JP2024034298A - ウェーハの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハに不適切な分割起点が形成されることを防止可能なウェーハの検査方法を提供する。【解決手段】ストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを検査するウェーハの検査方法であって、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをストリートと平行な方向に沿って照射することにより、ウェーハの内部に改質層を形成するとともに改質層からウェーハの第１面又は第２面に向かって伸展するクラックを形成するレーザービーム照射ステップと、第１面又は第２面で露出したクラックの伸展方向に基づいて、ストリートが所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する判定ステップと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを検査するウェーハの検査方法に関する。

デバイスチップの製造プロセスでは、互いに交差する複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスを備えるデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

ウェーハの分割には、環状の切削ブレードでウェーハを切削する切削装置が用いられる。また、近年では、レーザー加工によってウェーハを分割するプロセスの開発も進められている。例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの内部で集光させつつストリートに沿って走査することにより、ウェーハの内部に改質層をストリートに沿って形成するとともに、改質層からウェーハの表面又は裏面に向かってクラックを伸展させる。ウェーハの改質層又はクラックが形成された領域は、他の領域よりも脆くなる。そのため、ウェーハに外力を付与すると、改質層及びクラックが分割起点として機能し、ウェーハがストリートに沿って分割される（特許文献１参照）。

特開２００６－１０８４５９号公報

単結晶シリコンウェーハ等の結晶性ウェーハに形成されるデバイスは、デバイスの電気的特性やウェーハの機械的特性等を考慮して、所定の結晶方位に沿って配列される。そして、デバイスの配列に基づいてストリートが設定された後、レーザービームがストリートに沿って照射され、分割起点（改質層及びクラック）が形成される。

ここで、ストリートに沿って形成される分割起点の態様は、ウェーハの結晶方位によって異なることが確認されている。そのため、ウェーハに分割起点を形成する際には、ストリートの長さ方向におけるウェーハの結晶構造に基づいてレーザービームの照射条件が設定される。これにより、ウェーハの結晶方位に応じて適切な分割起点が形成され、ウェーハがストリートに沿って分割されやすくなる。

しかしながら、ストリートが通常とは異なる方向に設定されていると、ウェーハの結晶方位とレーザービームの照射条件とが整合していない状態で改質層が形成される。この場合、改質層から伸展したクラックがストリートに対して蛇行するなどの加工不良が生じやすくなり、分割起点が適切に形成されにくくなる。その結果、ウェーハが意図した通りに分割されず、デバイスチップの品質低下を招くおそれがある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、ウェーハに不適切な分割起点が形成されることを防止可能なウェーハの検査方法の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、ストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを検査するウェーハの検査方法であって、該ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該ストリートと平行な方向に沿って照射することにより、該ウェーハの内部に改質層を形成するとともに該改質層から該ウェーハの第１面又は第２面に向かって伸展するクラックを形成するレーザービーム照射ステップと、該第１面又は該第２面で露出した該クラックの伸展方向に基づいて、該ストリートが所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する判定ステップと、を有するウェーハの検査方法が提供される。

なお、好ましくは、該ウェーハは、該デバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲み該デバイスが形成されていない外周余剰領域とを含み、該レーザービーム照射ステップでは、該レーザービームを該外周余剰領域に照射する。また、好ましくは、該ウェーハの検査方法は、該判定ステップにおいて該ストリートが所定の結晶方位に沿って設定されていないと判定された場合に、オペレータに報知する報知ステップを更に有する。

本発明の一態様に係るウェーハの検査方法では、ウェーハにレーザービームを照射して改質層及びクラックを形成した後、ウェーハの第１面又は第２面で露出したクラックの伸展方向に基づいてストリートが所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する。これにより、レーザービームが結晶方位に適合しない照射条件で照射されてウェーハに不適切な分割起点が形成されることを防止できる。

ウェーハを示す斜視図である。 ウェーハの検査方法を示すフローチャートである。 レーザー加工装置を示す斜視図である。 ウェーハの外周余剰領域の一部を示す断面図である。 図５（Ａ）は単結晶シリコンの（１００）面を示す模式図であり、図５（Ｂ）はストリートが劈開方向と平行に設定されたウェーハに形成されるクラックの画像を示す画像図であり、図５（Ｃ）はストリートが劈開方向Ａに対して４５°傾くように設定されたウェーハに形成されるクラックの画像を示す画像図である。 コントローラを示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの検査方法によって検査されるウェーハの構成例について説明する。図１は、ウェーハ１１を示す斜視図である。

