JP6961306B2 - 検査器、液体供給装置、及び保護膜被覆装置 - Google Patents

Description

本発明は、管路に流れる液体を検査する検査器と、該検査器を備える液体供給装置と、該液体供給装置を備える保護膜被覆装置と、に関する。

半導体ウェーハや板状の基板等の被加工物を加工する加工ユニットを備える加工装置では、該被加工物や該加工ユニットに各種の液体や液状混合物が供給される。該加工装置は、該液体等の供給源と、該液体等を吐出する吐出口と、該供給源及び該吐出口を接続する管路と、を備える液体供給装置（液体供給ユニット）を含む。該加工装置では、該加工装置を適切に稼働させるために、所定の温度及び濃度の該液体等が所定の流量及び流速で該管路に流される。

該管路に流れる該液体等の流量及び流速を測定する測定器として、該管路に配設される超音波流量計が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。該超音波流量計は、該管路内を流れる測定対象となる該液体等の中に超音波を伝播させ、上流側から下流側に伝播する超音波の速度と、下流側から上流側に伝播する超音波の速度と、を比較することで該液体等の流速を測定し、該流速から流量を算出する。

ところで、該加工装置で使用される該液体等は、例えば、純水、または、酸性溶液、アルカリ溶液、その他の溶液等の液体である。該液体には、スラリー（懸濁液）等の固体粒子を分散させた液状混合物も含まれる。

また該液体は、例えば、該被加工物をレーザ加工する際に発生するデブリ等により該被加工物の表面が汚染されるのを防止するために該表面に塗布される液状樹脂である。液状樹脂が保護膜被覆装置で被加工物の表面に塗布されると、液状樹脂でなる保護膜が被加工物の表面に形成される。このような各種の液体を使用する加工装置が知られている（特許文献３及び特許文献４参照）。

特開２０１１−７７６３号公報 特開２０１５−２０６５９３号公報 特開２００３−２５７９０５号公報 特開２０１０−１９４６７２号公報

該液体供給装置の該管路に流れる該液体には気泡が混入することがある。該管路に流れる該液体に気泡が混入すると、該加工装置の所定の箇所に所定の条件で該液体を供給できない場合がある。また、該液体に気泡が混入すると、該液体の流速、流量等を検査器で正しく計測できず、該液体の流速や流量等を正しく制御できない場合がある。

また、該被加工物の表面に塗布される該液状樹脂が該管路に流れる保護膜被覆装置では、該液状樹脂に気泡が混入すると該被加工物上に形成される保護膜にも気泡が残る。保護膜に気泡が存在すると、該保護膜の気泡部分にレーザビームが照射されたり、レーザ加工により発生したデブリが該気泡部分に到達したりする場合がある。すなわち、該被加工物の表面が適切に保護されなくなる。

そのため、該管路に流れる液体に気泡が混入した場合に該気泡をいち早く検出したい、との需要がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、管路に流れる液体中の気泡の有無を検査できる検査器と、該検査器を備える液体供給装置と、該液体供給装置を備える保護膜被覆装置と、を提供することである。

本発明の一態様によると、液体の流路となる管路に配設される検査器であって、該管路の上流側と、下流側と、に配設された２つの超音波振動子と、該２つの超音波振動子に電気的に接続された制御部と、を備え、該制御部は、振幅算出部と、判定部と、振幅範囲登録部と、伝播時間算出部と、伝播時間範囲登録部と、を有し、該液体には、物質が溶解又は分散しており、振幅算出部は、該２つの超音波振動子の一方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する第１の超音波を該２つの超音波振動子の他方で観測することで得られた波形情報から該第１の超音波の振幅を算出し、該伝播時間算出部は、該２つの超音波振動子の該一方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する該第１の超音波を該２つの超音波振動子の該他方で観測することで得られた波形情報から該第１の超音波の伝播時間を算出し、該２つの超音波振動子の該他方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する第２の超音波を該２つの超音波振動子の該一方で観測することで得られた波形情報から該第２の超音波の伝播時間を算出し、該第１の超音波の伝播時間と、該第２の超音波の伝播時間と、を平均して平均伝播時間を算出し、該振幅範囲登録部には、気泡が混入した該液体中を伝播する超音波の振幅の範囲が登録されており、該伝播時間範囲登録部には、所定の濃度ではない濃度で物質が溶解又は分散した該液体中を伝播する超音波の平均伝播時間の範囲が登録されており、該判定部は、該振幅算出部が算出した該第１の超音波の振幅が該振幅範囲登録部に登録された該振幅の範囲内である場合に、該液体に気泡が混入したと判定し、該判定部は、該液体に気泡が混入したと判定されず、該伝播時間算出部が算出した該平均伝播時間が該伝播時間範囲登録部に登録された該平均伝播時間の範囲内である場合に、該液体の濃度が所定の濃度ではないと判定することを特徴とする検査器が提供される。

本発明の一態様において、該液体の温度を測定する液体温度測定器をさらに有し、該液体温度測定器は、該管路を流れる液体の温度を測定し、該液体の温度を該判定部に伝達し、該判定部は、該液体の温度を参照して判定の内容を補正してもよい。

