特開 2024-26325 亀裂検出装置及び亀裂検出装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024026325

(43)【公開日】2024-02-28

(54)【発明の名称】亀裂検出装置及び亀裂検出装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20240220BHJP

   G01B 11/30 20060101ALI20240220BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

H01L21/78 C

G01B11/30 A

G01N21/956 A

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023207686

(22)【出願日】2023-12-08

(62)【分割の表示】P 2019225769の分割

【原出願日】2019-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(72)【発明者】

【氏名】一廼穂 直聡

(57)【要約】

【課題】亀裂位置を精度よく検出可能な検出位置を自動で決定することができる亀裂検出装置及び亀裂検出装置の制御方法を提供する。
【解決手段】ウェーハ（Ｗ）に検出光（Ｌ１）を照射し且つウェーハにて反射された検出光の反射光（Ｌ２）を検出した検出信号（ｓｇ１、ｓｇ２）に基づきウェーハのストリートに沿ってウェーハの内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置（２０）において、１又は複数のパターンが形成されたストリートを撮影する撮影部（４６）と、撮影部により撮影された撮影画像（４７）に基づき、反射光の反射率から亀裂の検出を行う検出位置を決定する検出位置決定部（５６）と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハに検出光を照射し且つ前記ウェーハにて反射された前記検出光の反射光を検出した検出信号に基づき前記ウェーハのストリートに沿って前記ウェーハの内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置において、
１又は複数のパターンが形成された前記ストリートを撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影された撮影画像に基づき、前記反射光の反射率から前記亀裂の検出を行う検出位置を決定する検出位置決定部と、
を備える亀裂検出装置。

【請求項2】

前記ウェーハに対し前記撮影部を前記ストリートに沿って相対移動させながら、前記撮影部により前記ストリートに沿った複数の撮影エリアを個別に撮影させる撮影制御部を備え、
前記検出位置決定部が、前記撮影部により前記撮影エリアごとに撮影された撮影画像に基づき、前記検出位置を決定する請求項１に記載の亀裂検出装置。

【請求項3】

前記ウェーハに前記検出光を照射するレンズと、
前記反射光を検出して検出信号を出力する検出光学系と、
前記ウェーハに対し前記レンズを前記ストリートに沿って相対移動させながら、前記レンズから前記ストリートに対する前記検出光の照射と、前記検出光学系による前記反射光の検出と、を連続して行う走査制御部と、
前記レンズの相対移動の間に前記検出光学系から出力される前記検出信号に基づき、前記撮影エリアを決定する撮影エリア決定部と、
を備え、
前記撮影制御部が、前記撮影エリア決定部により決定された前記撮影エリアの撮影を前記撮影部に実行させる請求項２に記載の亀裂検出装置。

【請求項4】

前記ウェーハに前記検出光を照射するレンズと、
前記検出位置決定部が前記検出位置を決定した場合に、前記ウェーハに対して前記レンズを相対移動させて、前記レンズと前記検出位置との位置合わせを行う位置合わせ制御部と、
を備え、
前記レンズが前記検出位置に位置合わせされた場合に、前記亀裂の検出を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の亀裂検出装置。

【請求項5】

前記検出位置決定部が前記検出位置を決定した場合に、前記ストリートに繰り返し形成されている特定パターンに対する前記検出位置の相対位置を示す検出位置情報を記憶する位置情報記憶部を備え、
前記位置合わせ制御部が、既知の前記特定パターンの位置と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記検出位置情報と、に基づき、前記レンズと前記検出位置との位置合わせを行う請求項４に記載の亀裂検出装置。

【請求項6】

前記ウェーハに前記検出光を照射するレンズを備え、
前記撮影部が、前記レンズを通して前記ストリートを撮影する請求項１から５のいずれか１項に記載の亀裂検出装置。

【請求項7】

前記検出光と同一の波長域の照明光を用いて前記ストリートの照明を行う照明光源を備え、
前記撮影部が、前記照明光により照明されている前記ストリートの撮影を行う請求項１から６のいずれか１項に記載の亀裂検出装置。

【請求項8】

ウェーハに検出光を照射し且つ前記ウェーハにて反射された前記検出光の反射光を検出した検出信号に基づき前記ウェーハのストリートに沿って前記ウェーハの内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置の制御方法において、
１又は複数のパターンが形成された前記ストリートを撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影された撮影画像に基づき、前記反射光の反射率から前記亀裂の検出を行う検出位置を決定する検出位置決定ステップと、
を有する亀裂検出装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハの内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置及び亀裂検出装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シリコン等のウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光をストリート（切断予定ライン、分割予定ラインともいう）に沿って照射し、ストリートに沿ってウェーハの内部に切断の起点となるレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置が知られている。レーザ加工領域が形成されたウェーハは、その後、エキスパンド又はブレーキングといった割断プロセスによってストリートで割断されて個々のチップに分断される。

【0003】

ところで、レーザ加工装置によりウェーハにレーザ加工領域を形成すると、そのレーザ加工領域からウェーハの厚さ方向に亀裂（クラック）が伸展する。そして、ウェーハの内部に形成された亀裂の亀裂位置（亀裂深さ）を検出することで、ウェーハを分断する際の起点となるレーザ加工領域が適正に形成されたか否か、すなわち、チップへの分断の良否を正確に予測することができる（特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１には、集光レンズとウェーハのストリートとを位置合わせした状態で、この集光レンズを通してウェーハの内部に検出光を集光し且つウェーハにて反射された検出光の反射光を検出し、この反射光の検出結果に基づきウェーハの内部に形成された亀裂の亀裂位置を検出する亀裂検出装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１３３９９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ウェーハのストリート上には様々なパターンが形成されている。このため、特許文献１に記載の亀裂検出装置を用いてストリートからウェーハの内部に検出光を集光させた場合に、ストリート上でパターンが形成されている領域とパターンが形成されていない領域では反射光の反射率が異なる。また、パターンの種類によっても反射光の反射率が異なる。このため、反射光の反射率が異なる複数の領域に跨ってウェーハの内部に検出光を集光させると、反射光の検出結果に反射率の差が重畳されてしまうので、亀裂位置の検出精度が低下してしまう。このため、従来では、オペレータが目視で亀裂位置の検出を行う検出位置を決定したり、あるいは複数個所での亀裂位置の検出結果を比較することでその検出結果から反射率の差の影響を間引いたりしていた。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、亀裂位置を精度よく検出可能な検出位置を自動で決定することができる亀裂検出装置及び亀裂検出装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の目的を達成するための亀裂検出装置は、集光レンズを通してウェーハの内部に検出光を集光し且つウェーハにて反射された検出光の反射光を検出した検出信号に基づきウェーハのストリートに沿ってウェーハの内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置において、１又は複数のパターンが形成されたストリートを撮影する撮影部と、撮影部により撮影された撮影画像に基づき、反射光の反射率から亀裂の検出を行う検出位置を決定する検出位置決定部と、を備える。

【0009】

この亀裂検出装置によれば、亀裂の検出に適した検出位置を自動で決定することができる。

【0010】

本発明の他の態様に係る亀裂検出装置において、ウェーハに対し撮影部をストリートに沿って相対移動させながら、撮影部によりストリートに沿った複数の撮影エリアを個別に撮影させる撮影制御部を備え、検出位置決定部が、撮影部により撮影エリアごとに撮影された撮影画像に基づき、検出位置を決定する。これにより、ストリートを分割撮影して得られた撮影画像に基づき、亀裂の検出に適した検出位置を自動で決定することができる。