ウェーハ１１は、円盤状に形成された結晶性のウェーハ（基板）であり、互いに概ね平行な表面（第１面）１１ａ及び裏面（第２面）１１ｂを備える。結晶性のウェーハの例としては、単結晶シリコンウェーハ、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）等のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体でなる単結晶ウェーハ、サファイアウェーハ等が挙げられる。例えばウェーハ１１として、主面（表面１１ａ及び裏面１１ｂ）が（１００）面によって構成される単結晶シリコンウェーハが用いられる。ただし、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。

ウェーハ１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、ストリート１３によって区画された領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１５が形成されている。ただし、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等に制限はない。

デバイス１５は、デバイス１５の電気的特性やウェーハ１１の機械的特性等を考慮して、所定の結晶方位に沿って配列される。そのため、ストリート１３もウェーハ１１の結晶方位に対して所定の方向に沿って設定されている。

ウェーハ１１は、複数のデバイス１５が形成された略円形のデバイス領域１７Ａと、デバイス領域１７Ａを囲む環状の外周余剰領域１７Ｂとを備える。外周余剰領域１７Ｂは、表面１１ａの外周縁を含む所定の幅（例えば２ｍｍ程度）の環状領域であり、デバイス１５が形成されていない領域に相当する。図１では、デバイス領域１７Ａと外周余剰領域１７Ｂとの仮想的な境界を二点鎖線で示している。

ウェーハ１１をストリート１３に沿って格子状に分割することにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。例えば、ウェーハ１１にレーザービームを照射することにより、ウェーハ１１の内部に改質層をストリート１３に沿って形成するとともに、改質層からウェーハ１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂに向かってクラックを伸展させる。この場合、レーザービームの照射条件は、ウェーハ１１のうちレーザービームが照射された領域が多光子吸収によって改質（変質）されるように設定される。

ウェーハ１１の改質層又はクラックが形成された領域は、他の領域よりも脆くなる。そのため、ウェーハ１１に外力を付与すると、ウェーハ１１が改質層及びクラックを起点としてストリート１３に沿って分割される。すなわち、改質層及びクラックが分割起点（分割のきっかけ）として機能する。

なお、ストリート１３に沿って形成される分割起点の態様は、ウェーハ１１の結晶方位によって異なることが確認されている。そのため、ウェーハ１１に分割起点を形成する際には、ストリート１３の長さ方向におけるウェーハ１１の結晶構造に基づいて、レーザービームの照射条件が設定される。しかしながら、ストリート１３が通常とは異なる方向に設定されていると、ウェーハ１１の結晶方位とレーザービームの照射条件とが整合していない状態で改質層が形成される。この場合、改質層から伸展したクラックがストリート１３に対して蛇行するなどの加工不良が生じやすくなり、分割起点が適切に形成されにくくなる。

そこで、本実施形態においては、ストリート１３に沿って改質層を形成する前に、ウェーハ１１の一部に改質層及びクラックを試験的に形成する。そして、ウェーハ１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂで露出したクラックの伸展方向に基づいて、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する。これにより、レーザービームが結晶方位に適合しない不適切な照射条件でウェーハ１１に照射されることを防止できる。

以下、本実施形態に係るウェーハの検査方法の具体例について説明する。図２は、ウェーハの検査方法を示すフローチャートである。本実施形態では、ウェーハ１１にレーザービームを照射して改質層及びクラックを形成するレーザービーム照射ステップＳ１、クラックの伸展方向に基づいてストリート１３が所望の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する判定ステップＳ２、判定結果をオペレータに報知する報知ステップＳ３を順に実施する。

ウェーハ１１の検査には、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置が用いられる。図３は、レーザー加工装置２を示す斜視図である。なお、図３において、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（高さ方向、鉛直方向、上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。

レーザー加工装置２は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）４を備える。チャックテーブル４の上面は、水平方向（ＸＹ平面方向）に概ね平行な平坦面であり、ウェーハ１１を保持する保持面を構成している。保持面は、チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

チャックテーブル４には、移動ユニット（不図示）及び回転駆動源（不図示）が連結されている。移動ユニットは、例えばボールねじ式の移動機構であり、チャックテーブル４をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動させる。また、回転駆動源は、モータ等によって構成され、チャックテーブル４を保持面と概ね垂直な回転軸の周りで回転させる。

