JP2021163934A

JP2021163934A - Wafer testing apparatus and wafer testing method

Info

Publication number: JP2021163934A
Application number: JP2020067250A
Authority: JP
Inventors: 由達水本; Yuta Mizumoto
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-11
Anticipated expiration: 2040-04-03
Also published as: JP7427337B2

Abstract

To provide a wafer testing apparatus capable of simply and accurately testing a wafer with a modified layer formed therein.SOLUTION: The wafer testing apparatus capable of testing a wafer with a modified layer formed internally comprises: a holding table for holding a wafer; an imaging unit which images the wafer held by the holding table and captures an image including an uneven pattern formed on the second face side of the wafer resulting from a crack running to the first face side of the wafer from the modified layer formed inside the wafer; and a determination unit which determines whether a predetermined crack pattern is formed on the first face side of the wafer, on the basis of the image. The determination unit is constituted to output a determination result of the presence or absence of the crack pattern when the image is inputted, by machine learning using a plurality of images for learning labeled depending on the presence or absence of the crack pattern acquired by the imaging unit.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、内部に改質層が形成されたウエーハを検査するウエーハの検査装置、及び、該検査装置を用いたウエーハの検査方法に関する。 The present invention relates to a wafer inspection device for inspecting a wafer having a modified layer formed therein, and a wafer inspection method using the inspection device.

デバイスチップの製造工程では、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域の表面側にそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されたウエーハが用いられる。このウエーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。 In the device chip manufacturing process, devices such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integration) are formed on the surface side of a plurality of regions partitioned by a plurality of scheduled division lines (streets) intersecting each other. Wafers are used. By dividing this wafer along the scheduled division line, a plurality of device chips each including a device can be obtained.

ウエーハの分割には主に、環状の切削ブレードでウエーハを切削する切削装置が用いられる。切削ブレードを回転させてウエーハに切り込ませることにより、ウエーハが切断されて複数のデバイスチップに分割される。一方、近年では、レーザー加工によってウエーハを分割する技術も着目されている。 A cutting device that cuts the wafer with an annular cutting blade is mainly used for dividing the wafer. By rotating the cutting blade to cut into the wafer, the wafer is cut and divided into a plurality of device chips. On the other hand, in recent years, a technique for dividing a wafer by laser processing has also attracted attention.

例えば、ウエーハに対して透過性を有するレーザービームをウエーハの裏面側から照射し、ウエーハの内部に改質された領域（改質層）を分割予定ラインに沿って形成する手法が実用化されている。ウエーハの改質層が形成された領域は、他の領域よりも脆くなる。そのため、改質層が形成されたウエーハに外力を付与すると、ウエーハが改質層を起点として破断し、分割予定ラインに沿って分割される。 For example, a method of irradiating a laser beam having transparency to a wafer from the back surface side of the wafer to form a modified region (modified layer) inside the wafer along a planned division line has been put into practical use. There is. The region where the modified layer of the wafer is formed becomes more brittle than the other regions. Therefore, when an external force is applied to the wafer on which the modified layer is formed, the wafer breaks from the modified layer as a starting point and is divided along the planned division line.

なお、ウエーハの内部に改質層が適切に形成されていないと、ウエーハに外力を付与してもウエーハが適切に分割されず、デバイスチップが破損したり、デバイスチップの寸法に誤差が生じたりする。そこで、ウエーハに改質層を形成する工程の後、改質層が適切に形成されているか否かを判定する検査が行われることがある。 If the modified layer is not properly formed inside the wafer, the wafer will not be properly divided even if an external force is applied to the wafer, the device chip may be damaged, or the dimensions of the device chip may be erroneous. do. Therefore, after the step of forming the modified layer on the wafer, an inspection for determining whether or not the modified layer is appropriately formed may be performed.

例えば特許文献１には、ウエーハに改質層が形成されるとウエーハの裏面側に凹凸が生じる現象を利用して、改質層が適切に形成されているか否かを判定する検査方法が開示されている。この手法では、光源から照射された光をウエーハの裏面側で反射させ、ウエーハの裏面側に形成されている凹凸を投影させる。そして、投影された凹凸の幅に基づいて、改質層が適切に形成されているか否かが判定される。 For example, Patent Document 1 discloses an inspection method for determining whether or not a modified layer is appropriately formed by utilizing a phenomenon in which unevenness is generated on the back surface side of a wafer when a modified layer is formed on the wafer. Has been done. In this method, the light emitted from the light source is reflected on the back surface side of the wafer, and the unevenness formed on the back surface side of the wafer is projected. Then, based on the width of the projected unevenness, it is determined whether or not the modified layer is appropriately formed.

特開２０１７−２２０４８０号公報JP-A-2017-220480

ウエーハの分割予定ラインに沿って改質層が適切に形成されると、改質層からクラックが進展し、このクラックがウエーハの表面に達する。その結果、ウエーハの表面側には改質層に対応する格子状のクラックパターンが現れる。従って、ウエーハの表面側におけるクラックパターンの有無は、改質層が適切に形成されているか否かを判断する指標になる。 When the modified layer is properly formed along the planned division line of the wafer, cracks develop from the modified layer and the cracks reach the surface of the wafer. As a result, a grid-like crack pattern corresponding to the modified layer appears on the surface side of the wafer. Therefore, the presence or absence of a crack pattern on the surface side of the wafer is an index for determining whether or not the modified layer is appropriately formed.

ただし、改質層が形成された後のウエーハの表面側には、デバイスを構成する各種の膜（導電膜、絶縁膜等）や、デバイスを保護するテープ等が存在する。そのため、ウエーハの表面側を直接観察して所定のクラックパターンが形成されているか否かを確認することは難しい。 However, on the surface side of the wafer after the modified layer is formed, there are various films (conductive film, insulating film, etc.) constituting the device, a tape for protecting the device, and the like. Therefore, it is difficult to directly observe the surface side of the wafer to confirm whether or not a predetermined crack pattern is formed.

一方、クラックがウエーハの表面に達すると、ウエーハの裏面側に、クラックが形成された領域に沿って凹凸が形成されることが確認されている。具体的には、改質層が適切に形成されている場合には、ウエーハの表面側に格子状のクラックパターンが形成されるとともに、このクラックパターンに対応してウエーハの裏面側に格子状の凹凸パターンが現れる。そのため、ウエーハの裏面側に形成されている凹凸パターンに基づいて、ウエーハの表面側に所望のクラックパターンが存在するか否か、すなわち、ウエーハに改質層が適切に形成されているか否かを確認できる。 On the other hand, when the crack reaches the front surface of the wafer, it has been confirmed that unevenness is formed on the back surface side of the wafer along the region where the crack is formed. Specifically, when the modified layer is properly formed, a grid-like crack pattern is formed on the front surface side of the wafer, and a grid-like crack pattern is formed on the back surface side of the wafer corresponding to this crack pattern. An uneven pattern appears. Therefore, based on the uneven pattern formed on the back surface side of the wafer, whether or not a desired crack pattern exists on the front surface side of the wafer, that is, whether or not the modified layer is appropriately formed on the wafer. You can check.

しかしながら、ウエーハの裏面側に形成される凹凸パターンは微細であり、ウエーハの裏面側を観察しても凹凸パターンを認識しにくいことが多い。例えば、ウエーハの裏面側を撮像しても、凹凸パターンが画像のコントラストに反映されにくく、画像に凹凸パターンの輪郭が明確に表れないことがある。また、凹凸パターンのコントラストは、ウエーハの撮像が行われる環境（外光の強さ等）に左右されやすい。そのため、凹凸パターンの画像に画一的な画像処理を施すような手法では、ウエーハの表面側に所定のクラックパターンが形成されているか否かを正確には判別しにくい。 However, the uneven pattern formed on the back surface side of the wafer is fine, and it is often difficult to recognize the uneven pattern even when observing the back surface side of the wafer. For example, even if the back surface side of the wafer is imaged, the uneven pattern is not easily reflected in the contrast of the image, and the outline of the uneven pattern may not appear clearly in the image. Further, the contrast of the uneven pattern is easily affected by the environment (intensity of external light, etc.) in which the wafer is imaged. Therefore, it is difficult to accurately determine whether or not a predetermined crack pattern is formed on the surface side of the wafer by a method of performing uniform image processing on the image of the uneven pattern.