【0011】

本発明の他の態様に係る亀裂検出装置において、集光レンズを通して反射光を検出して検出信号を出力する検出光学系と、ウェーハに対し集光レンズをストリートに沿って相対移動させながら、集光レンズからストリートに対する検出光の照射と、検出光学系による反射光の検出と、を連続して行う走査制御部と、集光レンズの相対移動の間に検出光学系から出力される検出信号に基づき、撮影エリアを決定する撮影エリア決定部と、を備え、撮影制御部が、撮影エリア決定部により決定された撮影エリアの撮影を撮影部に実行させる。これにより、検出位置が含まれる可能性が高い撮影エリアを撮影した撮影画像のみに基づき検出位置を決定するので、短時間で且つ効率的に検出位置の決定を行うことができる。

【0012】

本発明の他の態様に係る亀裂検出装置において、検出位置決定部が検出位置を決定した場合に、ウェーハに対して集光レンズを相対移動させて、集光レンズと検出位置との位置合わせを行う位置合わせ制御部を備え、集光レンズが検出位置に位置合わせされた場合に、亀裂の検出を行う。これにより、亀裂位置を精度よく検出することができる。

【0013】

本発明の他の態様に係る亀裂検出装置において、検出位置決定部が検出位置を決定した場合に、ストリートに繰り返し形成されている特定パターンに対する検出位置の相対位置を示す検出位置情報を記憶する位置情報記憶部を備え、位置合わせ制御部が、既知の特定パターンの位置と、位置情報記憶部に記憶されている検出位置情報と、に基づき、集光レンズと検出位置との位置合わせを行う。これにより、既知の特定パターンの位置に基づき検出位置を判別することができるので、検出位置が複数ある場合でも検出位置の決定は１回で済ませることができる。

【0014】

本発明の他の態様に係る亀裂検出装置において、撮影部が、集光レンズを通してストリートを撮影する。これにより、検出光を出射する集光レンズを通して撮影画像を取得することができるので、亀裂の検出に適した検出位置を決定することができる。

【0015】

本発明の他の態様に係る亀裂検出装置において、検出光と同一の波長域の照明光を用いてストリートの照明を行う照明光源を備え、撮影部が、照明光により照明されているストリートの撮影を行う。これにより、撮影エリアでの照明光の反射と検出光の反射とに相関を持たせることができるので、亀裂の検出に適した検出位置を決定することができる。

【0016】

本発明の目的を達成するための亀裂検出装置の制御方法は、集光レンズを通してウェーハの内部に検出光を集光し且つウェーハにて反射された検出光の反射光を検出した検出信号に基づきウェーハのストリートに沿ってウェーハの内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置の制御方法において、１又は複数のパターンが形成されたストリートを撮影する撮影ステップと、撮影ステップで撮影された撮影画像に基づき、反射光の反射率から亀裂の検出を行う検出位置を決定する検出位置決定ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、亀裂位置を精度よく検出可能な検出位置を自動で決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態の亀裂検出装置の概略を示した構成図である。

【図2】亀裂検出装置による亀裂の亀裂位置の検出対象となるウェーハのストリートの拡大図である。

【図3】亀裂検出光学系の各部の動作を説明するための説明図である。

【図4】亀裂検出光学系の各部の動作を説明するための説明図である。

【図5】ウェーハ観察光学系の各部の動作を説明するための説明図である。

【図6】撮影画像取得処理のフローを説明するための説明図である。

【図7】検出位置決定処理のフローを説明するための説明図である。

【図8】検出位置決定部による検出位置の決定を説明するための説明図である。

【図9】検出位置ごとの亀裂検出処理のフローを説明するための説明図である。

【図10】第１実施形態の亀裂検出装置による撮影画像取得処理及び検出位置決定処理の流れを示すフローチャートである。

【図11】第１実施形態の亀裂検出装置による亀裂検出処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】第２実施形態の亀裂検出装置による撮影エリア検出処理を説明するための説明図である。

【図13】撮影エリア決定処理のフローを説明するための説明図である。

【図14】第２実施形態の亀裂検出装置による撮影エリア決定処理及び撮影画像取得処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

[第１実施形態の亀裂検出装置の全体構成]
図１は、第１実施形態の亀裂検出装置１０の概略を示した構成図である。図２は、亀裂検出装置１０による亀裂の亀裂位置の検出対象となるウェーハＷのストリートＣの拡大図である。なお、図中のＸＹＺ方向は互いに直交し、このうちＸ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は上下方向である。

【0020】

図１及び図２に示すように、亀裂検出装置１０は、ストリートＣに沿って公知のレーザ加工領域及び亀裂が内部に形成されているウェーハＷに対して検出光Ｌ１を照射し、且つウェーハＷからの反射光Ｌ２を検出することで、ウェーハＷの内部に形成された亀裂の亀裂位置（亀裂深さ）の検出を行う。

【0021】

なお、亀裂検出装置１０は、ウェーハＷの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置（不図示）と組み合わされたものであるが、ここでは図面の複雑化を避けるため亀裂検出装置１０のみを図示している。また、本実施形態における亀裂の亀裂位置（亀裂深さ）とは、ウェーハＷの裏面から亀裂の下端位置もしくは上端位置までの距離を示すものとして説明するが、ウェーハＷのおもて面（検出光照射面）からの距離としてもよい。

【0022】

亀裂検出装置１０による亀裂位置の検出は、ウェーハＷの予め定められた複数の検出エリアＡＲごとに実行される。各検出エリアＡＲは、ストリートＣ上に設定されている。

【0023】

ストリートＣ上には、公知の各種形状のパターン群が形成されている（図２参照）。亀裂検出装置１０は、各検出エリアＡＲでの亀裂位置の検出を行う前に、任意の検出エリアＡＲ内のストリートＣに沿った複数の撮影エリアＢＲを個別（順番）に撮影して、この検出エリアＡＲ内において亀裂位置の検出に適した検出位置Ｑ、すなわち亀裂位置を精度よく検出可能な検出位置Ｑを１又は複数決定する（図２参照）。

【0024】

本実施形態の検出エリアＡＲは、例えば、ストリートＣ上で同一形状のパターン群が繰り返し形成されている領域であって且つ特徴的な特定パターンＰからその次の特定パターンＰまでの間の領域である。なお、本実施形態では特定パターンＰとして十字パターンを例に挙げて説明しているが、特定パターンＰの形状は特に限定はされない。また、本実施形態では検出エリアＡＲ内のストリートＣがＸ方向に平行であるが、Ｙ方向に平行であってもよい。

【0025】

亀裂検出装置１０は、ウェーハＷを保持する可動ステージ１２と、装置本体１４（測定ヘッドともいう）と、制御装置１６と、を備える。

【0026】

可動ステージ１２は、ウェーハＷに対して装置本体１４（集光レンズ２４及びカメラ４６等）を相対移動させる相対移動機構を構成するものであり、ウェーハＷをその裏面側から吸着保持する。この可動ステージ１２は、後述の制御装置１６（ステージ制御部５０）の制御の下、可動ステージ１２をＸＹ方向（本発明の垂直方向に相当）に移動させる。これにより、ウェーハＷに対して装置本体１４の各部（集光レンズ２４及びカメラ４６等）をＸＹ方向にそれぞれ相対移動させることができる。

【0027】

［装置本体］
装置本体１４は、亀裂の亀裂位置の検出に用いられる亀裂検出光学系２０と、亀裂位置の検出を行う検出位置Ｑの決定に用いられるウェーハ観察光学系４０と、を備える。