また、レーザー加工装置２は、レーザー照射ユニット６を備える。レーザー照射ユニット６は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、ＹＬＦレーザー等のレーザー発振器（不図示）と、チャックテーブル４の上方に配置されたレーザー加工ヘッド８とを備える。レーザー加工ヘッド８には、レーザー発振器から出射したパルス発振のレーザービームをウェーハ１１へと導く光学系が内蔵されており、光学系はレーザービームを集光させる集光レンズ等の光学素子を含む。レーザー加工ヘッド８からチャックテーブル４に向かって照射されるレーザービーム１０によって、ウェーハ１１が加工される。

また、チャックテーブル４の上方には、撮像ユニット（カメラ）１２が設けられている。例えば撮像ユニット１２は、レーザー加工ヘッド８と隣接するようにレーザー照射ユニット６に装着されている。撮像ユニット１２は、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等の撮像素子を備え、ウェーハ１１を撮像することによってウェーハ１１の画像（撮像画像）を生成する。

さらに、レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２を制御するコントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）１４を備える。コントローラ１４は、レーザー加工装置２を構成する構成要素（チャックテーブル４、レーザー照射ユニット６、撮像ユニット１２等）に接続されており、各構成要素に制御信号を出力することによってレーザー加工装置２の稼働を制御する。

例えばコントローラ１４は、コンピュータによって構成され、レーザー加工装置２の稼働に必要な演算を行う演算部と、レーザー加工装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを含む。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。

レーザー加工装置２でウェーハ１１を加工する際には、ウェーハ１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、ウェーハ１１がフレーム１９によって支持される。フレーム１９は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなる環状の部材であり、フレーム１９の中央部にはフレーム１９を厚さ方向に貫通する円形の開口１９ａが設けられている。なお、開口１９ａの直径はウェーハ１１の直径よりも大きい。

ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には、ウェーハ１１を支持するシート２１が固定される。例えばシート２１は、ウェーハ１１よりも直径が大きい円形のテープであり、フィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを含む。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂であってもよい。

ウェーハ１１がフレーム１９の開口１９ａの内側に配置された状態で、シート２１の中央部がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に貼着されるとともに、シート２１の外周部がフレーム１９に貼着される。これにより、ウェーハ１１がシート２１を介してフレーム１９によって支持される。

レーザービーム照射ステップＳ１では、まず、ウェーハ１１がチャックテーブル４によって保持される。例えばウェーハ１１は、表面１１ａ側が上方を向き裏面１１ｂ側（シート２１側）がチャックテーブルの保持面に対面するように、チャックテーブル４上に配置される。また、フレーム１９が、チャックテーブル４の周囲に設けられた複数のクランプ（不図示）によって固定される。そして、チャックテーブル４の保持面に吸引源の吸引力（負圧）を作用させることにより、ウェーハ１１がシート２１を介してチャックテーブル４によって吸引保持される。

次に、チャックテーブル４を回転させ、所定のストリート１３の長さ方向をＸ軸方向に合わせる。また、レーザービーム１０の集光点とウェーハ１１の外周余剰領域１７ＢとのＹ軸方向における位置が一致するように、チャックテーブル４の位置を調節する。さらに、レーザービーム１０の集光点がウェーハ１１の内部（表面１１ａと裏面１１ｂの間）と同じ高さ位置に位置付けられるように、レーザー加工ヘッド８の位置や光学系の配置を調節する。

そして、レーザー加工ヘッド８からレーザービーム１０を照射しつつ、チャックテーブル４をＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、チャックテーブル４とレーザービーム１０とがＸ軸方向に沿って所定の速度（加工送り速度）で相対的に移動する。その結果、レーザービーム１０は、集光点がウェーハ１１の内部に位置付けられた状態で、ウェーハ１１の表面１１ａ側からストリート１３と平行な方向に沿って外周余剰領域１７Ｂに照射される。

なお、レーザービーム１０の照射条件は、ウェーハ１１のレーザービーム１０が照射された領域が多光子吸収によって改質（変質）されるように設定される。具体的には、レーザービーム１０の波長は、少なくともレーザービーム１０の一部がウェーハ１１を透過するように設定される。すなわち、レーザービーム１０は、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームである。また、他のレーザービーム１０の照射条件も、ウェーハ１１が適切に改質されるように設定される。例えば、ウェーハ１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、レーザービーム１０の照射条件は下記のように設定できる。
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ：８００ｍｍ／ｓ