本発明の他の一態様によると、液体の流路となる管路に配設される検査器であって、該管路の上流側と、下流側と、に配設された２つの超音波振動子と、該２つの超音波振動子に電気的に接続された制御部と、を備え、該液体の温度を測定する液体温度測定器をさらに有し、該制御部は、振幅算出部と、判定部と、振幅範囲登録部と、を有し、振幅算出部は、該２つの超音波振動子の一方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する第１の超音波を該２つの超音波振動子の他方で観測することで得られた波形情報から該第１の超音波の振幅を算出し、該振幅範囲登録部には、気泡が混入した該液体中を伝播する超音波の振幅の範囲が登録されており、該判定部は、該振幅算出部が算出した該第１の超音波の振幅が該振幅範囲登録部に登録された該振幅の範囲内である場合に、該液体に気泡が混入したと判定し、該液体温度測定器は、該管路を流れる液体の温度を測定し、該液体の温度を該判定部に伝達し、該判定部は、該液体の温度を参照して判定の内容を補正することを特徴とする検査器が提供される。

また、該管路と、該管路の一端に接続された該液体の供給源と、該液体の供給源から該管路の他端に該液体を供給するポンプと、該管路に設置された本発明の一態様に係る検査器と、を備える液体供給装置もまた本発明の一態様の一態様である。さらに、ウェーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、ウェーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハの表面に該液状樹脂を供給する本発明の一態様に係る液体供給装置と、を備えることを特徴とする保護膜被覆装置もまた本発明の一態様である。

本発明の一態様に係る検査器は、検査対象となる液体が流れる管路に配設される。該検査器は、該管路の上流側及び下流側に設けられた２つの超音波振動子と、該２つの該超音波振動子に電気的に接続された制御部と、を有する。該検査器では、一方の超音波振動子で超音波を発生させ、管路に流れる液体中を伝播する該超音波を他方の超音波振動子に観測させる。振幅算出部は、観測された該超音波の振幅を算出する。

該管路に流れる液体に気泡が混入すると、該液体中を伝播する超音波の伝達経路がその分減少し、観測される超音波の振幅が低下する。本発明の一態様に係る検査器の制御部が備える振幅範囲登録部は、気泡が混入した該液体中を伝播する超音波の振幅の範囲が登録されている。そして、該制御部が有する判定部は、該振幅算出部が算出した該超音波の振幅が該振幅範囲登録部に登録された該振幅の範囲内である場合に、該液体に気泡が混入したと判定する。

そのため、例えば、本発明の一態様に係る検査器を液体供給装置に組み込むと、該液体供給装置の管路における気泡の混入を検出できる。

したがって、本発明の一態様によると、管路に流れる液体中の気泡の有無を検査できる検査器と、該検査器を備える液体供給装置と、該液体供給装置を備える保護膜被覆装置と、が提供される。

液体供給装置を模式的に示す図である。 管路に配設される検査器を模式的に示す図である。 図３（Ａ）は、超音波振動子で観測される超音波の波形の一例を模式的に示すチャートであり、図３（Ｂ）は、振幅の異なる２つの超音波の波形を模式的に示すチャートである。 液体供給装置を備える加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図５（Ａ）は、液状樹脂塗布ユニットによる液状樹脂の塗布を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、レーザ加工ユニットによるウェーハのレーザ加工を模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る検査器は、例えば、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置において、加工ユニットや該被加工物等に各種の液体を供給する液体供給装置に組み込まれる。該液体供給装置は、該液体の送液路となる管路を備え、該検査器は該管路に配設される。該検査器は、該管路を流れる液体中への気泡の混入の有無を検査できる。

該液体は、例えば、純水、酸性溶液、アルカリ溶液、その他の溶液等である。該液体には、スラリー（懸濁液）等の固体粒子を分散させた液状混合物も含まれる。または、該液体は、後述の水溶性の液状樹脂である。アルカリ溶液は、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、又は、炭酸水素カリウムのいずれか一または複数が溶解した溶液である。

次に、液体を所定の箇所に供給するための管路と、該検査器と、が備えられた液体供給装置の一例について、図１を用いて説明する。図１は、液体供給装置２を模式的に示す図である。該液体供給装置２は、該管路１２と、該管路１２の一端に接続された該液体の供給源１４と、該液体の供給源１４から該管路１２の他端に該液体を供給するポンプ１６と、を備える。該液体供給装置２は、例えば、加工装置で加工されるウェーハ１０に該液体の供給源１４に収容された液体８を供給する機能を有する。

該管路１２の該他端に設けられる液体吐出部６は、該ウェーハ１０等の被加工物を保持するチャックテーブル４の上方に配設される。該液体吐出部６は、該管路１２を通じて該液体の供給源１４から供給された液体８を該チャックテーブル４に保持されたウェーハ１０等に吐出する機能を有する。該液体吐出部６は、該ウェーハ１０等の表面に液体８として、例えば、水溶性の液状樹脂を供給する。

表面に複数のデバイスが形成されたウェーハ１０を該デバイス毎に分割すると、複数のデバイスチップを形成できる。該ウェーハ１０を分割する際には、該ウェーハ１０が吸収性を有する波長のレーザビームを該ウェーハ１０の所定の加工予定位置に照射して、アブレーション加工によりウェーハ１０に加工溝を形成する。該ウェーハ１０をアブレーション加工するとデブリと呼ばれる加工屑が発生して該ウェーハ１０の表面に飛散するが、該ウェーハ１０の表面にデブリが付着すると、除去するのは容易ではない。