【0028】

＜亀裂検出光学系＞
図３及び図４は、亀裂検出光学系２０の各部の動作を説明するための説明図である。図３及び図４と既述の図１とに示すように、亀裂検出光学系２０は、光源部２１と第１照明光学系２２とハーフミラー２３と集光レンズ２４とアライメント機構２５と検出光学系２６とを備える。

【0029】

光源部２１は、光源２８とレンズ２９と制限部材３０とを備える。光源２８は、亀裂位置の検出時に作動し、亀裂位置の検出に用いられる検出光Ｌ１（図３及び図４参照）を出射する。レンズ２９は、光源２８から出射された検出光Ｌ１を、集光レンズ２４のレンズ光軸ＯＰ１と同軸である主光軸ＯＰ２に平行な平行光束にする。

【0030】

制限部材３０は、主光軸ＯＰ２から一方向に偏心した位置（図３参照）と他方向に偏心した位置（図４参照）とにそれぞれ開閉自在な開口部３０ａ，３０ｂを有する遮光板である。この制限部材３０は、亀裂位置の検出時には制御装置１６（装置本体制御部５２）の制御の下で開口部３０ａ，３０ｂを選択的に開放（閉塞）する。これにより、主光軸ＯＰ２から偏心した２つの開口部３０ａ，３０ｂから選択的に主光軸ＯＰ２に沿って検出光Ｌ１が出射される（図３及び図４参照）。すなわち、主光軸ＯＰ２に対して一方向に偏心した位置（図３参照）からの主光軸ＯＰ２に沿った検出光Ｌ１の出射と、主光軸ＯＰ２に対して他方向に偏心した位置（図４参照）からの主光軸ＯＰ２に沿った検出光Ｌ１の出射と、が選択的に実行される。

【0031】

第１照明光学系２２は、リレーレンズ３２とハーフミラー３３，３４とリレーレンズ３５とを備える。

【0032】

ハーフミラー３３は、主光軸ＯＰ２と後述の第２照明光学系４１の照明軸ＯＰ４との交点に配置されている。このハーフミラー３３は、亀裂位置の検出時にはリレーレンズ３２から入射した検出光Ｌ１の一部を透過してハーフミラー３４に向けて出射し、検出位置Ｑの決定時には第２照明光学系４１から入射した照明光Ｌ３（図５参照）の一部をハーフミラー３４に向けて反射する。

【0033】

ハーフミラー３４は、レンズ光軸ＯＰ１と主光軸ＯＰ２との交点に配置されている。ハーフミラー３４は、亀裂位置の検出時にはハーフミラー３３から入射した検出光Ｌ１の一部をリレーレンズ３５へ反射し、検出位置Ｑの決定時にはハーフミラー３３から入射した照明光Ｌ３の一部をリレーレンズ３５へ反射する。また、ハーフミラー３４は、後述のハーフミラー２３から入射した照明光Ｌ３の反射光Ｌ４（図５参照）の一部を透過して撮影光学系４２に向けて出射する。

【0034】

ハーフミラー２３は、リレーレンズ３５と集光レンズ２４との間であって且つレンズ光軸ＯＰ１と検出光学系２６の主光軸ＯＰ３との交点に配置されている。このハーフミラー２３は、リレーレンズ３５から入射した検出光Ｌ１の一部を透過して集光レンズ２４に向けて出射し、且つ集光レンズ２４から入射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２の一部を検出光学系２６に向けて反射する。また、ハーフミラー２３は、後述の図５に示すように、リレーレンズ３５から入射した照明光Ｌ３の一部を透過して集光レンズ２４に向けて出射し、且つ集光レンズ２４から入射した反射光Ｌ４の一部を透過して撮影光学系４２に向けて出射する。

【0035】

集光レンズ２４は、ウェーハＷに対向する位置に設けられている。集光レンズ２４は、亀裂位置の検出時にはハーフミラー２３から入射した検出光Ｌ１をウェーハＷの内部に集光すると共にウェーハＷからの検出光Ｌ１の反射光Ｌ２をハーフミラー２３に向けて出射する。また、集光レンズ２４は、検出位置Ｑの決定時にはハーフミラー２３から入射した照明光Ｌ３をウェーハＷのストリートＣ上に集光すると共にウェーハＷからの照明光Ｌ３の反射光Ｌ４をハーフミラー２３に向けて出射する。

【0036】

アライメント機構２５は、集光レンズ２４のＺ方向の位置（高さ位置）を調整する公知のアクチュエータである。アライメント機構２５は、亀裂位置の検出時には集光レンズ２４をＺ方向に走査することでウェーハＷの内部に集光する検出光Ｌ１の集光点をＺ方向に走査する。また、アライメント機構２５は、検出位置Ｑの決定時には照明光Ｌ３がストリートＣ上に集光（結像）するように集光レンズ２４のＺ方向の位置を調整する。

【0037】

検出光学系２６は、ハーフミラー２３によりレンズ光軸ＯＰ１から分岐された主光軸ＯＰ３上に配置されており、一対のリレーレンズ３７Ａ，３７Ｂとハーフミラー３８と一対の光検出器３９Ａ，３９ＢとピンホールＨＡ，ＨＢとを備える。

【0038】

ハーフミラー３８は、リレーレンズ３７Ａ，３７Ｂから入射した反射光Ｌ２の一部を透過し且つ反射光Ｌ２の残りを反射する。具体的にはハーフミラー３８は、主光軸ＯＰ３に対して一方向側（図中の下方側）に偏心した経路を辿って入射した反射光Ｌ２の一部を透過して光検出器３９Ａに向けて出射する（図３参照）。また、ハーフミラー３８は、主光軸ＯＰ３に対して他方向側（図中の上方側）に偏心した経路を辿って入射した反射光Ｌ２の一部を光検出器３９Ｂに向けて反射する（図４参照）。

【0039】

光検出器３９Ａ，３９Ｂ（フォトディテクタ）は、ハーフミラー３８から入射した反射光Ｌ２を、主光軸ＯＰ２からずれた位置に配置されたピンホールＨＡ，ＨＢを通して受光する。具体的には光検出器３９Ａ，３９Ｂは、ピンホールＨＡ，ＨＢを通して集光レンズ２４のレンズ瞳領域内の互いに異なる領域（特許文献１参照）を通過した反射光Ｌ２を受光する。そして、光検出器３９Ａ，３９Ｂは、受光した反射光Ｌ２の光量に応じた検出信号ｓｇ１，ｓｇ２を制御装置１６へ出力する。光検出器３９Ａ，３９Ｂの各々から出力される検出信号ｓｇ１，ｓｇ２の大きさ（各々に入射する反射光Ｌ２の光量）は、既述の特許文献１に記載されているように、検出光Ｌ１の主光軸ＯＰ２からの偏心方向及び集光レンズ２４により集光された検出光Ｌ１の集光点における亀裂の有無に応じて変化する。

【0040】

なお、亀裂検出光学系２０の各部の構成については図１に示したものに特に限定はされず、例えば特許文献１に開示されている各構成を適宜用いてもよい。

【0041】

＜ウェーハ観察光学系＞
図５は、ウェーハ観察光学系４０の各部の動作を説明するための説明図である。図５及び既述の図１に示すように、ウェーハ観察光学系４０は、第２照明光学系４１と撮影光学系４２とを備える。

【0042】

第２照明光学系４１は、主光軸ＯＰ２に対して垂直で且つハーフミラー３３により主光軸ＯＰ２と合成される照明軸ＯＰ４を有している。この第２照明光学系４１は、ハーフミラー３３を第１照明光学系２２と共用すると共に、照明光源４４とレンズ４５とを備える。

