CN117747457A - 被加工物的检查方法和检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供被加工物的检查方法和检查装置，能够不降低生产率且不受锯痕的影响而对形成于锭的内部的剥离层进行判定。被加工物的检查方法包含如下的步骤：剥离层形成步骤，在被加工物的内部形成由与上表面平行的改质层和从改质层伸展的裂纹构成的剥离层；照射步骤，在实施了剥离层形成步骤之后，将透过被加工物并且在剥离层的裂纹上反射的波长的光照射至形成有剥离层的被加工物的整个上表面；受光步骤，接受通过照射步骤而照射且被裂纹反射的反射光；以及判定步骤，根据通过受光步骤而接受的反射光的强度来判定剥离层的状态。

Description

被加工物的检查方法和检查装置
技术领域
本发明涉及由单晶硅构成的被加工物的检查方法和检查装置。
背景技术
作为从硅锭、化合物半导体锭等切出晶片的方法，已知有线切割机。线切割机通过在多个辊的周围卷绕切断用线而形成线列，通过将该切断用线相对于锭进行切入进给而在线位置将锭切断(例如参照专利文献1)。但是，存在如下的课题：线切割机的切削余量为300μm左右，是比较大的，并且为了使切断后的表面平坦化而需要进行研磨、蚀刻、抛光，因此作为晶片使用的材料量成为原锭的1/3左右，生产率较差。
因此，研究了如下的技术：通过对锭照射激光束而在锭内部形成由改质部和裂纹构成的剥离层，以该剥离层为起点而从锭剥离晶片(参照专利文献2)。由此可知，与线切割机相比，能够显著地降低材料损失，但在以剥离层为起点而进行剥离时，存在由于剥离层的形成和剥离处理(超声波的赋予等)不充分而无法剥离的情况。
因此，研究了如下的方法：为了确定未形成剥离层的区域并追加地进行加工处理、剥离处理，通过对锭照射光而检测形成于锭内部的剥离层(参照专利文献3、4)。
专利文献1：日本特开平09-262826号公报
专利文献2：日本特开2022-025566号公报
专利文献3：日本特开2021-068819号公报
专利文献4：日本特开2018-147928号公报
但是，在专利文献3的方法中，沿着与加工进给方向平行的方向相邻地设置有聚光透镜和剥离层检测单元，因此会产生在激光加工结束的时刻无法检测的区域。因此，尽管加工结束，但为了检测剥离层需要使聚光透镜和剥离层检测单元超限运行(overrun)，随着锭的大直径化等而有可能导致生产率的降低。另外，在专利文献4的方法中，使用所谓魔镜的原理对在锭的内部产生的剥离层的状态进行判定，但存在容易受到锭的正面的锯痕的影响的问题。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供能够不降低生产率且不受锯痕的影响而对形成于锭的内部的剥离层进行判定的被加工物的检查方法和检查装置。
根据本发明的一个方式，提供被加工物的检查方法，该被加工物是由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在上表面和下表面上分别露出的方式制造的单晶硅构成的，其中，该被加工物的检查方法具有如下的步骤：剥离层形成步骤，将对于该被加工物具有透过性的波长的激光束的聚光点定位于距离该被加工物的上表面相当于要制造的晶片的厚度的深度，并且一边使该聚光点和该被加工物在加工进给方向上相对地移动一边照射激光束，在该被加工物的内部形成与该上表面平行的改质层和从该改质层伸展的裂纹；照射步骤，在实施了该剥离层形成步骤之后，将透过该被加工物并且在该剥离层的裂纹上反射的波长的光照射至形成有该剥离层的被加工物的整个上表面；受光步骤，接受通过该照射步骤而照射且被该裂纹反射的反射光；以及判定步骤，根据通过该受光步骤而接受的反射光的强度来判定该剥离层的状态。
优选在该判定步骤中，根据该反射光的强度是否大于第一规定值来判定该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成，该被加工物的检查方法还具有如下的剥离步骤：在通过该判定步骤判定为剥离层的相邻的该裂纹彼此连接的情况下，对该被加工物赋予外力，以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片。
优选在实施了该剥离层形成步骤之后，实施如下的剥离步骤：对该被加工物赋予外力，以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片。优选在未能通过该剥离步骤从该被加工物剥离该晶片的情况下，再次实施该照射步骤、该受光步骤以及该判定步骤。
优选在该判定步骤中，根据该反射光的强度是否大于第二规定值来判定是否正以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片，该第二规定值大于作为该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成的判定基准的第一规定值。
优选该剥离层形成步骤通过交替地进行激光束照射步骤和分度进给步骤而在该被加工物的内部形成包含多个改质层和裂纹的剥离层，在该激光束照射步骤中，一边使该激光束的聚光点和该被加工物沿着与晶向＜100＞平行的方向相对地移动一边照射激光束，在该被加工物的内部形成与该上表面平行的改质层和从该改质层伸展的裂纹，在该分度进给步骤中，将激光束的该聚光点和该被加工物在与通过该激光束照射步骤而形成了改质层的方向垂直的方向上相对地进行分度进给。
优选在该照射步骤中照射的光从包含该加工进给方向且与垂直于该被加工物的上表面的平面平行的方向以规定的入射角照射至该被加工物的上表面。
根据本发明的其他方式，提供检查装置，其对形成有剥离层的被加工物的该剥离层进行检查，该被加工物是由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在上表面和下表面上分别露出的方式制造的单晶硅构成的，通过对该被加工物从该上表面侧照射具有透过性的波长的激光束而在该被加工物的内部形成有由改质层和从该改质层伸展的裂纹构成的该剥离层，其中，该检查装置具有：保持工作台，其使该被加工物的上表面侧露出而对该被加工物进行保持；光源，其对该保持工作台所保持的被加工物的整个该上表面照射透过该被加工物并且在该裂纹上反射的波长的光；受光单元，其接受通过该光源而照射至该被加工物的整个上表面且在该剥离层所包含的该裂纹上反射的反射光；以及判定单元，其根据该受光单元所接受的反射光的强度来判定该剥离层的状态。