そこで、改質層の形成後におけるウエーハの検査は、通常、熟練の作業者がウエーハの裏面側の凹凸パターンを確認し、作業者自身の経験則に基づいて、ウエーハの表面側に所望のクラックパターンが得られているかを判断することによって行われる。ただし、このような経験則に基づく検査手法は自動化が難しく、ウエーハの検査には手間と時間がかかる。また、判断の正確性が作業者の熟練度に依存し、検査の精度が安定しないという問題がある。 Therefore, in the inspection of the wafer after the formation of the modified layer, a skilled worker usually confirms the uneven pattern on the back surface side of the wafer, and based on the operator's own empirical rule, a desired crack is formed on the front surface side of the wafer. It is done by determining if the pattern is obtained. However, it is difficult to automate the inspection method based on such an empirical rule, and it takes time and effort to inspect the wafer. Further, there is a problem that the accuracy of the judgment depends on the skill level of the worker and the accuracy of the inspection is not stable.

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、改質層が形成されたウエーハの検査を簡易且つ高精度で実施することが可能なウエーハの検査装置、及び、該検査装置を用いたウエーハの検査方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an inspection device for a wafer on which a modified layer is formed can be easily and highly accurately inspected, and a wafer using the inspection device. The purpose is to provide an inspection method for.

本発明の一態様によれば、第１面及び第２面を有するウエーハに、該ウエーハに対して透過性を有するレーザービームを、該レーザービームの集光点を該ウエーハの内部に位置づけた状態で該ウエーハの該第２面側から照射することによって内部に改質層が形成された該ウエーハを検査するウエーハの検査装置であって、該ウエーハを保持する保持テーブルと、該保持テーブルによって保持された該ウエーハを撮像し、該ウエーハの内部に形成された該改質層から該ウエーハの該第１面側に延びるクラックに起因して該ウエーハの該第２面側に形成される凹凸パターンを含む画像を取得する撮像ユニットと、該保持テーブルと該撮像ユニットとを相対的に移動させる移動ユニットと、該保持テーブルによって保持された該ウエーハに光を照射する光源と、該光源から照射される光の光量又は色彩を変化させる光源制御部と、該画像に基づいて、該ウエーハの該第１面側に所定のクラックパターンが形成されているか否かを判定する判定部と、を備え、該判定部は、該撮像ユニットによって取得され該クラックパターンの有無でラベリングされた複数の学習用画像を用いた機械学習によって、該画像が入力されると該クラックパターンの有無の判定結果が出力されるように構成されるウエーハの検査装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a wafer having a first surface and a second surface is provided with a laser beam having transparency to the wafer, and a light source point of the laser beam is positioned inside the wafer. A wafer inspection device for inspecting a wafer having a modified layer formed therein by irradiating from the second surface side of the wafer, and holding by a holding table for holding the wafer and a holding table. An image was taken of the wafer, and an uneven pattern formed on the second surface side of the wafer due to cracks extending from the modified layer formed inside the wafer to the first surface side of the wafer. An imaging unit that acquires an image containing the above, a moving unit that relatively moves the holding table and the imaging unit, a light source that irradiates the wafer held by the holding table with light, and a light source that irradiates the wafer. It is provided with a light source control unit that changes the amount or color of the light, and a determination unit that determines whether or not a predetermined crack pattern is formed on the first surface side of the wafer based on the image. When the image is input, the determination unit outputs the determination result of the presence / absence of the crack pattern by machine learning using a plurality of learning images acquired by the imaging unit and labeled with the presence / absence of the crack pattern. A wafer inspection device configured to be provided is provided.

なお、好ましくは、該判定部は、該画像が入力される入力層と、該画像に基づいて該クラックパターンの有無を判定するための情報を含む隠れ層と、該クラックパターンの有無の判定結果を出力する出力層と、を含むニューラルネットワークを備え、該ニューラルネットワークは、該入力層に入力される複数の該学習用画像を用いて深層学習を行う。また、好ましくは、該ニューラルネットワークは、畳み込みニューラルネットワークである。また、好ましくは、該ウエーハは、複数の分割予定ラインによって区画されデバイスが形成された複数の領域を該第１面側に備え、該改質層は、該レーザービームを、該レーザービームの集光点を該分割予定ラインに対応する領域に位置づけて該ウエーハの該第２面側から照射することにより、該分割予定ラインに沿って形成され、該ウエーハは、該第１面側が該保持テーブルによって保持される。 It is preferable that the determination unit includes an input layer into which the image is input, a hidden layer containing information for determining the presence or absence of the crack pattern based on the image, and a determination result of the presence or absence of the crack pattern. A neural network including an output layer for outputting the above is provided, and the neural network performs deep learning using a plurality of the learning images input to the input layer. Also, preferably, the neural network is a convolutional neural network. Further, preferably, the wafer is provided with a plurality of regions on the first surface side, which are partitioned by a plurality of scheduled division lines and a device is formed, and the modified layer is a collection of the laser beam. By positioning the light spot in the region corresponding to the planned division line and irradiating the wafer from the second surface side, the wafer is formed along the planned division line, and the wafer is formed on the first surface side of the holding table. Held by.

また、本発明の他の一態様によれば、上記のウエーハの検査装置を用いたウエーハの検査方法であって、内部に該改質層が形成された撮像用の該ウエーハを該保持テーブルによって保持する第１保持工程と、該光源制御部を作動させて該光源から照射される光の光量又は色彩を変化させると共に該移動ユニットを作動させて該保持テーブルと該撮像ユニットとを相対的に移動させながら、該撮像ユニットによって撮像用の該ウエーハを複数回撮像して、該凹凸パターンを含む複数の該学習用画像を取得する第１撮像工程と、該第１撮像工程で取得され、該クラックパターンの有無でラベリングされた複数の該学習用画像を用いて、該判定部の機械学習を行う学習工程と、検査すべき該ウエーハを該保持テーブルによって保持する第２保持工程と、該撮像ユニットによって検査すべき該ウエーハを撮像して、検査すべき該ウエーハの該第２面側の画像を取得する第２撮像工程と、該第２撮像工程で取得された該画像を該判定部に入力し、該クラックパターンの有無の判定結果を該判定部から出力させる判定工程と、を含むウエーハの検査方法が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, there is a method for inspecting a wai using the above-mentioned waiha inspection apparatus, and the waiha for imaging in which the modified layer is formed inside is held by the holding table. The first holding step of holding and the light source control unit are operated to change the amount or color of the light emitted from the light source, and the moving unit is operated to relatively hold the holding table and the imaging unit. While moving, the image pickup unit captures the wafer for imaging a plurality of times to acquire a plurality of the learning images including the uneven pattern, and the first imaging step obtained by the first imaging step. A learning step of performing machine learning of the determination unit using a plurality of the learning images labeled with or without a crack pattern, a second holding step of holding the wafer to be inspected by the holding table, and the imaging. A second imaging step of imaging the waiha to be inspected by the unit and acquiring an image of the second surface side of the waiha to be inspected, and the image acquired in the second imaging step are used in the determination unit. Provided is a method for inspecting a wafer, which includes a determination step of inputting and outputting a determination result of the presence or absence of the crack pattern from the determination unit.