そこで、アブレーション加工を実施する前に予め該水溶性の液状樹脂を該ウェーハ１０の表面に供給し、該ウェーハ１０の表面に保護膜を形成する。すると、アブレーション加工で発生するデブリは該保護膜上に付着するため、該ウェーハ１０にはデブリが直接付着しない。その後、水を含む洗浄液で該ウェーハ１０の表面を洗浄すると、該保護膜ごとデブリが洗い流されるため、該ウェーハ１０の表面にデブリが残存しにくくなる。すなわち、該ウェーハ１０の表面は、該保護膜によりデブリから保護される。

該液状樹脂等の液体８が流れる該管路１２では、該液体８中に気泡が混入する場合がある。気泡が混入した液体８が該ウェーハ１０に供給されて保護膜が形成されると、該保護膜にも気泡が残る。保護膜の気泡部分にレーザビームが照射されたり、レーザ加工により発生したデブリが該気泡部分に到達したりすると、デブリがウェーハ１０の表面に付着してしまう。すなわち、該管路１２を流れる液体８中に気泡が混入すると、該保護膜で該ウェーハ１０の表面を適切に保護できなくなる。

また、該管路１２に該液状樹脂以外の液体を流す場合にも、該管路１２を流れる液体８中に気泡が混入する場合がある。該液体８中に気泡が混入すると、該液体８の流速、流量等を流量計等で正しく計測できず、該液体８の流速や流量等を正しく制御できない場合がある。また、物質が溶解又は分散した液体８に気泡が混入すると、該管路１２を流れる該液体８の濃度を高い精度で測定できなくなる場合がある。

そこで、該管路１２に本実施形態に係る検査器１８を配設する。該検査器１８は、該管路１２内を流れる液体８を検査し、該液体８に気泡が混入した際に該気泡の混入を検出する機能を有する。以下、該検査器１８について詳述する。

該検査器１８は、液体８が流れる該管路１２の上流側と、下流側と、に配設された２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂと、該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂに電気的に接続された制御部２４と、を備える。図２は、管路１２に配設される検査器１８を模式的に示す断面図である。図２には、該制御部２４の構成例が模式的に示されている。

２つの該超音波振動子２２ａ，２２ｂは、超音波を発生させて管路１２を流れる液体８中に該超音波を伝播させることができる。また、該超音波振動子２２ａ，２２ｂは、該超音波振動子２２ａ，２２ｂに伝播した超音波を観測することができる。

例えば、該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの一方に超音波を発生させると、管路１２を流れる液体８に該超音波が伝播する。該液体中に伝播する超音波を該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの他方で観測できる。同様に、該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの該他方に超音波を発生させると、該超音波を該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの該一方で観測できる。

該検査器１８は、さらに、該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂに電気的に接続された制御部２４を有する。該制御部２４は検査器１８による超音波の計測を制御する。該制御部２４は、該２つの該超音波振動子２２ａ，２２ｂに電気的に接続された切り替え部２６を有する。該切り替え部２６は、超音波を発生させる超音波振動子２２ａ，２２ｂと、該超音波を観測させる超音波振動子２２ａ，２２ｂと、を切り替える機能を有する。

該切り替え部２６は、電源２８に電気的に接続されており、該電源２８を２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの一方に接続して該超音波振動子に超音波を発生させる。また、該切り替え部２６は増幅器３０に電気的に接続されており、２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの他方を該増幅器３０に接続する。該超音波振動子の他方に到達した該超音波は波形情報を含む電気信号に変換され、該電気信号は該増幅器３０に送られる。該電気信号には、例えば、該超音波が電圧値に変換された波形情報が含まれる。

該増幅器３０は、該検査器１８の算出部３２に電気的に接続されており、該波形情報を含む電気信号を増幅して該算出部３２に送る。該算出部３２は、振幅算出部３４と、判定部３６と、振幅範囲登録部３８と、伝播時間算出部４０と、伝播時間範囲登録部４２と、該液体８の温度を測定する液体温度測定器４４に接続された液体温度算出部４６と、を備える。該増幅器３０で増幅された波形情報を含む電気信号は、算出部３２の該振幅算出部３４と、該伝播時間算出部４０と、に伝達される。

該伝播時間算出部４０は、該２つの超音波振動子の一方で発生し該管路１２に流れる液体８中を伝播する超音波（第１の超音波）を該２つの超音波振動子の他方で観測することで得られた波形情報から、該超音波の伝播時間を第１の伝播時間として算出する。さらに、該伝播時間算出部４０は、該２つの超音波振動子の該他方で発生し該管路１２に流れる液体８中を伝播する超音波（第２の超音波）を該２つの超音波振動子の該一方で観測することで得られた波形情報から、該超音波の伝播時間を第２の伝播時間として算出する。

図３（Ａ）は、２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂで観測される超音波の波形の一例を模式的に示すチャートである。図３（Ａ）には、上流側の超音波振動子で発生し下流側の超音波振動子で観測される超音波の波形４８の一例が模式的に示されている。また、図３（Ａ）には、下流側の超音波振動子で発生し上流側の超音波振動子で観測される超音波の波形５０の一例が模式的に示されている。

