特許 7465425 検査用ウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査用ウェーハ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-03

(45)【発行日】2024-04-11

(54)【発明の名称】検査用ウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査用ウェーハ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20240404BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20240404BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20240404BHJP

   G01N 21/95 20060101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

B23K26/53

B23K26/03

G01N21/95 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020120671

(22)【出願日】2020-07-14

(65)【公開番号】P2022017862

(43)【公開日】2022-01-26

【審査請求日】2023-06-13

(73)【特許権者】

【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】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

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】相川 力

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０６４０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３３３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１６４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１７６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６９４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１５６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３７９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０３５０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｂ２３Ｋ ２６／０３

Ｇ０１Ｎ ２１／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査用基板と前記検査用基板の表面に形成されたカーボンブラック層とを備える検査用ウェーハにおいて、前記検査用基板の内部にレーザ光を集光して前記検査用基板の内部にレーザ加工領域を形成した後に、観察用光源を用いて前記検査用ウェーハを照明しながら、撮像装置を用いて前記検査用ウェーハの画像を撮像する撮像工程と、
前記検査用ウェーハの画像から前記レーザ光の抜け光により前記カーボンブラック層に形成されたレーザ痕を検出するためのデータを作成して出力する出力工程と、
を備える検査用ウェーハの検査方法。

【請求項2】

前記観察用光源は、前記撮像装置の軸と同一の軸で前記検査用ウェーハを照明する同軸落射照明を行う、
請求項１記載の検査用ウェーハの検査方法。

【請求項3】

前記レーザ加工領域を形成する前に、前記観察用光源を用いて前記検査用ウェーハを照明しながら、前記撮像装置を用いて前記検査用ウェーハの画像を撮像する加工前撮像工程をさらに備え、
前記出力工程では、前記レーザ加工領域を形成する前後の検査用ウェーハの画像から、前記レーザ光を集光することより形成された前記レーザ痕と、前記レーザ加工領域を形成する前から存在する加工前欠陥とを区別して検出するためのデータを出力する、
請求項２記載の検査用ウェーハの検査方法。

【請求項4】

前記観察用光源は、前記検査用ウェーハの一方の面側に配置された透過照明用の光源であり、
前記撮像工程では、前記撮像装置を前記検査用ウェーハの他方の面側に配置して、前記観察用光源から照射された光のうち、前記レーザ痕を通過した光を撮像する、
請求項１記載の検査用ウェーハの検査方法。

【請求項5】

前記検査用ウェーハの画像をモニタに表示する表示工程をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項記載の検査用ウェーハの検査方法。

【請求項6】

検査用基板と前記検査用基板の表面に形成されたカーボンブラック層とを備える検査用ウェーハにおいて、前記検査用基板の内部にレーザ光を集光して前記検査用基板の内部にレーザ加工領域を形成した後に、前記検査用ウェーハの画像を撮像する撮像装置と、
前記検査用ウェーハの画像を撮像するときに前記検査用ウェーハを照明する観察用光源と、
前記レーザ加工領域を形成した後の検査用ウェーハの画像から前記レーザ光の抜け光により前記カーボンブラック層に形成されたレーザ痕を検出するためのデータを作成して出力する出力部と、
を備える検査用ウェーハの検査装置。

【請求項7】

ウェーハの裏面側からレーザ光を集光して前記ウェーハの内部にレーザ加工領域を形成する場合に生じる前記レーザ光の抜け光を検査するための検査用ウェーハにおいて、
検査用基板と、前記検査用基板の表面に形成されたカーボンブラック層と、
を備える検査用ウェーハ。

【請求項8】

前記カーボンブラック層は蛍光顔料を含む、
請求項７に記載の検査用ウェーハ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は検査用ウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査用ウェーハに係り、特に内部集光加工におけるレーザ光の抜け光を確認するための検査用ウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査用ウェーハに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シリコンウェーハ等のウェーハの分割方法として、ウェーハに対して透過性波長のレーザ光を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射するレーザ加工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このレーザ加工方法を用いた分割方法によれば、レーザ光の集光点をウェーハの内部に合わせてレーザ光を照射して、ウェーハの内部に分割予定ラインに沿ったレーザ加工領域を形成する。そして、レーザ加工領域が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに外力を加えることにより、ウェーハを分割予定ラインに沿って分割する。

【0003】

ところで、ウェーハの裏面側からウェーハの内部に集光されたレーザ光の一部は、集光点からウェーハの表面側のデバイスに向けて拡散されることがある。この集光点から拡散されたレーザ光の抜け光（漏れ光とも言う。）が、ウェーハの表面側のデバイスに照射されると、デバイスが過熱されて破損する場合がある。

