TW201538927A - 凹凸檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明是提供一種可正確地驗證施行加工於被加工物之加工狀態的檢測裝置。解決手段為一種凹凸檢測裝置，其包含：脈衝點燈光源、第1收束透鏡、半鏡、色差透鏡、第1聚光透鏡、光罩、第2收束透鏡、繞射光柵、第2聚光透鏡、攝像元件、控制手段，及輸出手段。該脈衝點燈光源用以發出具有預定波長範圍之光，該第1收束透鏡用以會聚脈衝點燈光源所發出之光，該半鏡用以分歧由第1收束透鏡所會聚之光，該色差透鏡用以將在半鏡上分歧之光聚集，以照射在被加工物保持手段所保持之被加工物上，該第1聚光透鏡用以聚集在被加工物保持手段所保持之被加工物上反射，且通過色差透鏡及半鏡之回授光，該光罩配置於第1聚光透鏡之聚光點位置上，且僅讓被聚集之回授光通過，該第2收束透鏡用以會聚通過光罩之回授光，該繞射光柵對應由第2收束透鏡所會聚之回授光的波長以進行分光，該第2聚光透鏡用以聚集由繞射光柵分光之回授光，該攝像元件配置於第2聚光透鏡之聚光點位置上，該控制手段具備用以儲存由攝像元件所生成之圖像的記憶體，該輸出手段用以顯示儲存於控制手段的記憶體中之圖像。其中，在將用以檢測被加工物保持手段所保持之被加工物的凹凸之檢測區域的寬度方向設成Y軸方向，並將長邊方向設成X軸方向時，在光罩上形成有在Y軸方向上延伸之狹縫，且攝像元件是根據通過形成於光罩之狹縫的回授光，而產生Y軸方向之2維斷面形狀。

Description

凹凸檢測裝置 發明領域

本發明是關於一種用以檢測被加工於晶圓等被加工物上之雷射加工溝、切削溝等加工溝的加工狀態，及實施磨削加工後之被加工面的磨削痕跡之凹凸狀態的凹凸檢測裝置。

發明背景

在半導體器件(device)製造步驟中，是在大致呈圓板形狀之半導體晶圓的表面上，藉由排列成格子狀之分割預定線劃分成複數個區域，且在該劃分後之區域中形成IC、LSI等器件。並且，磨削晶圓的背面而形成預定的厚度後，藉由沿著分割預定線切斷，以將形成有器件的區域分割而製造出一個個器件。

磨削晶圓背面之磨削裝置包含：用以保持晶圓之工作夾台、具備將保持在該工作夾台上之晶圓予以磨削的磨削輪之磨削手段，及用以測量晶圓厚度之厚度測量手段(參照例如，專利文獻1)。

又，沿著上述晶圓的分割預定線之分割，是藉由切削裝置、雷射加工裝置所進行。

切削裝置包含：用以保持晶圓之工作夾台、具備將保持在該工作夾台上之晶圓予以切削的切削刀之切削手段，及用以檢測形成在工作夾台所保持之晶圓上的分割預定線的攝像手段等(參照例如，專利文獻2)。

又，雷射加工裝置包含：用以保持晶圓之工作夾台、對保持在該工作夾台上之晶圓照射雷射光線的雷射光線照射手段，及用以檢測形成於工作夾台所保持之晶圓上之分割預定線的攝像手段等(參照例如，專利文獻3)。

並且，在切削裝置、雷射加工裝置中，是藉由攝像手段來拍攝切削溝、雷射加工溝，而可以檢測切削溝之狀態及雷射加工溝之狀態，並調整加工條件(參照例如，專利文獻4)。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2002-319559號公報

專利文獻2：日本專利特開平7-45556號公報

專利文獻3：日本專利特開2008-12566號公報

專利文獻4：日本專利特開平5-326700號公報

發明概要

然而，藉由攝像手段所拍攝的圖像，是表面之2維圖像，在無法檢測出離表面預定深度的2維圖像、切削溝、雷射加工溝的深度或斷面形狀的3維圖像、碎片(debris)之狀 態等的3維圖像下，會有無法詳細地驗證加工狀態之問題。