なお、好ましくは、該判定部は、該画像が入力される入力層と、該画像に基づいて該クラックパターンの有無を判定するための情報を含む隠れ層と、該クラックパターンの有無の判定結果を出力する出力層と、を含むニューラルネットワークを備え、該学習工程では、該入力層に複数の該学習用画像が入力されることによって該ニューラルネットワークの深層学習が行われ、該判定工程では、該入力層に該画像が入力されることによって、該出力層から該クラックパターンの有無の判定結果が出力される。また、好ましくは、該ニューラルネットワークは、畳み込みニューラルネットワークである。また、好ましくは、該ウエーハは、複数の分割予定ラインによって区画されデバイスが形成された複数の領域を該第１面側に備え、該改質層は、該レーザービームを、該レーザービームの集光点を該分割予定ラインに対応する領域に位置づけて該ウエーハの該第２面側から照射することにより、該分割予定ラインに沿って形成され、該ウエーハは、該第１面側が該保持テーブルによって保持される。 It is preferable that the determination unit includes an input layer into which the image is input, a hidden layer containing information for determining the presence / absence of the crack pattern based on the image, and a determination result of the presence / absence of the crack pattern. In the learning step, deep learning of the neural network is performed by inputting a plurality of the learning images to the input layer, and in the determination step, When the image is input to the input layer, the determination result of the presence or absence of the crack pattern is output from the output layer. Also, preferably, the neural network is a convolutional neural network. Further, preferably, the wafer is provided with a plurality of regions on the first surface side, which are partitioned by a plurality of scheduled division lines and a device is formed, and the modified layer is a collection of the laser beam. By positioning the light spot in the region corresponding to the planned division line and irradiating the wafer from the second surface side, the wafer is formed along the planned division line, and the wafer is formed on the first surface side of the holding table. Held by.

本発明の一態様に係るウエーハの検査装置では、撮像ユニットによって取得されクラックパターンの有無でラベリング（分類）された複数の学習用画像を用いた機械学習によって、ウエーハの第２面側の画像に基づいてウエーハの第１面側におけるクラックパターンの有無を判定可能な判定部が構成される。これにより、所定のクラックパターンの有無を自動で正確に判定することが可能となり、ウエーハに改質層が適切に形成されているか否かを確認する検査が簡易且つ高精度で実施される。 In the wafer inspection device according to one aspect of the present invention, the image on the second surface side of the wafer is obtained by machine learning using a plurality of learning images acquired by the imaging unit and labeled (classified) by the presence or absence of a crack pattern. Based on this, a determination unit capable of determining the presence or absence of a crack pattern on the first surface side of the wafer is configured. As a result, the presence or absence of a predetermined crack pattern can be automatically and accurately determined, and an inspection for confirming whether or not the modified layer is appropriately formed on the wafer can be performed easily and with high accuracy.

ウエーハを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wafer. ウエーハを支持するフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the frame which supports a wafer. レーザー加工装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the laser processing apparatus. 改質層が形成されたウエーハの一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part of the wafer in which the modified layer was formed enlarged. 検査装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inspection apparatus. 撮像ユニットを示す底面図である。It is a bottom view which shows the image pickup unit. 撮像用のウエーハを保持テーブルで保持する検査装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inspection apparatus which holds a wafer for imaging on a holding table. 図８（Ａ）は連続的な凹凸パターンが示された学習用画像を示す画像図であり、図８（Ｂ）は不連続な凹凸パターンが示された学習用画像を示す画像図である。FIG. 8A is an image diagram showing a learning image showing a continuous unevenness pattern, and FIG. 8B is an image diagram showing a learning image showing a discontinuous unevenness pattern. 学習工程における判定部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the determination part in a learning process. 検査すべきウエーハを保持テーブルで保持する検査装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inspection apparatus which holds a wafer to be inspected by a holding table. 判定工程における判定部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the determination part in the determination process.

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エーハの検査装置による検査の対象となるウエーハの構成例について説明する。図１は、ウエーハ１１を示す斜視図である。 Hereinafter, embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a configuration example of a wafer to be inspected by the wafer inspection device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a wafer 11.

ウエーハ１１は、例えばシリコン等でなる円盤状の半導体ウエーハであり、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。ウエーハ１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって、複数の領域に区画されている。そして、分割予定ライン１３によって区画された領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。 The wafer 11 is a disk-shaped semiconductor wafer made of, for example, silicon, and includes a front surface (first surface) 11a and a back surface (second surface) 11b that are substantially parallel to each other. The wafer 11 is divided into a plurality of areas by a plurality of scheduled division lines (streets) 13 arranged in a grid pattern so as to intersect each other. Then, devices 15 such as ICs and LSIs are formed on the surface 11a side of the region partitioned by the scheduled division line 13, respectively.

なお、ウエーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウエーハ１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる任意の形状及び大きさのウエーハであってもよい。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。 There are no restrictions on the material, shape, structure, size, etc. of the wafer 11. For example, the wafer 11 may be a wafer of any shape and size made of a semiconductor other than silicon (GaAs, InP, GaN, SiC, etc.), sapphire, glass, ceramics, resin, metal, or the like. Further, there are no restrictions on the type, quantity, shape, structure, size, arrangement, etc. of the device 15.

ウエーハ１１を加工し、分割予定ライン１３に沿って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得られる。例えばウエーハ１１は、後述の通りレーザー加工によって複数のデバイスチップに分割される。 By processing the wafer 11 and dividing it along the scheduled division line 13, a plurality of device chips each including the device 15 can be obtained. For example, the wafer 11 is divided into a plurality of device chips by laser processing as described later.

ウエーハ１１を加工する際は、ウエーハ１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、ウエーハ１１が環状のフレームによって支持される。図２は、ウエーハ１１を支持する環状のフレーム１９を示す斜視図である。 When processing the wafer 11, the wafer 11 is supported by an annular frame for the convenience of handling (transporting, holding, etc.) the wafer 11. FIG. 2 is a perspective view showing an annular frame 19 supporting the wafer 11.

ウエーハ１１の表面１１ａ側（デバイス１５側）には、ウエーハ１１より径の大きい円形のテープ１７が貼付される。例えばテープ１７として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを有するシート等が用いられる。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り、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。また、粘着層には、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いてもよい。 A circular tape 17 having a diameter larger than that of the wafer 11 is attached to the surface 11a side (device 15 side) of the wafer 11. For example, as the tape 17, a sheet or the like having a film-shaped base material formed in a circle and an adhesive layer (glue layer) provided on the base material is used. The base material is made of a resin such as polyolefin, polyvinyl chloride, or polyethylene terephthalate, and the adhesive layer is made of an epoxy-based, acrylic-based, or rubber-based adhesive. Further, as the adhesive layer, an ultraviolet curable resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays may be used.

テープ１７の外周部は、金属等でなる環状のフレーム１９に貼付される。フレーム１９の中央部には、ウエーハ１１よりも直径が大きい円形の開口１９ａが設けられている。そして、ウエーハ１１は、フレーム１９の開口１９ａの内側に配置されるように、テープ１７の中央部に貼付される。これにより、ウエーハ１１がテープ１７を介してフレーム１９によって支持される。 The outer peripheral portion of the tape 17 is attached to an annular frame 19 made of metal or the like. A circular opening 19a having a diameter larger than that of the wafer 11 is provided in the central portion of the frame 19. Then, the wafer 11 is attached to the central portion of the tape 17 so as to be arranged inside the opening 19a of the frame 19. As a result, the wafer 11 is supported by the frame 19 via the tape 17.

例えばウエーハ１１は、ウエーハ１１の内部に形成された分割起点（分割のきっかけ）に沿って分割される。具体的には、まず、レーザービームの照射によって、ウエーハ１１の内部に改質された領域（改質層、変質層）が分割予定ライン１３に沿って形成される。この改質層が形成された領域は、ウエーハ１１の他の領域よりも脆くなる。そのため、改質層が形成されたウエーハ１１に外力を付与すると、改質層を起点としてウエーハ１１が分割される。 For example, the wafer 11 is divided along a division starting point (a trigger for division) formed inside the wafer 11. Specifically, first, by irradiating the laser beam, a modified region (modified layer, altered layer) is formed inside the wafer 11 along the planned division line 13. The region where this modified layer is formed becomes more brittle than the other regions of the wafer 11. Therefore, when an external force is applied to the wafer 11 on which the modified layer is formed, the wafer 11 is divided starting from the modified layer.

改質層の形成には、レーザービームの照射によってウエーハ１１を加工する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。レーザー加工装置２は、ウエーハ１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）４と、レーザービーム８を照射するレーザー照射ユニット６とを備える。 A laser processing device that processes the wafer 11 by irradiating a laser beam is used to form the modified layer. FIG. 3 is a perspective view showing the laser processing apparatus 2. The laser processing apparatus 2 includes a holding table (chuck table) 4 for holding the wafer 11 and a laser irradiation unit 6 for irradiating the laser beam 8.