优选该判定单元根据该反射光的强度是否大于第一规定值来判定该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成。
优选该判定单元根据该反射光的强度是否大于第二规定值来判定是否正以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片，该第二规定值大于作为该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成的判定基准的第一规定值。
优选该被加工物通过沿着与晶向＜100＞平行的方向照射激光束而形成有包含与该上表面平行的改质层和从该改质层伸展的裂纹的剥离层，该光源配设于能够从包含照射该激光束的方向即加工进给方向且与垂直于该被加工物的上表面的平面平行的方向以规定的入射角对该被加工物的上表面照射光的位置。
优选该光源至少有两个。
本发明中，将透过被加工物并且被剥离层反射的波长的光照射至被加工物的整个上表面，通过观察在剥离层上反射而来的反射光的强度来判定被加工物的内部的剥离层的状态，因此仅通过对被加工物的整个上表面照射一次光就能够判定剥离层的状态，因此不依赖于被加工物的尺寸、不使生产率降低而能够在短时间内进行剥离层的判定。
另外，本发明能够通过反射光的强度来判定剥离层的形成状况，更详细而言能够判定相邻的裂纹彼此是否连接、连接的裂纹是否扩展而使被加工物的锭侧与晶片侧剥离等，因此能够不受锯痕的影响而判定剥离层的状态。
附图说明
图1是示出作为第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置的检查对象的被加工物的一例的立体图。
图2是示出图1的被加工物的俯视图。
图3是示出第1实施方式的被加工物的检查方法的处理过程的流程图。
图4是示出图3的剥离层形成步骤的侧视图。
图5是示出图3的剥离层形成步骤的立体图。
图6是示出第1实施方式的检查装置的结构例以及图3的照射步骤和受光步骤的一例的侧视图。
图7是示出第1实施方式的检查装置的其他结构例以及图3的照射步骤和受光步骤的另一例的侧视图。
图8是示出图3的判定步骤的图。
图9是示出图3的判定步骤的一例的平面图。
图10是示出图3的剥离步骤的立体图。
图11是示出图3的剥离步骤的立体图。
图12是示出第2实施方式的被加工物的检查方法的处理过程的流程图。
标号说明
1、1-2：检查装置；10：保持工作台；20：光源；25：光；30：受光单元；35：反射光；40：判定单元；41：第一规定值；42：第二规定值；58：激光束；59：聚光点；100：被加工物；101：上表面；102：下表面；110：剥离层；120：深度。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
[第1实施方式]
根据附图，对本发明的第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2进行说明。图1是示出作为第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2的检查对象的被加工物100的一例的立体图。图2是示出图1的被加工物100的俯视图。如图1所示，被加工物100是由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在上表面101和下表面102上分别露出的方式制造的单晶硅构成的Si(硅)锭。如图1和图2所示，在第1实施方式中，被加工物100整体形成为圆柱状，其具有：以晶面{100}所包含的特定的晶面为平坦面的圆形状的上表面101；位于上表面101的相反侧的、以与上表面101相同的特定的晶面为平坦面的圆形状的下表面102；以及位于上表面101和下表面102之间的周面103。在第1实施方式中，如图2所示，上表面101和下表面102以晶面{100}所包含的特定的晶面(100)为平坦面，但在本发明中不限于此，也可以以晶面(010)、晶面(001)为平坦面。
如图1和图2所示，在被加工物100的周面103上形成有平坦的矩形状的定向平面104。在第1实施方式中，如图2所示，在沿晶向[011]的方向存在被加工物100的中心轴105的位置上，定向平面104与晶面(011)平行地形成。另外，被加工物100在本发明中不限于此，可以在周面103上代替定向平面104而在同样的位置形成沿轴向延伸的凹口。
接着，本说明书根据附图对第1实施方式的被加工物的检查方法进行说明。图3是示出第1实施方式的被加工物的检查方法的处理过程的流程图。第1实施方式的被加工物的检查方法是对被加工物100进行检查的方法，该被加工物的检查方法具有剥离层形成步骤1001、照射步骤1002、受光步骤1003、判定步骤1004以及剥离步骤1006。
图4和图5分别是说明图3的剥离层形成步骤1001的剖视图和立体图。如图4和图5所示，剥离层形成步骤1001是如下的步骤：将对于被加工物100具有透过性的波长的激光束58的聚光点59定位于距离被加工物100的上表面101相当于要制造的晶片的厚度的深度120并且一边使聚光点59和被加工物100在加工进给方向上相对地移动一边照射激光束58，在被加工物100的内部形成包含与上表面101平行的改质层和从改质层伸展的裂纹的剥离层110。
在第1实施方式中，通过图4和图5所示的激光加工装置50实施剥离层形成步骤1001。如图4和图5所示，激光加工装置50具有利用保持面52对被加工物100进行保持的保持工作台51、激光振荡器53、输出调整单元54、分支单元55、反射镜56、聚光器57、未图示的移动单元以及未图示的控制器。