図４は、ウェーハ１１の外周余剰領域１７Ｂの一部を示す断面図である。レーザービーム１０を上記の照射条件でウェーハ１１に照射すると、ウェーハ１１内部のレーザービーム１０が集光した領域及びその近傍が多光子吸収によって改質（変質）される。その結果、ウェーハ１１の内部に改質層（変質層）２３が形成される。

改質層２３が形成されると、改質層２３でクラック（亀裂）２５が発生し、クラック２５は改質層２３からウェーハ１１の厚さ方向に沿って伸展する。そして、クラック２５はウェーハ１１の表面１１ａ及び／又は裏面１１ｂに到達し、表面１１ａ及び／又は裏面１１ｂで露出する。図４には一例として、クラック２５がウェーハ１１の表面１１ａ（レーザービーム１０が入射する面）に到達した場合を示している。

レーザービーム１０が走査されると、改質層２３がストリート１３と平行な方向（Ｘ軸方向）に沿って形成され、改質層２３から伸展したクラック２５同士が順次連結される。その結果、図３に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａ及び／又は裏面１１ｂで露出したクラック２５がストリート１３と平行な方向（Ｘ軸方向）に沿って伸展する。

次に、判定ステップＳ２を実施する。判定ステップＳ２では、まず、ウェーハ１１のレーザービーム１０が照射された領域を撮像ユニット１２（図４参照）で撮像する。これにより、ウェーハ１１の表面１１ａで露出しているクラック２５の画像（撮像画像）が取得される。

なお、クラック２５の伸展の態様は、ウェーハ１１の結晶方位によって異なる。そのため、撮像ユニット１２によって取得される画像には、ストリート１３の方向に応じて様々な形状のクラック２５が表示され得る。以下では、ウェーハ１１が単結晶シリコンウェーハである場合を例にとって、結晶方位とクラック２５との関係について説明する。

図５（Ａ）は、単結晶シリコンの（１００）面を示す模式図である。例えばウェーハ１１は、主面（表面１１ａ及び裏面１１ｂ）が（１００）面によって構成され、｛１１１｝面や｛１１０｝面が劈開面となる単結晶シリコンウェーハである。そして、ウェーハ１１は、劈開面と平行な劈開方向Ａに沿って劈開される。なお、デバイスチップの製造には、ストリート１３が劈開方向Ａと平行な方向Ｄ_１に沿って設定された「０度品」と称される単結晶シリコンウェーハや、ストリート１３が劈開方向Ａに対して４５°傾いた方向Ｄ_２に沿って設定された「４５度品」と称される単結晶シリコンウェーハが用いられることが多い。

ストリート１３が劈開方向Ａと平行に設定されたウェーハ１１に改質層２３（図４参照）を形成すると、ウェーハ１１の表面１１ａで露出したクラック２５（図３参照）は、ストリート１３と平行にまっすぐに伸展する傾向がある。そのため、撮像ユニット１２によって取得される撮像画像には、直線状のクラック２５が表示される。図５（Ｂ）は、ストリート１３が劈開方向Ａと平行に設定されたウェーハ１１（０度品）に形成されるクラック２５の画像（撮像画像）２０Ａを示す画像図である。

一方、ストリート１３が劈開方向Ａに対して傾くように設定されたウェーハ１１に改質層２３（図４参照）を形成すると、ウェーハ１１の表面１１ａで露出したクラック２５（図３参照）は、ランダムに蛇行しながら伸展する傾向がある。そのため、撮像ユニット１２によって取得される撮像画像には、非直線状のクラック２５が表示される。図５（Ｃ）は、ストリート１３が劈開方向Ａに対して４５°傾くように設定されたウェーハ１１（４５度品）に形成されるクラック２５の画像（撮像画像）２０Ｂを示す画像図である。

図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａ及び／又は裏面１１ｂで露出するクラック２５は、ウェーハ１１の結晶方位とストリート１３の方向との関係に応じて異なる挙動で伸展する。そのため、ウェーハ１１の表面１１ａ及び／又は裏面１１ｂに沿って伸展するクラック２５を観察することにより、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定することができる。