又，會有在磨削裝置中無法驗證磨削痕跡之凹凸狀態的問題。

本發明是有鑑於上述事實而作成的，其主要之技術課題為提供一種可正確地驗證施行加工於被加工物上之加工狀態的凹凸檢測裝置。

為解決上述主要技術課題，本發明提供一種凹凸檢測裝置，用以檢測被加工物保持手段所保持之被加工物的凹凸，其特徵在於該凹凸檢測裝置包含脈衝點燈光源、第1收束透鏡、半鏡(half mirror)、色差透鏡、第1聚光透鏡、光罩、第2收束透鏡、繞射光柵、第2聚光透鏡、攝像元件、控制手段，及輸出手段。

該脈衝點燈光源用以發出具有預定波長範圍之光，該第1收束透鏡用以會聚該脈衝點燈光源所發出之光，該半鏡用以分歧由該第1收束透鏡所會聚之光，該色差透鏡用以將在該半鏡上分歧之光聚集，以照射在該被加工物保持手段所保持之被加工物上，該第1聚光透鏡用以聚集在該被加工物保持手段所保持之被加工物上反射，且通過該色差透鏡及該半鏡之回授光，該光罩配置於該第1聚光透鏡之聚光點位置上且僅讓被聚集之回授光通過，該第2收束透鏡用以會聚通過該光罩之回授光，該繞射光柵對應該第2收束透鏡所會聚之回授光的波長以進行分光，該第2聚光透鏡用以聚集在該繞射光柵分光之回授光，該攝像元件配置於該第2聚光 透鏡之聚光點位置上，該控制手段具備用以儲存該攝像元件所生成之圖像的記憶體，該輸出手段用以顯示儲存於該控制手段之記憶體中之圖像。

其中，將用以檢測該被加工物保持手段所保持之被加工物的凹凸之檢測區域的寬度方向設為Y軸方向，並將長邊方向設為X軸方向時，在該光罩上形成有在Y軸方向上延伸之狹縫，

該攝像元件是根據通過形成在該光罩之狹縫的回授光，而產生Y軸方向之2維斷面形狀。

上述控制手段可在X軸方向上移動被加工物保持手段，並將Y軸方向的2維斷面形狀儲存於記憶體中，且將儲存於該記憶體內之Y軸方向的2維斷面形狀排列在X軸方向上，以形成3維形狀。

又，上述凹凸檢測裝置是配置於加工機上，該加工機具有對被加工物保持手段所保持之被加工物施行加工的加工手段，及使該被加工物保持手段與該加工手段在X軸方向上相對地進行加工進給之加工進給手段。

根據本發明之凹凸檢測裝置，由於光罩具有在Y軸方向上延伸之狹縫，且攝像元件可根據通過形成於光罩上之狹縫的回授光，而產生Y軸方向之2維斷面形狀，因此，可藉由2維斷面形狀檢測雷射加工溝、切削溝等之凹凸狀態，且可調整雷射加工條件、切削條件等，以設定適當的加工條件。

又，可以在X軸方向上移動加工物保持手段，並將Y軸方向的2維斷面形狀儲存於記憶體中，且將儲存於該記憶體內之Y軸方向的2維斷面形狀排列於X軸方向上，而形成3維形狀，並且可以根據雷射加工溝、切削溝等3維形狀，更高精度地調整雷射加工條件、切削條件等之加工條件。