保持工作台51例如是利用保持面52使上表面101侧露出而从下表面102侧吸引保持被加工物100的卡盘工作台。激光振荡器53射出对于被加工物100具有透过性的波长的激光束58。输出调整单元54对激光振荡器53所射出的激光束58的输出进行调整。分支单元55将由输出调整单元54调整了输出的激光束58在Y轴方向上隔开规定的间隔而分支成多条(在图4所示的例子中为5条)。反射镜56将分支单元55分支而得的多条激光束58反射而变更光路。聚光器57使反射镜56所反射的多条激光束58会聚而照射至被加工物100。移动单元使保持工作台51和保持工作台51所保持的被加工物100与聚光器57和通过聚光器57而形成的多条激光束58的聚光点59沿着加工进给方向和分度进给方向相对地移动。这里，在第1实施方式中，加工进给方向是激光加工装置50的X轴方向，分度进给方向是激光加工装置50的Y轴方向。激光加工装置50的控制器对激光加工装置50的各构成要素的动作进行控制而使激光加工装置50实施剥离层形成步骤1001。激光加工装置50的控制器包含与后述的检查装置1的控制器同样的计算机系统。
在剥离层形成步骤1001中，首先，激光加工装置50的控制器通过未图示的搬送单元等将被加工物100搬送至保持工作台51上，通过保持工作台51对被加工物100进行保持。在剥离层形成步骤1001中，接着，激光加工装置50的控制器使保持工作台51绕Z轴旋转等而使平行于保持工作台51所保持的被加工物100的上表面101且包含于晶向＜100＞的特定的晶向与加工进给方向一致。在第1实施方式中，激光加工装置50的控制器使被加工物100的特定的晶向[010]与加工进给方向一致，但在本发明中不限于此，也可以使被加工物100的特定的晶向[001]与加工进给方向一致。
在第1实施方式中，如图3所示，剥离层形成步骤1001包含激光束照射步骤1011和分度进给步骤1012。剥离层形成步骤1001中，在通过保持工作台51保持被加工物100且使被加工物100的特定的晶向与加工进给方向一致之后，交替地进行激光束照射步骤1011和分度进给步骤1012，由此在被加工物100的内部形成包含多个改质层和裂纹的剥离层110。
激光束照射步骤1011是如下的步骤：激光加工装置50的控制器一边通过移动单元使激光束58的聚光点59和被加工物100沿着加工进给方向(即与平行于被加工物100的上表面101且包含于晶向＜100＞的特定的晶向(在第1实施方式中为晶向[010])平行的方向)移动，一边通过聚光器57照射激光束58，在被加工物100的内部形成与上表面101平行的改质层和从改质层伸展的裂纹。当被加工物100在激光束照射步骤1011中被照射激光束58时，沿着与照射了激光束58的加工进给方向平行的线，在激光束58的聚光点59附近形成与上表面101平行的改质层，并形成从改质层的两侧沿着与上表面101平行的方向伸展的裂纹。另外，改质层例如是密度、折射率、机械强度或其他物理特性成为与周围的区域不同的状态的区域。
分度进给步骤1012是如下的步骤：激光加工装置50的控制器通过移动单元将激光束58的聚光点59和被加工物100在分度进给方向(即与通过激光束照射步骤1011而形成有改质层的方向垂直的方向)上相对地进行分度进给。
关于被加工物100，通过交替地进行激光束照射步骤1011和分度进给步骤1012，沿着与加工进给方向平行的多条线，在激光束58的聚光点59附近形成与上表面101平行的改质层，从沿着相邻的线形成的改质层伸展的裂纹彼此相互连接。由此，通过对被加工物100赋予规定的外力，能够以包含这些改质层和裂纹的剥离层110为起点而剥离出包含上表面101且厚度相当于深度120的晶片。
图6是说明第1实施方式的检查装置1的结构例以及图3的照射步骤1002和受光步骤1003的一例的剖视图。图7是说明第1实施方式的检查装置的其他结构例(检查装置1-2)以及图3的照射步骤1002和受光步骤1003的另一例的剖视图。图8是说明图3的判定步骤1004的图。图9是示出图3的判定步骤1004的一例的平面图。在第1实施方式中，照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004通过图6所示的第1实施方式的检查装置1或图7所示的第1实施方式的检查装置1-2来实施。
第1实施方式的检查装置1是对形成有剥离层110的被加工物100的剥离层110进行检查的装置，通过从上表面101侧对由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在上表面101和下表面102上分别露出的方式制造的单晶硅构成的被加工物100照射具有透过性的波长的激光束58，在被加工物100的内部形成有由改质层和从改质层伸展的裂纹构成的该剥离层110，该装置实施第1实施方式的被加工物的检查方法的照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004。如图6所示，第1实施方式的检查装置1具有保持工作台10、光源20、受光单元30、判定单元40、未图示的罩以及未图示的显示单元。
保持工作台10使被加工物100的上表面101侧露出而对被加工物100进行保持。在第1实施方式中，保持工作台10是所谓的卡盘工作台，其具有：形成有凹部的圆盘状的框体；以及嵌入至凹部内的圆盘形状的吸附部。保持工作台10的吸附部由具有大量的多孔孔的多孔陶瓷等形成，经由未图示的真空吸引路径而与未图示的真空吸引源连接。如图6所示，保持工作台10的吸附部的上表面是载置被加工物100且通过从真空吸引源导入的负压而对所载置的被加工物100进行吸引保持的保持面11。在第1实施方式中，保持面11使上表面101朝向上方而载置被加工物100，从下表面102侧对所载置的被加工物100进行吸引保持。保持面11和保持工作台10的框体的上表面配置于同一平面上，与作为水平面的XY平面平行地形成。
