JP7482296B2 - レーザ加工方法及び半導体デバイス製造方法 - Google Patents

レーザ加工方法及び半導体デバイス製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、レーザ加工方法及び半導体デバイス製造方法に関する。
半導体基板と、半導体基板の表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハを複数のラインのそれぞれに沿って切断するために、半導体基板の裏面側からウェハにレーザ光を照射することにより、複数のラインのそれぞれに沿って半導体基板の内部に複数列の改質領域を形成するレーザ加工装置が知られている。特許文献１に記載のレーザ加工装置は、赤外線カメラを備えており、半導体基板の内部に形成された改質領域、機能素子層に形成された加工ダメージ等を半導体基板の裏面側から観察することが可能となっている。
特開２０１７－６４７４６号公報
上述したようなレーザ加工装置においては、複数列の改質領域に渡る亀裂が形成される条件で、半導体基板の裏面側からウェハにレーザ光が照射される場合がある。そのような場合に、例えばレーザ加工装置の不具合等に起因して、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びていないと、後の工程において、ウェハを複数のラインのそれぞれに沿って確実に切断することができないおそれがある。特に、改質領域の形成後に半導体基板の裏面を研削する場合には、研削工程の前に、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びているか否かを確認することができないと、研削工程の後に、ウェハを複数のラインのそれぞれに沿って確実に切断することができず、研削工程が無駄になるおそれがある。
複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びているか否かについては、改質領域を観察しただけでは、確認することが困難である。複数列の改質領域に渡る亀裂を観察することも考えられるが、亀裂の幅が赤外線の波長よりも小さいことが通常であるため、単に赤外線カメラを用いただけでは、亀裂を観察することは困難である。
本発明は、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びているか否かを確認することができるレーザ加工方法、半導体デバイス製造方法及び検査装置を提供することを目的とする。
本発明のレーザ加工方法は、表面及び裏面を有する半導体基板と、表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハを用意し、複数のラインのそれぞれに沿って裏面側からウェハにレーザ光を照射することにより、複数のラインのそれぞれに沿って半導体基板の内部に複数列の改質領域を形成する第１工程と、複数列の改質領域のうち表面に最も近い第１改質領域と第１改質領域に最も近い第２改質領域との間の検査領域に、第１改質領域から裏面側に延びる亀裂の先端が存在するか否かを検査する第２工程と、を備え、第１工程においては、複数列の改質領域に渡る亀裂が形成される条件で、複数のラインのそれぞれに沿って裏面側からウェハにレーザ光を照射し、第２工程においては、検査領域内に裏面側から焦点を合わせて、表面側から裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出することにより、検査領域に先端が存在するか否かを検査する。
このレーザ加工方法では、第１改質領域と第２改質領域との間の検査領域内に半導体基板の裏面側から焦点を合わせて、表面側から裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出する。このように光を検出することにより、第１改質領域から半導体基板の裏面側に延びる亀裂の先端が検査領域に存在する場合に、当該先端を確認することができる。そして、検査領域に当該先端が存在する場合には、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びていないと想定される。よって、このレーザ加工方法によれば、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びているか否かを確認することができる。
本発明のレーザ加工方法は、表面及び裏面を有する半導体基板と、表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハを用意し、複数のラインのそれぞれに沿って裏面側からウェハにレーザ光を照射することにより、複数のラインのそれぞれに沿って半導体基板の内部に複数列の改質領域を形成する第１工程と、複数列の改質領域のうち表面に最も近い第１改質領域と第１改質領域に最も近い第２改質領域との間の検査領域に、第２改質領域から表面側に延びる亀裂の先端が存在するか否かを検査する第２工程と、を備え、第１工程においては、複数列の改質領域に渡る亀裂が形成される条件で、複数のラインのそれぞれに沿って裏面側からウェハにレーザ光を照射し、第２工程においては、表面に対して裏面とは反対側の領域に裏面側から焦点を合わせて、表面に関して焦点と対称な仮想焦点を検査領域内に位置させ、裏面側から表面を介して裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出することにより、検査領域に先端が存在するか否かを検査する。
このレーザ加工方法では、表面に対して裏面とは反対側の領域に裏面側から焦点を合わせて、表面に関して焦点と対称な仮想焦点を検査領域（第１改質領域と第２改質領域との間の検査領域）内に位置させ、裏面側から表面を介して裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出する。このように光を検出することにより、第２改質領域から半導体基板の表面側に延びる亀裂の先端が検査領域に存在する場合に、当該先端を確認することができる。そして、検査領域に当該先端が存在する場合には、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びていないと想定される。よって、このレーザ加工方法によれば、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びているか否かを確認することができる。
本発明のレーザ加工方法では、第１工程においては、複数列の改質領域に渡る亀裂が表面に至る条件で、複数のラインのそれぞれに沿って裏面側からウェハにレーザ光を照射してもよい。これによれば、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面に至っているか否かを確認することができる。
本発明のレーザ加工方法は、第２工程における検査結果に基づいて、第１工程における加工結果を評価する第３工程を更に備え、第３工程においては、検査領域に先端が存在しない場合に、複数列の改質領域に渡る亀裂が表面に至っていると評価し、検査領域に先端が存在する場合に、複数列の改質領域に渡る亀裂が表面に至っていないと評価してもよい。これによれば、評価結果に基づいて、後の工程の実施態様を決定することができる。
本発明のレーザ加工方法では、複数列の改質領域は、２列の改質領域であってもよい。これによれば、複数列の改質領域の形成、及び複数列の改質領域に渡る亀裂の検査を効率良く実施することができる。