【0043】

照明光源４４は、レンズ４５を通してハーフミラー３３に向けて照明光Ｌ３を出射する。この照明光Ｌ３は、亀裂位置の検出時における検出光Ｌ１（反射光Ｌ２）の反射率を評価するために、検出光Ｌ１と同一（略同一を含む）の波長域の光が選択されている。

【0044】

撮影光学系４２は、リレーレンズ３５及びハーフミラー３４を第１照明光学系２２と共用すると共に、カメラ４６を備える。

【0045】

リレーレンズ３５は、ハーフミラー２３から入射した反射光Ｌ４をハーフミラー３４に向けて出射する。ハーフミラー３４は、リレーレンズ３５から入射した反射光Ｌ４の一部を透過してカメラ４６に向けて出射する。カメラ４６は、本発明の撮影部に相当する公知の電子カメラであり、検出位置Ｑの決定時に反射光Ｌ４の撮像、すなわち各撮影エリアＢＲの撮影を行い、撮影エリアＢＲごとの撮影画像４７（画像データ）を制御装置１６の画像記憶部５４へ出力する。

【0046】

［制御装置］
図１と図３から図５とに示すように、制御装置１６は、例えばパーソナルコンピュータのような演算装置により構成され、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、制御装置１６の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。

【0047】

制御装置１６は、不図示の制御プログラムを実行することで、ステージ制御部５０、装置本体制御部５２、画像記憶部５４、検出位置決定部５６、位置情報記憶部５８、及びメイン制御部６０として機能する。なお、制御装置１６の「～部」として説明するものは「～回路」、「～装置」、又は「～機器」であってもよい。すなわち、「～部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。

【0048】

ステージ制御部５０は、メイン制御部６０の制御の下、可動ステージ１２のＸＹ方向（レンズ光軸ＯＰ１に対して垂直方向）の移動を制御する。これにより、ウェーハＷに対して装置本体１４（集光レンズ２４及びカメラ４６等）をＸＹ方向に相対移動させることができる。

【0049】

装置本体制御部５２は、メイン制御部６０の制御の下、装置本体１４の各部の動作を制御する。例えば装置本体制御部５２は、検出位置Ｑの決定時には、アライメント機構２５、照明光源４４、及びカメラ４６の動作を制御する。また、装置本体制御部５２は、亀裂位置の検出時には、アライメント機構２５、光源２８、レンズ２９、制限部材３０、及び光検出器３９Ａ，３９Ｂの動作を制御する。

【0050】

画像記憶部５４は、メイン制御部６０の制御の下、検出位置Ｑの決定時においてカメラ４６から出力された撮影画像４７を記憶する。検出位置決定部５６は、メイン制御部６０の制御の下、詳しくは後述するが検出位置Ｑの決定を行い、その検出位置Ｑを示す検出位置情報６２を位置情報記憶部５８へ出力する。位置情報記憶部５８は、検出位置決定部５６から入力された検出位置情報６２を記憶する。

【0051】

メイン制御部６０は、亀裂検出装置１０の各部の動作を統括的に制御して、撮影画像取得処理、検出位置決定処理、及び亀裂検出処理を実行する。撮影画像取得処理は、カメラ４６により任意の検出エリアＡＲ内のストリートＣに沿った複数の撮影エリアＢＲの撮影を個別に行って撮影画像４７を取得する。検出位置決定処理は、各撮影エリアＢＲの撮影画像４７に基づき各検出エリアＡＲ内の検出位置Ｑを決定する。亀裂検出処理は、検出エリアＡＲごとに、検出位置決定処理で決定された検出位置Ｑで亀裂位置（亀裂の下端の深さ位置等）の検出を行う。

【0052】

［撮影画像取得処理］
図６は、撮影画像取得処理のフローを説明するための説明図である。なお、撮影画像取得処理の前に公知のアライメント検出処理が実行され、カメラ４６（レンズ光軸ＯＰ１）とウェーハＷの各部（検出エリアＡＲ及び特定パターンＰ）との位置関係は既知であるとする。また、撮影画像取得処理中は、照明光源４４が常時点灯するものとする（後述の撮影画像取得指示Ｃ（４）に合わせて点灯させてもよい）。さらに、集光レンズ２４の焦点位置はウェーハＷのおもて面（ストリートＣ）上に調整されているものとする。

【0053】

図６及び既述の図５に示すように、メイン制御部６０は、ステージ制御部５０に対して任意の検出エリアＡＲ内の最初の撮影エリアＢＲを指示する撮影エリア指定指示Ｃ（１）をステージ制御部５０へ出力する。

【0054】

ここで、ウェーハＷ上での各検出エリアＡＲの位置情報、及び各検出エリアＡＲ内の特定パターンＰの位置座標等は既知である。また、個々の撮影エリアＢＲの大きさはカメラ４６の画角によって定まるので、ウェーハＷ上の各検出エリアＡＲに含まれる撮影エリアＢＲの数及び位置も既知である。このため、メイン制御部６０は、撮影エリア指定指示Ｃ（１）として、任意の検出エリアＡＲ内の最初の撮影エリアＢＲの位置情報（位置座標等）をステージ制御部５０へ出力する。

【0055】

ステージ制御部５０は、撮影エリア指定指示Ｃ（１）を受けると可動ステージ１２に対して駆動指令Ｃ（２）を出力する。この駆動指令Ｃ（２）を受けて可動ステージ１２がＸＹ方向に移動することで、最初の撮影エリアＢＲとカメラ４６（レンズ光軸ＯＰ１）との位置合わせが行われる。そして、ステージ制御部５０は、上述の位置合わせ完了後、メイン制御部６０に対して移動完了通知Ｃ（３）を出力する。

【0056】

メイン制御部６０は、移動完了通知Ｃ（３）を受けるとカメラ４６及び画像記憶部５４に対して撮影画像取得指示Ｃ（４）を出力する。

【0057】

カメラ４６は、撮影画像取得指示Ｃ（４）を受けると、集光レンズ２４を通してストリートＣ上の最初の撮影エリアＢＲを撮影してその撮影画像４７を出力する。また、画像記憶部５４は、撮影画像取得指示Ｃ（４）を受けると、カメラ４６から撮影画像４７を取得する撮影画像取得動作Ｃ（５）を実行した後、取得した撮影画像４７を記憶する。そして、画像記憶部５４は、撮影画像４７の記憶が完了すると、メイン制御部６０に対して画像記憶完了通知Ｃ（６）を出力する。

【0058】

メイン制御部６０は、画像記憶完了通知Ｃ（６）を受けると、検出エリアＡＲ内の次の撮影エリアＢＲを指示する撮影エリア指定指示Ｃ（７）をステージ制御部５０へ出力する。この次の撮影エリアＢＲは、直前に撮影された撮影エリアＢＲと隣接している（図２参照）。なお、検出エリアＡＲ内で互いに隣接する撮影エリアＢＲ同士が一部重複していてもよい。

【0059】

撮影エリア指定指示Ｃ（７）の出力に応じて、既述の駆動指令Ｃ（２）の出力、移動完了通知Ｃ（３）の出力、撮影画像取得指示Ｃ（４）の出力、撮影画像取得動作Ｃ（５）、及び画像記憶完了通知Ｃ（６）の出力が実行される。これにより、次の撮影エリアＢＲに対するカメラ４６の位置合わせ、カメラ４６による次の撮影エリアＢＲの撮影、及び画像記憶部５４への撮影画像４７の記憶が繰り返し実行される。この場合、ステージ制御部５０、装置本体制御部５２、及びメイン制御部６０は本発明の撮影制御部として機能する。