保持工作台10设置成通过未图示的旋转驱动源绕与作为铅垂方向的垂直于保持面11的Z轴方向平行的轴心旋转自如。在第1实施方式中，保持工作台10通过旋转驱动源进行旋转，由此能够使在保持工作台10所保持的被加工物100中对被加工物100照射激光束58的方向即加工进给方向与检查装置1的X轴方向一致。另外，在被加工物100中对被加工物100照射激光束58的方向即加工进给方向是利用激光束照射步骤1011在被加工物100中使激光束58的聚光点59相对地移动的方向，即是与平行于被加工物100的上表面101且包含于晶向＜100＞的特定的晶向(在第1实施方式中为晶向[010])平行的方向。
光源20对保持工作台10所保持的被加工物100的整个上表面101照射透过被加工物100并且在裂纹上反射的波长的光25。光源20例如使用发出红外线的卤素灯、发出1450nm的波长的红外线的发光二极管等。在第1实施方式中，光源20配设于从与检查装置1的X轴方向平行的方向对被加工物100的整个上表面101照射光25的位置。即，光源20配设于如下的位置：如上述那样使在保持工作台10所保持的被加工物100中对被加工物100照射激光束58的方向即加工进给方向与检查装置1的X轴方向一致，由此光源20能够从包含该加工进给方向且与垂直于被加工物100的上表面101的平面平行的方向以规定的入射角对被加工物100的上表面101照射光25。这里，在第1实施方式中，规定的入射角例如为20度以上且70度以下。
受光单元30接受通过光源20照射至被加工物100的整个上表面101且在剥离层110所包含的裂纹上反射的反射光35。在第1实施方式中，受光单元30与保持工作台10所保持的被加工物100的上表面101的中央区域对置而设置，具有覆盖保持工作台10所保持的被加工物100的整个上表面101的受光视野，利用一次受光处理，能够获取来自保持工作台10所保持的被加工物100的剥离层110的整个面所包含的裂纹的反射光35的强度分布。这里，来自保持工作台10所保持的被加工物100的剥离层110的整个面所包含的裂纹的反射光35的强度分布是将接受反射光35的位置与反射光35的强度相互对应的数据。另外，来自保持工作台10所保持的被加工物100的剥离层110的整个面所包含的裂纹的反射光35的强度分布由将接受反射光35的位置投影到保持工作台10所保持的被加工物100的上表面101上的各位置表示，包含保持工作台10所保持的被加工物100的整个上表面101。另外，下文中，将来自保持工作台10所保持的被加工物100的剥离层110的整个面所包含的裂纹的反射光35的强度分布适当地称为反射光35的整个面的强度分布。
受光单元30例如具有对保持工作台10所保持的被加工物100的整个上表面101进行拍摄的拍摄元件。拍摄元件例如是CCD(Charge-Coupled Device：电感耦合元件)拍摄元件或CMOS(Complementary MOS：互补金属氧化物半导体)拍摄元件。受光单元30能够获取反射光35的整个面的强度分布的图像200(参照图9)。在第1实施方式中，图像200按照与反射光35的强度的高度对应的亮度表示，即，将反射光35的强度高的位置用高亮度表示，将反射光35的强度低的位置用低亮度表示。
判定单元40根据受光单元30所接受的反射光35的强度来判定剥离层110的状态。判定单元40与受光单元30以能够进行信息通信的方式电连接，从受光单元30获取反射光35的整个面的强度分布，根据该强度分布，按照投影到保持工作台10所保持的被加工物100的上表面101上的位置，判定剥离层110的状态。
如图8所示，受光单元30所接受的反射光35的强度根据被加工物100的剥离层110的状态而变化。图8的A示出被加工物100未被加工的情况，在该情况下，在被加工物100的内部不存在任何反射来自光源20的光25的部分，因此受光单元30所接受的反射光35的强度非常弱。图8的B示出被加工物100被照射激光束58而形成有包含改质层和裂纹的剥离层110但改质层的相邻的裂纹彼此未连接的情况，在该情况下，被加工物100的内部的裂纹反射光25，但裂纹彼此未连接的部分不反射光25，因此受光单元30所接受的反射光35的强度比较弱。
图8的C示出被加工物100被照射激光束58而形成有包含改质层和裂纹的剥离层110且改质层的相邻的裂纹彼此连接但未剥离的情况，在该情况下，被加工物100的内部的裂纹和裂纹彼此连接的部分反射光25，因此受光单元30所接受的反射光35的强度比较强。图8的D示出被加工物100被照射激光束58而形成有包含改质层和裂纹的剥离层110且改质层的相邻的裂纹彼此连接而剥离的情况，在该情况下，被加工物100的内部的正在剥离的部分强烈地反射光25，因此受光单元30所接受的反射光35的强度非常强。
特别是在剥离层110中裂纹彼此连接但未剥离的情况下和在剥离层110中正在剥离的情况下，反射光35的强度显著不同，后者反射光35的强度增大。在裂纹彼此连接但未剥离的情况下，在被加工物100的包含下表面102的那侧(锭侧)与包含上表面101的那侧(晶片侧)之间例如产生1μm以下的程度的间隙，几乎没有间隙，该间隙小于光源20的光25的波长，因此产生透过裂纹的光25。另一方面，在正在剥离的情况下，在被加工物100的包含下表面102的那侧(锭侧)与包含上表面101的那侧(晶片侧)之间例如产生5μm以上且20μm以下的程度的间隙，该间隙被大气、水充满，因此光源20的光25不会透过该间隙而是完全反射，成为反射光35。
这样，受光单元30所接受的反射光35的强度根据被加工物100的剥离层110的状态而变化，因此判定单元40利用此现象能够根据受光单元30所接受的反射光35的强度来判定剥离层110的状态。判定单元40将相当于图8的B与C的边界的反射光35的强度作为第一规定值41预先登记，将相当于图8的C与D的边界的反射光35的强度作为第二规定值42预先登记，将相当于图8的A与B的边界的反射光35的强度作为第三规定值43预先登记。第一规定值41小于第二规定值42而大于第三规定值43。第二规定值42大于第一规定值41且大于第三规定值43。第三规定值43小于第一规定值41且小于第二规定值42。第一规定值41、第二规定值42和第三规定值43根据基于光源20的光25的照射强度、照射条件等而变化，也根据基于受光单元30的反射光35的受光条件等而变化，因此使用预先准备的未加工的被加工物100的样品、形成有剥离层110但裂纹彼此未连接的被加工物100的样品、裂纹彼此连接但未剥离的被加工物100的样品、正在剥离的被加工物100的样品进行调查，预先登记于判定单元40。