保持テーブル４には、ボールねじ式の移動機構（不図示）と、モータ等の回転駆動源（不図示）とが接続されている。移動機構は、保持テーブル４をＸ軸方向（加工送り方向、第１水平方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）に沿って移動させる。また、回転駆動源は、保持テーブル４をＺ軸方向（鉛直方向、上下方向）に概ね平行な回転軸の周りで回転させる。 A ball screw type moving mechanism (not shown) and a rotary drive source such as a motor (not shown) are connected to the holding table 4. The moving mechanism moves the holding table 4 along the X-axis direction (machining feed direction, first horizontal direction) and the Y-axis direction (indexing feed direction, second horizontal direction). Further, the rotation drive source rotates the holding table 4 around a rotation axis substantially parallel to the Z-axis direction (vertical direction, vertical direction).

保持テーブル４の上面は、ウエーハ１１を保持する保持面を構成する。保持テーブル４の保持面は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と概ね平行な平坦面であり、例えばウエーハ１１の形状に対応して円形に形成される。ただし、保持テーブル４の保持面の形状及び大きさはウエーハ１１に応じて適宜変更できる。そして、保持テーブル４の保持面は、保持テーブル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。 The upper surface of the holding table 4 constitutes a holding surface for holding the wafer 11. The holding surface of the holding table 4 is a flat surface substantially parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, and is formed in a circular shape corresponding to the shape of the wafer 11, for example. However, the shape and size of the holding surface of the holding table 4 can be appropriately changed according to the wafer 11. The holding surface of the holding table 4 is connected to a suction source (not shown) such as an ejector via a flow path (not shown), a valve (not shown), or the like formed inside the holding table 4. ..

保持テーブル４の上方には、レーザー照射ユニット６が設けられている。レーザー照射ユニット６は、所定の波長のレーザービーム８をパルス発振する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と、レーザー発振器からパルス発振されたレーザービーム８を集光させる集光レンズとを備える。 A laser irradiation unit 6 is provided above the holding table 4. Laser irradiation unit 6, YAG laser for pulsed laser beam 8 with a predetermined wavelength, YVO ₄ laser, a laser oscillator such as a YLF laser, a pulse oscillated condenser lens for condensing the laser beam 8 from the laser oscillator To be equipped with.

レーザー照射ユニット６は、保持テーブル４によって保持されたウエーハ１１に向かってレーザービーム８を照射する。なお、レーザービーム８の照射条件は、ウエーハ１１のレーザービーム８が照射された領域が多光子吸収によって改質されて変質し、改質層（変質層）２１が形成されるように設定される。 The laser irradiation unit 6 irradiates the laser beam 8 toward the wafer 11 held by the holding table 4. The irradiation conditions of the laser beam 8 are set so that the region irradiated with the laser beam 8 of the wafer 11 is modified and altered by multiphoton absorption to form the modified layer (altered layer) 21. ..

具体的には、レーザービーム８の波長は、レーザービーム８がウエーハ１１に対して透過性を示すように設定される。そのため、レーザー照射ユニット６からウエーハ１１には、少なくとも一部がウエーハ１１を透過する（ウエーハ１１に対して透過性を有する）レーザービーム８が照射される。また、レーザービーム８の他の照射条件（出力、パルス幅、スポット径、繰り返し周波数等）も、ウエーハ１１に改質層２１が形成されるように適宜設定される。 Specifically, the wavelength of the laser beam 8 is set so that the laser beam 8 exhibits transparency to the wafer 11. Therefore, the laser irradiation unit 6 irradiates the wafer 11 with a laser beam 8 that at least partially transmits the wafer 11 (transparent to the wafer 11). Further, other irradiation conditions (output, pulse width, spot diameter, repetition frequency, etc.) of the laser beam 8 are also appropriately set so that the modified layer 21 is formed on the wafer 11.

レーザー加工装置２でウエーハ１１を加工する際は、まず、ウエーハ１１を保持テーブル４によって保持する。具体的には、ウエーハ１１を、表面１１ａ側（テープ１７側）が保持テーブル４の保持面に対向し、裏面１１ｂ側が上方に露出するように、保持テーブル４上に配置する。この状態で、保持面に吸引源の負圧を作用させると、ウエーハ１１の表面１１ａ側がテープ１７を介して保持テーブル４によって吸引保持される。 When processing the wafer 11 with the laser processing apparatus 2, the wafer 11 is first held by the holding table 4. Specifically, the wafer 11 is arranged on the holding table 4 so that the front surface 11a side (tape 17 side) faces the holding surface of the holding table 4 and the back surface 11b side is exposed upward. In this state, when the negative pressure of the suction source is applied to the holding surface, the surface 11a side of the wafer 11 is sucked and held by the holding table 4 via the tape 17.

次に、保持テーブル４を回転させ、一の分割予定ライン１３（図１参照）の長さ方向をＸ軸方向に合わせる。また、レーザービーム８の集光点が一の分割予定ライン１３の延長線上に配置されるように、保持テーブル４のＹ軸方向における位置を調整する。 Next, the holding table 4 is rotated so that the length direction of one scheduled division line 13 (see FIG. 1) is aligned with the X-axis direction. Further, the position of the holding table 4 in the Y-axis direction is adjusted so that the focusing point of the laser beam 8 is arranged on the extension line of one scheduled division line 13.

そして、レーザー照射ユニット６からレーザービーム８を照射しながら、保持テーブル４をＸ軸方向に沿って移動させ（加工送り）、保持テーブル４とレーザー照射ユニット６とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。これにより、レーザービーム８の集光点がウエーハ１１の内部に位置づけられた状態で、レーザービーム８がウエーハ１１の裏面１１ｂ側から一の分割予定ライン１３に沿って照射される。その結果、ウエーハ１１の内部には一の分割予定ライン１３に沿って改質層２１が形成される。 Then, while irradiating the laser beam 8 from the laser irradiation unit 6, the holding table 4 is moved along the X-axis direction (processing feed), and the holding table 4 and the laser irradiation unit 6 are relative to each other along the X-axis direction. Move to. As a result, the laser beam 8 is irradiated from the back surface 11b side of the wafer 11 along one partitioning schedule line 13 in a state where the focusing point of the laser beam 8 is positioned inside the wafer 11. As a result, the modified layer 21 is formed inside the wafer 11 along one scheduled division line 13.

その後、同様の手順を繰り返し、他の分割予定ライン１３に沿って改質層２１を形成する。そして、全ての分割予定ライン１３に沿って改質層２１が形成されると、改質層２１が格子状に形成されたウエーハ１１が得られる。なお、ウエーハ１１の厚さや材質に応じて、ウエーハ１１の厚さ方向に２層以上の改質層２１を形成してもよい。 After that, the same procedure is repeated to form the modified layer 21 along the other scheduled division line 13. Then, when the modified layer 21 is formed along all the planned division lines 13, a wafer 11 in which the modified layer 21 is formed in a grid pattern is obtained. Depending on the thickness and material of the wafer 11, two or more modified layers 21 may be formed in the thickness direction of the wafer 11.

図４は、改質層２１が形成されたウエーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。レーザービーム８の照射によって改質層２１を形成すると、改質層２１でクラック２３が発生する。このクラック２３は、レーザービーム８が入射した面（裏面１１ｂ）とは反対側の面（表面１１ａ）に向かって進展する。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the wafer 11 on which the modified layer 21 is formed. When the modified layer 21 is formed by irradiation with the laser beam 8, cracks 23 are generated in the modified layer 21. The crack 23 propagates toward the surface (front surface 11a) opposite to the surface (back surface 11b) on which the laser beam 8 is incident.

ウエーハ１１のうち改質層２１又はクラック２３が形成された領域は、ウエーハ１１の他の領域よりも脆くなる。そのため、改質層２１及びクラック２３が形成されたウエーハ１１に対して外力を付与すると、ウエーハ１１は改質層２１及びクラック２３を起点として分割される。すなわち、改質層２１及びクラック２３は、ウエーハ１１が分割される際の分割起点として機能する。 The region of the wafer 11 in which the modified layer 21 or the crack 23 is formed becomes more brittle than the other regions of the wafer 11. Therefore, when an external force is applied to the wafer 11 on which the modified layer 21 and the crack 23 are formed, the wafer 11 is divided starting from the modified layer 21 and the crack 23. That is, the modified layer 21 and the crack 23 function as a division starting point when the wafer 11 is divided.