【0060】

以下、検出エリアＡＲ内の残りの撮影エリアＢＲごとに、上述の一連の処理が繰り返し実行される。これにより、検出エリアＡＲ内の各撮影エリアＢＲの撮影が実行、すなわち検出エリアＡＲ内がストリートＣに沿って分割撮影される。以上で撮影画像取得処理が完了する。

【0061】

［検出位置決定処理］
図７は、検出位置決定処理のフローを説明するための説明図である。図７に示すように、メイン制御部６０は、撮影画像取得処理が完了すると、画像記憶部５４及び検出位置決定部５６とに対して検出位置決定指示Ｃ（１１）を出力する。

【0062】

画像記憶部５４は、検出位置決定指示Ｃ（１１）を受けると撮影エリアＢＲごとの撮影画像４７を検出位置決定部５６へ出力する画像出力処理Ｃ（１２）を実行する。そして、検出位置決定部５６が、検出位置決定指示Ｃ（１１）を受けて、画像記憶部５４から入力された各撮影画像４７に基づき、検出エリアＡＲ内の検出位置Ｑを１又は複数決定する。

【0063】

図８は、検出位置決定部５６による検出位置Ｑの決定を説明するための説明図である。なお、図中の符号ΔｄはストリートＣの幅を示す。

【0064】

図８に示すように、検出位置決定部５６は、撮影エリアＢＲごとの撮影画像４７を画像解析する。具体的には検出位置決定部５６は、撮影画像４７をストリートＣ（Ｘ方向）に沿って複数の小領域ＳＲに分割する処理と、小領域ＳＲごとにストリートＣの幅方向（Ｙ方向）に沿った照明光Ｌ３（反射光Ｌ４）の反射率の分布を検出する処理と、を撮影画像４７ごとに繰り返し実行する。

【0065】

照明光Ｌ３の反射率は、撮影画像４７の画素値（モノクロ画像のグレースケールの画素値）に比例する。照明光Ｌ３の照射位置にパターンが存在していれば照明光Ｌ３の反射率が高くなるので画素値が高くなり、逆にパターンが存在していなければ照明光Ｌ３の反射率が低くなるので画素値が低くなる。また、既述の通り、照明光Ｌ３は検出光Ｌ１と同一の波長域の光であるため、照明光Ｌ３の反射率の分布は実質的には検出光Ｌ１の反射率の分布を示す。

【0066】

図８中の符号ＶＩＩＩＡに示すように、小領域ＳＲ内にパターンが形成されている領域とパターンが形成されていない領域とが混在している場合には、ストリートＣの幅方向に沿った反射率の変化（凹凸）及びその勾配が大きくなる。また逆に、図８中の符号ＶＩＩＩＢに示すように、小領域ＳＲがパターンの形成されていない領域のみで構成或いは同一種類のパターンの形成領域のみで構成されている場合には、ストリートＣの幅方向に沿った反射率の変化（凹凸）及びその勾配が小さくなる。既述の通り、検出光Ｌ１の反射率が異なる領域が混在している小領域ＳＲに検出光Ｌ１を照射すると、これら複数の領域に跨ってウェーハＷの内部に検出光Ｌ１を集光させることなり、亀裂位置の検出精度が低下してしまう。

【0067】

そこで、検出位置決定部５６は、各撮影画像４７（各撮影エリアＢＲ）内の小領域ＳＲごとの反射率の分布に基づき、ストリートＣの幅方向に沿った反射率の変化及びその勾配が小さくなる小領域ＳＲ、すなわち反射率の分布が略フラットになる小領域ＳＲを検出位置Ｑとして決定する。例えば検出位置決定部５６は、各小領域ＳＲの中でストリートＣの幅方向に沿った反射率の変化（幅方向の両端部は除く）が所定の基準値（例えば１０％）以下となる１又は複数の小領域ＳＲを検出位置Ｑとして決定する。或いは検出位置決定部５６は、各小領域ＳＲの中でストリートＣの幅方向に沿った反射率の変化が最も小さくなる小領域ＳＲを検出位置Ｑとして決定する。

【0068】

図７に戻って、検出位置決定部５６は、検出エリアＡＲ内での特定パターンＰの位置を示す情報として、特定パターンＰに対する検出位置Ｑの相対位置を示す検出位置情報６２を求め、この検出位置情報６２を位置情報記憶部５８へ出力する位置情報出力処理Ｃ（１３）を実行する。これにより、位置情報記憶部５８が検出位置情報６２を記憶する。そして、検出位置決定部５６は、メイン制御部６０に対して検出位置Ｑの決定完了通知Ｃ（１４）を出力する。

【0069】

本実施形態の各検出エリアＡＲには、特定パターンＰを含む同一形状のパターン群が形成されている。このため、各検出エリアＡＲ内において特定パターンＰと検出位置Ｑとの位置関係は共通であるので、検出エリアＡＲごとの亀裂検出処理では共通の検出位置情報６２を使用することができる。従って、撮影画像取得処理及び検出位置決定処理についてはそれぞれ１回行うだけよい。

【0070】

なお、検出エリアＡＲごとに互いに異なるパターン群が形成されている場合には、検出エリアＡＲごとに撮影画像取得処理及び検出位置決定処理を繰り返し実行して、検出エリアＡＲごとの検出位置Ｑの位置（ウェーハＷ内での位置座標等）を示す検出位置情報６２の決定及び記憶を行う。

【0071】

［亀裂検出処理］
図９は、検出位置Ｑごとの亀裂検出処理のフローを説明するための説明図である。図９に示すように、メイン制御部６０は、検出位置決定処理が完了すると、ステージ制御部５０に対して、集光レンズ２４のレンズ光軸ＯＰ１を検出エリアＡＲ内の検出位置Ｑに位置合わせする位置合わせ指示Ｃ（２１）を出力する。なお、位置合わせ指示Ｃ（２１）には、検出対象の検出エリアＡＲ内の特定パターンＰの既知の位置座標が含まれている。

【0072】

ステージ制御部５０は、位置合わせ指示Ｃ（２１）を受けると、位置情報記憶部５８に対して検出位置情報配信要求Ｃ（２２）を出力し、この検出位置情報配信要求Ｃ（２２）に応じて位置情報記憶部５８から出力された検出位置情報６２を取得する検出位置情報取得処理Ｃ（２３）を実行する。

【0073】

次いで、ステージ制御部５０は、位置情報記憶部５８から取得した検出位置情報６２と、検出エリアＡＲ内の特定パターンＰの位置とに基づき、可動ステージ１２に対して駆動指令Ｃ（２４）を出力する。この駆動指令Ｃ（２４）を受けて可動ステージ１２がＸＹ方向に移動することで、集光レンズ２４のレンズ光軸ＯＰ１と検出位置Ｑとの位置合わせが行われる。そして、ステージ制御部５０は、メイン制御部６０に対して移動完了通知Ｃ（２５）を出力する。なお、この場合にステージ制御部５０及びメイン制御部６０は本発明の位置合わせ制御部として機能する。

【0074】

メイン制御部６０は、移動完了通知Ｃ（２５）を受けると装置本体制御部５２に対して亀裂位置検出指示Ｃ（２６）を出力する。この亀裂位置検出指示Ｃ（２６）を受けて、装置本体制御部５２は、装置本体１４の各部を駆動して亀裂位置の検出作業Ｃ（２７）を開始する。この場合に、装置本体制御部５２及びメイン制御部６０は、検出作業Ｃ（２７）を実行させる実行制御部として機能する。