【0004】

そこで、上記の抜け光を確認するための検査用ウェーハが特許文献２に開示されている。この検査用ウェーハによれば、検査用基板と、検査用基板の表面全面に所定の厚みで形成した下地層と、下地層に積層させた金属箔とから構成され、抜け光によって金属箔に生じた熱変形を撮像手段で撮像することにより光の抜け状況を確認している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－１９２３７０号公報

【文献】特開２０１８－６４０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に開示された検査用ウェーハは、金属箔に発生している可視光による散乱光を検出することで金属箔に生じている熱変形（例えば、バーンパターン）を検出するものであるが、上記の散乱光が点状の微細な濃淡模様として現れた場合、上記の熱変形を検出することは困難である。このため、特許文献２の検査用ウェーハは、レーザ光の品質状態を正確に確認することが困難である。

【0007】

本発明はこのような問題に鑑みて成されたものであり、レーザ光の品質状態を正確に確認することができる検査用ウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査用ウェーハ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】

本発明の第１の態様に係る検査用ウェーハの検査方法は、本発明の目的を達成するために、検査用基板と検査用基板の表面に形成されたカーボンブラック層とを備える検査用ウェーハにおいて、検査用基板の内部にレーザ光を集光して検査用基板の内部にレーザ加工領域を形成した後に、観察用光源を用いて検査用ウェーハを照明しながら、撮像装置を用いて検査用ウェーハの画像を撮像する撮像工程と、検査用ウェーハの画像からレーザ光の抜け光によりカーボンブラック層に形成されたレーザ痕を検出するためのデータを作成して出力する出力工程とを備える。

【0009】

本発明の第２の態様に係る検査用ウェーハの検査方法は、第１の態様において、観察用光源は、撮像装置の軸と同一の軸で検査用ウェーハを照明する同軸落射照明を行う。

【0010】

本発明の第３の態様に係る検査用ウェーハの検査方法は、第２の態様において、レーザ加工領域を形成する前に、観察用光源を用いて検査用ウェーハを照明しながら、撮像装置を用いて検査用ウェーハの画像を撮像する加工前撮像工程をさらに備え、出力工程では、レーザ加工領域を形成する前後の検査用ウェーハの画像から、レーザ光を集光することにより形成されたレーザ痕と、レーザ加工領域を形成する前から存在する加工前欠陥とを区別して検出するためのデータを出力する。

【0011】

本発明の第４の態様に係る検査用ウェーハの検査方法は、第１の態様において、観察用光源は、検査用ウェーハの一方の面側に配置された透過照明用の光源であり、撮像工程では、撮像装置を検査用ウェーハの他方の面側に配置して、観察用光源から照射された光のうち、レーザ痕を通過した光を撮像する。

【0012】

本発明の第５の態様に係る検査用ウェーハの検査方法は、第１から第４の態様のいずれかにおいて、検査用ウェーハの画像をモニタに表示する表示工程をさらに備える。

【0013】

本発明の第６の態様に係る検査用ウェーハの検査装置は、検査用基板と検査用基板の表面に形成されたカーボンブラック層とを備える検査用ウェーハにおいて、検査用基板の内部にレーザ光を集光して検査用基板の内部にレーザ加工領域を形成した後に、検査用ウェーハの画像を撮像する撮像装置と、検査用ウェーハの画像を撮像するときに検査用ウェーハを照明する観察用光源と、レーザ加工領域を形成した後の検査用ウェーハの画像からレーザ光の抜け光によりカーボンブラック層に形成されたレーザ痕を検出するためのデータを作成して出力する出力部とを備える。

【0014】

本発明の第７の態様に係る検査用ウェーハは、ウェーハの裏面側からレーザ光を集光してウェーハの内部にレーザ加工領域を形成する場合に生じるレーザ光の抜け光を検査するための検査用ウェーハにおいて、検査用基板と、検査用基板の表面に形成されたカーボンブラック層とを備える。

【0015】

本発明の第８の態様に係る検査用ウェーハは、第７の態様において、カーボンブラック層は蛍光顔料を含む。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、レーザ光の品質状態を正確に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係るレーザダイシング装置の構成図