該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂは圧電素子を含み、該超音波振動子２２ａ，２２ｂに到達した超音波は該圧電素子により超音波の振幅を反映した電圧の電気信号に変換される。例えば、該チャートの横軸は超音波の伝播時間を表し、該チャートの縦軸は超音波の振幅（強度）を表す観測電圧値である。

管路１２に流れる液体８は上流側から下流側に所定の流速で流れているため、管路１２に流れる液体８中を伝播する超音波の速度は該液体８の流れの影響を受ける。例えば、上流側から下流側に伝播する超音波の伝播速度は、静止する該液体８中を伝播する超音波の伝播速度よりも速く、下流側から上流側に伝播する超音波の伝播速度は、静止する該液体８中を伝播する超音波の伝播速度よりも遅い。

そのため、第１の伝播時間５２は、第２の伝播時間５４よりも小さくなる。管路１２に流れる液体８の流速が速くなる程該液体８中を伝播する超音波の伝播時間の差が大きくなる。該伝播時間算出部４０は、算出した該第１の伝播時間５２と、該第２の伝播時間５４と、の平均を平均伝播時間５６として算出する。該伝播時間算出部４０は該判定部３６に接続されており、算出した該平均伝播時間５６を該判定部３６に伝達する。

管路１２に物質が溶解又は分散した液体８が流れる場合に、該液体８中を伝播する超音波の伝播速度は該液体８の濃度によって変化するため、液体８中を伝播する超音波の伝播時間を監視することで該液体８の濃度の異常の発生を検出できる。伝播時間範囲登録部４２には、所定の濃度ではない濃度で物質が溶解又は分散した該液体８中を伝播する超音波の伝播時間の範囲、例えば、該平均伝播時間５６の範囲が登録されている。

該伝播時間範囲登録部４２は、所定の濃度ではない濃度で物質が溶解又は分散した該液体８中を伝播する該超音波の登録された伝播時間の範囲を該判定部３６に伝達する。該平均伝播時間５６が該伝播時間範囲登録部４２に登録された該伝播時間の範囲にある場合、該判定部３６は該液体８の濃度が所定の濃度ではなく、該液体８の濃度に異常が生じたと判定できる。

なお、該伝播時間範囲登録部４２に登録される超音波の伝播時間の範囲は、該液体８の濃度が異常である場合の該超音波の伝播時間の範囲に限らない。該伝播時間範囲登録部４２には、例えば、該液体８の濃度が正常である場合の超音波の伝播時間の範囲が登録され、該伝播時間範囲登録部４２は該判定部３６に該超音波の伝播時間の範囲を伝達してもよい。この場合、該判定部３６は、該平均伝播時間５６が該伝播時間の範囲から逸脱する場合に該液体８の濃度が所定の濃度ではなく該液体８に異常が生じたと判定する。

また、該伝播時間範囲登録部４２に登録される超音波の伝播時間の範囲は、該平均伝播時間５６ではなく、第１の伝播時間５２又は第２の伝播時間５４の正常時又は異常時の範囲が登録されていてもよい。管路１２に該液体８を流すポンプ１６により該液体８の流速が決まるため、該ポンプ１６の稼働状況により該液体８の流速が判明する場合、該液体８の該流速を考慮に入れて該液体８の異常の発生を検出できる。

なお、該液体８中を伝播する超音波の伝播速度は該液体８の温度によっても変化するため、判定時に該液体８の温度も考慮されると該液体の異常を高い精度で検知できる。該液体８の温度は、該液体温度測定器４４により測定される。該液体温度測定器４４は、例えば、温度計である。該液体温度算出部４６は、該液体温度測定器４４に管路１２を流れる液体８の温度を測定させ、得られた該液体８の温度を該判定部３６に伝達する。

該液体温度測定器４４は、例えば、該管路１２の外表面に配設される。その場合、外部環境による影響を抑制するために該液体温度測定器４４を断熱材等で覆うことが好ましい。また、該液体温度測定器４４は、該管路１２に配設されていなくてもよく、例えば、液体の供給源１４や、液体吐出部６に配設されていてもよい。

なお、該液体８の温度の測定は、２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂと、制御部２４により超音波を利用して実施してもよい。例えば、該制御部２４は、該管路１２を流れる液体８中を伝播する超音波を測定することで該超音波の伝播速度を算出し、該伝播速度から該液体８の温度を算出する。

振幅算出部３４は、該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの該一方で発生し該管路１２に流れる液体８中を伝播する該超音波を該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの該他方で観測することで得られた該波形情報から該超音波の振幅を算出する。該振幅算出部３４は、該判定部３６に接続されており、算出した該超音波の振幅を該判定部３６に伝達する。

なお、振幅算出部３４は、該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの該他方で発生し該管路１２に流れる液体８中を伝播する該超音波を該２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂの該一方で観測することで得られた該波形情報から該超音波の振幅を算出してもよい。また、該振幅算出部３４は、観測された２つの該超音波の振幅の平均を超音波の振幅として算出してもよい。

図３（Ｂ）は、振幅の異なる２つの超音波の波形を模式的に示すチャートである。ここで、該超音波の振幅は、観測された該超音波の強度（電圧値）の絶対値の最大値とする。例えば、該図３（Ｂ）では、上側に示す超音波の波形５８における振幅６２ａは、下側に示す超音波の波形６０における振幅６２ｂよりも大きい。