本発明の半導体デバイス製造方法は、上述したレーザ加工方法が備える第１工程、第２工程及び第３工程と、第３工程において、複数列の改質領域に渡る亀裂が表面に至っていると評価された場合に、裏面を研削することにより、複数列の改質領域に渡る亀裂を裏面に露出させ、複数のラインのそれぞれに沿ってウェハを複数の半導体デバイスに切断する第４工程と、を備える。
この半導体デバイス製造方法によれば、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面に至っていないと評価された場合に、半導体基板の裏面の研削が実施されないため、研削工程の後に、ウェハを複数のラインのそれぞれに沿って確実に切断することができないという事態が生じるのを防止することができる。
本発明の検査装置は、表面及び裏面を有する半導体基板と、表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハであって、複数のラインのそれぞれに沿って半導体基板の内部に複数列の改質領域が形成されたウェハを支持するステージと、半導体基板に対して透過性を有する光を出力する光源と、光源から出力されて半導体基板を伝搬した光を通過させる対物レンズと、対物レンズを通過した光を検出する光検出部と、光検出部から出力された信号に基づいて、複数列の改質領域のうち表面に最も近い第１改質領域と第１改質領域に最も近い第２改質領域との間の検査領域に、第１改質領域から裏面側に延びる亀裂の先端が存在するか否かを検査する検査部と、を備え、対物レンズは、検査領域内に裏面側から焦点を合わせ、光検出部は、表面側から裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出する。
この検査装置は、第１改質領域と第２改質領域との間の検査領域内に半導体基板の裏面側から焦点を合わせて、表面側から裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出する。このように光を検出することにより、第１改質領域から半導体基板の裏面側に延びる亀裂の先端が検査領域に存在する場合に、当該先端を確認することができる。
本発明の検査装置は、表面及び裏面を有する半導体基板と、表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハであって、複数のラインのそれぞれに沿って半導体基板の内部に複数列の改質領域が形成されたウェハを支持するステージと、半導体基板に対して透過性を有する光を出力する光源と、光源から出力されて半導体基板を伝搬した光を通過させる対物レンズと、対物レンズを通過した光を検出する光検出部と、光検出部から出力された信号に基づいて、複数列の改質領域のうち表面に最も近い第１改質領域と第１改質領域に最も近い第２改質領域との間の検査領域に、第２改質領域から表面側に延びる亀裂の先端が存在するか否かを検査する検査部と、を備え、対物レンズは、表面に対して裏面とは反対側の領域に裏面側から焦点を合わせて、表面に関して焦点と対称な仮想焦点を検査領域内に位置させ、光検出部は、裏面側から表面を介して裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出する。
この検査装置は、表面に対して裏面とは反対側の領域に裏面側から焦点を合わせて、表面に関して焦点と対称な仮想焦点を検査領域（第１改質領域と第２改質領域との間の検査領域）内に位置させ、裏面側から表面を介して裏面側に半導体基板を伝搬する光を検出する。このように光を検出することにより、第２改質領域から半導体基板の表面側に延びる亀裂の先端が検査領域に存在する場合に、当該先端を確認することができる。
本発明の検査装置では、対物レンズの開口数は、０．４５以上であってもよい。これによれば、検査領域に存在する亀裂の先端をより確実に確認することができる。
本発明の検査装置では、対物レンズは、補正環を有してもよい。これによれば、検査領域に存在する亀裂の先端をより確実に確認することができる。
本発明によれば、複数列の改質領域に渡る亀裂が半導体基板の表面側に十分に延びているか否かを確認することができるレーザ加工方法、半導体デバイス製造方法及び検査装置を提供することが可能となる。
一実施形態の検査装置を備えるレーザ加工装置の構成図である。 一実施形態のウェハの平面図である。 図２に示されるウェハの一部分の断面図である。 図１に示されるレーザ照射ユニットの構成図である。 図１に示される検査用撮像ユニットの構成図である。 図１に示されるアライメント補正用撮像ユニットの構成図である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するためのウェハの断面図、及び当該検査用撮像ユニットによる各箇所での画像である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するためのウェハの断面図、及び当該検査用撮像ユニットによる各箇所での画像である。 半導体基板の内部に形成された改質領域及び亀裂のＳＥＭ画像である。 半導体基板の内部に形成された改質領域及び亀裂のＳＥＭ画像である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するための光路図、及び当該検査用撮像ユニットによる焦点での画像を示す模式図である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するための光路図、及び当該検査用撮像ユニットによる焦点での画像を示す模式図である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる検査原理を説明するためのウェハの断面図、ウェハの切断面の画像、及び当該検査用撮像ユニットによる各箇所での画像である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる検査原理を説明するためのウェハの断面図、ウェハの切断面の画像、及び当該検査用撮像ユニットによる各箇所での画像である。 一実施形態の半導体デバイス製造方法のフローチャートである。 図１５に示される半導体デバイス製造方法の研削及び切断工程におけるウェハの一部分の断面図である。 図１５に示される半導体デバイス製造方法の研削及び切断工程におけるウェハの一部分の断面図である。 変形例の検査装置を備えるレーザ加工システムの構成図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［レーザ加工装置の構成］
図１に示されるように、レーザ加工装置１は、ステージ２と、レーザ照射ユニット３と、複数の撮像ユニット４，５，６と、駆動ユニット７と、制御部８と、を備えている。レーザ加工装置１は、対象物１１にレーザ光Ｌを照射することにより、対象物１１に改質領域１２を形成する装置である。
ステージ２は、例えば対象物１１に貼り付けられたフィルムを吸着することにより、対象物１１を支持する。ステージ２は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動可能であり、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに垂直な第１水平方向及び第２水平方向であり、Ｚ方向は、鉛直方向である。
レーザ照射ユニット３は、対象物１１に対して透過性を有するレーザ光Ｌを集光して対象物１１に照射する。ステージ２に支持された対象物１１の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光点Ｃに対応する部分においてレーザ光Ｌが特に吸収され、対象物１１の内部に改質領域１２が形成される。