【図2】実施形態の検査用ウェーハの断面図

【図3】カーボンブラック層にレーザ痕が形成された検査用ウェーハの断面図

【図4】検査用ウェーハの第１の検査方法を説明するフローチャート

【図5】モニタに写し出されたレーザ痕の複数の例を示した説明図

【図6】検査用ウェーハの第２の検査方法を説明するフローチャート

【図7】第３の実施形態に係るレーザダイシング装置の構成図

【図8】検査用ウェーハの第３の検査方法を説明するフローチャート

【図9】検査用ウェーハの他の検査装置の概略構成図

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面に従って本発明に係る検査用ウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査用ウェーハの実施形態について説明する。

【0019】

［第１の実施形態］
本実施形態では、レーザダイシング装置１（図１参照）を用いて検査用ウェーハ１００（図２参照）に対しレーザ加工を行う。そして、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００の画像を用いてレーザ加工時の抜け光等によって発生したレーザ痕１０６（図３参照）を検出することにより、レーザ光の品質状態を確認する。

【0020】

<レーザダイシング装置（レーザ加工装置）１>
まず、レーザダイシング装置１について、図１を参照して説明する。図１は、レーザダイシング装置１の構成図である。

【0021】

図１に示すように、第１の実施形態のレーザダイシング装置１は、ワーク移動部１１、光学系ユニット４０及び制御部５０等を有している。光学系ユニット４０は、レーザ光学部２０及び観察光学部３０を有している。

【0022】

制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random access memory）等）、ストレージ（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等）及び入出力回路部等を有しており、レーザダイシング装置１の各部の動作を制御する。

【0023】

ワーク移動部１１は、加工対象のワークＷを吸着保持する吸着ステージ１３と、レーザダイシング装置１の本体ベース１６に設けられ、吸着ステージ１３をＸＹＺθ方向に精密に移動させるＸＹＺθテーブル１２と、を有している。このワーク移動部１１によって、ワークＷが図のＸＹＺθ方向に精密に移動される。

【0024】

ワークＷは、デバイスが形成された表面と、その表面に対向する裏面と、を有している。ワークＷの表面には、粘着材を有するバックグラインド（ＢＧ）テープＢが貼付され、ワークＷは、裏面が上向きとなるように吸着ステージ１３に載置される。以下の説明では、ワークＷの光学系ユニット４０側に露呈する裏面を上面、ＢＧテープＢが貼付される表面を下面と言う。なお、ワークＷは、ＢＧテープＢを用いることなく吸着ステージ１３に直接吸着されるようにしてもよい。

【0025】

レーザ光学部２０は、レーザ発振器２１、コリメートレンズ２２、ハーフミラー２３、コンデンスレンズ（集光レンズ）２４、及びレーザ光ＬをワークＷに対してＺ方向に微小移動させる駆動手段２５等を有している。レーザ発振器２１の光源としては、例えば、半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザが用いられる。レーザ発振器２１から発振されたレーザ光Ｌは、コリメートレンズ２２、ハーフミラー２３及びコンデンスレンズ２４等の光学系を経てワークＷの内部に集光される。集光点のＺ方向位置は、コンデンスレンズ２４のＺ方向微動によって調整される。

【0026】

観察光学部３０は、観察用光源３１、コリメートレンズ３２、ハーフミラー３３、コンデンスレンズ３４、撮像装置（カメラ。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、ＩＲ（Infrared：赤外線）カメラ）３５、画像処理部３８及びモニタ３６等を有している。ここで、レーザ光学部２０のコンデンスレンズ２４は、ワークＷからの光を受光する対物レンズの機能を有しており、観察光学部３０において、接眼レンズとして機能するコンデンスレンズ３４とともに顕微鏡の観察光学系を構成する。

【0027】

観察光学部３０では、カメラ３５の軸と同一の軸でワークＷを照明する同軸落射照明を行う。観察用光源３１から出射された照明光Ｌ１がコリメートレンズ３２、ハーフミラー３３及びコンデンスレンズ２４等の光学系を経てワークＷの上面を照射する。ワークＷからの反射光は、コンデンスレンズ２４、ハーフミラー２３及び３３並びにコンデンスレンズ３４を経由してカメラ３５に入射し、ワークＷの画像が撮像される。

【0028】

この撮像データは画像処理部３８に入力され、ワークＷのアライメントに用いられる。また、この撮像データは、制御部５０を経てモニタ３６に写し出される。

【0029】

観察光学部３０は、ワークＷの検査範囲の欠陥を撮像することが可能となっている。この場合、照明光Ｌ１として、可視光よりも波長が長いものを用いる。ワークＷがシリコンウェーハの場合には、照明光Ｌ１として、例えば、赤外光を用いる。ワークＷに照射された照明光Ｌ１は、ワークＷの検査範囲を透過してワークＷの下面で反射される。このワークＷの下面からの反射光はコンデンスレンズ２４、ハーフミラー２３及び３３、コンデンスレンズ３４を経由してカメラ３５に入射し、ワークＷの検査範囲の欠陥を含む画像が撮像される。ここで、カメラ３５は、本発明の撮像装置として機能する。