判定单元40使用这样预先登记的第一规定值41、第二规定值42和第三规定值43，根据受光单元30所接受的反射光35的强度来判定被加工物100的剥离层110的状态。判定单元40利用反射光35的强度是否大于第一规定值41来判定剥离层110的相邻的裂纹彼此是否连接。即，第一规定值41是剥离层110的相邻的裂纹彼此是否连接而形成的判定基准。另外，判定单元40利用反射光35的强度是否大于第二规定值42来判定是否正以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片。即，第二规定值42是是否正以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片的判定基准。判定单元40利用反射光35的强度是否大于第三规定值43来判定是否正进行形成剥离层110的加工(例如剥离层形成步骤1001的激光加工)。即，第三规定值43是是否正进行形成剥离层110的加工的判定基准。
未图示的罩配设成覆盖保持工作台10、光源20以及受光单元30，利用遮断来自外部的光的材料形成。未图示的罩通过遮断来自外部的光，能够提高受光单元30所接受的反射光35的强度的精度，能够提高判定单元40对被加工物100的剥离层110的状态进行判定的精度。
未图示的显示单元使显示面侧朝向外侧而设置于检查装置1的未图示的罩，将检查装置1的受光单元30所获取的反射光35的整个面的强度分布的图像200和示出判定单元40根据该强度分布而进行的判定结果的图像等以能够视认的方式显示给操作者。显示单元由液晶显示装置等构成。显示单元中设置有操作者在输入与检查装置1的各种动作、光25的照射条件、反射光35的受光条件、图像的显示等相关的指令信息等时使用的输入单元。设置于显示单元的输入单元由设置于显示单元的触摸面板和键盘等中的至少一个构成。另外，显示单元可以不固定于检查装置1而设置于任意的通信设备，任意的通信设备通过无线或有线而与检查装置1连接。
第1实施方式的检查装置1具有未图示的控制器。检查装置1的控制器对检查装置1的各构成要素的动作进行控制而使检查装置1实施照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004。在第1实施方式中，检查装置1的控制器包含计算机系统。检查装置1的控制器所包含的计算机系统具有：运算处理装置，其具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)那样的微处理器；存储装置，其具有ROM(Read Only Memory：只读存储器)或RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)那样的存储器；以及输入输出接口装置。检查装置1的控制器的运算处理装置按照存储于检查装置1的控制器的存储装置的计算机程序实施运算处理，将用于控制检查装置1的控制信号经由检查装置1的控制器的输入输出接口装置而输出至检查装置1的各构成要素。在第1实施方式中，判定单元40的功能通过检查装置1的控制器的运算处理装置执行存储于存储装置的计算机程序而实现。
如图7所示，第1实施方式的检查装置1-2在第1实施方式的检查装置1中将光源20增加至至少两个(在图7所示的例子中为两个)，其他结构相同。第1实施方式的检查装置1-2这样具有多个光源20，因此能够累积光25的光量，并且提高照射至被加工物100的整个上表面101的光25的均匀性，因此能够累积受光单元30所接受的反射光35的光量，并且能够提高来自被加工物100的剥离层110的整个面所包含的裂纹的反射光35的均匀性，由此能够提高判定单元40对被加工物100的剥离层110的状态进行判定的精度。
如图6和图7所示，照射步骤1002是将透过被加工物100并且在剥离层110的裂纹上反射的波长的光25照射至形成有剥离层110的被加工物100的整个上表面101的步骤。在照射步骤1002中，首先，检查装置1、1-2的控制器通过未图示的搬送单元等将被加工物100搬送至保持工作台10上，通过保持工作台10保持被加工物100。在照射步骤1002中，接着，检查装置1、1-2的控制器通过旋转驱动源使保持工作台10绕Z轴旋转等，使在保持工作台10所保持的被加工物100中对被加工物100照射激光束58的方向即加工进给方向与检查装置1的X轴方向一致。
在照射步骤1002中，然后，在第1实施方式中，检查装置1、1-2的控制器如图6和图7所示那样通过光源20从与检查装置1的X轴方向平行的方向对被加工物100的整个上表面101照射光25。照射步骤1002这样从包含加工进给方向且与垂直于被加工物100的上表面101的平面平行的方向以规定的入射角对被加工物100的上表面101照射光25，因此能够抑制通过裂纹使光25反射而得的光即反射光35的闪烁，能够使在后续实施的受光步骤1003中通过受光单元30而接受的反射光35更清晰。
受光步骤1003是接受通过照射步骤1002而照射且被裂纹反射的反射光35的步骤。在受光步骤1003中，检查装置1、1-2的控制器如图6和图7所示那样通过受光单元30接受通过光源20照射至保持工作台10所保持的被加工物100的整个上表面101且在剥离层110所包含的裂纹上反射的反射光35，并获取反射光35的整个面的强度分布。
判定步骤1004是根据通过受光步骤1003而接受的反射光35的强度来判定剥离层110的状态的步骤。在判定步骤1004中，判定单元40根据通过受光步骤1003而接受的反射光35的强度是否大于第一规定值41来判定剥离层110的相邻的裂纹彼此是否连接。另外，在判定步骤1004中，判定单元40根据通过受光步骤1003而接受的反射光35的强度是否大于第二规定值42来判定是否正以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片。另外，在判定步骤1004中，判定单元40根据反射光35的强度是否大于第三规定值43来判定是否正进行形成剥离层110的加工。