例えば、前述のレーザービーム照射ステップＳ１では、ストリート１３が劈開方向Ａと平行に設定されたウェーハ１１に改質層２３を形成するための加工条件でウェーハ１１が加工される。そのため、ウェーハ１１が０度品である場合には、レーザービーム１０が改質層２３の形成に適した照射条件でウェーハ１１に照射される。一方、ウェーハ１１が４５度品である場合には、レーザービーム１０が改質層２３の形成に不適切な照射条件でウェーハ１１に照射される。

そして、判定ステップＳ２では、加工後のウェーハ１１が撮像ユニット１２（図３参照）によって撮像される。このとき、ウェーハ１１が０度品である場合は、ストリート１３と平行に伸展する直線状のクラック２５を表す画像２０Ａ（図５（Ｂ）参照）が取得される。一方、ウェーハ１１が４５度品である場合は、蛇行するクラック２５を表す画像２０Ｂ（図５（Ｃ）参照）が取得される。そして、取得されたクラック２５の画像に基づいて、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否か（ウェーハ１１が０度品であるか４５度品であるか）が手動又は自動で判定される。

ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否かの判定は、例えばコントローラ１４によって自動で実施される。図６は、コントローラ１４を示すブロック図である。

図６には、コントローラ１４の機能的な構成を表すブロックに加えて、レーザー照射ユニット６及び撮像ユニット１２を表すブロックを図示している。また、レーザー加工装置２は、各種の情報を表示可能な表示ユニット（表示部、表示装置）３０と、オペレータに情報を報知可能な報知ユニット（報知部、報知装置）３２とを備える。表示ユニット３０及び報知ユニット３２は、コントローラ１４に接続されている。

表示ユニット３０は、各種のディスプレイによって構成でき、例えばタッチパネル式のディスプレイが用いられる。この場合、オペレータは表示ユニット３０のタッチ操作によってレーザー加工装置２に情報を入力できる。すなわち、表示ユニット３０はレーザー加工装置２に各種の情報を入力するための入力部（入力ユニット、入力装置）としても機能する。ただし、入力部は、表示ユニット３０とは別途独立して設けられたマウス、キーボード、操作パネル等の入力装置であってもよい。

報知ユニット３２は、例えば表示灯（警告灯）であり、レーザー加工装置２で異常が発生した際に点灯又は点滅してオペレータに報知する。ただし、報知ユニット３２の種類に制限はない。例えば報知ユニット３２は、音又は音声でオペレータに情報を報知するスピーカーであってもよい。

コントローラ１４は、ストリート１３の方向を判定する判定部１４ａと、判定部１４ａによる判定に用いられる情報（データ、プログラム等）を記憶する判定情報記憶部１４ｂとを含む。改質層２３及びクラック２５が形成されたウェーハ１１（図４参照）が撮像ユニット１２によって撮像されると、ウェーハ１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂで露出したクラック２５の画像（撮像画像、図５（Ｂ）の画像２０Ａ及び図５（Ｃ）の画像２０Ｂ参照）が取得され、判定部１４ａに入力される。そして、判定部１４ａは、撮像画像と判定情報記憶部１４ｂに記憶されている情報とに基づいて、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する。

例えば判定部１４ａは、パターンマッチング等の画像処理によってストリート１３の方向を判定する。具体的には、判定情報記憶部１４ｂには、ストリート１３がウェーハ１１の劈開方向Ａ（図５（Ａ）参照）と平行に設定されている場合に形成されるクラック２５の画像（図５（Ｂ）の画像２０Ａ参照）が、参照用画像として予め記憶されている。そして、撮像ユニット１２から判定部１４ａに撮像画像が入力されると、判定部１４ａは撮像画像と参照用画像とを比較して類似度を算出する。そして、判定部１４ａは、算出された類似度と判定情報記憶部１４ｂに記憶されている基準値（閾値）とを比較することにより、ウェーハ１１が０度品か否かを判定する。これにより、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否かが自動で判定される。

ただし、ストリート１３の方向の判定方法に制限はない。例えば判定部１４ａは、クラック２５の形状公差に基づいてストリート１３の方向を判定してもよい。具体的には、判定部１４ａは、撮像ユニット１２から入力された撮像画像に画像処理を施し、クラック２５の真直度を算出する。その後、判定部１４ａは、算出された真直度と判定情報記憶部１４ｂに記憶されている基準値（閾値）とを比較することにより、ウェーハ１１が０度品か否かを判定する。