【0030】

この撮像データは画像処理部３８に入力され、ワークＷの検査範囲の欠陥の検出に用いられる。また、ワークＷの検査範囲の画像は、欠陥の検出結果とともに、モニタ３６に写し出される。これにより、オペレータは、モニタ３６を見ながら、欠陥の検出等を行うことが可能となっている。ここで、画像処理部３８及びモニタ３６は本発明の出力部として機能する。

【0031】

次に、レーザ加工領域をワークＷに形成する方法について説明する。

【0032】

ワークＷにレーザ加工領域Ｒ１（図３参照）を形成する場合、レーザ発振器２１からレーザ光Ｌが出射され、レーザ光Ｌはコリメートレンズ２２、ハーフミラー２３、コンデンスレンズ２４等の光学系を経由してワークＷの内部に照射される。レーザ光Ｌの集光点のＺ方向位置は、ＸＹＺθテーブル１２によるワークＷのＺ方向位置調整、及びコンデンスレンズ２４の位置制御によって、ワークＷの内部の所定位置に正確に設定される。

【0033】

この状態でＸＹＺθテーブル１２がダイシング方向であるＸ方向に加工送りされる。これにより、ワークＷの分割予定ラインに沿って、ワークＷの内部にレーザ加工領域Ｒ１が１ライン形成される。そして、分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域Ｒ１が１ライン形成されると、ＸＹＺθテーブル１２がＹ方向に１ピッチ割り出し送りされ、次の分割予定ラインにもレーザ加工領域Ｒ１が形成される。次に、全てのＸ方向の分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域Ｒ１が形成されると、ＸＹＺθテーブル１２がＺ軸回りに９０°回転され、回転後のＸ方向の分割予定ラインにも同様にしてレーザ加工領域Ｒ１が形成される。

【0034】

全ての分割予定ラインにレーザ加工領域Ｒ１が形成されたワークＷは、不図示の研削装置に搬送され、ワークＷの上面（裏面）が研削されてレーザ加工領域Ｒ１が除去される。そして、ワークＷの上面側にエキスパンドテープが貼付されて伸展されると、レーザ加工領域Ｒ１からワークＷの下面（表面）側に伸展したクラックによりワークＷが割断される。これにより、ワークＷが個別のチップに分割される。

【0035】

次に、レーザ光Ｌの品質状態の確認方法（検査用ウェーハの検査方法）について説明する。

【0036】

レーザ光Ｌの品質状態の確認は、図１に示したレーザダイシング装置１と、図２に示す検査用ウェーハ１００を使用して行われる。すなわち、レーザダイシング装置１は、本発明の検査用ウェーハの検査装置として機能する。

【0037】

図２に示す実施形態の検査用ウェーハ１００は、レーザ光の品質状態を正確に確認するために、以下の構成を備えている。

【0038】

すなわち、実施形態の検査用ウェーハ１００は、検査用基板１０２と、検査用基板１０２の表面に形成されたカーボンブラック層１０４と、を有している。

【0039】

検査用基板１０２は、レーザ光Ｌが内部に集光されることで分割起点となるレーザ加工領域Ｒ１が形成されるものである。検査用基板１０２としては、様々な材質が選択可能であるが、通常は実生産時のワークＷと同じ材質で同じ厚みの基板が選択される。例えば、実生産時のワークＷが半導体ウェーハの場合には、検査用基板１０２として、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）又はガラスが使用される。

【0040】

カーボンブラック層１０４は、検査用基板１０２の下面に、例えば、カーボンブラック粒子を溶媒（例えば、樹脂又は有機溶媒等）中に分散したカーボンブラック分散体を塗布又は蒸着することによって形成される。カーボンブラック層１０４の主成分であるカーボンブラックは、直径３～５００ｎｍ程度の炭素の微粒子であり、その昇華点は、例えば３６４２℃、吸収係数（α）は、例えば１．３５４３ｅ＋５ｃｍ^－１である。カーボンブラックの種類は特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック又はサーマルブラック等を用いることができる。また、カーボンブラック層１０４の厚みは、カーボンブラック層１０４にレーザ痕１０６（図３参照）が形成可能な厚みであることが好ましく、この厚みは、例えば、レーザ光Ｌの種類及びパワー等によって選定される。なお、レーザ痕１０６とは、レーザ光Ｌの抜け光によって焼失されることにより形成された貫通孔である。このように構成された検査用ウェーハ１００は、カーボンブラック層１０４を下側にして、図２に示した吸着ステージ１３に吸着保持される。