在判定步骤1004中，例如，判定单元40在通过受光步骤1003作为反射光35的整个面的强度分布而获取了图9所示的图像200的情况下，将反射光35的强度大于第一规定值41且小于第二规定值42的区域201判定为剥离层110的相邻的裂纹彼此连接的区域，将反射光35的强度大于第二规定值42的区域202判定为正以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片的区域，在被加工物100的剥离层110的整个面，将剥离层110的状态判定为裂纹彼此连接的状态或正剥离晶片的状态，即在被加工物100的剥离层110的整个面，将剥离层110的状态判定为至少裂纹彼此连接的状态。
关于第1实施方式的被加工物的检查方法，在这样在判定步骤1004中由判定单元40对被加工物100的剥离层110的整个面将剥离层110的状态判定为至少裂纹彼此连接的状态的情况下(在图3的步骤1005中为是)，使处理进入至剥离步骤1006，进一步实施对被加工物100赋予外力而以剥离层110为起点从被加工物100剥离晶片的剥离步骤1006。另一方面，关于第1实施方式的被加工物的检查方法，在判定步骤1004中由判定单元40对被加工物100的剥离层110的至少一部分将剥离层110的状态判定为至少裂纹彼此未连接的状态的情况下(在图3的步骤1005中为否)，结束处理，例如催促操作者重新审视从剥离层形成步骤1001起的处理。
剥离步骤1006是对被加工物100赋予外力而以剥离层110为起点从被加工物100剥离晶片的步骤。在第1实施方式中，外力例如是通过后述的剥离装置60赋予的超声波振动，但在本发明中不限于此，只要能够以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片，则可以为任何力。
图10和图11是说明图3的剥离步骤1006的立体图。在第1实施方式中，剥离步骤1006通过图10和图11所示的剥离装置60实施。如图10和图11所示，剥离装置60具有：利用保持面62来保持被加工物100的保持工作台61、臂63、电动机64、圆板状的吸附片65、未图示的液体提供单元、未图示的超声波振动赋予构件、未图示的移动单元以及未图示的控制器。
保持工作台61例如是利用保持面62使上表面101侧露出而从下表面102侧对被加工物100进行吸引保持的卡盘工作台。臂63水平地延伸而形成。电动机64形成为圆板状，设置于臂63的前端。圆板状的吸附片65以绕轴心旋转自如的方式设置于电动机64的下表面，利用下表面对被加工物100进行吸附。液体提供单元向被加工物100的上表面101上与超声波振动赋予构件(该超声波振动赋予构件按照与被加工物100的上表面101面对的方式配设)之间提供液体。超声波振动赋予构件从下表面经由液体提供单元所提供的液体而从上表面101侧对被加工物100赋予超声波振动。移动单元使保持工作台61和保持工作台61所保持的被加工物100与臂63、电动机64和吸附片65沿着X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相对地移动。另外，移动单元使保持工作台61和保持工作台61所保持的被加工物100与液体提供单元和超声波振动赋予构件沿着X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相对地移动。剥离装置60的控制器对剥离装置60的各构成要素的动作进行控制而使剥离装置60实施剥离步骤1006。剥离装置60的控制器包含与检查装置1的控制器同样的计算机系统。另外，超声波振动赋予构件不限于该方式，也可以内置于吸附片65而从吸附片65的下表面赋予超声波振动。
在剥离步骤1006中，首先，剥离装置60的控制器通过未图示的搬送单元等将实施了剥离层形成步骤1001之后的被加工物100搬送至保持工作台61上，如图10所示，通过保持工作台61来保持被加工物100。
在剥离步骤1006中，接着，剥离装置60的控制器通过移动单元使超声波振动赋予构件移动至使超声波振动赋予构件的下表面与保持工作台61所保持的被加工物100的上表面101面对的位置，并且使液体提供单元移动至使液体提供单元的液体提供口朝向被加工物100的上表面101与超声波振动赋予构件的下表面之间的位置。在剥离步骤1006中，然后，剥离装置60的控制器一边通过液体提供单元向被加工物100的上表面101与超声波振动赋予构件的下表面之间提供液体，一边通过超声波振动赋予构件经由液体提供单元所提供的液体而从上表面101侧对被加工物100赋予超声波振动。在剥离步骤1006中，在赋予了超声波振动之后，通过移动单元使液体提供单元和超声波振动赋予构件从保持工作台61所保持的被加工物100退避。
在剥离步骤1006中，然后，剥离装置60的控制器通过移动单元如图11所示那样使吸附片65移动至吸附片65的下表面与保持工作台61所保持的被加工物100的上表面101接触的位置。在剥离步骤1006中，然后，剥离装置60的控制器通过吸附片65利用吸附片65的下表面吸附被加工物100的上表面101，通过电动机64使吸附片65旋转。由此，在剥离步骤1006中，通过之前赋予的超声波振动和通过该旋转而产生的外力，以剥离层110为起点而从被加工物100剥离出包含上表面101且厚度相当于深度120的晶片。
另外，在剥离步骤1006中，在本发明中不限于此，在超声波振动赋予构件内置于吸附片65的情况下，可以是，剥离装置60的控制器在通过移动单元如图11所示那样使吸附片65移动至吸附片65的下表面与保持工作台61所保持的被加工物100的上表面101接触的位置之后，通过吸附片65利用吸附片65的下表面对被加工物100的上表面101进行吸附，通过超声波振动赋予构件从吸附片65的下表面朝向被加工物100的上表面101而赋予超声波振动，并且通过电动机64使吸附片65旋转，由此以剥离层110为起点而从被加工物100剥离出包含上表面101且厚度相当于深度120的晶片。