さらに、判定部１４ａは、機械学習によって構成された学習済みモデル等を用いてストリート１３の方向を判定することもできる。例えば、クラック２５の画像が入力されるとストリート１３の方向の判定結果を出力するように学習されたニューラルネットワークが、判定情報記憶部１４ｂに記憶される。この場合、判定部１４ａは、判定情報記憶部１４ｂから読み出したニューラルネットワークにクラック２５の画像を入力することにより、ストリート１３の角度を判定する。

また、コントローラ１４は、レーザー加工装置２の各構成要素を駆動させるための制御信号を生成する駆動制御部１４ｃを含む。判定部１４ａによってストリート１３の方向が判定されると、判定部１４ａから駆動制御部１４ｃに判定結果が入力される。そして、駆動制御部１４ｃは、表示ユニット３０や報知ユニット３２を作動させることにより、オペレータに判定結果を報知する（報知ステップＳ３）。また、駆動制御部１４ｃは、判定結果に基づいてレーザー加工装置２の各構成要素に制御信号を出力し、レーザー加工装置２の稼働を制御する。

例えば、レーザービーム１０（図３及び図４参照）の照射条件が０度品のウェーハの加工に適合するように設定されている場合において、判定部１４ａによってウェーハ１１が０度品であると判定されると、駆動制御部１４ｃは表示ユニット３０に制御信号を出力し、表示ユニット３０にウェーハ１１が０度品である旨を示す情報（メッセージ、画像等）を表示させる（報知ステップＳ３）。また、駆動制御部１４ｃからレーザー照射ユニット６等に制御信号が出力され、ウェーハ１１が０度品のウェーハの加工条件で加工される。

具体的には、レーザービーム１０が０度品のウェーハの加工に適した照射条件でウェーハ１１のストリート１３に沿って照射される。その結果、ウェーハ１１に改質層２３（図４参照）がストリート１３に沿って格子状に形成される。また、改質層２３から伸展したクラック２５（図４参照）がウェーハ１１の表面１１ａ及び／又は裏面１１ｂに到達し、ストリート１３に沿ってまっすぐに進展する。

なお、改質層２３は、ウェーハ１１の厚さ方向に複数層形成されてもよい。例えば、ウェーハ１１が厚さ２００μｍ以上の単結晶シリコンウェーハ等である場合には、２層以上の改質層２３を形成することにより、ウェーハ１１が適切に分割されやすくなる。複数の改質層２３を形成する場合は、ウェーハ１１の厚さ方向におけるレーザービーム１０の集光点の位置を変えつつ、各ストリート１３に沿ってレーザービーム１０をそれぞれ複数回ずつ照射する。

その後、ウェーハ１１に外力が付与され、ウェーハ１１が改質層２３及びクラック２５を起点としてストリート１３に沿って分割される。なお、ウェーハ１１に外力を付与する方法に制限はない。例えば、シート２１（図３参照）として、外力の付与によって拡張可能なエキスパンドシートが用いられる。この場合、シート２１を半径方向外側に向かって引っ張って拡張させることにより、ウェーハ１１に外力が付与され、ウェーハ１１がストリート１３に沿って破断する。シート２１の拡張は、作業者が手動で行ってもよいし、専用の拡張装置を用いて自動で実施してもよい。

ただし、レーザービーム１０の照射条件、ウェーハ１１の厚さ等によっては、改質層２３を形成した時点でクラック２５がウェーハ１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに達することがある。この場合には、改質層２３が形成された時点でウェーハ１１がストリート１３に沿って分割される。

一方、判定部１４ａによってウェーハ１１が０度品ではないと判定されると、駆動制御部１４ｃからレーザー加工装置２の各構成要素に制御信号が出力され、ウェーハ１１の加工が一時的に中断される。これにより、ウェーハ１１が不適切な加工条件で加工されることを防止できる。

また、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されていない旨がオペレータに報知される（報知ステップＳ３）。例えば駆動制御部１４ｃは、表示ユニット３０に制御信号を出力してウェーハ１１が０度品でない旨を示す情報（メッセージ、画像等）を表示させることにより、オペレータにエラーを通知する。また、駆動制御部１４ｃは、報知ユニット３２（警告灯、スピーカー等）に制御信号を出力することにより、報知ユニット３２に警告を発信させる。これにより、オペレータにストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されていない旨が報知され、オペレータは速やかにウェーハ１１の回収やレーザービーム１０の照射条件の変更等の措置をとることができる。