【0041】

カーボンブラックは、すべての波長の光を吸収するが、特にその粒子のサイズよりも短波長の光に対して強い吸光特性を示し、波長５００ｎｍ以下の光（青から紫の可視光等）を吸収する。照明光Ｌ１として赤外光を用いて検査用ウェーハ１００に対して同軸落射照明を行うと、レーザ痕１０６が形成されていない背景領域で赤外光が反射されるのに対して、貫通孔であるレーザ痕１０６を通過した照明光は、吸着ステージ１３のポーラスに散乱されて入射側に戻らない。カメラ３５を用いてこの反射光を撮像することにより、レーザ痕１０６と比較して背景領域が明るい画像が得られる。オペレータは、モニタ３６に表示された画像から、欠陥の検出等を行うことが可能となる。

【0042】

ここで、カーボンブラック層１０４に蛍光顔料（例えば、近赤外蛍光体等）を含ませることが好ましい。これにより、同軸落射照明を行ったときに背景領域の輝度を高めることができるので、レーザ光Ｌの品質状態をより正確に確認することができる。この場合、レーザ痕１０６の視認性をよくする観点から、蛍光顔料の含有量は３～２０ｗｔ％であることが好ましい。

【0043】

ここで、画像処理部３８は、検査用ウェーハ１００の画像データから、そのままレーザ痕１０６を検出するための出力用のデータを作成してストレージ又はモニタ３６に出力してもよいし、検査用ウェーハ１００の画像データから、レーザ痕１０６の候補（以下、欠陥候補という。）を自動的に検出してレーザ痕１０６を検出するためのデータを作成して出力するようにしてもよい。

【0044】

欠陥候補を自動的に検出する場合には、例えば、背景領域と比較して輝度が低い領域をレーザ痕１０６の候補として検出する。より具体的には、画像処理部３８は、背景領域又は画像全体の輝度の代表値（例えば、平均値）よりも閾値以上輝度が低い画素からなる点状、略曲線状又は略楕円状の領域（図５参照）を検出する。なお、欠陥候補の検出を行う際には、動的閾値処理を適用することも可能である。画像データを制御部５０のストレージに保存する場合、画像データに欠陥候補の位置を示す座標及びサイズを格納するようにしてもよい。また、モニタ３６に画像データを出力する場合に、画像データに欠陥候補を示す表示（例えば、囲み線、指示線、矢印、記号又は色の付与等）を重畳表示させてもよい。これにより、オペレータは、モニタ３６を確認しながら、入出力回路部（例えば、ポインティングデバイス、マウス又はタッチパネル等）を用いて欠陥候補の検出結果の確認及び修正を行って、欠陥の検出を容易に行うことが可能になる。そして、レーザ痕１０６の検出結果に基づいて、レーザ加工の条件（例えば、レーザ光の照射条件、強度、照射時間等）を調整することにより、レーザ加工時のレーザ光の品質状態を調整することが可能になる。

【0045】

<第１の検査方法>
次に、検査用ウェーハ１００を用いた第１の検査方法について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

【0046】

まず、検査用ウェーハ１００がレーザダイシング装置１に搬入され、吸着ステージ１３に吸着保持される（ステップＳ１０）。なお、検査用ウェーハ１００は、図３に示すようにＢＧテープＢを介して吸着ステージ１３に吸着保持されるようにしてもよいし、吸着ステージ１３に直接吸着されるようにしてもよい。

【0047】

次に、レーザダイシング装置１により検査用ウェーハ１００がレーザ加工されて、検査用ウェーハ１００の内部にレーザ加工領域が形成される（ステップＳ１１）。

【0048】

上記のレーザ加工中において、検査用基板１０２に蒸着されたカーボンブラック層１０４は、検査用基板１０２の内部の集光点Ｐ（図３参照）から拡散したレーザ光Ｌ１の抜け光によって照射される。そして、カーボンブラック層１０４は、抜け光の熱によって焼かれ、結果として図３の断面図に示すように、カーボンブラック層１０４に貫通孔であるレーザ痕１０６が形成される。

【0049】

次に、観察用光源３１を用いて検査用ウェーハ１００を同軸落射照明しながら、カメラ３５を用いてレーザ痕１０６を含むカーボンブラック層１０４の画像を撮像する（ステップＳ１２：撮像工程）。ステップＳ１２では、カメラ３５により、検査用ウェーハ１００からの反射光が撮像される。