改質領域１２は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域１２としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。改質領域１２は、改質領域１２からレーザ光Ｌの入射側及びその反対側に亀裂が延び易いという特性を有している。このような改質領域１２の特性は、対象物１１の切断に利用される。
一例として、ステージ２をＸ方向に沿って移動させ、対象物１１に対して集光点ＣをＸ方向に沿って相対的に移動させると、複数の改質スポット１２ｓがＸ方向に沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポット１２ｓは、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。１列の改質領域１２は、１列に並んだ複数の改質スポット１２ｓの集合である。隣り合う改質スポット１２ｓは、対象物１１に対する集光点Ｃの相対的な移動速度及びレーザ光Ｌの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
撮像ユニット４は、対象物１１に形成された改質領域１２、及び改質領域１２から延びた亀裂の先端を撮像する。本実施形態では、制御部８が検査部として機能し、ステージ２、撮像ユニット４及び制御部８が検査装置１０として機能する（詳細については、後述する）。
撮像ユニット５及び撮像ユニット６は、制御部８の制御のもとで、ステージ２に支持された対象物１１を、対象物１１を透過する光により撮像する。撮像ユニット５，６が撮像することにより得られた画像は、一例として、レーザ光Ｌの照射位置のアライメントに供される。
駆動ユニット７は、レーザ照射ユニット３及び複数の撮像ユニット４，５，６を支持している。駆動ユニット７は、レーザ照射ユニット３及び複数の撮像ユニット４，５，６をＺ方向に沿って移動させる。
制御部８は、ステージ２、レーザ照射ユニット３、複数の撮像ユニット４，５，６、及び駆動ユニット７の動作を制御する。制御部８は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部８では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信を制御する。これにより、制御部８は、例えば、検査部としての機能を実現する（詳細については、後述する）。
［対象物の構成］
本実施形態の対象物１１は、図２及び図３に示されるように、ウェハ２０である。ウェハ２０は、半導体基板２１と、機能素子層２２と、を備えている。半導体基板２１は、表面２１ａ及び裏面２１ｂを有している。半導体基板２１は、例えば、シリコン基板である。機能素子層２２は、半導体基板２１の表面２１ａに形成されている。機能素子層２２は、表面２１ａに沿って２次元に配列された複数の機能素子２２ａを含んでいる。機能素子２２ａは、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。機能素子２２ａは、複数の層がスタックされて３次元的に構成される場合もある。なお、半導体基板２１には、結晶方位を示すノッチ２１ｃが設けられているが、ノッチ２１ｃの替わりにオリエンテーションフラットが設けられていてもよい。
ウェハ２０は、複数のライン１５のそれぞれに沿って機能素子２２ａごとに切断される。複数のライン１５は、ウェハ２０の厚さ方向から見た場合に複数の機能素子２２ａのそれぞれの間を通っている。より具体的には、ライン１５は、ウェハ２０の厚さ方向から見た場合にストリート領域２３の中心（幅方向における中心）を通っている。ストリート領域２３は、機能素子層２２において、隣り合う機能素子２２ａの間を通るように延在している。本実施形態では、複数の機能素子２２ａは、表面２１ａに沿ってマトリックス状に配列されており、複数のライン１５は、格子状に設定されている。なお、ライン１５は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。
［レーザ照射ユニットの構成］
図４に示されるように、レーザ照射ユニット３は、光源３１と、空間光変調器３２と、集光レンズ３３と、を有している。光源３１は、例えばパルス発振方式によって、レーザ光Ｌを出力する。空間光変調器３２は、光源３１から出力されたレーザ光Ｌを変調する。空間光変調器３２は、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）である。集光レンズ３３は、空間光変調器３２によって変調されたレーザ光Ｌを集光する。
本実施形態では、レーザ照射ユニット３は、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射することにより、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の内部に２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成する。改質領域（第１改質領域）１２ａは、２列の改質領域１２ａ，１２ｂのうち表面２１ａに最も近い改質領域である。改質領域（第２改質領域）１２ｂは、２列の改質領域１２ａ，１２ｂのうち、改質領域１２ａに最も近い改質領域であって、裏面２１ｂに最も近い改質領域である。
２列の改質領域１２ａ，１２ｂは、ウェハ２０の厚さ方向（Ｚ方向）において隣り合っている。２列の改質領域１２ａ，１２ｂは、半導体基板２１に対して２つの集光点Ｃ１，Ｃ２がライン１５に沿って相対的に移動させられることにより形成される。レーザ光Ｌは、例えば集光点Ｃ１に対して集光点Ｃ２が進行方向の後側且つレーザ光Ｌの入射側に位置するように、空間光変調器３２によって変調される。
レーザ照射ユニット３は、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る条件で、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射する。一例として、厚さ７７５μｍの単結晶シリコン基板である半導体基板２１に対し、表面２１ａから５４μｍの位置及び１２８μｍの位置に２つの集光点Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ合わせて、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射する。このとき、レーザ光Ｌの波長は１０９９ｎｍ、パルス幅は７００ｎ秒、繰り返し周波数は１２０ｋＨｚである。また、集光点Ｃ１におけるレーザ光Ｌの出力は２．７Ｗ、集光点Ｃ２におけるレーザ光Ｌの出力は２．７Ｗであり、半導体基板２１に対する２つの集光点Ｃ１，Ｃ２の相対的な移動速度は８００ｍｍ／秒である。
このような２列の改質領域１２ａ，１２ｂ及び亀裂１４の形成は、次のような場合に実施される。すなわち、後の工程において、半導体基板２１の裏面２１ｂを研削することにより半導体基板２１を薄化すると共に亀裂１４を裏面２１ｂに露出させ、複数のライン１５のそれぞれに沿ってウェハ２０を複数の半導体デバイスに切断する場合である。
［検査用撮像ユニットの構成］
図５に示されるように、撮像ユニット４は、光源４１と、ミラー４２と、対物レンズ４３と、光検出部４４と、を有している。光源４１は、半導体基板２１に対して透過性を有する光Ｉ１を出力する。光源４１は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ１を出力する。光源４１から出力された光Ｉ１は、ミラー４２によって反射されて対物レンズ４３を通過し、半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０に照射される。このとき、ステージ２は、上述したように２列の改質領域１２ａ，１２ｂが形成されたウェハ２０を支持している。