1‧‧‧雷射加工機

2‧‧‧靜止基台

20‧‧‧半導體晶圓

20a‧‧‧表面

201‧‧‧分割預定線

202‧‧‧器件

210‧‧‧雷射加工溝

3‧‧‧被加工物保持機構

31、322、913a、913b‧‧‧導引軌道

32‧‧‧第1滑塊

321、331‧‧‧被導引溝

33‧‧‧第2滑塊

34‧‧‧圓筒構件

35‧‧‧覆蓋台

36‧‧‧工作夾台

361‧‧‧吸著夾台

362‧‧‧夾具

37‧‧‧X軸移動手段

371、381、921‧‧‧公螺桿

372、382、922‧‧‧脈衝馬達

373、383‧‧‧軸承塊

374‧‧‧X軸方向位置檢測手段

374a、384a、90a‧‧‧線性尺規

374b、384b、90b‧‧‧讀取頭

38‧‧‧Y軸移動手段

384‧‧‧Y軸方向位置檢測手段

4‧‧‧雷射光線照射單元

41‧‧‧支撐構件

42‧‧‧機體外殼

5‧‧‧雷射光線照射手段

51‧‧‧加工頭

6‧‧‧攝像手段

7‧‧‧凹凸檢測裝置

70‧‧‧檢測光照射手段

71‧‧‧裝置殼座

711‧‧‧母螺塊

711a‧‧‧貫通母螺孔

72‧‧‧脈衝點燈光源

73‧‧‧第1收束透鏡

74‧‧‧半透鏡

75‧‧‧色差透鏡

76‧‧‧第1聚光透鏡

77‧‧‧光罩

771‧‧‧狹縫

78‧‧‧第2收束透鏡

79‧‧‧繞射光柵

80‧‧‧第2聚光透鏡

81‧‧‧攝像元件

9‧‧‧Z軸移動手段

90‧‧‧Z軸方向位置檢測手段

91‧‧‧支撐外殼

911‧‧‧上壁

912‧‧‧底壁

913、914‧‧‧側壁

92‧‧‧作動手段

10‧‧‧控制手段

100‧‧‧輸出手段

101‧‧‧中央處理裝置

102‧‧‧唯讀記憶體

103‧‧‧隨機存取記憶體

104‧‧‧輸入介面

105‧‧‧輸出介面

P、P1、P2、P3‧‧‧聚光點

W‧‧‧被加工物

X1、X2、X3‧‧‧X軸方向位置

T‧‧‧切割膠帶

F‧‧‧環狀框架

X、Y、Z、X1‧‧‧箭頭符號

圖1為裝備有凹凸檢測裝置之雷射加工機的立體圖。

圖2為凹凸檢測裝置之主要部位斷面圖。

圖3為表示構成圖2所示之凹凸檢測裝置之色差透鏡的聚光狀態之說明圖。

圖4為將裝備於圖1所示之雷射加工機上之凹凸檢測裝置及凹凸檢測裝置支撐成可在Z軸方向上移動之Z軸移動手段予以分解而表示的立體圖。

圖5為表示凹凸檢測裝置之控制手段的方塊構成圖。

圖6為將作為被加工物之半導體晶圓裝設在環狀框架上所裝設之切割膠帶的表面上之狀態的立體圖。

圖7(a)~(c)為藉由圖1所示之雷射加工機所進行的雷射加工溝形成步驟的說明圖。

圖8為凹凸檢測裝置之攝像元件所輸出之2維斷面形狀圖像的說明圖。

圖9為根據圖8所示之Y軸方向之2維斷面形狀而生成之雷射加工溝的3維形狀之說明圖。

用以實施發明之形態

以下，參照附加圖式，更詳細地說明關於凹凸檢測裝置之較佳實施形態。

在圖1中，所示為裝備有凹凸檢測裝置之作為加工機的雷射加工機之立體圖。圖1所示之雷射加工機1包含：靜止基台2、配置成可在該靜止基台2上在以箭頭符號X所表示之加工進給方向(X軸方向)上移動，且用以保持被加工物之被加工物保持機構3，及配置在靜止基台2上之作為加工手段的雷射光線照射手段之雷射光線照射單元4。

上述被加工物保持機構3具有一對導引軌道31、31、第1滑塊32、第2滑塊33、覆蓋台(cover table)35，及工作夾台36。該導引軌道31、31沿著箭頭符號X所示之X軸方向平行地配置在靜止基台2上，該第1滑塊32配置成可在該導引軌道31、31上於X軸方向上移動，該第2滑塊33配置成可在該第1滑塊32上於與X軸方向垂直相交之Y軸方向上移動，該覆蓋台35藉由圓筒構件34被支撐在該第2滑塊33上，該工作夾台36是作為被加工物保持手段。該工作夾台36具有由多孔性材料所形成之吸著夾台361，並形成為在吸著夾台361的上表面之保持面上，藉由未圖示之吸引手段保持被加工物(例如為圓板形狀之半導體晶圓)。如此構成之工作夾台36，是藉由配置在圓筒構件34內之未圖示的脈衝馬達而使其旋轉。再者，在工作夾台36上，配置有夾具362，該夾具362用以固定透過保護膠帶支撐半導體晶圓等之被加工物的環狀框架。