以上の通り、本実施形態に係るウェーハの検査方法では、ウェーハ１１にレーザービーム１０を照射して改質層２３及びクラック２５を形成した後、ウェーハ１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂで露出したクラック２５の伸展方向に基づいてストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する。これにより、レーザービーム１０が結晶方位に適合しない照射条件で照射されてウェーハ１１に不適切な分割起点が形成されることを防止できる。

なお、上記実施形態では、ウェーハ１１の表面１１ａ側からレーザービーム１０を照射する例について説明したが（図３及び図４参照）、レーザービーム１０はウェーハ１１の裏面１１ｂ側から照射することもできる。この場合、ウェーハ１１の表面１１ａ側に形成されているデバイス１５がレーザービーム１０の照射による影響を受けにくくなる。ただし、レーザービーム１０をウェーハ１１の表面１１ａ側と裏面１１ｂ側のどちらから照射するかは、ウェーハ１１に施される加工の内容に応じて適宜選択できる。

また、ウェーハ１１に対しては、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削砥石で研削してウェーハ１１を薄化する処理が施されることがある。この場合には、ウェーハ１１の研削前に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側からデバイス領域１７Ａ（図１参照）と重なる領域にレーザービーム１０を照射して改質層２３及びクラック２５（図４参照）を形成してもよい。具体的には、改質層２３がデバイス領域１７Ａ内のストリート１３又はデバイス１５と重なる位置に形成される。

なお、レーザービーム１０の照射条件は、改質層２３から伸展するクラック２５がウェーハ１１の表面１１ａに到達しないように設定される。そして、ウェーハ１１の裏面１１ｂで露出したクラック２５の形状に基づいて、ストリート１３の方向が判定される。その後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が研削され、ウェーハ１１が所定の厚さになるまで薄化されるとともに、改質層２３及びクラック２５が除去される。そのため、ウェーハ１１の検査用に形成された改質層２３及びクラック２５が最終的に製造されるデバイスチップに残存することはない。

さらに、上記実施形態ではレーザー加工装置２のコントローラ１４がストリート１３の方向を判定する場合について説明したが（図６参照）、ストリート１３の方向の判定は作業者が行ってもよい。例えば作業者は、改質層２３及びクラック２５が形成されたウェーハ１１を直接目視し、又は、表示ユニット３０に表示されたクラック２５の画像を視認することにより、クラック２５の形状を確認する。そして、作業者は、クラック２５の形状に基づいて、ストリート１３が所定の結晶方位に沿って設定されているか否か（例えば、ウェーハ１１が０度品か４５度品か）を判定する。

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。

１１ ウェーハ
１１ａ 表面（第１面）
１１ｂ 裏面（第２面）
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７Ａ デバイス領域
１７Ｂ 外周余剰領域
１９ フレーム
１９ａ 開口
２１ シート
２３ 改質層（変質層）
２５ クラック（亀裂）
２ レーザー加工装置
４ チャックテーブル（保持テーブル）
６ レーザー照射ユニット
８ レーザー加工ヘッド
１０ レーザービーム
１２ 撮像ユニット（カメラ）
１４ コントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）
１４ａ 判定部
１４ｂ 判定情報記憶部
１４ｃ 駆動制御部
２０Ａ，２０Ｂ 画像（撮像画像）
３０ 表示ユニット（表示部、表示装置）
３２ 報知ユニット（報知部、報知装置）

Claims (3)

1. ストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを検査するウェーハの検査方法であって、
   該ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該ストリートと平行な方向に沿って照射することにより、該ウェーハの内部に改質層を形成するとともに該改質層から該ウェーハの第１面又は第２面に向かって伸展するクラックを形成するレーザービーム照射ステップと、
   該第１面又は該第２面で露出した該クラックの伸展方向に基づいて、該ストリートが所定の結晶方位に沿って設定されているか否かを判定する判定ステップと、を有することを特徴とするウェーハの検査方法。
2. 該ウェーハは、該デバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲み該デバイスが形成されていない外周余剰領域とを含み、
   該レーザービーム照射ステップでは、該レーザービームを該外周余剰領域に照射することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの検査方法。
3. 該判定ステップにおいて該ストリートが所定の結晶方位に沿って設定されていないと判定された場合に、オペレータに報知する報知ステップを更に有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のウェーハの検査方法。
   

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