【0075】

装置本体制御部５２は、光源２８を点灯させると共に制限部材３０の開口部３０ａを開放し且つ開口部３０ｂを閉塞する。また、装置本体制御部５２は、光検出器３９Ａ，３９Ｂを作動させる。これにより、既述の図３に示したように、光源２８から出射された検出光Ｌ１が、主光軸ＯＰ２に対して一方向に偏心した位置から主光軸ＯＰ２に沿って出射され、第１照明光学系２２等を経て集光レンズ２４によりウェーハＷの検出位置Ｑの内部に集光される。そして、ウェーハＷからの反射光Ｌ２が、集光レンズ２４及びハーフミラー２３を介して検出光学系２６に入射して、光検出器３９Ａ，３９Ｂで検出される。

【0076】

次いで、装置本体制御部５２は、アライメント機構２５を駆動して、集光レンズ２４をＺ方向に走査することで、ウェーハＷの内部に集光する検出光Ｌ１の集光点をＺ方向に走査する。これにより、検出光Ｌ１の集光点の走査位置ごとに光検出器３９Ａ，３９Ｂによる反射光Ｌ２の検出が実行され、光検出器３９Ａ，３９Ｂから装置本体制御部５２に対して検出信号ｓｇ１，ｓｇ２が出力される。

【0077】

検出光Ｌ１の集光点のＺ方向の走査が完了すると、装置本体制御部５２は、制限部材３０の開口部３０ａを閉塞し且つ開口部３０ｂを開放する。これにより、既述の図４に示したように、光源２８から出射された検出光Ｌ１が、主光軸ＯＰ２に対して他方向に偏心した位置から主光軸ＯＰ２に沿って出射され、第１照明光学系２２等を経て集光レンズ２４によりウェーハＷの検出位置Ｑの内部に集光される。そして、ウェーハＷからの反射光Ｌ２が、集光レンズ２４及びハーフミラー２３を介して検出光学系２６に入射して、光検出器３９Ａ，３９Ｂで検出される。

【0078】

そして、装置本体制御部５２は、アライメント機構２５を駆動して、集光レンズ２４をＺ方向に走査することで、ウェーハＷの内部に集光する検出光Ｌ１の集光点をＺ方向に走査する。これにより、検出光Ｌ１の集光点の走査位置ごとに光検出器３９Ａ，３９Ｂによる反射光Ｌ２の検出が実行され、光検出器３９Ａ，３９Ｂから装置本体制御部５２に対して検出信号ｓｇ１，ｓｇ２が出力される。以上で検出作業Ｃ（２７）が完了する。

【0079】

装置本体制御部５２は、検出作業Ｃ（２７）が完了すると、亀裂検出処理Ｃ（２７）の完了通知Ｃ（２８Ａ）をメイン制御部６０に出力すると共に、メイン制御部６０に対して検出作業Ｃ（２７）での検出データである検出信号ｓｇ１，ｓｇ２を出力する検出信号出力処理Ｃ（２８Ｂ）を実行する。

【0080】

メイン制御部６０は、装置本体制御部５２からの完了通知Ｃ（２８Ａ）及び検出信号ｓｇ１，ｓｇ２を受けて、これら検出信号ｓｇ１，ｓｇ２に基づき亀裂位置の検出を実行する。この亀裂位置の具体的な方法については公知技術（特許文献１参照）であるので、ここでは具体的な説明は省略する。以上で１つの検出位置Ｑでの亀裂検出処理が完了する。

【0081】

次いで、メイン制御部６０は、集光レンズ２４のレンズ光軸ＯＰ１を同一の検出エリアＡＲ内の他の検出位置Ｑ、或いは次の検出エリアＡＲ内の検出位置Ｑに位置合わせする位置合わせ指示Ｃ（２９）を出力する。この位置合わせ指示Ｃ（２９）の出力に応じて上述の一連の処理が繰り返し実行されることで、同一の検出エリアＡＲ内の他の検出位置Ｑ或いは次の検出エリアＡＲの検出位置Ｑにおける亀裂位置の検出が行われる。以下、検出位置Ｑごとに亀裂位置の検出が繰り返し実行される。

【0082】

［第１実施形態の亀裂検出装置の作用］
図１０は、第１実施形態の亀裂検出装置１０による撮影画像取得処理及び検出位置決定処理の流れを示すフローチャートである（本発明の亀裂検出装置の制御方法に相当）。

【0083】

図１０に示すように、可動ステージ１２上へのウェーハＷの保持及び公知のアライメント検出等が完了すると、メイン制御部６０は撮影画像取得処理を開始する（ステップＳ１）。これにより、既述の図６で説明したように、検出エリアＡＲ内での撮影エリアＢＲの指示（ステップＳ２）と、撮影エリアＢＲに対するカメラ４６の位置合わせ（ステップＳ３）と、カメラ４６による撮影エリアＢＲの撮影（ステップＳ４）と、画像記憶部５４による撮影画像４７の記憶（ステップＳ５）と、が繰り返し実行される（ステップＳ６）。その結果、検出エリアＡＲ内の各撮影エリアＢＲの撮影画像４７が画像記憶部５４に記憶されて、撮影画像取得処理が完了する。なお、ステップＳ４は本発明の撮影ステップに相当する。

【0084】

撮影画像取得処理が完了すると、メイン制御部６０は検出位置決定処理を開始する（ステップＳ７）。これにより、既述の図７及び図８で説明したように、検出位置決定部５６が撮影エリアＢＲごとの撮影画像４７に基づき検出位置Ｑ（検出位置情報６２）の決定を行い、位置情報記憶部５８が検出位置情報６２を記憶する（ステップＳ８、本発明の検出位置決定ステップに相当）。以上で検出位置決定処理が完了する。

【0085】

図１１は、第１実施形態の亀裂検出装置１０による亀裂検出処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、メイン制御部６０は検出位置決定処理が完了すると、亀裂検出処理を開始する（ステップＳ１１）。これにより、既述の図９で説明したように、検出位置Ｑの指示（ステップＳ１２）と、検出位置情報６２の取得（ステップＳ１３）と、検出位置Ｑに対するレンズ光軸ＯＰ１の位置合わせ（ステップＳ１４）と、亀裂位置の検出作業（ステップＳ１５）と、が繰り返し実行される（ステップＳ１６）。その結果、検出エリアＡＲごとに１又は複数の検出位置Ｑで亀裂位置が検出される。以上で亀裂検出処理が完了する。

【0086】

［第１実施形態の効果］
以上のように第１実施形態の亀裂検出装置１０では、検出エリアＡＲ内を撮影エリアＢＲごとに撮影した撮影画像４７に基づき、検出エリアＡＲ内において照明光Ｌ３（検出光Ｌ１）の反射率の変化が少ない領域、すなわち亀裂位置を精度良く検出可能な領域を検出位置Ｑとして自動で決定することができる。また、照明光Ｌ３を検出光Ｌ１と同一の波長域の光とすることで、撮影画像取得処理時の照明光Ｌ３の反射と亀裂検出処理時の検出光Ｌ１の反射とに相関を持たせることができるので、亀裂検出処理により適した検出位置Ｑを決定することができる。

【0087】

［第２実施形態］
図１２は、第２実施形態の亀裂検出装置１０による撮影エリア検出処理を説明するための説明図である。上記第１実施形態の撮影画像取得処理では検出エリアＡＲ内の全ての撮影エリアＢＲをカメラ４６で撮影している。これに対して、第２実施形態の亀裂検出装置１０では、検出エリアＡＲ内で検出位置Ｑが含まれる可能性が高い撮影エリアＢＲを事前に決定する撮影エリア決定処理を実行し、この撮影エリア決定処理で決定した撮影エリアＢＲのみで撮影画像取得処理を実行する。