該管路１２に流れる液体８中に気泡２０が混入すると、該液体８中を伝播する超音波の伝播経路が少なくなるため、該液体８中に気泡２０が発生していない場合と比較して振幅算出部３４で算出される該超音波の振幅は小さくなる。そのため、該振幅算出部３４で算出される該超音波の振幅を監視することで、該液体８中の気泡２０の混入を検出できる。

該振幅範囲登録部３８は、気泡２０が混入した該液体８中を伝播する該超音波の振幅の範囲が登録されており、該判定部３６に該超音波の振幅の範囲を伝達する。すると、該液体８に気泡が混入した際に、該判定部３６は該気泡の混入を検知できる。

なお、該振幅範囲登録部３８に登録される超音波の振幅の範囲は、気泡２０が混入した該液体８中を伝播する超音波の振幅の範囲に限らない。該振幅範囲登録部３８には、例えば、気泡２０が混入していない該液体８中を伝播する超音波の振幅の範囲が登録され、該振幅範囲登録部３８は該判定部３６に該超音波の振幅の範囲を伝達してもよい。この場合、該判定部３６は、管路１２を流れる液体８中を伝播する超音波の振幅が該超音波の振幅の範囲から逸脱する場合に該液体８の気泡が混入したことを検知する。

該判定部３６は、該振幅算出部３４と、該振幅範囲登録部３８と、該伝播時間算出部４０と、該伝播時間範囲登録部４６と、該液体温度算出部４６と、に接続されている。

該判定部３６には、管路１２を流れる液体８中を伝播する超音波の振幅が該振幅算出部３４から伝達され、気泡２０が混入している該液体８中を伝播する超音波の振幅の範囲が該振幅範囲登録部３８から伝達される。該判定部３６は、該振幅算出部３４から伝達された該振幅が該振幅範囲登録部３８から伝達された該範囲内であるか否かを判定し、該振幅が該範囲内である場合に該液体８に気泡が混入したと判定する。本実施形態に係る検査器１８は、このように管路１２を流れる液体８中の気泡の発生を検出できる。

該判定部３６は、例えば、該液体供給装置２が組み込まれた加工装置の制御部や表示部等に接続されており、液体８中の気泡の混入が検出されたときに該加工装置のオペレータに該気泡の混入を報知し、または、該加工装置の稼働を停止させる。そのため、液体８に気泡が混入したまま該液体吐出部６等から該液体８が供給されるのを防止できる。

また、該判定部３６には、該伝播時間算出部４０から管路１２を流れる液体８中を伝播する超音波の平均伝播時間が伝達され、該伝播時間範囲登録部４６から所定の濃度ではない濃度で物質が溶解又は分散した該液体８中を伝播する超音波の伝播時間の範囲が伝達される。該判定部３６は、該伝播時間算出部４０から伝達された該超音波の平均伝播時間５６が該伝播時間範囲登録部４６から伝達された該範囲内であるか否かを判定する。そして、該平均伝播時間５６が該範囲内である場合に該液体８の濃度が異常であると判定する。

該判定部３６には、該液体温度算出部４６から該液体８の温度が伝達される。該液体８中を伝播する超音波の伝播速度は該液体８の濃度だけでなく温度により変化するため、該判定部３６は、該液体８の温度を考慮に入れて該液体８の濃度の異常の有無を判定する。

該液体８中に気泡が混入している場合、該液体８中を伝播する超音波を観測しても該液体８の濃度の異常を正しく検知できない場合がある。本実施形態に係る検査器１８では、該液体８中に気泡が混入していないことを確認した上で該濃度の異常の有無を判定できるため、該濃度異常検知の精度をより高めることができる。

該液体８の濃度の異常が検知された場合、該判定部３６はその旨を該液体供給装置２が組み込まれた該加工装置の制御部又は表示部に伝達し、該加工装置のオペレータに該濃度の異常を報知し、また、該加工装置の稼働を停止させる。

なお、該管路１２を流れる該液体８の種別が誤っている場合や該液体８が劣化している場合等、該液体８に濃度以外の異常が生じた場合でも該液体８中を伝播する超音波の伝播速度にその影響が現れる場合がある。該判定部３６は、同様に該濃度以外の異常の発生を検知してもよい。また、物質等が溶解又は分散していない純粋な液体８である場合でも、超音波の伝播速度の異常を検出して異物の混入や液体の種別の誤りを検出してもよい。

次に、本実施形態に係る検査器１８が配設される液体供給装置２が組み込まれる加工装置の例について説明する。該加工装置は、例えば、半導体等でなるウェーハをレーザビームにより加工するレーザ加工装置である。図４は、該液体供給装置２を備える加工装置の一例としてレーザ加工装置６４を模式的に示す斜視図である。

該レーザ加工装置６４の各構成要素を支持する装置基台６６の角部にはカセット載置台６８が設けられている。該カセット載置台６８には、レーザ加工を実施する前のウェーハ１０を収容するカセット７０が載せられる。該レーザ加工装置６４は、ガイドレール７２と、図示しない搬入出装置と、を備え、該搬入出装置は該ウェーハ１０を該ガイドレール７２に沿って該カセット７０から搬出する。