另外，剥离步骤1006在本发明中不限于使用上述剥离装置60的方式，例如也可以将实施了剥离层形成步骤1001之后的被加工物100以上表面101侧露出的方式浸渍于充分装有水的水槽内而载置，从定位于被加工物100的上表面101的上方的超声波振荡部件振荡出超声波，通过该超声波经由水槽内的水而刺激剥离层110，由此以剥离层110为起点而从被加工物100剥离出包含上表面101且厚度相当于深度120的晶片。
另外，第1实施方式的被加工物的检查方法根据判定步骤1004的判定结果而实施剥离步骤1006，但在本发明中不限于此，也可以不依赖于判定步骤1004的判定结果，不实施剥离步骤1006而结束处理。
具有以上那样构成的第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2将透过被加工物100(Si锭)并且被剥离层110(裂纹)反射的波长的光25照射至被加工物100的整个上表面101，并观察在剥离层110上反射而来的反射光35的强度，由此判定被加工物100的内部的剥离层110的状态。因此，第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2仅通过对被加工物100的整个上表面101照射一次光25，就能够在剥离层110的整个面上判定剥离层110的状态，因此能够不依赖于被加工物100的尺寸、不降低生产率而在短时间内进行剥离层110的判定。另外，第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2起到如下的作用效果：能够通过反射光35的强度来判定剥离层110的形成状况，更详细而言能够判定相邻的裂纹彼此是否连接、连接的裂纹是否扩展而使被加工物100的锭侧与晶片侧剥离等，因此能够不受锯痕的影响而判定剥离层110的状态。
另外，第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2根据反射光35的强度是否大于第一规定值41来判定剥离层110的相邻的裂纹彼此是否连接而形成，因此能够在短时间内高效且不受锯痕的影响而精度良好地判定相邻的裂纹彼此是否连接。
另外，第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2根据反射光35的强度是否大于第二规定值42(第二规定值42大于第一规定值41)来判定是否正以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片，因此能够在短时间内高效且不受锯痕的影响而精度良好地判定是否正将被加工物100的锭侧与晶片侧剥离。
另外，第1实施方式的被加工物的检查方法和检查装置1、1-2从包含照射激光束58的方向即加工进给方向且与垂直于被加工物100的上表面101的平面平行的方向以规定的入射角对被加工物100的上表面101照射光25，因此能够抑制通过裂纹使光25反射而得的光即反射光35的闪烁，使在后续实施的受光步骤1003中通过受光单元30而接受的反射光35更清晰，由此能够更清晰地实施基于反射光35的强度的判定。
另外，第1实施方式的被加工物的检查方法在通过判定步骤1004判定为剥离层110的相邻的裂纹彼此连接的情况下，进一步实施剥离步骤1006，因此能够高效地进行晶片的剥离处理。
另外，第1实施方式的被加工物的检查方法通过使剥离层形成步骤1001交替地进行激光束照射步骤1011和分度进给步骤1012，在被加工物100的内部形成包含多个改质层和裂纹的剥离层110，因此能够沿着与加工进给方向平行的多条线，在激光束58的聚光点59附近形成与上表面101平行的改质层，能够使裂纹从沿着相邻的线形成的改质层伸展而使裂纹彼此相互连接，因此通过赋予规定的外力，能够以包含这些改质层和裂纹的剥离层110为起点而从被加工物100剥离出包含上表面101且厚度相当于深度120的晶片。
另外，第1实施方式的检查装置1-2具有至少两个光源20，因此能够累积光25的光量并且提高照射至被加工物100的整个上表面101的光25的均匀性，因此能够累积受光单元30所接受的反射光35的光量并且提高来自被加工物100的剥离层110的整个面所包含的裂纹的反射光35的均匀性，由此，能够提高判定单元40对被加工物100的剥离层110的状态进行判定的精度。
[第2实施方式]
根据附图，对本发明的第2实施方式的被加工物的检查方法进行说明。图12是示出第2实施方式的被加工物的检查方法的处理过程的流程图。图12中，对与实施方式相同的部分标记相同的标号，并省略了说明。
如图12所示，关于第2实施方式的被加工物的检查方法，代替第1实施方式中在通过判定步骤1004判定为剥离层110的相邻的裂纹彼此连接的情况下实施剥离步骤1006的方式而如下进行变更：在实施了剥离层形成步骤1001之后，进一步实施剥离步骤1006，在未能通过剥离步骤1006从被加工物100剥离晶片的情况下(在图12的步骤1007中为否)，实施照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004，其他结构与第1实施方式相同。
即使实施剥离步骤1006，有时也由于在被加工物100的内部的与上表面101平行的面上具有未形成剥离层110的部分等原因而无法从被加工物100剥离晶片。第2实施方式的被加工物的检查方法中，在这样未能通过剥离步骤1006从被加工物100剥离晶片的情况下(在图12的步骤1007中为否)，实施照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004，例如在判定步骤1004中，判定是否正以剥离层110为起点而从被加工物100剥离晶片。另外，第2实施方式的被加工物的检查方法中，在通过剥离步骤1006从被加工物100成功剥离了晶片的情况下(在图12的步骤1007中为是)，结束处理。
