からの該光を該被観察物の該他面又は該内部の所定位置に集光するための集光レンズと、を有し、該被観察物に該光を照射するための照明ユニットと、
該光が照射された該被観察物からの反射光が通過する対物レンズと、該対物レンズを経た該反射光を受光する撮像素子と、を有する撮像ユニットと、
を備え、
該集光レンズの光軸は、該対物レンズの光軸に対して斜めに傾けられていることを特徴とする顕微鏡。
【請求項４】
該照明ユニットの該集光レンズは、該対物レンズの該光軸上で該対物レンズを始点とし、且つ、該対物レンズの該光軸と該集光レンズの該光軸とが最近接となる領域を終点とする第１方向において、該対物レンズよりも該終点側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡。
【請求項５】
該光源と、該集光レンズと、をそれぞれ有する１以上の該照明ユニットを更に備え、
各照明ユニットは、該対物レンズの該光軸を中心とする円の周方向において互いに異なる複数の位置に配置され、各照明ユニットにおける該集光レンズの該光軸は、該対物レンズの該光軸に対して斜めに傾けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の顕微鏡。
【請求項６】
板状の被加工物を加工する加工装置であって、
該被加工物の一面を露出させた状態で該一面とは反対側に位置する該該被加工物の他面側を保持する保持面を有する保持テーブルと、
該保持テーブルで保持された該被加工物に加工を施す加工ユニットと、
該他面又は該被加工物の内部を観察するための顕微鏡と、
メモリ及びプロセッサを有し、該保持テーブル、該加工ユニット及び該顕微鏡の動作を制御するコントローラと、
を備え、
該顕微鏡は、
該被加工物を透過する様に予め定められた所定の波長を有する光を発する光源と、該光源からの該光を該被加工物の該他面又は該内部の所定位置に集光するための集光レンズと、を有し、該被加工物に該光を照射するための照明ユニットと、
該光が照射された該被加工物からの反射光が通過する対物レンズと、該対物レンズを経た該反射光を受光する撮像素子と、を有する撮像ユニットと、
を有し、
該集光レンズの光軸は、該対物レンズの光軸に対して斜めに傾けられており、
該コントローラは、該顕微鏡で撮像された該被加工物の画像に基づいて該加工ユニットを制御することにより該被加工物に加工を施すことを特徴とする加工装置。
【請求項７】
該顕微鏡において、該照明ユニットの該集光レンズは、該対物レンズの該光軸上で該対物レンズを始点とし、且つ、該対物レンズの該光軸と該集光レンズの該光軸とが最近接となる領域を終点とする第１方向において、該対物レンズよりも該終点側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
該顕微鏡は、該光源と、該集光レンズと、をそれぞれ有する１以上の該照明ユニットを更に備え、
各照明ユニットは、該対物レンズの該光軸を中心とする円の周方向において互いに異なる複数の位置に配置され、各照明ユニットにおける該集光レンズの該光軸は、該対物レンズの該光軸に対して斜めに傾けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の加工装置。
【請求項９】
該被加工物の該他面側において該被加工物の加工位置の検出を行う際に利用可能な所定パターンが形成されている場合に、
該コントローラは、該顕微鏡で該被加工物の該他面を撮像することで得られた該所定パターンを含む該他面の画像に基づいて該加工ユニットを制御することにより該被加工物に加工を施すことを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項１０】
該被加工物の該一面側において研削加工に起因するソーマークが形成されている場合に、
該コントローラは、該撮像ユニットの撮像領域に位置する該ソーマークの向きに沿う第１成分を有する光をそれぞれ照射する複数の第１の照明ユニットの光量と、平面視において該第１成分と直交する向きの第２成分を有する光をそれぞれ照射する複数の第２の照明ユニットの光量と、を調整して、各第２の照明ユニットからの光量を各第１の照明ユニットからの光量に比べて低くすることを特徴とする請求項９に記載の加工装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被観察物の一面から当該一面とは反対側に位置する被観察物の他面又は被観察物の内部を観察する観察方法、当該観察方法を実現するための顕微鏡、及び、当該顕微鏡を備えた加工装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等の被加工物を複数のデバイスチップに分割する際には、切削装置、レーザー加工装置等の加工装置が用いられる。被加工物を加工装置で分割する際には、通常、まず、円盤状の保持テーブルで被加工物の裏面側を吸引保持する。このとき、被加工物の表面が上方に露出する。
【０００３】
被加工物の表面には、複数の分割予定ライン（即ち、ストリート）が格子状に設定されている。複数の分割予定ラインで区画される矩形状の領域の各々には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスや、加工位置の検出に利用される所定パターン（キーパターン、アライメントパターン、アライメントマークとも呼ばれる）が形成されている。
【０００４】
加工装置で被加工物を加工する際には、まず、可視光帯域の波長を有する光を利用して露出している被加工物の表面側を撮像することで、デバイスや所定パターンを含む画像を取得する。そして、１つの分割予定ラインに沿って離れた位置にある２つ以上の所定パターンに基づいて、加工位置の検出が行われる。
【０００５】
ところで、近年では、被加工物の裏面が上方に露出する様に被加工物の表面側を保持テーブルで吸引保持することがある。この場合、被加工物の材質に応じて被加工物を透過する波長を有する光が照明光として利用される。
【０００６】
例えば、被加工物がシリコンウェーハを有する場合、赤外線の波長を有する光を同軸落射照明に利用して、被加工物の裏面を透かして表面側の所定パターンの撮像を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、被加工物の材質によっては、照明光が被加工物の内部で吸収され、表面にまで達しないことがある。例えば、デバイスの電気抵抗率を下げるために被加工物の不純物濃度を高くした場合、裏面から表面へ向けて照射された照明光が被加工物の内部で吸収されて表面にまで到達しないという問題がある。
【０００８】
また、レンズ鏡筒の外周部に沿って配置された複数の光源の各々から平行光を照射する斜光照明（例えば、特許文献２参照）を用いて暗視野顕微鏡の要領で被加工物を観察する場合にも、裏面から表面へ向けて照射された照明光が被加工物の内部で吸収されて表面にまで到達しないという問題がある。
【０００９】
加えて、被加工物を複数のデバイスチップに分割する前には、デバイスチップを薄化するために被加工物の裏面側を研削することがあるが、研削に起因して裏面側に形成されたソーマーク（即ち、研削痕）により照明光が散乱されて表面側の画像のノイズとなり、表面側の鮮明な画像が得られないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開平７－７５９５５号公報
実用新案登録第３１４２９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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