ここで、改質層２１の深さ位置やレーザービーム８の照射条件は、改質層２１が適切に形成された際にクラック２３がウエーハ１１の表面１１ａに達するように設定される。そのため、レーザービーム８の照射によって改質層２１が適切に形成されると、図４に示すように、改質層２１で発生したクラック２３が進展してウエーハ１１の表面１１ａに達する。その結果、ウエーハ１１の表面１１ａ側には、改質層２１に対応する格子状のクラックパターンが現れる。このように、クラック２３がウエーハ１１の表面１１ａに達すると、ウエーハ１１が分割予定ライン１３に沿って適切に破断しやすくなる。 Here, the depth position of the modified layer 21 and the irradiation conditions of the laser beam 8 are set so that the crack 23 reaches the surface 11a of the wafer 11 when the modified layer 21 is appropriately formed. Therefore, when the modified layer 21 is appropriately formed by the irradiation of the laser beam 8, the crack 23 generated in the modified layer 21 propagates and reaches the surface 11a of the wafer 11 as shown in FIG. As a result, a grid-like crack pattern corresponding to the modified layer 21 appears on the surface 11a side of the wafer 11. In this way, when the crack 23 reaches the surface 11a of the wafer 11, the wafer 11 is likely to be appropriately broken along the planned division line 13.

また、クラック２３がウエーハ１１の表面１１ａに達すると、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側のうちクラック２３が形成された領域に対応する位置に、微細な凹凸が形成される。そのため、改質層２１が分割予定ライン１３に沿って適切に形成され、ウエーハ１１の表面１１ａ側に格子状のクラックパターンが形成されると、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側にはこのクラックパターンに対応する格子状の凹凸パターンが現れる。 When the crack 23 reaches the front surface 11a of the wafer 11, fine irregularities are formed at a position on the back surface 11b side of the wafer 11 corresponding to the region where the crack 23 is formed. Therefore, when the modified layer 21 is appropriately formed along the planned division line 13 and a grid-like crack pattern is formed on the front surface 11a side of the wafer 11, the crack pattern corresponds to the back surface 11b side of the wafer 11. A grid-like uneven pattern appears.

従って、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側の凹凸パターンは、ウエーハ１１の表面１１ａ側にクラックパターンが形成されていることの目印になる。そして、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側に所定の凹凸パターンが形成されているか否かを確認することにより、ウエーハ１１の表面１１ａ側に所望のクラックパターンが存在するか否か、すなわち、ウエーハ１１に改質層２１が適切に形成されているか否かを確認する検査を実施できる。 Therefore, the uneven pattern on the back surface 11b side of the wafer 11 serves as a mark that the crack pattern is formed on the front surface 11a side of the wafer 11. Then, by confirming whether or not a predetermined uneven pattern is formed on the back surface 11b side of the wafer 11, whether or not a desired crack pattern exists on the front surface 11a side of the wafer 11, that is, the wafer 11 is modified. An inspection can be performed to confirm whether or not the layer 21 is properly formed.

上記の検査は、例えば、熟練の作業者がウエーハ１１の裏面１１ｂ側の凹凸パターンを確認し、作業者自身の経験則に基づいて、ウエーハ１１の表面１１ａ側に所望のクラックパターンが得られているかを判断することによって行われる。しかしながら、このような経験則に基づく検査手法は自動化が難しく、ウエーハ１１の検査には手間と時間がかかる。また、判断の正確性が作業者の熟練度に依存し、検査の精度が安定しないという問題がある。 In the above inspection, for example, a skilled worker confirms the uneven pattern on the back surface 11b side of the wafer 11, and based on the operator's own empirical rule, a desired crack pattern is obtained on the front surface 11a side of the wafer 11. It is done by judging whether or not. However, the inspection method based on such an empirical rule is difficult to automate, and the inspection of the wafer 11 takes time and effort. Further, there is a problem that the accuracy of the judgment depends on the skill level of the worker and the accuracy of the inspection is not stable.

そこで、本実施形態においては、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側の凹凸パターンに基づいてウエーハ１１の表面１１ａ側のクラックパターンの有無を判定する判定部を機械学習によって構成し、この判定部を備えた検査装置を用いてウエーハ１１の検査を行う。これにより、あらゆる凹凸パターンに基づいてクラックパターンの有無を自動で高精度に判定することが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, a determination unit for determining the presence or absence of a crack pattern on the front surface 11a side of the wafer 11 is configured by machine learning based on the uneven pattern on the back surface 11b side of the wafer 11, and an inspection including this determination unit is provided. The wafer 11 is inspected using the device. This makes it possible to automatically determine the presence or absence of a crack pattern with high accuracy based on any uneven pattern.

以下、改質層２１が形成されたウエーハ１１を検査する検査装置の構成例について説明する。図５は、ウエーハ１１に改質層２１が適切に形成されているか否かを検査するウエーハの検査装置１０を示す斜視図である。 Hereinafter, a configuration example of an inspection device for inspecting the wafer 11 on which the modified layer 21 is formed will be described. FIG. 5 is a perspective view showing a wafer inspection device 10 for inspecting whether or not the modified layer 21 is appropriately formed on the wafer 11.

検査装置１０は、検査装置１０を構成する各構成要素を支持する基台１２を備える。基台１２の表面（上面）１２ａは、Ｘ軸方向（左右方向、第１水平方向）及びＹ軸方向（前後方向、第２水平方向）と概ね平行に形成されており、基台１２の表面１２ａ上には移動ユニット（移動機構）１４が設けられている。移動ユニット１４は、Ｘ軸移動ユニット（Ｘ軸移動機構）１６と、Ｙ軸移動ユニット（Ｙ軸移動機構）２６とを備える。 The inspection device 10 includes a base 12 that supports each component constituting the inspection device 10. The surface (upper surface) 12a of the base 12 is formed substantially parallel to the X-axis direction (horizontal direction, first horizontal direction) and Y-axis direction (front-back direction, second horizontal direction), and the surface of the base 12 is formed. A moving unit (moving mechanism) 14 is provided on the 12a. The moving unit 14 includes an X-axis moving unit (X-axis moving mechanism) 16 and a Y-axis moving unit (Y-axis moving mechanism) 26.

Ｘ軸移動ユニット１６は、基台１２の表面１２ａ上にＸ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール１８を備える。一対のＸ軸ガイドレール１８には、板状のＸ軸移動テーブル２０が、Ｘ軸ガイドレール１８に沿ってＸ軸方向にスライド可能な状態で装着されている。 The X-axis moving unit 16 includes a pair of X-axis guide rails 18 arranged along the X-axis direction on the surface 12a of the base 12. A plate-shaped X-axis moving table 20 is mounted on the pair of X-axis guide rails 18 so as to be slidable in the X-axis direction along the X-axis guide rails 18.

Ｘ軸移動テーブル２０の裏面（下面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部は、一対のＸ軸ガイドレール１８の間にＸ軸に沿って配置されたＸ軸ボールねじ２２に螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじ２２の端部には、Ｘ軸ボールねじ２２を回転させるＸ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ２４でＸ軸ボールねじ２２を回転させると、Ｘ軸移動テーブル２０がＸ軸ガイドレール１８に沿ってＸ軸方向に移動する。 A nut portion (not shown) is provided on the back surface (lower surface) side of the X-axis moving table 20, and the nut portion is arranged between the pair of X-axis guide rails 18 along the X-axis. It is screwed into the ball screw 22. Further, an X-axis pulse motor 24 for rotating the X-axis ball screw 22 is connected to the end of the X-axis ball screw 22. When the X-axis ball screw 22 is rotated by the X-axis pulse motor 24, the X-axis moving table 20 moves in the X-axis direction along the X-axis guide rail 18.