上述第1滑塊32在其之下表面設置有可與上述一對導引軌道31、31嵌合之一對被導引溝321、321，並且在其上表面設置有沿著Y軸方向平行地形成的一對導引軌道322、322。如此所構成之第1滑塊32，藉被導引溝321、321嵌合於一對導引軌道31、31，而構成為可沿著一對導引軌道31、31在X軸方向上移動。圖示之實施形態中的被加工物保持機構3具備：用以使第1滑塊32沿著一對導引軌道31、31在X軸方向上移動之X軸移動手段37。X軸移動手段37含有：平行地配置在上述一對導引軌道31與31之間的公螺桿371，及用以旋轉驅動該公螺桿371之脈衝馬達372等的驅動源。公螺桿371其一端受到固定於上述靜止基台2上之軸承塊373支撐成可旋轉自如，其另一端則受到上述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿371螺合於貫通母螺孔中，該貫通母螺孔是形成於突出設置在第1滑塊32之中央部下表面之未圖示的母螺塊上。因此，藉由脈衝馬達372驅動公螺桿371順時針旋轉及逆時針旋轉，就能使第1滑塊32沿著導引軌道31、31在X軸方向上移動。

本實施形態之雷射加工機1具備：用以檢測上述工作夾台36之X軸方向位置的X軸方向位置檢測手段374。X軸方向位置檢測手段374是由沿著導引軌道31所配置的線性尺規(linear scale)374a，與配置於第1滑塊32上且和第1滑塊32一起沿著線性尺規374a移動之讀取頭374b所構成。在本實施形態中，該X軸方向位置檢測手段374的讀取頭374b是每1μm將1脈衝的脈衝信號傳送至後述的控制手段。接著， 後述的控制手段是藉由計算所輸入之脈衝信號，以檢測工作夾台36的X軸方向位置。再者，在使用脈衝馬達372作為上述X軸移動手段37之驅動源的情況中，是藉由計算輸出驅動信號至脈衝馬達372之後述的控制手段的驅動脈衝，而可檢測工作夾台36的X軸方向位置。另，當使用伺服馬達作為上述X軸移動手段37的驅動源時，藉由將用以檢測伺服馬達的旋轉數之旋轉編碼器(rotary encoder)所輸出之脈衝信號傳送至後述的控制手段，且控制手段計算已輸入之脈衝信號，以檢測工作夾台36的X軸方向位置。

上述第2滑塊33是藉由在其下表面設置有與設於上述第1滑塊32之上表面之一對導引軌道322、322相嵌合之一對被導引溝331、331，且將該被導引溝331、331嵌合至一對導引軌道322、322上，而構成為可在與X軸方向垂直相交之以箭頭符號Y所表示之Y軸方向上移動。本實施形態之被加工物保持機構3具備使第2滑塊33沿著設置於第1滑塊32上之一對導引軌道322、322，在Y軸方向上移動之Y軸移動手段38。Y軸移動手段38含有平行地配置在上述一對導引軌道322與322之間的公螺桿381，與用以旋轉驅動該公螺桿381之脈衝馬達382等的驅動源。公螺桿381，其一端可自由旋轉地受到固定於上述第1滑塊32的上表面之軸承383所支撐，其另一端則受到上述脈衝馬達382的輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿381螺合於貫通母螺孔中，該貫通母螺孔形成於突出設置在第2滑塊33之中央部下表面的未圖示之母螺塊上。因此，可藉由脈衝馬達382驅動公螺桿381順時 針旋轉及逆時針旋轉，以使第2滑塊33沿著導引軌道322、322在Y軸方向上移動。