第2实施方式的被加工物的检查方法中，在实施了剥离层形成步骤1001之后，进一步实施对被加工物100赋予外力而以剥离层110为起点从被加工物100剥离晶片的剥离步骤1006，在未能通过剥离步骤1006从被加工物100剥离晶片的情况下，实施照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004。这样，第2实施方式的被加工物的检查方法中，仅在剥离层110有可能产生不良情况的情况下实施照射步骤1002、受光步骤1003和判定步骤1004，因此能够高效地判定剥离层110的状态。
另外，本发明并不限于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。

Claims (11)

1.一种被加工物的检查方法，该被加工物是由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在上表面和下表面上分别露出的方式制造的单晶硅构成的，其中，
该被加工物的检查方法具有如下的步骤：
剥离层形成步骤，将对于该被加工物具有透过性的波长的激光束的聚光点定位于距离该被加工物的上表面相当于要制造的晶片的厚度的深度，并且一边使该聚光点和该被加工物在加工进给方向上相对地移动一边照射激光束，在该被加工物的内部形成与该上表面平行的改质层和从该改质层伸展的裂纹；
照射步骤，在实施了该剥离层形成步骤之后，将透过该被加工物并且在该剥离层的裂纹上反射的波长的光照射至形成有该剥离层的被加工物的整个上表面；
受光步骤，接受通过该照射步骤而照射且被该裂纹反射的反射光；以及
判定步骤，根据通过该受光步骤而接受的反射光的强度来判定该剥离层的状态。
2.根据权利要求1所述的被加工物的检查方法，其中，
在该判定步骤中，根据该反射光的强度是否大于第一规定值来判定该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成，
该被加工物的检查方法还具有如下的剥离步骤：在通过该判定步骤判定为剥离层的相邻的该裂纹彼此连接的情况下，对该被加工物赋予外力，以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片。
3.根据权利要求1所述的被加工物的检查方法，其中，
该被加工物的检查方法还具有如下的剥离步骤：在实施了该剥离层形成步骤之后，对该被加工物赋予外力，以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片，
在未能通过该剥离步骤从该被加工物剥离该晶片的情况下，再次实施该照射步骤、该受光步骤以及该判定步骤。
4.根据权利要求3所述的被加工物的检查方法，其特征在于，
在该判定步骤中，根据该反射光的强度是否大于第二规定值来判定是否正以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片，该第二规定值大于作为该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成的判定基准的第一规定值。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的被加工物的检查方法，其中，
该剥离层形成步骤通过交替地进行激光束照射步骤和分度进给步骤而在该被加工物的内部形成包含多个改质层和裂纹的剥离层，
在该激光束照射步骤中，一边使该激光束的聚光点和该被加工物沿着与晶向＜100＞平行的方向相对地移动一边照射激光束，在该被加工物的内部形成与该上表面平行的改质层和从该改质层伸展的裂纹，
在该分度进给步骤中，将激光束的该聚光点和该被加工物在与通过该激光束照射步骤而形成了改质层的方向垂直的方向上相对地进行分度进给。
6.根据权利要求5所述的被加工物的检查方法，其中，
在该照射步骤中照射的光从包含该加工进给方向且与垂直于该被加工物的上表面的平面平行的方向以规定的入射角照射至该被加工物的上表面。
7.一种检查装置，其对形成有剥离层的被加工物的该剥离层进行检查，该被加工物是由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在上表面和下表面上分别露出的方式制造的单晶硅构成的，通过对该被加工物从该上表面侧照射具有透过性的波长的激光束而在该被加工物的内部形成有由改质层和从该改质层伸展的裂纹构成的该剥离层，其中，
该检查装置具有：
保持工作台，其使该被加工物的上表面侧露出而对该被加工物进行保持；
光源，其对该保持工作台所保持的被加工物的整个该上表面照射透过该被加工物并且在该裂纹上反射的波长的光；
受光单元，其接受通过该光源而照射至该被加工物的整个上表面且在该剥离层所包含的该裂纹上反射的反射光；以及
判定单元，其根据该受光单元所接受的反射光的强度来判定该剥离层的状态。
8.根据权利要求7所述的检查装置，其中，
该判定单元根据该反射光的强度是否大于第一规定值来判定该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成。
9.根据权利要求7所述的检查装置，其中，
该判定单元根据该反射光的强度是否大于第二规定值来判定是否正以该剥离层为起点而从该被加工物剥离晶片，该第二规定值大于作为该剥离层的相邻的裂纹彼此是否连接而形成的判定基准的第一规定值。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的检查装置，其中，
该被加工物通过沿着与晶向＜100＞平行的方向照射激光束而形成有包含与该上表面平行的改质层和从该改质层伸展的裂纹的剥离层，
该光源配设于能够从包含照射该激光束的方向即加工进给方向且与垂直于该被加工物的上表面的平面平行的方向以规定的入射角对该被加工物的上表面照射光的位置。
11.根据权利要求10所述的检查装置，其中，
该光源至少有两个。
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