【0050】

この撮像データは、カメラ３５から画像処理部３８に入力され、モニタ３６に映し出される。また、画像処理部３８において、レーザ痕１０６を検出するためのデータが作成されて制御部５０のストレージに保存される（ステップＳ１３：出力工程、表示工程）。

【0051】

図５には、モニタ３６に写し出されたレーザ痕１０６の複数の例が示されている。

【0052】

例えば、図５のＶＡは、二点鎖線で示す分割予定ラインＣを挟んで形成された一対のレーザ痕１０６、１０６が分割予定ラインＣに沿って形成されたものである。

【0053】

図５のＶＢは、分割予定ラインＣを挟んで形成された一対のレーザ痕１０６Ａ、１０６Ａが分割予定ラインＣに沿って形成されたものである。このレーザ痕１０６Ａは、レーザ痕１０６と比較して密度の高い抜け光によって形成されたものであり、レーザ痕１０６と比較して濃く映し出されている。

【0054】

図５のＶＣは、分割予定ラインＣを挟んで形成された一対のレーザ痕１０６、１０６Ａが分割予定ラインＣに沿って形成されたものである。このように互いに濃淡の異なる一対のレーザ痕１０６、１０６Ａが形成される場合もある。

【0055】

図５のＶＤは、分割予定ラインＣを挟んで形成された一対のレーザ痕１０６Ｂ、１０６Ｂが分割予定ラインＣに沿って形成されたものであり、一対のレーザ痕１０６Ｂ、１０６Ｂの離間幅が、例えば、ＶＡで示した一対のレーザ痕１０６、１０６の離間幅よりも広いため、抜け光の幅が広がっていることが分かる。

【0056】

図５のＶＥは、分割予定ラインＣを挟んで一方側に一対のレーザ痕１０６、１０６が形成され、他方側に一つのレーザ痕１０６が形成されたものであり、抜け光のパターンが増えていることが分かる。

【0057】

このようにモニタ３６には、上記のようなレーザ痕１０６、１０６Ａ、１０６Ｂが写し出されるので、オペレータは検査用ウェーハ１００にレーザ痕１０６が発生したこと、及び検査用ウェーハ１００に生じた抜け光の状態を目視にて容易に確認することができる。

【0058】

したがって、本実施形態によれば、検査用基板１０２と、検査用基板１０２の表面に形成されたカーボンブラック層１０４とを有する検査用ウェーハ１００を用い、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００の画像をカメラ３５によって撮像し、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００の画像からレーザ痕１０６を検出するようにしたので、レーザ光Ｌの品質状態を確実に確認することができる。

【0059】

［第２の実施形態］
ところで、検査用ウェーハ１００の検査用基板の１０２の内部には、レーザ加工によって生じるレーザ痕１０６以外に、欠陥（例えば、空隙等）、不純物等が含まれている場合がある。同軸落射照明を行う場合、このようなレーザ加工の前から存在する欠陥、不純物等（以下、加工前欠陥という。）によっても散乱光が生じる。本実施形態では、加工前欠陥と、レーザ加工により生じるレーザ痕１０６とを区別して検出可能とする。

【0060】

以下、加工前欠陥と、レーザ加工により生じるレーザ痕１０６とを区別して検出する方法（第２の検査方法）について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この場合もレーザダイシング装置１を用いる。

【0061】

なお、本実施形態でも、カーボンブラック層１０４に蛍光顔料（例えば、近赤外蛍光体等）を含ませることが好ましい。

【0062】

<第２の検査方法>
まず、検査用ウェーハ１００がレーザダイシング装置１に搬入され、吸着ステージ１３に吸着保持される（ステップＳ２０）。そして、レーザ加工前の検査用ウェーハ１００をＩＲカメラとしてのカメラ３５で撮像し、そのレーザ加工前の撮像データを、例えば、制御部５０のストレージに記憶する（ステップＳ２１：加工前撮像工程）。

【0063】

次に、レーザダイシング装置１により検査用ウェーハ１００がレーザ加工されて、検査用ウェーハ１００の内部にレーザ加工領域が形成される（ステップＳ２２）。そして、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００を上記のカメラ３５で撮像し、そのレーザ加工後の撮像データを、同じく制御部５０のストレージに記憶する（ステップＳ２３：加工後撮像工程）。レーザ加工前後の撮像データは、画像処理部３８によって画像処理される。