対物レンズ４３は、半導体基板２１の表面２１ａで反射された光Ｉ１を通過させる。つまり、対物レンズ４３は、半導体基板２１を伝搬した光Ｉ１を通過させる。対物レンズ４３の開口数（ＮＡ）は、０．４５以上である。対物レンズ４３は、補正環４３ａを有している。補正環４３ａは、例えば対物レンズ４３を構成する複数のレンズにおける相互間の距離を調整することにより、半導体基板２１内において光Ｉ１に生じる収差を補正する。光検出部４４は、対物レンズ４３及びミラー４２を透過した光Ｉ１を検出する。光検出部４４は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ１を検出する。
撮像ユニット４は、２列の改質領域１２ａ，１２ｂのそれぞれ、及び、複数の亀裂１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれの先端を撮像することができる（詳細については、後述する）。亀裂１４ａは、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂である。亀裂１４ｂは、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂である。亀裂１４ｃは、改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂である。亀裂１４ｄは、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂である。制御部８は、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る条件で、レーザ照射ユニット３にレーザ光Ｌを照射させるが（図４参照）、何らかの不具合等に起因して亀裂１４が表面２１ａに至っていないと、このような複数の亀裂１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが形成される。
［アライメント補正用撮像ユニットの構成］
図６に示されるように、撮像ユニット５は、光源５１と、ミラー５２と、レンズ５３と、光検出部５４と、を有している。光源５１は、半導体基板２１に対して透過性を有する光Ｉ２を出力する。光源５１は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ２を出力する。光源５１は、撮像ユニット４の光源４１と共通化されていてもよい。光源５１から出力された光Ｉ２は、ミラー５２によって反射されてレンズ５３を通過し、半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０に照射される。
レンズ５３は、半導体基板２１の表面２１ａで反射された光Ｉ２を通過させる。つまり、レンズ５３は、半導体基板２１を伝搬した光Ｉ２を通過させる。レンズ５３の開口数は、０．３以下である。すなわち、撮像ユニット４の対物レンズ４３の開口数は、レンズ５３の開口数よりも大きい。光検出部５４は、レンズ５３及びミラー５２を通過した光Ｉ２を検出する。光検出部５５は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ２を検出する。
撮像ユニット５は、制御部８の制御のもとで、裏面２１ｂ側から光Ｉ２をウェハ２０に照射すると共に、表面２１ａ（機能素子層２２）から戻る光Ｉ２を検出することにより、機能素子層２２を撮像する。また、撮像ユニット５は、同様に、制御部８の制御のもとで、裏面２１ｂ側から光Ｉ２をウェハ２０に照射すると共に、半導体基板２１における改質領域１２ａ，１２ｂの形成位置から戻る光Ｉ２を検出することにより、改質領域１２ａ，１２ｂを含む領域の画像を取得する。これらの画像は、レーザ光Ｌの照射位置のアライメントに用いられる。撮像ユニット６は、レンズ５３がより低倍率（例えば、撮像ユニット５においては６倍であり、撮像ユニット６においては１．５倍）である点を除いて、撮像ユニット５と同様の構成を備え、撮像ユニット５と同様にアライメントに用いられる。
［検査用撮像ユニットによる撮像原理］
図５に示される撮像ユニット４を用い、図７に示されるように、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が表面２１ａに至っている半導体基板２１に対して、裏面２１ｂ側から表面２１ａ側に向かって焦点Ｆ（対物レンズ４３の焦点）を移動させる。この場合、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、当該先端１４ｅを確認することができる（図７における右側の画像）。しかし、亀裂１４そのもの、及び表面２１ａに至っている亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせても、それらを確認することができない（図７における左側の画像）。なお、半導体基板２１の表面２１ａに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、機能素子層２２を確認することができる。
また、図５に示される撮像ユニット４を用い、図８に示されるように、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が表面２１ａに至っていない半導体基板２１に対して、裏面２１ｂ側から表面２１ａ側に向かって焦点Ｆを移動させる。この場合、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせても、当該先端１４ｅを確認することができない（図８における左側の画像）。しかし、表面２１ａに対して裏面２１ｂとは反対側の領域（すなわち、表面２１ａに対して機能素子層２２側の領域）に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａに関して焦点Ｆと対称な仮想焦点Ｆｖを当該先端１４ｅに位置させると、当該先端１４ｅを確認することができる（図８における右側の画像）。なお、仮想焦点Ｆｖは、半導体基板２１の屈折率を考慮した焦点Ｆと表面２１ａに関して対称な点である。
以上のように亀裂１４そのものを確認することができないのは、照明光である光Ｉ１の波長よりも亀裂１４の幅が小さいためと想定される。図９及び図１０は、シリコン基板である半導体基板２１の内部に形成された改質領域１２及び亀裂１４のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）画像である。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に示される領域Ａ１の拡大像、図１０の（ａ）は、図９の（ｂ）に示される領域Ａ２の拡大像、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示される領域Ａ３の拡大像である。このように、亀裂１４の幅は、１２０ｎｍ程度であり、近赤外領域の光Ｉ１の波長（例えば、１．１～１．２μｍ）よりも小さい。
以上を踏まえて想定される撮像原理は、次のとおりである。図１１の（ａ）に示されるように、空気中に焦点Ｆを位置させると、光Ｉ１が戻ってこないため、黒っぽい画像が得られる（図１１の（ａ）における右側の画像）。図１１の（ｂ）に示されるように、半導体基板２１の内部に焦点Ｆを位置させると、表面２１ａで反射された光Ｉ１が戻ってくるため、白っぽい画像が得られる（図１１の（ｂ）における右側の画像）。図１１の（ｃ）に示されるように、改質領域１２に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、改質領域１２によって、表面２１ａで反射されて戻ってきた光Ｉ１の一部について吸収、散乱等が生じるため、白っぽい背景の中に改質領域１２が黒っぽく映った画像が得られる（図１１の（ｃ）における右側の画像）。