Ｙ軸移動ユニット２６は、Ｘ軸移動テーブル２０の表面（上面）側にＹ軸方向に沿って配置された一対のＹ軸ガイドレール２８を備える。一対のＹ軸ガイドレール２８には、板状のＹ軸移動テーブル３０が、Ｙ軸ガイドレール２８に沿ってＹ軸方向にスライド可能な状態で装着されている。 The Y-axis moving unit 26 includes a pair of Y-axis guide rails 28 arranged along the Y-axis direction on the surface (upper surface) side of the X-axis moving table 20. A plate-shaped Y-axis moving table 30 is mounted on the pair of Y-axis guide rails 28 in a slidable state along the Y-axis guide rails 28 in the Y-axis direction.

Ｙ軸移動テーブル３０の裏面（下面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部は、一対のＹ軸ガイドレール２８の間にＹ軸に沿って配置されたＹ軸ボールねじ３２に螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ３２の端部には、Ｙ軸ボールねじ３２を回転させるＹ軸パルスモータ３４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３４でＹ軸ボールねじ３２を回転させると、Ｙ軸移動テーブル３０がＹ軸ガイドレール２８に沿ってＹ軸方向に移動する。 A nut portion (not shown) is provided on the back surface (lower surface) side of the Y-axis moving table 30, and this nut portion is arranged along the Y-axis between a pair of Y-axis guide rails 28. It is screwed into the ball screw 32. Further, a Y-axis pulse motor 34 for rotating the Y-axis ball screw 32 is connected to the end of the Y-axis ball screw 32. When the Y-axis ball screw 32 is rotated by the Y-axis pulse motor 34, the Y-axis moving table 30 moves in the Y-axis direction along the Y-axis guide rail 28.

Ｙ軸移動テーブル３０の表面（上面）上には、検査装置１０による検査の対象となるウエーハ１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）３６が配置されている。そして、保持テーブル３６の位置が、移動ユニット１４によって調整される。具体的には、Ｘ軸移動ユニット１６は保持テーブル３６をＸ軸方向に沿って移動させ、Ｙ軸移動ユニット２６は保持テーブル３６をＹ軸方向に沿って移動させる。 On the surface (upper surface) of the Y-axis moving table 30, a holding table (chuck table) 36 for holding the wafer 11 to be inspected by the inspection device 10 is arranged. Then, the position of the holding table 36 is adjusted by the moving unit 14. Specifically, the X-axis moving unit 16 moves the holding table 36 along the X-axis direction, and the Y-axis moving unit 26 moves the holding table 36 along the Y-axis direction.

保持テーブル３６の上面は、ウエーハ１１を保持する保持面３６ａを構成する。また、保持テーブル３６の周囲には、ウエーハ１１を支持するフレーム１９（図２参照）を把持して固定する複数（図５では４個）のクランプ３８が設けられている。 The upper surface of the holding table 36 constitutes a holding surface 36a for holding the wafer 11. Further, around the holding table 36, a plurality of clamps 38 (4 in FIG. 5) for gripping and fixing the frame 19 (see FIG. 2) supporting the wafer 11 are provided.

保持テーブル３６の保持面３６ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と概ね平行な平坦面であり、例えばウエーハ１１の形状に対応して円形に形成される。ただし、保持面３６ａの形状及び大きさはウエーハ１１に応じて適宜変更できる。そして、保持面３６ａは、保持テーブル３６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。 The holding surface 36a of the holding table 36 is a flat surface substantially parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, and is formed in a circular shape corresponding to the shape of the wafer 11, for example. However, the shape and size of the holding surface 36a can be appropriately changed according to the wafer 11. The holding surface 36a is connected to a suction source (not shown) such as an ejector via a flow path (not shown), a valve (not shown), or the like formed inside the holding table 36.

また、保持テーブル３６にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。この回転駆動源は、保持テーブル３６をＺ軸方向（鉛直方向、上下方向）に概ね平行な回転軸の周りで回転させる。 Further, a rotation drive source (not shown) such as a motor is connected to the holding table 36. The rotation drive source rotates the holding table 36 around a rotation axis that is substantially parallel to the Z-axis direction (vertical direction, vertical direction).

基台１２の後端部（移動ユニット１４及び保持テーブル３６の後方）には、支持構造４０が設けられている。支持構造４０は、基台１２の表面１２ａ上に配置された柱状の基部４０ａと、基部４０ａの上部から前方に突出する柱状の支持部４０ｂとを有する。そして、支持部４０ｂの先端部（前端部）には、保持テーブル３６によって保持されたウエーハ１１を撮像する撮像ユニット４２が配置されている。 A support structure 40 is provided at the rear end of the base 12 (behind the moving unit 14 and the holding table 36). The support structure 40 has a columnar base portion 40a arranged on the surface 12a of the base 12, and a columnar support portion 40b protruding forward from the upper portion of the base portion 40a. An image pickup unit 42 that images the wafer 11 held by the holding table 36 is arranged at the tip end portion (front end portion) of the support portion 40b.

図６は、撮像ユニット４２を示す底面図である。撮像ユニット４２は、金属、樹脂等でなる円柱状の枠体４４を備える。この枠体４４の下面４４ａ側には、保持テーブル３６によって保持されたウエーハ１１に光を照射する光源４６が設けられている。 FIG. 6 is a bottom view showing the image pickup unit 42. The image pickup unit 42 includes a columnar frame 44 made of metal, resin, or the like. On the lower surface 44a side of the frame body 44, a light source 46 for irradiating the wafer 11 held by the holding table 36 with light is provided.

例えば光源４６は、枠体４４の下面４４ａに固定された複数のＬＥＤ４８によって構成される。複数のＬＥＤ４８は、互いに隣接するように枠体４４の外周縁に沿って環状に配列されている。なお、図６では一部のＬＥＤ４８の図示を省略している。 For example, the light source 46 is composed of a plurality of LEDs 48 fixed to the lower surface 44a of the frame body 44. The plurality of LEDs 48 are arranged in a ring shape along the outer peripheral edge of the frame body 44 so as to be adjacent to each other. Note that some LEDs 48 are not shown in FIG.

より具体的には、光源４６は、赤色の光を発するＬＥＤ４８（赤色ＬＥＤ４８Ｒ）と、緑色の光を発するＬＥＤ４８（緑色ＬＥＤ４８Ｇ）と、青色の光を発するＬＥＤ４８（青色ＬＥＤ４８Ｂ）とを備える。そして、複数のＬＥＤ４８は、赤色ＬＥＤ４８Ｒ、緑色ＬＥＤ４８Ｇ、青色ＬＥＤ４８Ｂが順番に配列されるように、枠体４４の下面４４ａ側に周期的に設けられる。 More specifically, the light source 46 includes an LED 48 (red LED 48R) that emits red light, an LED 48 (green LED 48G) that emits green light, and an LED 48 (blue LED 48B) that emits blue light. The plurality of LEDs 48 are periodically provided on the lower surface 44a side of the frame body 44 so that the red LED 48R, the green LED 48G, and the blue LED 48B are arranged in this order.

また、枠体４４の下面４４ａ側の中央部には、円柱状の凹部（溝）４４ｂが形成されている。そして、凹部４４ｂの内側にはカメラ５０が設けられている。例えばカメラ５０は、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子と、レンズ等の光学素子とを含んで構成される。 Further, a columnar recess (groove) 44b is formed in the central portion of the frame body 44 on the lower surface 44a side. A camera 50 is provided inside the recess 44b. For example, the camera 50 includes an image sensor such as a CCD (Charged-Coupled Devices) image sensor and a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor, and an optical element such as a lens.

なお、光源４６は、光源４６から照射される光の光量及び色彩を制御する光源制御部（光源制御ユニット）５２に接続されている。光源制御部５２は、例えば各ＬＥＤ４８に接続された調光器によって構成され、ＬＥＤ４８それぞれの調光を行う。光源制御部５２で赤色ＬＥＤ４８Ｒ、緑色ＬＥＤ４８Ｇ、青色ＬＥＤ４８Ｂそれぞれの光量を変化させると、光源４６から照射される光の光量及び色彩が変化する。 The light source 46 is connected to a light source control unit (light source control unit) 52 that controls the amount and color of the light emitted from the light source 46. The light source control unit 52 is composed of, for example, a dimmer connected to each LED 48, and performs dimming of each LED 48. When the light source control unit 52 changes the amount of light of each of the red LED 48R, the green LED 48G, and the blue LED 48B, the amount and color of the light emitted from the light source 46 changes.