【0064】

この撮像データは、カメラ３５から画像処理部３８に入力され、モニタ３６に映し出される。また、画像処理部３８において、レーザ痕１０６を検出するためのデータが作成されて制御部５０のストレージに保存される（ステップＳ２４：出力工程、表示工程）。ステップＳ２４では、例えば、加工前後の検査用ウェーハ１００の画像を並列表示させてもよいし、重畳表示させてもよい。また、加工前後の検査用ウェーハ１００の画像から、輝度が低い領域を欠陥候補としてそれぞれ検出し、加工前後の検査用ウェーハ１００の画像において位置及び形状が略一致する欠陥候補については、加工前欠陥として、加工後の検査用ウェーハ１００の画像においてレーザ痕１０６と識別可能に（例えば、囲み線又は指示線等の種類、形状、色を変えて）表示させてもよい。

【0065】

本実施形態によれば、加工前欠陥と、レーザ加工により生じるレーザ痕１０６とを区別して検出可能となる。

【0066】

第１及び第２の実施形態では、検査用ウェーハ１００を同軸落射照明により照明するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、斜照明を用いてもよい。斜照明では、例えば、コンデンスレンズ２４又は検査用ウェーハの周囲に円環状に配置された複数の点灯部を有するリング照明部、又は円錐レンズを用いてリング状に変換された光を検査用ウェーハ１００に対して斜めに照射する。これにより、背景領域が暗く、レーザ痕１０６の周囲が散乱光により明るくなった暗視野画像を得ることができる。暗視野画像においても、背景領域と比較して輝度が高い領域をレーザ痕１０６の候補（欠陥候補）として検出することにより、第１及び第２の実施形態と同様に、レーザ痕１０６を検出することができる。

【0067】

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、検査用ウェーハ１００の一面を照明し、貫通孔であるレーザ痕１０６を透過した光を検出する。

【0068】

図７は、本発明の第３の実施形態に係るレーザダイシング装置の構成図である。以下の説明において、第１及び第２の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0069】

図７に示すように、本実施形態に係るレーザダイシング装置１Ａは、観察用光源３１Ａを含む観察光学部３０Ａと、吸着ステージ１３Ａとを備える。

【0070】

吸着ステージ１３ＡのワークＷが吸着される吸着面は、光透過性の材料（例えば、ガラス等）により形成される（不図示）。

【0071】

観察用光源３１Ａは、吸着ステージ１３Ａの内部であって、吸着面の下方に設けられている。観察用光源３１Ａは、吸着ステージ１３Ａを介して検査用ウェーハ１００を照明する透過照明用の光源である。観察用光源３１Ａは、例えば、１又は複数の光源（例えば、赤外光又は可視光を照射可能なＬＥＤ（Light Emitting Diode）等）と、光源からの光を反射してＸＹ方向に略均一な強度分布を有する照明光Ｌ１Ａを上向きに照射する反射板を含んでいる（不図示）。

【0072】

レーザ加工後の検査用ウェーハ１００を撮像する際に、観察用光源３１Ａを用いて検査用ウェーハ１００の下面側を照明する。すると、照明光Ｌ１Ａの大部分は、カーボンブラック層１０４により遮光され、照明光Ｌ１Ａの一部が貫通孔であるレーザ痕１０６を通過する。本実施形態では、カメラ３５を用いて、レーザ痕１０６を通過した照明光Ｌ１Ａを検出する。これにより、背景領域が暗く、レーザ痕１０６が明るい画像データ（暗視野画像）を得ることができる。そして、この画像データから、輝度が高い領域を検出することによりレーザ痕１０６を容易に検出することが可能になる。

【0073】

<第３の検査方法>
次に、検査用ウェーハ１００を用いた第３の検査方法について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。

【0074】

まず、検査用ウェーハ１００がレーザダイシング装置１に搬入され、吸着ステージ１３に吸着保持される（ステップＳ３０）。

【0075】

次に、レーザダイシング装置１Ａにより検査用ウェーハ１００がレーザ加工されて、検査用ウェーハ１００の内部にレーザ加工領域が形成される（ステップＳ３１）。

【0076】

次に、観察用光源３１Ａを用いて検査用ウェーハ１００を透過照明しながら、カメラ３５を用いてレーザ痕１０６を含むカーボンブラック層１０４の画像を撮像する（ステップＳ３２：撮像工程）。ステップＳ３２では、カメラ３５により、検査用ウェーハ１００のレーザ痕１０６を透過した照明光Ｌ１Ａが撮像される。

【0077】

この撮像データは、カメラ３５から画像処理部３８に入力され、モニタ３６に映し出される。また、画像処理部３８において、レーザ痕１０６を検出するためのデータが作成されて制御部５０のストレージに保存される（ステップＳ３３：出力工程、表示工程）。