図１２の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、例えば、先端１４ｅ近傍に生じた光学的特異性（応力集中、歪、原子密度の不連続性等）、先端１４ｅ近傍で生じる光の閉じ込め等によって、表面２１ａで反射されて戻ってきた光Ｉ１の一部について散乱、反射、干渉、吸収等が生じるため、白っぽい背景の中に先端１４ｅが黒っぽく映った画像が得られる（図１２の（ａ）及び（ｂ）における右側の画像）。図１２の（ｃ）に示されるように、亀裂１４の先端１４ｅ近傍以外の部分に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、表面２１ａで反射された光Ｉ１の少なくとも一部が戻ってくるため、白っぽい画像が得られる（図１２の（ｃ）における右側の画像）。
［検査用撮像ユニットによる検査原理］
制御部８が、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る条件で、レーザ照射ユニット３にレーザ光Ｌを照射させた結果、予定どおり、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が表面２１ａに至っている場合、亀裂１４の先端１４ｅの状態は、次のとおりとなる。すなわち、図１３に示されるように、改質領域１２ａと表面２１ａとの間の領域、及び改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の領域には、亀裂１４の先端１４ｅが現れない。改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端１４ｅの位置（以下、単に「先端位置」という）は、改質領域１２ｂと裏面２１ｂとの間の基準位置Ｐに対して裏面２１ｂ側に位置する。
それに対し、制御部８が、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る条件で、レーザ照射ユニット３にレーザ光Ｌを照射させた結果、予定に反して、何らかの不具合に起因して、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が表面２１ａに至っていない場合、亀裂１４の先端１４ｅの状態は、次のとおりとなる。すなわち、図１４に示されるように、改質領域１２ａと表面２１ａとの間の領域には、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂１４ａの先端１４ｅが現れる。改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の領域には、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４ｂの先端１４ｅ、及び改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂１４ｃの先端１４ｅが現れる。改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端位置は、改質領域１２ｂと裏面２１ｂとの間の基準位置Ｐに対して表面２１ａに位置する。
以上により、次の第１検査、第２検査、第３検査及び第４検査のうち少なくとも１つの検査を制御部８が実施すれば、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っているか否かを評価することができる。第１検査は、改質領域１２ａと表面２１ａとの間の領域を検査領域Ｒ１とし、検査領域Ｒ１に、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂１４ａの先端１４ｅが存在するか否かの検査である。第２検査は、改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の領域を検査領域Ｒ２とし、検査領域Ｒ２に、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在するか否かの検査である。第３検査は、検査領域Ｒ２に、改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂１４ｃの先端１４ｅが存在するか否かの検査である。第４検査は、基準位置Ｐから裏面２１ｂ側に延び且つ裏面２１ｂに至っていない領域を検査領域Ｒ３とし、検査領域Ｒ３に、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端位置が位置するか否かの検査である。
検査領域Ｒ１、検査領域Ｒ２及び検査領域Ｒ３のそれぞれは、２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成する前に、半導体基板２１に対して２つの集光点Ｃ１，Ｃ２を合わせる位置に基づいて設定可能である。２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る場合、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端位置は安定するため、基準位置Ｐ及び検査領域Ｒ３は、テスト加工の結果に基づいて設定可能である。なお、撮像ユニット４は、図１３及び図１４に示されるように、２つの改質領域１２ａ，１２ｂのそれぞれを撮像することができるため、２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成した後に、２つの改質領域１２ａ，１２ｂのそれぞれの位置に基づいて、検査領域Ｒ１、検査領域Ｒ２及び検査領域Ｒ３のそれぞれを設定してもよい。
［レーザ加工方法及び半導体デバイス製造方法］
本実施形態の半導体デバイス製造方法について、図１５を参照して説明する。なお、本実施形態の半導体デバイス製造方法は、レーザ加工装置１において実施されるレーザ加工方法を含んでいる。
まず、ウェハ２０が用意され、レーザ加工装置１のステージ２に載置される。続いて、レーザ加工装置１が、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射することにより、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の内部に２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成する（Ｓ０１、第１工程）。この工程においては、レーザ加工装置１が、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る条件で、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射する。
続いて、レーザ加工装置１が、改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の検査領域Ｒ２に、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在するか否かを検査する（Ｓ０２、第２工程）。この工程においては、レーザ加工装置１が、検査領域Ｒ２内に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａ側から裏面２１ｂ側に半導体基板２１を伝搬する光Ｉ１を検出することにより、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在するか否かを検査する。このように、本実施形態では、レーザ加工装置１が第２検査を実施する。