本實施形態之雷射加工機1具備：用以檢測出上述第2滑塊33之Y軸方向位置的Y軸方向位置檢測手段384。Y軸方向位置檢測手段384是由沿著導引軌道322所配置之線性尺規384a，與配置於第2滑塊33上且與第2滑塊33一起沿著線性尺規384a移動之讀取頭384b所構成。在圖示的實施形態中，該Y軸方向位置檢測手段384的讀取頭384b，是每1μm將1脈衝的脈衝信號傳送至後述的控制手段。然後後述的控制手段是藉由計算輸入之脈衝信號，以檢測工作夾台36的Y軸方向位置。再者，當使用脈衝馬達382作為上述Y軸移動手段38的驅動源時，也可藉由計算用以輸出驅動信號至脈衝馬達382之後述控制手段的驅動脈衝，以檢測工作夾台36的Y軸方向位置。又，當使用伺服馬達作為上述Y軸移動手段38的驅動源時，是藉由用以檢測伺服馬達之旋轉數的旋轉編碼器將輸出之脈衝信號傳送至後述的控制手段，且控制手段計算已輸入之脈衝信號，而檢測工作夾台36的Y軸方向位置。

上述雷射光線照射單元4具備有支撐構件41、機體外殼42、雷射光線照射手段5，及攝像手段6。該支撐構件41配置於上述靜止基台2上，該機體外殼42受到該支撐構件41所支撐且實質上水平地延伸，該雷射光線照射手段5配置於該機體外殼42上，該攝像手段6用以檢測用來進行雷射加工之加工區域。雷射光線照射手段5具備有：配置於機體 外殼42內且未圖示之具有脈衝雷射光線振盪器與重複頻率設定手段之脈衝雷射光線振盪手段，及用於將從該脈衝雷射光線振盪手段所振盪發出之脈衝雷射光線聚光並照射在工作夾台36所保持之被加工物上的加工頭51。

上述攝像手段6是與加工頭51在X軸方向的同一線上隔著預定距離而配置於機體外殼42上。該攝像手段6除了由可見光進行拍攝之一般的攝像元件(CCD)之外，還可由在被加工物上照射紅外線之紅外線照明手段、用以捕捉由該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統、用以輸出由該光學系統捕捉之紅外線所對應的電氣信號之攝像元件(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝之圖像信號傳送至後述的控制手段。

本實施形態中之雷射加工機1配置有用以檢測在工作夾台36所保持之被加工物上施行加工的加工狀態之凹凸檢測裝置7。凹凸檢測裝置7藉由配置在機體外殼42上之Z軸移動手段9而被支撐成可在Z軸方向上移動。凹凸檢測裝置7具備有由脈衝點燈光源72、第1收束透鏡73、半鏡74、色差透鏡75所構成之檢測光照射手段70。如圖2所示，該脈衝點燈光源72配置於受Z軸移動手段9支撐的裝置殼座71上，並具有預定波長範圍(例如400~800nm)的頻率，例如頻率可為10kHz，該第1收束透鏡73用以會聚該脈衝點燈光源72所發射之光線，該半鏡74用以分歧藉由該第1收束透鏡73所會聚之光，該色差透鏡75用以將在半鏡74上分歧之光聚集，以照射在工作夾台36所保持之被加工物W上。再者，上述 脈衝點燈光源72可使用氙閃光燈(xenon flash lamp)、脈衝照明白色LED等。又，如圖3所示，上述色差透鏡75作用為因應入射之光的波長，而使聚光點位置不同，且形成為例如，將波長為400nm的光聚光於P1，將波長為600nm的光聚光於P2，將波長為800nm的光聚光於P3。再者，聚光點P1至P3的距離可設定為例如100μm。

回到圖2繼續說明，本實施形態之凹凸檢測裝置7，是通過構成上述檢測光照射手段70之第1收束透鏡73而照射檢測光，且還具備有第1聚光透鏡76、光罩77、第2收束透鏡78、繞射光柵79、第2聚光透鏡80，及攝像元件81。該第1聚光透鏡76用以聚集藉由半鏡74進行反射而被導向色差透鏡75的檢測光在工作夾台36所保持之被加工物W上反射，且通過色差透鏡75及半鏡74之回授光。該光罩配置在該第1聚光透鏡76的聚光點位置，且僅讓聚集之回授光通過。該第2收束透鏡78用以會聚通過該光罩77之回授光。該繞射光柵79對應該第2收束透鏡78所會聚之回授光的波長，以進行分光。該第2聚光透鏡80用以聚集由該繞射光柵79所分光之回授光。該攝像元件81配置在第2聚光透鏡80的聚光點位置上。再者，在上述光罩77上形成有在Y軸方向上延伸之狹縫(slit)771。在圖示之實施形態中，是將該狹縫771設定成寬度(與Y軸方向垂直相交之X軸方向)為0.5mm，長度(Y軸方向)為10mm。