該装置基台６６上面には、該ウェーハ１０を保持するチャックテーブル８８と、該チャックテーブル８８を移動させる移動機構と、該チャックテーブル８８の上方に配設されたレーザ加工ユニット９４と、を備える。

該装置基台６６の上面には、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール７４と、Ｙ軸ボールねじ７８と、Ｙ軸パルスモータ８０と、を備えており、Ｙ軸ガイドレール７４には、Ｙ軸移動プレート７６がスライド可能に取り付けられている。

Ｙ軸移動プレート７６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、該Ｙ軸ガイドレール７４に平行な該Ｙ軸ボールねじ７８が螺合されている。Ｙ軸ボールねじ７８の一端部には、該Ｙ軸パルスモータ８０が連結されている。該Ｙ軸パルスモータ８０で該Ｙ軸ボールねじ７８を回転させると、Ｙ軸移動プレート７６はＹ軸ガイドレール７４に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動プレート７６の上面には、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール８２と、Ｘ軸ボールねじ８６と、Ｘ軸パルスモータ（不図示）と、を備えており、Ｘ軸ガイドレール８２には、Ｘ軸移動プレート８４がスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動プレート８４の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、該Ｘ軸ガイドレール８２に平行な該Ｘ軸ボールねじ８６が螺合されている。Ｘ軸ボールねじ８６の一端部には、該Ｘ軸パルスモータが連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールねじ８６を回転させると、該チャックテーブル８８を支持するＸ軸移動プレート８４はＸ軸ガイドレール８２に沿ってＸ軸方向に移動する。

該Ｘ軸移動プレート８４に支持された該チャックテーブル８８の上面は、該ウェーハ１０を保持する保持面となる。該チャックテーブル８８は、一端が該チャックテーブル８８の該保持面に通じ、他端が図示しない吸引源に接続された吸引路（不図示）を内部に備える。該保持面の外周側には、該ウェーハ１０を把持するクランプ９０が設けられている。該保持面上にウェーハ１０を載せ該吸引源を作動させると、該ウェーハ１０に負圧が作用し該ウェーハ１０がチャックテーブル８８に吸引保持される。

該チャックテーブル８８は、例えば、Ｘ軸方向に加工送りされ、該Ｙ軸方向に割り出し送りされる。さらに、該チャックテーブル８８は、該保持面に垂直な軸の周りに回転でき、該チャックテーブル８８に保持されたウェーハ１０の該レーザ加工ユニット９４に対する移動方向を切り替えられる。

装置基台６６の後部には支持部９２が立設されており、該支持部９２の前面には該レーザ加工ユニット９４が配設されている。該レーザ加工ユニット９４は加工ヘッド９６を備え、該ウェーハ１０が吸収性を有する波長のレーザビームを発振して該加工ヘッド９６から該チャックテーブル８８に保持された該ウェーハ１０に該レーザビームを照射する機能を有する。

レーザビームをウェーハ１０に照射しながら該ウェーハ１０をＸ軸方向に移動させると、該ウェーハ１０がアブレーション加工されて、該ウェーハ１０の表面にＸ軸に沿った加工溝が形成される。

該装置基台６６の該カセット載置台６８の近傍にはレーザ加工後のウェーハ１０の表面を洗浄する洗浄ユニット１００が設けられている。該洗浄ユニット１００は、レーザ加工が実施されたウェーハ１０の表面に洗浄液を供給し、該レーザ加工で生じるデブリと呼ばれる加工屑を次に説明する水溶性の液状樹脂で形成された保護膜ごと除去する。

該洗浄ユニット１００の近傍には液状樹脂塗布ユニット９８が設けられている。該液状樹脂塗布ユニット９８は、レーザ加工を実施する前のウェーハ１０の表面に水溶性の液状樹脂を塗布して該ウェーハ１０の表面に保護膜を形成する保護膜被覆装置である。該保護膜は、該ウェーハ１０の表面を被覆し、レーザ加工により生じるデブリが該ウェーハ１０の表面に直接付着するのを防止する。

該液状樹脂塗布ユニット９８は、該ウェーハ１０を保持するチャックテーブル４と、該チャックテーブル４に保持されたウェーハの表面に該水溶性の液状樹脂を供給する液体供給装置２と、を備える。該チャックテーブル４は、上述のチャックテーブル８８と同様に構成される。

液体供給装置２は、該装置基台６６の内部に収容されており、該液状樹脂塗布ユニット９８に供給される水溶性の液状樹脂を収容する液体の供給源１４と、該液体の供給源１４及び該液状樹脂塗布ユニット９８に接続された管路１２と、ポンプ１６（図１参照）と、を備える。

該液体供給装置２は、該チャックテーブル４の上方に配された液体吐出部６をさらに備える。該水溶性の液状樹脂は、ポンプ１６の機能により該管路１２を通じて該液体の供給源１４から該液体吐出部６に供給され、該液体吐出部６から該チャックテーブル４に保持されたウェーハ１０の表面に供給される。

該液体供給装置２の該管路１２には本実施形態に係る検査器１８が設けられため、該管路１２を流れる該水溶性の液状樹脂中に気泡が混入した場合でも該混入を検出できる。そのため、該ウェーハ１０の表面に気泡が混入した該水溶性の液状樹脂が供給されるのを防止できる。