より具体的には、撮像ユニット４の対物レンズ４３が、検査領域Ｒ２内に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、撮像ユニット４の光検出部４４が、表面２１ａ側から裏面２１ｂ側に半導体基板２１を伝搬する光Ｉ１を検出する。このとき、駆動ユニット７によって撮像ユニット４がＺ方向に沿って移動させられて、焦点Ｆが検査領域Ｒ２内をＺ方向に沿って相対的に移動させられる。これにより、光検出部４４が、Ｚ方向における各箇所での画像データを取得する。そして、制御部８が、光検出部４４から出力された信号（すなわち、Ｚ方向における各箇所での画像データ）に基づいて、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在するか否かを検査する。このように、本実施形態では、制御部８が検査部として機能し、ステージ２、撮像ユニット４及び制御部８が検査装置１０として機能する。
続いて、制御部８が、工程Ｓ０２における検査結果に基づいて、工程Ｓ０１における加工結果を評価する（Ｓ０３、第３工程）。この工程においては、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在しない場合、制御部８が、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていると評価する。一方、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在する場合、制御部８が、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと評価する。
続いて、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていると評価された場合、制御部８が合格処理を実施する（Ｓ０４）。この工程においては、制御部８が、合格処理として、レーザ加工装置１が備えるディスプレイによる合格の旨の表示、当該ディスプレイによる画像データの表示、レーザ加工装置１が備える記憶部による合格の旨の記録（ログとしての記憶）、当該記憶部による画像データの記憶等を実施させる。このように、レーザ加工装置１が備えるディスプレイは、オペレータに合格の旨を報知する報知部として機能する。
一方、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと評価された場合、制御部８が不合格処理を実施する（Ｓ０５）。この工程においては、制御部８が、不合格処理として、レーザ加工装置１が備えるランプによる不合格の旨の点灯、レーザ加工装置１が備えるディスプレイによる不合格の旨の表示、レーザ加工装置１が備える記憶部による不合格の旨の記録（ログとしての記憶）等を実施させる。このように、レーザ加工装置１が備えるランプ及びディスプレイの少なくとも１つは、オペレータに不合格の旨を報知する報知部として機能する。
以上の工程Ｓ０１～工程Ｓ０５が、レーザ加工装置１において実施されるレーザ加工方法である。なお、第２検査の実施タイミングは、全てのライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の内部に２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成した後に限定されない。第２検査の実施タイミングは、一方向に延びる複数のライン１５のそれぞれに沿った改質領域１２ａ，１２ｂの形成の後、一方向に延びる複数のライン１５のそれぞれに沿った改質領域１２ａ，１２ｂの更なる形成の前のタイミングであって、一方向に延びるライン１５に対するレーザ光Ｌの照射位置のアライメントが実施されるタイミングであってもよい。或いは、第２検査の実施タイミングは、一方向に延びる複数のライン１５のそれぞれに沿った改質領域１２ａ，１２ｂの形成から、別の方向に延びる複数のライン１５のそれぞれに沿った改質領域１２ａ，１２ｂの形成に切り替えられるタイミングであってもよい。また、第２検査の実施箇所は、格子状に設定された複数のライン１５のうちの少なくとも１箇所であればよい。ただし、一方向に延びる複数のライン１５のそれぞれに沿った改質領域１２ａ，１２ｂの形成から、別の方向に延びる複数のライン１５のそれぞれに沿った改質領域１２ａ，１２ｂの形成に切り替えられる場合には、第２検査の実施箇所は、別の方向に延びるライン１５のうちの交点（当該別の方向に延びるライン１５と、一方向に延びる複数のライン１５のそれぞれとの交点）を除く箇所であることが好ましい。別の方向に延びるライン１５のうちの交点では、亀裂１４の状態が不安定になり易いからである。
工程Ｓ０４の合格処理が実施された場合（すなわち、工程０３において、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていると評価された場合）、研削装置が、半導体基板２１の裏面２１ｂを研削することにより、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４を裏面２１ｂに露出させ、複数のライン１５のそれぞれに沿ってウェハ２０を複数の半導体デバイスに切断する（Ｓ０６、第４工程）。
以上の工程Ｓ０１～工程Ｓ０６が、レーザ加工装置１において実施されるレーザ加工方法を含む半導体デバイス製造方法である。なお、工程Ｓ０５の不合格処理が実施された場合（すなわち、工程０３において、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと評価された場合）、レーザ加工装置１の点検及び調整、ウェハ２０への再度のレーザ加工（リカバリ加工）等が実施される。
ここで、工程Ｓ０６のウェハ２０の研削及び切断について、より具体的に説明する。図１６に示されるように、研削装置２００が、半導体基板２１の裏面２１ｂを研削（研磨）することにより半導体基板２１を薄化すると共に亀裂１４を裏面２１ｂに露出させ、複数のライン１５のそれぞれに沿ってウェハ２０を複数の半導体デバイス２０ａに切断する。この工程においては、研削装置２００が、第４検査用の基準位置Ｐまで半導体基板２１の裏面２１ｂを研削する。
上述したように、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っている場合、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端位置は、基準位置Ｐに対して裏面２１ｂ側に位置する。そのため、基準位置Ｐまで半導体基板２１の裏面２１ｂを研削することにより、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４を裏面２１ｂに露出させることができる。換言すれば、研削終了予定位置を基準位置Ｐとして、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａ及び基準位置Ｐに至る条件で、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射する。
続いて、図１７に示されるように、エキスパンド装置３００が、半導体基板２１の裏面２１ｂに貼り付けられたエキスパンドテープ２０１を拡張させることにより、複数の半導体デバイス２０ａのそれぞれを互いに離間させる。エキスパンドテープ２０１は、例えば、基材２０１ａ及び接着層２０１ｂによって構成されたＤＡＦ（Die Attach Film）である。その場合、エキスパンドテープ２０１の拡張によって、半導体基板２１の裏面２１ｂと基材２０１ａとの間に配置された接着層２０１ｂが半導体デバイス２０ａごとに切断される。切断された接着層２０１ｂは、半導体デバイス２０ａと共にピックアップされる。