接著，參照圖4以說明將上述凹凸檢測裝置7支撐成可在Z軸方向上移動之Z軸移動手段9。Z軸移動手段9是 由支撐外殼91及作動手段92所構成，支撐外殼91可將上述凹凸檢測裝置7的裝置殼座71支撐成可在箭頭符號Z所示的Z軸方向(垂直於工作夾台36之保持面的方向)上移動，作動手段92使該支撐外殼91所支撐的裝置殼座71在箭頭符號Z所示之Z軸方向上移動。支撐外殼91是由上壁911、底壁912、兩側壁913，914及後壁(未圖示)所構成，兩側壁913，914朝前側突出而構成有導引軌道913a、913b。上述作動手段92包含公螺桿921及脈衝馬達922等之驅動源，公螺桿921於支撐外殼91的兩側壁913、914之間平行地配置且被上壁911與底壁912樞軸支撐成可旋轉，脈衝馬達922配置於上壁911且與公螺桿921傳動連結。如此所構成的作動手段92之公螺桿921與形成於上述裝置殼座71的後壁上所配置之母螺塊711上的貫通母螺孔711a螺合。因此，可藉由脈衝馬達922驅動公螺桿921順時針旋轉及逆時針旋轉，以使裝設有母螺塊711的裝置殼座71沿著導引軌道913a、913b在Z軸方向上移動。

本實施形態中的Z軸移動手段9具備用以檢測凹凸檢測裝置7之Z軸方向位置的Z軸方向位置檢測手段90。Z軸方向位置檢測手段90是由配置於上述導引軌道913a上之線性尺規90a，及安裝於上述凹凸檢測裝置7的裝置殼座71上且與裝置殼座71一起沿著線性尺規90a移動之讀取頭90b所構成。在圖示的實施形態中，如此所構成之Z軸方向位置檢測手段90的讀取頭90b是每1μm將1脈衝的脈衝信號傳送至後述的控制手段。

本實施形態中的凹凸檢測裝置7具備圖5所示之控制手段10，該控制手段10是根據從上述攝像元件81所輸出的圖像信號以產生圖像資訊。再者，控制手段10是形成為除了控制凹凸檢測裝置7的構成手段以外，也可控制雷射加工機1的各構成手段。控制手段10是由電腦所構成，並且具備：依照控制程式進行演算處理之中央處理裝置(CPU)101、儲存控制程式等的唯讀記憶體(ROM)102、儲存演算結果等之可讀寫的隨機存取記憶體(RAM)103、及輸入介面104和輸出介面105。對控制手段10的輸入介面104，可輸入來自上述X軸方向位置檢測手段374、Y軸方向位置檢測手段384、攝像手段6、攝像元件81、Z軸方向位置檢測手段90的讀取頭90b等的檢測信號。並且，可從控制手段10的輸出介面105輸出控制信號至上述X軸移動手段37的脈衝馬達372、Y軸移動手段38的脈衝馬達382、雷射光線照射手段5、上述Z軸移動手段9的脈衝馬達922、脈衝點燈光源72、顯示手段、印表機(printer)等的輸出手段100等。再者，上述隨機存取記憶體(RAM)103具備用以儲存藉由上述攝像元件81所生成之圖像等的存儲區域。

本實施形態中之雷射加工機1是如上述所構成，以下說明其作用。圖6中所示為將藉由上述雷射加工機1進行加工之作為被加工物的半導體晶圓20裝設在環狀框架F上所裝設之切割膠帶T的表面上之狀態的立體圖。圖6所示之半導體晶圓20是由矽晶圓所構成，於表面20a上形成有格子狀之複數條分割預定線201，且在由該複數條分割預定線 201所劃分之複數個區域中形成有IC、LSI等的器件202。

說明有關於使用上述之雷射加工機1，並沿著上述半導體晶圓20的分割預定線201照射雷射光線，且在半導體晶圓20的內部沿著分割預定線201形成雷射加工溝的雷射加工的實施形態。