【0088】

第２実施形態の亀裂検出装置１０は、撮影画像取得処理の前に撮影エリア決定処理を実行し且つ制御装置１６が撮影エリア記憶部７０（図１３参照）としても機能する点を除けば上記第１実施形態の亀裂検出装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。

【0089】

図１２に示すように、撮影エリア決定処理では、メイン制御部６０の制御の下、集光レンズ２４から出射される検出光Ｌ１により検出エリアＡＲ内をストリートＣに平行な走査線ＳＬに沿って走査しながら、検出光学系２６（光検出器３９Ａ，３９Ｂ）で反射光Ｌ２を検出する。これにより、走査線ＳＬに沿った反射光Ｌ２の信号強度分布が求められる。

【0090】

次いで、メイン制御部６０は、反射光Ｌ２の信号強度分布に基づき、検出位置Ｑが含まれる可能性が高い撮影エリアＢＲを決定する。例えば、メイン制御部６０は、反射光Ｌ２の信号強度分布の中で信号強度が低く且つその信号強度の勾配が小さい領域（信号強度が略フラットな領域）を撮影エリアＢＲとして決定する。この場合に、メイン制御部６０は本発明の撮影エリア決定部として機能する。なお、信号強度の勾配が小さい領域であれば信号強度が高い領域を撮影エリアＢＲとして決定してもよい。これにより、検出エリアＡＲの中で検出光Ｌ１の反射率が異なる複数の領域が混在している混在領域を避けると共に、検出光Ｌ１の反射率の変化が小さい領域、すなわち検出位置Ｑが含まれる可能性が高い領域を撮影エリアＢＲとして決定することができる。

【0091】

そして、メイン制御部６０は、後述の図１３に示すように、決定した撮影エリアＢＲの位置を示す撮影エリア情報７２（集光レンズ２４の走査位置情報等）を撮影エリア記憶部７０に記憶させる。

【0092】

図１３は、撮影エリア決定処理のフローを説明するための説明図である。なお、撮影エリア決定処理の前に公知のアライメント検出処理が実行され、集光レンズ２４（レンズ光軸ＯＰ１）とウェーハＷの各部（検出エリアＡＲ）との位置関係は既知であるとする。また、撮影エリア決定処理中は、集光レンズ２４の焦点位置はウェーハＷのおもて面（ストリートＣ）上に調整されているものとする。

【0093】

図１３に示すように、メイン制御部６０は、撮影画像取得処理前に、検出エリアＡＲ内の検出光Ｌ１の走査開始位置（位置座標等）を指示する走査開始位置指示Ｃ（３１）をステージ制御部５０へ出力する。

【0094】

ステージ制御部５０は、走査開始位置指示Ｃ（３１）を受けると、可動ステージ１２に対して駆動指令Ｃ（３２）を出力する。この駆動指令Ｃ（３２）を受けて可動ステージ１２がＸＹ方向に移動することで、検出エリアＡＲ内の走査開始位置と集光レンズ２４のレンズ光軸ＯＰ１との位置合わせが行われる。そして、ステージ制御部５０は、メイン制御部６０に対して移動完了通知Ｃ（３３）を出力する。

【0095】

メイン制御部６０は、移動完了通知Ｃ（３３）を受けると、装置本体制御部５２に対して走査準備指示Ｃ（３４）を出力する。走査準備指示Ｃ（３４）を受けた装置本体制御部５２は、光源２８の点灯と、制限部材３０の開口部３０ａ，３０ｂのいずれか一方の開放と、光検出器３９Ａ，３９Ｂの作動と、を実行させる。これにより、光源２８から出射された検出光Ｌ１が第１照明光学系２２等を経て集光レンズ２４により検出エリアＡＲ内の走査開始位置に集光される。また、走査開始位置で反射された反射光Ｌ２が、集光レンズ２４及びハーフミラー２３を介して検出光学系２６に入射して、光検出器３９Ａ，３９Ｂで検出される。そして、光検出器３９Ａ，３９Ｂは、装置本体制御部５２に対して検出信号ｓｇ１，ｓｇ２を出力する信号出力処理Ｃ（３５）を実行する。

【0096】

次いで、装置本体制御部５２は、メイン制御部６０に対して、走査準備完了通知Ｃ（３６）と、検出信号ｓｇ１，ｓｇ２に基づく反射光Ｌ２の信号強度値を出力する信号強度値出力処理Ｃ（３７）と、を実行する。

【0097】

メイン制御部６０は、走査準備完了通知Ｃ（３６）を受けると、検出エリアＡＲ内での検出光Ｌ１の走査終了位置（位置座標等）を指示する走査終了位置指示Ｃ（３８）をステージ制御部５０へ出力する。

【0098】

ステージ制御部５０は、走査終了位置指示Ｃ（３８）を受けると、可動ステージ１２に対して駆動指令Ｃ（３９）を出力する。この駆動指令Ｃ（３９）を受けて可動ステージ１２がＸ方向に移動することで、集光レンズ２４により走査開始位置に集光されている検出光Ｌ１の集光点がストリートＣ（走査線ＳＬ）に沿って走査終了位置に向けて移動する。これにより、検出エリアＡＲ内のストリートＣに沿って検出光Ｌ１を走査しながら、光検出器３９Ａ，３９Ｂによる反射光Ｌ２の検出及び信号出力処理Ｃ（３５）と、装置本体制御部５２による信号強度値出力処理Ｃ（３７）と、が連続して実行される。この場合に、ステージ制御部５０、装置本体制御部５２、及びメイン制御部６０は、本発明の走査制御部として機能する。

【0099】

そして、ステージ制御部５０は、検出光Ｌ１の集光点が走査終了位置に到達すると、メイン制御部６０に対して移動完了通知Ｃ（４０）を出力する。この移動完了通知Ｃ（４０）を受けてメイン制御部６０は、装置本体制御部５２に対して走査終了指示Ｃ（４１）を出力する。

【0100】

装置本体制御部５２は、走査終了指示Ｃ（４１）を受けて光源２８を消灯させると共に光検出器３９Ａ，３９Ｂの作動を停止させる。その後、装置本体制御部５２は、メイン制御部６０に対して走査終了通知Ｃ（４２）を出力する。

【0101】

メイン制御部６０は、走査終了通知Ｃ（４２）を受けると、検出光Ｌ１の走査中に装置本体制御部５２から連続的に入力された反射光Ｌ２の信号強度値に基づき、既述の図１２に示したように反射光Ｌ２の信号強度分布を演算する。次いで、メイン制御部６０は、反射光Ｌ２の信号強度分布に基づき１又は複数の撮影エリアＢＲを決定し、撮影エリアＢＲの位置を示す撮影エリア情報７２を生成する。そして、メイン制御部６０は、撮影エリア記憶部７０に対して撮影エリア情報７２を出力する撮影エリア情報出力処理Ｃ（４３）を実行する。これにより、撮影エリア記憶部７０に撮影エリア情報７２が記憶される。

【0102】

第２実施形態の撮影画像取得処理は、既述の図６に示した第１実施形態の撮影画像取得処理と基本的に同じである。ただし、第２実施形態の撮影画像取得処理では、メイン制御部６０が、撮影エリア記憶部７０から取得した撮影エリア情報７２に基づき、撮影エリア指定指示Ｃ（１），Ｃ（７）を行う。これにより、第２実施形態の撮影画像取得処理では、撮影エリア決定処理で決定された撮影エリアＢＲのみがカメラ４６により撮影される。