［作用及び効果］
上述したレーザ加工方法では、改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の検査領域Ｒ２内に半導体基板２１の裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａ側から裏面２１ｂ側に半導体基板２１を伝搬する光Ｉ１を検出する。このように光Ｉ１を検出することにより、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４ｂの先端１４ｅが検査領域Ｒ２に存在する場合に、亀裂１４ｂの先端１４ｅを確認することができる。そして、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在する場合には、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと想定される。よって、上述したレーザ加工方法によれば、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っているか否かを確認することができる。
また、上述したレーザ加工方法では、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在しない場合に、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていると評価し、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｂの先端１４ｅが存在する場合に、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと評価する。これにより、評価結果に基づいて、後の工程の実施態様を決定することができる。
また、上述したレーザ加工方法では、複数列の改質領域１２として、２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成する。これにより、複数列の改質領域１２の形成、及び複数列の改質領域１２に渡る亀裂１４の検査を効率良く実施することができる。
また、上述した半導体デバイス製造方法によれば、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと評価された場合に、半導体基板２１の裏面２１ｂの研削が実施されないため、研削工程の後に、ウェハ２０を複数のライン１５のそれぞれに沿って確実に切断することができないという事態が生じるのを防止することができる。
また、検査装置１０は、改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の検査領域Ｒ２内に半導体基板２１の裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａ側から裏面２１ｂ側に半導体基板２１を伝搬する光Ｉ１を検出する。このように光Ｉ１を検出することにより、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４ｂの先端１４ｅが検査領域Ｒ２に存在する場合に、亀裂１４ｂの先端１４ｅを確認することができる。
また、検査装置１０では、対物レンズ４３の開口数が０．４５以上である。これにより、検査領域Ｒ２に存在する亀裂１４ｂの先端１４ｅをより確実に確認することができる。
また、検査装置１０では、対物レンズ４３が補正環４３ａを有している。これにより、検査領域Ｒ２に存在する亀裂１４ｂの先端１４ｅをより確実に確認することができる。
［変形例］
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、図１５に示される工程Ｓ０２の検査工程において、制御部８は、上述した第２検査に加え第３検査を実施してもよし、又は、上述した第２検査に替えて第３検査を実施してもよい。更に、制御部８は、上述した第２検査及び第３検査の少なくとも１つの検査に加え、第１検査及び第４検査の少なくとも１つの検査を実施してもよい。
第３検査を実施する場合、レーザ加工装置１は、改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間の検査領域Ｒ２に、改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂１４ｃの先端１４ｅが存在するか否かを検査する。その場合、レーザ加工装置１は、表面２１ａに対して裏面２１ｂとは反対側の領域に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａに関して焦点Ｆと対称な仮想焦点Ｆｖを検査領域Ｒ２内に位置させ、裏面２１ｂ側から表面２１ａを介して裏面２１ｂ側に半導体基板２１を伝搬する光Ｉ１を検出することにより、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｃの先端１４ｅが存在するか否かを検査する。
より具体的には、撮像ユニット４の対物レンズ４３が、表面２１ａに対して裏面２１ｂとは反対側の領域に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａに関して焦点Ｆと対称な仮想焦点Ｆｖを検査領域Ｒ２内に位置させ、撮像ユニット４の光検出部４４が、裏面２１ｂ側から表面２１ａを介して裏面２１ｂ側に半導体基板２１を伝搬する光Ｉ１を検出する。このとき、駆動ユニット７によって撮像ユニット４がＺ方向に沿って移動させられて、仮想焦点Ｆｖが検査領域Ｒ２内をＺ方向に沿って相対的に移動させられる。これにより、光検出部４４が、Ｚ方向における各箇所での画像データを取得する。そして、制御部８が、光検出部４４から出力された信号（すなわち、Ｚ方向における各箇所での画像データ）に基づいて、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｃの先端１４ｅが存在するか否かを検査する。
このように光Ｉ１を検出することにより、改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂１４ｃの先端１４ｅが検査領域Ｒ２に存在する場合に、亀裂１４ｃの先端１４ｅを確認することができる。そして、検査領域Ｒ２に亀裂１４ｃの先端１４ｅが存在する場合には、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っていないと想定される。よって、この場合にも、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至っているか否かを確認することができる。
また、上述した実施形態では、レーザ加工装置１が、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の内部に２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成したが、レーザ加工装置１は、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の内部に３列以上の改質領域１２を形成してもよい。１本のライン１５に対して形成する改質領域１２の列数、位置等は、ウェハ２０における半導体基板２１の厚さ、半導体デバイス２０ａにおける半導体基板２１の厚さ等を考慮して、適宜、設定可能である。なお、複数列の改質領域１２は、レーザ光Ｌの集光点Ｃの相対的な移動が１本のライン１５に対して複数回実施されることにより、形成されてもよい。