【0078】

本実施形態によれば、レーザ加工時に形成された貫通孔であるレーザ痕１０６のみを効率的に検出することができるので、レーザ光Ｌの品質状態を容易に確認することができる。

【0079】

［第４の実施形態］
上記の第１から第３の検査方法は、レーザダイシング装置１及び１Ａを用いてレーザ痕１０６を検出するものであるが、レーザダイシング装置１を用いることなく、ＩＲカメラ、画像処理部、モニタ等を備えた専用の検査装置を用いてレーザ痕１０６を検出するようにしてもよい。

【0080】

図９は、本発明の第４の実施形態に係る検査装置の構成図である。第４の実施形態では、レーザダイシング装置１とは別の検査装置において透過照明を行って、レーザ痕１０６を検出する。

【0081】

図９に示す検査装置６０は、照明光を照射する光源６２（例えば、赤外光又は可視光を照射可能なＬＥＤ等）と、光学顕微鏡６４を備えたカメラ６６と、を備えている。光源６２は、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００の検査用基板１０２側に配置され、カメラ６６は、カーボンブラック層１０４側に配置され、光源６２とカメラ６６とは、検査用ウェーハ１００を挟んで対向配置されている。

【0082】

上記のように構成された検査装置６０によれば、光源２から検査用ウェーハ１００に照射された照明光のうち、レーザ痕１０６を通過した照明光が光学顕微鏡６４を経由してカメラ６６で撮像される。この撮像データは画像処理部６８に入力され、画像処理部６８によって画像処理（解析）されてレーザ痕１０６の検出結果とともに、レーザ光Ｌの品質状態を検出可能とするモニタ７０に写し出される。

【0083】

モニタ７０には、例えば、図５のＶＡに示したようなレーザ痕１０６が写し出されるので、オペレータは検査用ウェーハ１００にレーザ痕１０６が発生したこと、及び検査用ウェーハ１００に生じた抜け光の状態を目視にて容易に確認することができる。

【0084】

したがって、第４の実施形態においても、検査用基板１０２と、検査用基板１０２の表面に形成されたカーボンブラック層１０４とを有する検査用ウェーハ１００を用い、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００の画像をカメラ６６によって撮像し、レーザ加工後の検査用ウェーハ１００の画像を解析して、レーザ加工時の抜け光によりカーボンブラック層１０４に形成されたレーザ痕１０６を検出するようにしたので、レーザ光Ｌの品質状態を確実に確認することができる。

【0085】

また、第３及び第４の実施形態においても、カーボンブラック層１０４に蛍光顔料を含ませることが好ましい。これにより、レーザ痕１０６を通過する可視光線によってレーザ痕１０６の周縁部が蛍光顔料の色素に応じた色に輝くので、レーザ痕１０６が発生したこと、及び検査用ウェーハ１００に生じた抜け光の状態を目視にて更に容易に確認することができ、レーザ光の品質状態をより正確に確認することができる。この場合、レーザ痕１０６の視認性をよくする観点から、蛍光顔料の含有量は３～２０ｗｔ％であることが好ましい。

【0086】

なお、図９では、カーボンブラック層１０４にＢＧテープＢが粘着されていない形態が示されているが、カーボンブラック層１０４にＢＧテープＢが粘着されている形態であってもＢＧテープＢが可視光線を透過する性質を有するものであれば、ＢＧテープＢを介してレーザ痕１０６を検出することができる。

【0087】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【符号の説明】

【0088】

１、１Ａ…レーザダイシング装置、１１…ワーク移動部、１２…ＸＹＺθテーブル、１３、１３Ａ…吸着ステージ、１６…本体ベース、２０…レーザ光学部、２１…レーザ発振器、２２…コリメートレンズ、２３…ハーフミラー、２４…コンデンスレンズ、２５…駆動手段、３０、３０Ａ…観察光学部、３１、３１Ａ…観察用光源、３２…コリメートレンズ、３３…ハーフミラー、３４…コンデンスレンズ、３５…カメラ、３６…モニタ、３８…画像処理部、４０…光学系ユニット、５０…制御部、６０…検査装置、６２…光源、６４…光学顕微鏡、６６…カメラ、６８…画像処理部、７０…モニタ、１００…検査用ウェーハ、１０２…検査用基板、１０４…カーボンブラック層、１０６…レーザ痕、Ｂ…ＢＧテープ、Ｗ…ワーク、Ｃ…分割予定ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】