また、該装置基台６６は、該洗浄ユニット１００に純水等の洗浄液を供給する他の液体供給装置を備えてもよい。該他の液体供給装置は、例えば、該液状樹脂塗布ユニット９８に接続された該液体供給装置２と同様に本実施形態に係る検査器１８を備えても良い。

ここで、該液状樹脂塗布ユニット９８で実施される該液状樹脂の塗布について図５（Ａ）を用いて説明する。図５（Ａ）は、液状樹脂塗布ユニット９８による液状樹脂の塗布を模式的に示す断面図である。

図５（Ａ）に示す通り、該ウェーハ１０の裏面１０ｂには、例えば、金属等で形成された環状のフレーム１０ｄの開口部に張られたテープ１０ｃが貼着される。該ウェーハ１０は、該環状のフレーム１０ｄと、該テープ１０ｃと、と一体となったフレームユニットの状態で該カセット７０に収容され、該カセット７０から搬出されて加工される。

該カセット７０から該ウェーハ１０を搬出した後、該ウェーハ１０の裏面１０ｂ側を下方に向け、該液状塗布ユニット９８の該チャックテーブル４の上に該テープ１０ｃを介して該ウェーハ１０を載せる。該チャックテーブル４の吸引源を作動させて該ウェーハ１０を吸引させるとともに該チャックテーブル４のクランプに該フレーム１０ｄを把持させることで、該チャックテーブル４に該ウェーハを保持させる。すると、該ウェーハ１０の表面１０ａが上方に露出する。

次に、該ウェーハ１０の上方に液体吐出部６を配設し、該チャックテーブル４を該ウェーハ１０の表面１０ａに垂直な軸の周りに回転させ、該液体吐出部６から液体８として水溶性の液状樹脂を吐出させる。すると、該ウェーハ１０ａの表面に該水溶性の液状樹脂が塗布されて保護膜が形成される。

次に、レーザ加工装置６４のレーザ加工ユニット９４におけるレーザ加工について図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ｂ）は、レーザ加工ユニット９４によるウェーハ１０のレーザ加工を模式的に示す断面図である。保護膜が形成されたウェーハ１０は、レーザ加工ユニット９４の下方のチャックテーブル８８（図４参照）上に搬送され、該チャックテーブル８８により保持される。

図５（Ｂ）に示す通り、該ウェーハ１０の表面には、複数のデバイス１０ｅが設けられており、該デバイス１０ｅの上面を含む該ウェーハ１０の表面１０ａは、該水溶性の液状樹脂で形成された保護膜１０２で覆われている。隣接する２つの該デバイス１０ｅ間の領域はストリートと呼ばれ、該ウェーハ１０には該ストリートに沿って加工ヘッド９６からレーザビームが照射される。すると、該ストリートに沿ってウェーハ１０がアブレーション加工されて、該ストリートに沿った加工溝１０４がウェーハ１０に形成される。

該液体供給装置２により該表面１０ａに液体８が塗布されて、該表面１０ａに保護膜１０２が形成されていると、該ウェーハ１０がアブレーション加工されてデブリ１０ｆと呼ばれる加工屑が飛散しても、該デブリ１０ｆは該表面１０ａに直接付着しない。特に、本実施形態に係る検査器１８を備える液体供給装置２は気泡が混入していない液状樹脂を該表面１０ａに供給できるため、形成された保護膜１０２にも該気泡が残存しない。そのため、該表面１０ａが該保護膜１０２により該デブリ１０ｆから適切に保護される。

該ウェーハ１０のレーザ加工が完了した後、洗浄ユニット１００に該ウェーハ１０を搬入して該ウェーハ１０を洗浄すると、該デブリ１０ｆは該保護膜１０２ごと洗い流されるため、該ウェーハ１０の表面１０ａには該デブリ１０ｆが残らない。

加工装置等に備えられた管路１２には、該管路１２を流れる液体８の流量等を測定するための超音波流量計が設けられる場合がある。本実施形態に係る検査器１８は、２つの超音波振動子２２ａ，２２ｂと、制御部２４と、で構成されるため、該超音波流量計の機能を併せ持つこともできる。そのため、本実施形態に係る検査器１８を該超音波流量計に代えて該管路１２に配設することで、該検査器１８を取り付けるための空間を節約でき、また、該検査器１８の導入費用を抑制できる。

なお、本発明は、上記の実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。本発明の一態様は、加工装置に備えられた液体供給装置の管路に配設される検査器であるが、該検査器が配設される液体供給装置及び該液体供給装置が備えられる加工装置もまた本発明の一態様である。さらに、水溶性の液状樹脂を供給して保護膜を形成する保護膜被覆装置もまた本発明の一態様である。