また、図１５に示される工程Ｓ０６の研削及び切断工程において、研削装置２００は、基準位置Ｐを超えて半導体基板２１の裏面２１ｂを研削してもよい。研削終了予定位置は、半導体デバイス２０ａの側面（切断面）に改質領域１２を残すか否かに応じて、適宜、設定可能である。なお、半導体デバイス２０ａが例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）である場合には、半導体デバイス２０ａの側面に改質領域１２が残ってもよい。
また、図１８に示されるように、検査装置１０は、レーザ加工装置１と別体として構成されていてもよい。図１８に示される検査装置１０は、撮像ユニット４に加え、ステージ１０１と、駆動ユニット１０２と、制御部１０３と、を備えている。ステージ１０１は、上述したステージ２と同様に構成され、複数列の改質領域１２が形成されたウェハ２０を支持する。駆動ユニット１０２は、撮像ユニット４を支持しており、撮像ユニット４をＺ方向に沿って移動させる。制御部１０３は、上述した制御部８と同様に構成され、検査部として機能する。図１８に示されるレーザ加工システムでは、レーザ加工装置１と検査装置１０との間において、ロボットハンド等の搬送装置によってウェハ２０が搬送される。
また、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウェハ２０にレーザ光Ｌを照射する際のレーザ光Ｌの照射条件は、上述したものに限定されない。例えば、レーザ光Ｌの照射条件は、上述したように、複数列の改質領域１２（例えば、２列の改質領域１２ａ，１２ｂ）に渡る亀裂１４が半導体基板２１と機能素子層２２との界面に至る条件であってもよい。或いは、レーザ光Ｌの照射条件は、複数列の改質領域１２に渡る亀裂１４が機能素子層２２における半導体基板２１とは反対側の表面に至る条件であってもよい。或いは、レーザ光Ｌの照射条件は、複数列の改質領域１２に渡る亀裂１４が半導体基板２１内における表面２１ａの近傍に至る条件であってもよい。このように、レーザ光Ｌの照射条件は、複数列の改質領域１２に渡る亀裂１４が形成される条件であればよい。いずれの場合にも、複数列の改質領域１２に渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａ側に十分に延びているか否かを確認することができる。
また、上述した実施形態における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した一の実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。
２，１０１…ステージ、８，１０３…制御部（検査部）、１０…検査装置、１２…改質領域、１２ａ…改質領域（第１改質領域）、１２ｂ…改質領域（第２改質領域）、１４，１４ｂ，１４ｃ…亀裂、１４ｅ…先端、１５…ライン、２０…ウェハ、２０ａ…半導体デバイス、２１…半導体基板、２１ａ…表面、２１ｂ…裏面、２２…機能素子層、２２ａ…機能素子、４１…光源、４３…対物レンズ、４３ａ…補正環、４４…光検出部、Ｆ…焦点、Ｆｖ…仮想焦点、Ｉ１…光、Ｌ…レーザ光、Ｒ２…検査領域。

Claims (4)

  1. 表面及び裏面を有する半導体基板と、前記表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハを用意し、複数のラインのそれぞれに沿って前記裏面側から前記ウェハにレーザ光を照射することにより、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記半導体基板の内部に複数列の改質領域を形成する第１工程と、
    前記複数列の改質領域のうち前記表面に最も近い第１改質領域と前記第１改質領域に最も近い第２改質領域との間の検査領域に、前記第１改質領域から前記裏面側に延びる亀裂の先端が存在するか否かを検査する第２工程と、
    前記第２工程における検査結果に基づいて、前記第１工程における加工結果を評価する第３工程と、を備え、
    前記第１工程においては、前記複数列の改質領域に渡る亀裂が前記表面に至る条件で、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記裏面側から前記ウェハに前記レーザ光を照射し、
    前記第２工程においては、前記検査領域内に前記裏面側から焦点を合わせて、前記表面側から前記裏面側に前記半導体基板を伝搬する光を検出することにより、前記検査領域に前記先端が存在するか否かを検査し、
    前記第３工程においては、前記検査領域に前記先端が存在しない場合に、前記複数列の改質領域に渡る前記亀裂が前記表面に至っていると評価し、前記検査領域に前記先端が存在する場合に、前記複数列の改質領域に渡る前記亀裂が前記表面に至っていないと評価し、前記ウェハへのレーザ加工を実施する、レーザ加工方法。
  2. 表面及び裏面を有する半導体基板と、前記表面に形成された機能素子層と、を備えるウェハを用意し、複数のラインのそれぞれに沿って前記裏面側から前記ウェハにレーザ光を照射することにより、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記半導体基板の内部に複数列の改質領域を形成する第１工程と、
    前記複数列の改質領域のうち前記表面に最も近い第１改質領域と前記第１改質領域に最も近い第２改質領域との間の検査領域に、前記第２改質領域から前記表面側に延びる亀裂の先端が存在するか否かを検査する第２工程と、
    前記第２工程における検査結果に基づいて、前記第１工程における加工結果を評価する第３工程と、を備え、
    前記第１工程においては、前記複数列の改質領域に渡る亀裂が前記表面に至る条件で、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記裏面側から前記ウェハに前記レーザ光を照射し、
    前記第２工程においては、前記表面に対して前記裏面とは反対側の領域に前記裏面側から焦点を合わせて、前記表面に関して前記焦点と対称な仮想焦点を前記検査領域内に位置させ、前記裏面側から前記表面を介して前記裏面側に前記半導体基板を伝搬する光を検出することにより、前記検査領域に前記先端が存在するか否かを検査し、
    前記第３工程においては、前記検査領域に前記先端が存在しない場合に、前記複数列の改質領域に渡る前記亀裂が前記表面に至っていると評価し、前記検査領域に前記先端が存在する場合に、前記複数列の改質領域に渡る前記亀裂が前記表面に至っていないと評価し、前記ウェハへのレーザ加工を実施する、レーザ加工方法。
  3. 前記複数列の改質領域は、２列の改質領域である、請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
  4. 請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザ加工方法が備える前記第１工程、前記第２工程及び前記第３工程と、
    前記第３工程において、前記複数列の改質領域に渡る前記亀裂が前記表面に至っていると評価された場合に、前記裏面を研削することにより、前記複数列の改質領域に渡る前記亀裂を前記裏面に露出させ、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記ウェハを複数の半導体デバイスに切断する第４工程と、を備える、半導体デバイス製造方法。
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