首先，將已貼附半導體晶圓20之切割膠帶T側載置於上述圖1所示的雷射加工裝置1的工作夾台36上，且在該工作夾台36上隔著切割膠帶T吸引保持半導體晶圓20。如此一來，隔著切割膠帶T被吸引保持在工作夾台36上的半導體晶圓20會成為表面20a為上側。再者，已裝設有切割膠帶T之環狀框架F是藉由配置於工作夾台36上之夾具362而被固定。如此進行以將吸引保持著半導體晶圓20的工作夾台36藉由X軸移動手段37定位到攝像手段6的正下方。

如上所述，當工作夾台36定位於攝像手段6的正下方時，即可實行藉由攝像手段6及控制手段10以檢測半導體晶圓20之用來進行雷射加工的加工區域之校準(alignment)作業。也就是說，攝像手段6及控制手段10會實行用於進行形成於半導體晶圓20之預定方向上的分割預定線201，與雷射光線照射手段5的加工頭51之間的位置對齊的型樣匹配(pattern matching)等的圖像處理，以執行校準。又，對在與半導體20上所形成之預定方向垂直相交的方向上形成之分割預定線201，也同樣地執行校準。

當如上所述地進行校準後，控制手段10即可移動工作夾台36，以如圖7(a)所示，將預定之分割預定線201的 一端(在圖7(a)為左端)定位到雷射光線照射手段5之加工頭51的正下方。然後，將從加工頭51所照射之脈衝雷射光線的聚光點P對準於半導體晶圓20之表面20a(上表面)附近。其次，控制手段10從雷射光線照射手段5的加工頭51照射出對半導體晶圓20而言具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，並作動X軸移動手段37，以使工作夾台36以預定的加工進給速度，在圖7(a)中以箭頭符號X1所示之方向上移動。然後，當分割預定線201的另一端(在圖7(b)為右端)，到達加工頭51的正下方位置後，即停止由雷射光線照射手段5之脈衝雷射光線的照射，並且停止工作夾台36的移動。此結果，如圖7(b)及圖7(c)所示，在半導體晶圓20上，可沿著分割預定線201形成雷射加工溝210(雷射加工溝形成步驟)。

再者，上述雷射加工溝形成步驟，是例如在以下的加工條件下進行。

波長：355nm

重複頻率：50kHz

平均輸出功率：5W

聚光點：φ 10μm

加工進給速度：200mm/秒

接著，實施雷射加工溝確認步驟，以確認藉由實施上述雷射加工溝形成步驟所形成之雷射加工溝210被加工成何種狀態。雷射加工溝確認步驟是作動X軸移動手段37，以將保持有已實施上述雷射加工溝形成步驟之半導體晶圓20的工作夾台36，移動至凹凸檢測裝置7的下側，並且將形 成於半導體晶圓20的雷射加工溝210定位至色差透鏡75的正下方。接著，作動Z軸移動手段9，以使凹凸檢測裝置7從待機位置下降，定位至預定的檢測位置。

接著，將構成凹凸檢測裝置7的檢測光照射手段70之脈衝點燈光源72作動，以發出具有預定波長範圍(例如400~800nm)之光。脈衝點燈光源72發射之光，是透過第1收束透鏡73、半鏡74，及色差透鏡75，而朝向形成在半導體晶圓20上之雷射加工溝210進行照射。如此進行，向形成在半導體晶圓20上之雷射加工溝210照射的光，會在半導體晶圓20的表面及雷射加工溝210的壁面反射，且回授光透過色差透鏡75、半鏡74、第1聚光透鏡76、光罩77的狹縫771、第2收束透鏡78，而被導向繞射光柵79。被導向繞射光柵79的回授光，對應波長而被分光，並透過第2聚光透鏡80到達攝像元件81。攝像元件81，根據對應波長而被分光之光的光強度，而產生如圖8所示，Y軸方向(雷射加工溝210的寬度方向)，與Z軸方向(雷射加工溝210的深度方向)的2維斷面形狀，且輸出至控制手段10。實施此作業時，控制手段10會作動X軸移動手段37，且如圖8所示，在每個X軸方向位置(X1,X2,X3．…)上，求出Y軸方向(雷射加工溝210的寬度方向)與Z軸方向(雷射加工溝210的深度方向)的關係，儲存於隨機存取記憶體(RAM)103中，並輸出至輸出手段100，且使其顯示於顯示器(monitor)等的顯示手段、或藉由印表機使其列印輸出。如此進行，藉由使雷射加工溝210的2維斷面形狀，顯示於作為輸出手段100之顯示器等的顯示手段， 或藉由印表機使其印出，而可驗證雷射加工溝210的加工狀態。