撮像ユニット４２は、保持テーブル３６（図５参照）によって保持されたウエーハ１１の裏面１１ｂ側に光源４６からの光が照射されている状態で、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側をカメラ５０で撮像して画像を取得する。なお、保持テーブル３６と撮像ユニット４２との位置関係は、移動ユニット１４（図５参照）によって調整される。具体的には、移動ユニット１４は、保持テーブル３６と撮像ユニット４２とをＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。 The image pickup unit 42 takes an image of the back surface 11b side of the wafer 11 with the camera 50 in a state where the light from the light source 46 is irradiated to the back surface 11b side of the wafer 11 held by the holding table 36 (see FIG. 5). Get an image. The positional relationship between the holding table 36 and the imaging unit 42 is adjusted by the moving unit 14 (see FIG. 5). Specifically, the moving unit 14 relatively moves the holding table 36 and the imaging unit 42 along the X-axis direction and the Y-axis direction.

光源４６からウエーハ１１の裏面１１ｂ側に光が照射されると、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側のうち凹凸が形成されている領域において光が拡散される。その結果、カメラ５０によって取得された画像には、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された凹凸パターンに対応する模様が現れる。すなわち、カメラ５０によって、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された凹凸パターンを含む画像が取得される。 When the light source 46 irradiates the back surface 11b side of the wafer 11 with light, the light is diffused in the region of the back surface 11b side of the wafer 11 where the unevenness is formed. As a result, in the image acquired by the camera 50, a pattern corresponding to the uneven pattern formed on the back surface 11b side of the wafer 11 appears. That is, the camera 50 acquires an image including the uneven pattern formed on the back surface 11b side of the wafer 11.

図５に示すように、支持構造４０の支持部４０ｂ上には、ウエーハ１１の検査に関する情報を表示する表示部（表示ユニット）５４が設けられている。例えば表示部５４は、ディスプレイによって構成され、検査装置１０の稼働状況、撮像ユニット４２によって撮像されたウエーハ１１の画像、検査装置１０による検査の結果等を表示する。 As shown in FIG. 5, a display unit (display unit) 54 for displaying information related to the inspection of the wafer 11 is provided on the support portion 40b of the support structure 40. For example, the display unit 54 is composed of a display and displays an operating status of the inspection device 10, an image of the wafer 11 imaged by the imaging unit 42, an inspection result by the inspection device 10, and the like.

なお、表示部５４は、所定の情報を入力可能なタッチパネルによって構成されていてもよい。この場合、オペレーターはタッチパネルを用いて、検査装置１０に検査条件等の情報を入力できる。すなわち、表示部５４は所定の情報が入力される入力部（入力ユニット）としても機能する。 The display unit 54 may be configured by a touch panel capable of inputting predetermined information. In this case, the operator can input information such as inspection conditions into the inspection device 10 using the touch panel. That is, the display unit 54 also functions as an input unit (input unit) into which predetermined information is input.

検査装置１０を構成する各構成要素（移動ユニット１４、保持テーブル３６、保持テーブル３６に接続された回転駆動源、クランプ３８、撮像ユニット４２、光源制御部５２、表示部５４等）はそれぞれ、制御部（制御ユニット）５６に接続されている。制御部５６は、検査装置１０の各構成要素の動作を制御して、検査装置１０を稼働させる。 Each component (moving unit 14, holding table 36, rotational drive source connected to the holding table 36, clamp 38, imaging unit 42, light source control unit 52, display unit 54, etc.) constituting the inspection device 10 is controlled. It is connected to the unit (control unit) 56. The control unit 56 controls the operation of each component of the inspection device 10 to operate the inspection device 10.

例えば制御部５６は、コンピュータによって構成され、検査装置１０の稼働に必要な各種の処理（演算等）を行う処理部と、処理部による処理に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）が記憶される記憶部とを含む。処理部は、例えば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、主記憶装置、補助記憶装置等を構成する各種のメモリを含んで構成される。 For example, the control unit 56 is configured by a computer and stores a processing unit that performs various processes (calculations, etc.) necessary for operating the inspection device 10 and various information (data, programs, etc.) used for processing by the processing unit. Includes a storage unit to be stored. The processing unit includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit), for example. Further, the storage unit is configured to include various memories constituting the main storage device, the auxiliary storage device, and the like.

なお、光源制御部５２の機能は、制御部５６によって実現されてもよい。この場合には、制御部５６が光源制御部５２としても機能する。 The function of the light source control unit 52 may be realized by the control unit 56. In this case, the control unit 56 also functions as the light source control unit 52.

また、制御部５６は、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側の画像に基づいて、ウエーハ１１の表面１１ａ側に所定のクラックパターンが形成されているか否かを判定する判定部５８を備える。具体的には、判定部５８には、撮像ユニット４２によって取得された凹凸パターンを含む画像（撮像画像）が入力される。そして、判定部５８は、撮像画像に基づいてクラックパターンの有無を判定し、判定の結果を出力する。 Further, the control unit 56 includes a determination unit 58 that determines whether or not a predetermined crack pattern is formed on the front surface 11a side of the wafer 11 based on the image on the back surface 11b side of the wafer 11. Specifically, an image (captured image) including the uneven pattern acquired by the imaging unit 42 is input to the determination unit 58. Then, the determination unit 58 determines the presence or absence of the crack pattern based on the captured image, and outputs the determination result.

ここで、判定部５８は、撮像ユニット４２によって取得された複数の学習用画像を用いた機械学習によって、撮像画像が入力されるとクラックパターンの有無の判定結果が出力されるように構成される。すなわち、判定部５８は、撮像用のウエーハ１１（学習用画像取得用のウエーハ１１）を撮像ユニット４２で撮像することによって取得された複数の学習用画像を用いた学習と、検査すべきウエーハ１１（検査対象のウエーハ１１）を撮像ユニット４２で撮像することによって取得された撮像画像を入力データとして用いた推論とを行う。 Here, the determination unit 58 is configured to output a determination result of the presence or absence of a crack pattern when the captured image is input by machine learning using a plurality of learning images acquired by the imaging unit 42. .. That is, the determination unit 58 performs learning using a plurality of learning images acquired by imaging the imaging wafer 11 (learning image acquisition wafer 11) with the imaging unit 42, and the wafer 11 to be inspected. Inference is performed using the captured image acquired by imaging (the wafer 11 to be inspected) with the imaging unit 42 as input data.

以下、検査装置１０を用いたウエーハの検査方法の具体例について説明する。なお、以下では一例として、判定部５８がニューラルネットワークを備える場合について説明する。ただし、判定部５８の構成は、機械学習が可能であれば制限はない。 Hereinafter, a specific example of a wafer inspection method using the inspection device 10 will be described. In the following, as an example, a case where the determination unit 58 includes a neural network will be described. However, the configuration of the determination unit 58 is not limited as long as machine learning is possible.

まず、内部に改質層２１が形成された撮像用のウエーハ１１を保持テーブル３６によって保持する（第１保持工程）。図７は、撮像用のウエーハ１１（ウエーハ１１Ａ）を保持テーブル３６で保持する検査装置１０を示す斜視図である。 First, the image pickup wafer 11 having the modified layer 21 formed therein is held by the holding table 36 (first holding step). FIG. 7 is a perspective view showing an inspection device 10 that holds a wafer 11 (wafer 11A) for imaging on a holding table 36.

第１保持工程では、まず、ウエーハ１１Ａを準備する。ウエーハ１１Ａは、レーザービーム８の照射によって改質層２１（図３参照）が分割予定ライン１３に沿って形成された、学習用画像取得用のウエーハ１１である。ウエーハ１１Ａの裏面１１ｂ側には、クラック２３（図４参照）がウエーハ１１の表面１１ａに達することによって形成された微細な凹凸パターンが存在する。なお、ウエーハ１１Ａに改質層２１及びクラック２３を形成する方法の詳細は前述の通りである。 In the first holding step, first, the wafer 11A is prepared. The wafer 11A is a wafer 11 for acquiring a learning image in which a modified layer 21 (see FIG. 3) is formed along a scheduled division line 13 by irradiation with a laser beam 8. On the back surface 11b side of the wafer 11A, there is a fine uneven pattern formed by the crack 23 (see FIG. 4) reaching the surface 11a of the wafer 11. The details of the method for forming the modified layer 21 and the crack 23 on the wafer 11A are as described above.