【0103】

なお、第２実施形態の検出位置決定処理及び亀裂検出処理については、第１実施形態と同じであるので説明は省略する。

【0104】

［第２実施形態の亀裂検出装置の作用］
図１４は、第２実施形態の亀裂検出装置１０による撮影エリア決定処理及び撮影画像取得処理の流れを示すフローチャートである。

【0105】

図１４に示すように、可動ステージ１２上へのウェーハＷの保持及び公知のアライメント検出等が完了すると、メイン制御部６０は撮影エリア決定処理を開始する（ステップＳ２１）。これにより、既述の図１３で説明したように、検出エリアＡＲ内の走査開始位置に対する集光レンズ２４の位置合わせ（ステップＳ２２）と、集光レンズ２４から走査開始位置に対する検出光Ｌ１の出射及び光検出器３９Ａ，３９Ｂによる反射光Ｌ２の検出（ステップＳ２３）とが開始される。次いで、検出エリアＡＲ内のストリートＣに沿った検出光Ｌ１の走査が開始される（ステップＳ２４、ステップＳ２５でＮＯ）。

【0106】

検出光Ｌ１の走査が完了すると（ステップＳ２５でＹＥＳ）、メイン制御部６０による撮影エリアＢＲの決定と、撮影エリア記憶部７０による撮影エリア情報７２の記憶とが実行される（ステップＳ２６）。以上で撮影エリア決定処理が完了する。

【0107】

撮影エリア決定処理が完了すると、メイン制御部６０は撮影画像取得処理を開始する（ステップＳ２７）。メイン制御部６０は、撮影エリア記憶部７０から撮影エリア情報７２を取得して撮影画像取得処理を行う撮影エリアＢＲを判別する（ステップＳ２８）。

【0108】

以下、撮影エリア情報７２に基づく撮影エリアＢＲの指示（ステップＳ２９）と、撮影エリアＢＲに対するカメラ４６の位置合わせ（ステップＳ３０）と、カメラ４６による撮影エリアＢＲの撮影（ステップＳ３１）と、画像記憶部５４による撮影画像４７の記憶（ステップＳ３２）と、が繰り返し実行される（ステップＳ３３）。これにより、撮影エリア決定処理で決定された撮影エリアＢＲの撮影画像４７のみが画像記憶部５４に記憶される。これにより、第１実施形態よりも撮影エリアＢＲの数を減らすことができる。その結果、撮影画像取得処理においてカメラ４６の相対移動、停止、及び撮影からなる一連の撮影処理のサイクル数を減らすことができるので、撮影画像取得処理に要する時間を短縮することができる。

【0109】

図示は省略するが、撮影画像取得処理が完了すると、第１実施形態と同様に検出位置決定処理及び亀裂検出処理が実行される。ここで第２実施形態の検出位置決定処理では、検出位置Ｑが含まれる可能性が高い撮影エリアＢＲを撮影した撮影画像４７のみに基づき検出位置Ｑを決定するので、第１実施形態よりも短時間で且つ効率的に検出位置Ｑの決定を行うことができる。

【0110】

以上のように第２実施形態では、撮影画像取得処理の前に撮影エリア決定処理を実行して、検出位置Ｑが含まれる可能性が高い撮影エリアＢＲを予め絞り込むことにより、第１実施形態よりも短時間で且つ効率的に検出位置Ｑの決定を行うことができる。

【0111】

［その他］
上記各実施形態では、ストリートＣ上の同一形状のパターン群が繰り返し形成されている領域であって且つ２個の特定パターンＰの間の領域を検出エリアＡＲとして設定しているが、レーザ加工領域が形成されているストリートＣ上であれば検出エリアＡＲの位置及び範囲は特に限定されない。また、ストリートＣ上に同一形状のパターン群が繰り返し形成されていない場合にも本発明を適用することができる。この場合には、検出エリアＡＲごとに撮影画像取得処理（撮影エリア決定処理）及び検出位置決定処理を繰り返し実行して、検出エリアＡＲごとに検出位置Ｑを決定する。

【0112】

上記各実施形態では、カメラ４６（ウェーハ観察光学系４０）が集光レンズ２４を通して撮影エリアＢＲの撮影を行っているが、ウェーハ観察光学系４０が装置本体１４の外側に固定されていたり或いは装置本体１４とは別個に設けられたりしていてもよい。

【0113】

上記各実施形態では、可動ステージ１２をＸＹ方向に移動させることでウェーハＷに対して集光レンズ２４及びカメラ４６等をＸＹ方向に相対移動させているが、可動ステージ１２をＸＹ方向に移動させる代わりに装置本体１４をＸＹ方向に移動させてもよい。

【0114】

上記各実施形態では、ウェーハ観察光学系４０に第２照明光学系４１を設けているが、検出光Ｌ１及び照明光Ｌ３が同一波長域の光である場合には、制限部材３０を主光軸ＯＰ２上から退避させる機構を設けたり或いは制限部材３０の中央部に開閉自在な照明用開口部を設けたりすることで、光源２８を用いて撮影エリアＢＲの照明を行ってもよい。この場合には、第２照明光学系４１を省略することができる。

【0115】

上記各実施形態では、検出エリアＡＲを分割撮影しているがこの検出エリアＡＲの全体を１回で撮影するようにしてもよい。すなわち、撮影エリアＢＲの数が単数であってもよい。この場合には、広画角且つ高解像度のカメラ４６を用いることが好ましい。また、この場合にはストリートＣの全体が検出エリアＡＲに設定されていてもよい。

【0116】

上記各実施形態では、照明光Ｌ３として検出光Ｌ１と同一の波長域の光が選択されているが、検出光Ｌ１と異なる波長域の光であってもよい。この場合においても、照明光Ｌ３の波長域が検出光Ｌ１と同じ傾向の反射率とみなし得る範囲内（亀裂検出処理に影響を与えない程度の範囲内）であることが好ましい。

【符号の説明】

【0117】

１０…亀裂検出装置、１２…可動ステージ、１４…装置本体、１６…制御装置、２０…亀裂検出光学系、２１…光源部、２２…第１照明光学系、２３…ハーフミラー、２４…集光レンズ、２５…アライメント機構、２６…検出光学系、２８…光源、２９…レンズ、３０…制限部材、３２…リレーレンズ、３３，３４…ハーフミラー、３５…リレーレンズ、３７Ａ，３７Ｂ…リレーレンズ、３８…ハーフミラー、３９Ａ…光検出器、３９Ｂ…光検出器、４０…ウェーハ観察光学系、４１…第２照明光学系、４２…撮影光学系、４４…照明光源、４５…レンズ、４６…カメラ、４７…撮影画像、５０…ステージ制御部、５２…装置本体制御部、５４…画像記憶部、５６…検出位置決定部、５８…位置情報記憶部、６０…メイン制御部、６２…検出位置情報、７０…撮影エリア記憶部、７２…撮影エリア情報、ＡＲ…検出エリア、ＢＲ…撮影エリア、ＨＡ，ＨＢ…ピンホール、Ｌ１…検出光、Ｌ２…反射光、Ｌ３…照明光、Ｌ４…反射光、ＯＰ１…レンズ光軸、ＯＰ２，ＯＰ３…主光軸、ＯＰ４…照明軸、Ｐ…特定パターン、Ｑ…検出位置、ＳＬ…走査線、ＳＲ…小領域、Ｗ…ウェーハ、ｓｇ１，ｓｇ２…検出信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】