其次，控制手段10將儲存於隨機存取記憶體(RAM)103中的每個X軸方向位置(X1,X2,X3．…)的Y軸方向(雷射加工溝210的寬度方向)，與Z軸方向(雷射加工溝210的深度方向)的2維斷面形狀，排列於X軸方向上，以作成如圖9所示之3維形狀，而儲存於隨機存取記憶體(RAM)103內，且輸出至輸出手段100，並使其顯示於顯示器等之顯示手段上，或利用印表機使其印出。如此進行，由於藉由取得雷射加工溝210之3維形狀，可詳細地驗證加工狀態，所以可調整加工條件，以設定適當的加工條件。

以上，雖然是根據圖示之實施形態而說明本發明，但本發明並非僅受限於上述之實施形態的發明，且可在本發明主旨的範圍內做各種變化。例如，在上述實施形態中，顯示了將本發明應用於雷射加工機之例子，但本發明也可應用於切削加工機來驗證切削溝的深度、斷面形狀，或應用於磨削加工機來驗證磨削痕跡的凹凸狀態。

36‧‧‧工作夾台

7‧‧‧凹凸檢測裝置

70‧‧‧檢測光照射手段

71‧‧‧裝置殼座

72‧‧‧脈衝點燈光源

73‧‧‧第1收束透鏡

74‧‧‧半鏡

75‧‧‧色差透鏡

76‧‧‧第1聚光鏡片

77‧‧‧光罩

771‧‧‧狹縫

78‧‧‧第2收束透鏡

79‧‧‧繞射光柵

80‧‧‧第2聚光透鏡

81‧‧‧攝像元件

W‧‧‧被加工物

Y‧‧‧方向

Claims (3)

1. 一種凹凸檢測裝置，用以檢驗被加工物保持手段所保持之被加工物之凹凸，其特徵在於該凹凸檢測裝置包含：脈衝點燈光源，用以發出具有預定波長範圍之光；第1收束透鏡，用以會聚該脈衝點燈光源所發出之光；半鏡，用以分歧由該第1收束透鏡所會聚之光；色差透鏡，用以將在該半鏡分歧之光聚集，以照射在該被加工物保持手段所保持之被加工物上；第1聚光透鏡，用以聚集在該被加工物保持手段所保持之被加工物上反射且通過該色差透鏡及該半鏡之回授光；光罩，配置於該第1聚光透鏡之聚光點位置上，且僅讓被聚集之回授光通過；第2收束透鏡，用以會聚通過該光罩之回授光；繞射光柵，對應由該第2收束透鏡所會聚之回授光的波長以進行分光；第2聚光透鏡，用以聚集由該繞射光柵所分光之回授光；攝像元件，配置於該第2聚光透鏡之聚光點位置上；控制手段，具備用以儲存由該攝像元件所生成之圖像的記憶體；以及 輸出手段，用以顯示儲存於該控制手段的記憶體中之圖像，其中，將用以檢測該被加工物保持手段所保持之被加工物的凹凸之檢測區域的寬度方向設為Y軸方向，並將長邊方向設為X軸方向時，該光罩具有在Y軸方向上延伸之狹縫，該攝像元件是根據通過形成於該光罩之狹縫的回授光，而產生Y軸方向之2維斷面形狀。
2. 如請求項1之凹凸檢測裝置，其中，該控制手段是在X軸方向上移動該被加工物保持手段，並將Y軸方向的2維斷面形狀儲存於記憶體中，且將儲存於該記憶體中之Y軸方向的2維斷面形狀排列在X軸方向上，以形成3維形狀。
3. 如請求項1或2之凹凸檢測裝置，其配置於加工機上，且該加工機具備用以對該被加工物保持手段所保持之被加工物施行加工的加工手段，及使該被加工物保持手段與該加工手段在X軸方向上相對地進行加工進給之加工進給手段。