上記の実施形態では、レーザ加工装置６４に備えられる液体供給装置２の管路１２に該検査器１８を配設する場合について説明したが、該検査器１８が配設される加工装置はレーザ加工装置に限られない。例えば、ウェーハ１０等の被加工物を研削加工する研削装置や、被加工物を切削加工する切削装置にも被加工物や加工ユニットに供給される各種の液体が流れる管路が備えられる。そのため、該検査器は、研削装置や切削装置に備えられた管路にも配設できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 液体供給装置
４，８８ チャックテーブル
６ 液体吐出部
８ 液体
１０ ウェーハ
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｃ テープ
１０ｄ フレーム
１０ｅ デバイス
１０ｆ デブリ
１２ 管路
１４ 液体の供給源
１６ ポンプ
１８ 検査器
２０ 気泡
２２ａ，２２ｂ 超音波振動子
２４ 制御部
２６ 切り替え部
２８ 電源
３０ 増幅器
３２ 算出部
３４ 振幅算出部
３６ 判定部
３８ 振幅範囲登録部
４０ 伝播時間算出部
４２ 伝播時間範囲登録部
４４ 液体温度測定器
４６ 液体温度算出部
４８，５０，５８，６０ 超音波の波形
５２ 第１の伝播時間
５４ 第２の伝播時間
５６ 平均伝播時間
６２ａ，６２ｂ 超音波の振幅
６４ レーザ加工装置
６６ 装置基台
６８ カセット載置台
７０ カセット
７２ ガイドレール
７４ Ｙ軸ガイドレール
７６ Ｙ軸移動プレート
７８ Ｙ軸ボールねじ
８０ Ｙ軸パルスモータ
８２ Ｘ軸ガイドレール
８４ Ｘ軸移動プレート
８６ Ｘ軸ボールねじ
９０ クランプ
９２ 支持部
９４ レーザ加工ユニット
９６ 加工ヘッド
９８ 液状樹脂塗布ユニット
１００ 洗浄ユニット
１０２ 保護膜
１０４ 加工溝

Claims (5)

1. 液体の流路となる管路に配設される検査器であって、
   該管路の上流側と、下流側と、に配設された２つの超音波振動子と、該２つの超音波振動子に電気的に接続された制御部と、を備え、
   該制御部は、振幅算出部と、判定部と、振幅範囲登録部と、伝播時間算出部と、伝播時間範囲登録部と、を有し、
   該液体には、物質が溶解又は分散しており、
   振幅算出部は、該２つの超音波振動子の一方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する第１の超音波を該２つの超音波振動子の他方で観測することで得られた波形情報から該第１の超音波の振幅を算出し、
   該伝播時間算出部は、
   該２つの超音波振動子の該一方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する該第１の超音波を該２つの超音波振動子の該他方で観測することで得られた波形情報から該第１の超音波の伝播時間を算出し、
   該２つの超音波振動子の該他方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する第２の超音波を該２つの超音波振動子の該一方で観測することで得られた波形情報から該第２の超音波の伝播時間を算出し、
   該第１の超音波の伝播時間と、該第２の超音波の伝播時間と、を平均して平均伝播時間を算出し、
   該振幅範囲登録部には、気泡が混入した該液体中を伝播する超音波の振幅の範囲が登録されており、
   該伝播時間範囲登録部には、所定の濃度ではない濃度で物質が溶解又は分散した該液体中を伝播する超音波の平均伝播時間の範囲が登録されており、
   該判定部は、該振幅算出部が算出した該第１の超音波の振幅が該振幅範囲登録部に登録された該振幅の範囲内である場合に、該液体に気泡が混入したと判定し、
   該判定部は、該液体に気泡が混入したと判定されず、該伝播時間算出部が算出した該平均伝播時間が該伝播時間範囲登録部に登録された該平均伝播時間の範囲内である場合に、該液体の濃度が所定の濃度ではないと判定することを特徴とする検査器。
2. 該液体の温度を測定する液体温度測定器をさらに有し、
   該液体温度測定器は、該管路を流れる液体の温度を測定し、該液体の温度を該判定部に伝達し、
   該判定部は、該液体の温度を参照して判定の内容を補正することを特徴とする請求項１に記載の検査器。
3. 液体の流路となる管路に配設される検査器であって、
   該管路の上流側と、下流側と、に配設された２つの超音波振動子と、該２つの超音波振動子に電気的に接続された制御部と、を備え、
   該液体の温度を測定する液体温度測定器をさらに有し、
   該制御部は、振幅算出部と、判定部と、振幅範囲登録部と、を有し、
   振幅算出部は、該２つの超音波振動子の一方で発生し該管路に流れる液体中を伝播する第１の超音波を該２つの超音波振動子の他方で観測することで得られた波形情報から該第１の超音波の振幅を算出し、
   該振幅範囲登録部には、気泡が混入した該液体中を伝播する超音波の振幅の範囲が登録されており、
   該判定部は、該振幅算出部が算出した該第１の超音波の振幅が該振幅範囲登録部に登録された該振幅の範囲内である場合に、該液体に気泡が混入したと判定し、
   該液体温度測定器は、該管路を流れる液体の温度を測定し、該液体の温度を該判定部に伝達し、
   該判定部は、該液体の温度を参照して判定の内容を補正することを特徴とする検査器。
4. 該管路と、該管路の一端に接続された該液体の供給源と、該液体の供給源から該管路の他端に該液体を供給するポンプと、該管路に設置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の検査器と、を備える液体供給装置。
5. ウェーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆装置であって、
   ウェーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハの表面に該液状樹脂を供給する請求項４に記載の液体供給装置と、を備えることを特徴とする保護膜被覆装置。

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