ウエーハ１１Ａは、表面１１ａ側が保持面３６ａ（図５参照）に対向し、裏面１１ｂ側が上方に露出するように、保持テーブル３６上に配置される。また、複数のクランプ３８（図５参照）によってフレーム１９が固定される。この状態で、保持面３６ａに吸引源の負圧を作用させると、ウエーハ１１Ａの表面１１ａ側がテープ１７を介して保持テーブル３６によって吸引保持される。 The wafer 11A is arranged on the holding table 36 so that the front surface 11a side faces the holding surface 36a (see FIG. 5) and the back surface 11b side is exposed upward. Further, the frame 19 is fixed by a plurality of clamps 38 (see FIG. 5). In this state, when the negative pressure of the suction source is applied to the holding surface 36a, the surface 11a side of the wafer 11A is sucked and held by the holding table 36 via the tape 17.

次に、撮像ユニット４２によってウエーハ１１Ａを撮像して、凹凸パターンを含む学習用画像を取得する（第１撮像工程）。第１撮像工程では、光源制御部５２を作動させて光源４６から照射される光６０の光量又は色彩を変化させると共に、移動ユニット１４（図５参照）を作動させて保持テーブル３６と撮像ユニット４２とを相対的に移動させながら、ウエーハ１１Ａを複数回撮像する。これにより、ウエーハ１１Ａの裏面１１ｂ側に形成された凹凸パターンを含む複数の学習用画像が取得される。 Next, the wafer 11A is imaged by the image pickup unit 42 to acquire a learning image including the uneven pattern (first imaging step). In the first imaging step, the light source control unit 52 is operated to change the amount or color of the light 60 emitted from the light source 46, and the moving unit 14 (see FIG. 5) is operated to operate the holding table 36 and the imaging unit 42. The waiha 11A is imaged a plurality of times while relatively moving the and. As a result, a plurality of learning images including the uneven pattern formed on the back surface 11b side of the wafer 11A are acquired.

具体的には、まず、移動ユニット１４で保持テーブル３６を所定の位置に配置した状態で、光源４６から照射される光６０の光量又は色彩を変化させつつ、撮像ユニット４２でウエーハ１１Ａの裏面１１ｂ側を複数回撮像する。これにより、ウエーハ１１Ａの裏面１１ｂ側の凹凸が異なるコントラストで表された複数の学習用画像が得られる。 Specifically, first, in a state where the holding table 36 is arranged at a predetermined position by the moving unit 14, the back surface 11b of the wafer 11A is changed by the imaging unit 42 while changing the amount or color of the light 60 emitted from the light source 46. The side is imaged multiple times. As a result, a plurality of learning images in which the unevenness on the back surface 11b side of the wafer 11A is represented by different contrasts can be obtained.

次に、移動ユニット１４で保持テーブル３６を移動させ、ウエーハ１１Ａの撮像ユニット４２によって撮像されていない領域を撮像ユニット４２の直下に位置付ける。そして、光源４６から照射される光６０の光量又は色彩を変化させつつ、撮像ユニット４２でウエーハ１１Ａの裏面１１ｂ側を複数回撮像する。 Next, the holding table 36 is moved by the moving unit 14, and the region not imaged by the imaging unit 42 of the wafer 11A is positioned directly under the imaging unit 42. Then, the image pickup unit 42 images the back surface 11b side of the wafer 11A a plurality of times while changing the amount or color of the light 60 emitted from the light source 46.

上記の作業を繰り返すことにより、凹凸パターンの形状やコントラストが異なる多数の学習用画像が取得される。このようにして、第１撮像工程では１枚のウエーハ１１Ａを用いて多数（例えば３００枚以上）の学習用画像が取得される。そして、取得された複数の学習用画像は、制御部５６の記憶部に記憶される。 By repeating the above operation, a large number of learning images having different shapes and contrasts of the uneven pattern are acquired. In this way, in the first imaging step, a large number (for example, 300 or more) of learning images are acquired using one wafer 11A. Then, the acquired plurality of learning images are stored in the storage unit of the control unit 56.

次に、第１撮像工程で取得された複数の学習用画像を用いて、判定部５８の機械学習を行う（学習工程）。学習工程では、まず、第１撮像工程で取得された複数の学習用画像のラベリング（分類）を行う。具体的には、学習用画像に含まれる凹凸パターンが、ウエーハ１１Ａの表面１１ａ側に所定のクラックパターンが形成されていることを示しているか否かによって、複数の学習用画像をそれぞれ分類する。 Next, machine learning of the determination unit 58 is performed using the plurality of learning images acquired in the first imaging step (learning step). In the learning step, first, labeling (classification) of a plurality of learning images acquired in the first imaging step is performed. Specifically, the plurality of learning images are classified according to whether or not the uneven pattern included in the learning image indicates that a predetermined crack pattern is formed on the surface 11a side of the wafer 11A.

図８（Ａ）は連続的な凹凸パターン７０ａが示された学習用画像７０を示す画像図であり、図８（Ｂ）は不連続な凹凸パターン７２ａが示された学習用画像７２を示す画像図である。学習用画像７０は、格子状の凹凸パターン７０ａを含んでおり、ウエーハ１１Ａの表面１１ａ側に格子状のクラックパターンが形成されている状態に対応する画像であると分類（ラベリング）される。一方、学習用画像７２は、非格子状の不連続な凹凸パターン７２ａを含んでおり、ウエーハ１１Ａの表面１１ａ側に格子状のクラックパターンが形成されていない状態に対応する画像であると分類（ラベリング）される。 FIG. 8A is an image diagram showing a learning image 70 showing a continuous unevenness pattern 70a, and FIG. 8B is an image showing a learning image 72 showing a discontinuous unevenness pattern 72a. It is a figure. The learning image 70 includes a grid-like uneven pattern 70a, and is classified (labeled) as an image corresponding to a state in which a grid-like crack pattern is formed on the surface 11a side of the wafer 11A. On the other hand, the learning image 72 includes a non-grid-like discontinuous uneven pattern 72a, and is classified as an image corresponding to a state in which a grid-like crack pattern is not formed on the surface 11a side of the wafer 11A ( Labeling).

学習用画像のラベリングは、例えば作業者によって行われる。具体的には、まず、制御部５６（図５参照）が学習用画像を表示部５４に表示させる。そして、作業者は表示部５４に表示された学習用画像を目視で確認し、その学習用画像に含まれる凹凸パターンが、ウエーハ１１の表面１１ａ側に所定のクラックパターン（例えば格子状のクラックパターン）が形成されていることを示すか否かを判断する。作業者による判断結果は、検査装置１０に入力され、制御部５６の記憶部に記憶される。 The labeling of the learning image is performed by, for example, an operator. Specifically, first, the control unit 56 (see FIG. 5) causes the display unit 54 to display the learning image. Then, the operator visually confirms the learning image displayed on the display unit 54, and the uneven pattern included in the learning image is a predetermined crack pattern (for example, a grid-like crack pattern) on the surface 11a side of the wafer 11. ) Is formed or not. The determination result by the operator is input to the inspection device 10 and stored in the storage unit of the control unit 56.

ただし、学習用画像のラベリングの方法に制限はない。例えば、ウエーハ１１Ａの表面１１ａ側を直接観察することが可能である場合には、学習用画像が取得された領域の表面１１ａ側を観察し、所定のクラックパターンが形成されているか否かを確認してもよい。このようにして、複数の学習用画像がそれぞれクラックパターンの有無によってラベリングされる。 However, there are no restrictions on the method of labeling the learning image. For example, when it is possible to directly observe the surface 11a side of the wafer 11A, observe the surface 11a side of the region where the learning image is acquired and confirm whether or not a predetermined crack pattern is formed. You may. In this way, the plurality of learning images are labeled according to the presence or absence of the crack pattern.

次に、ラベリングされた学習用画像を用いて、判定部５８の機械学習を行う。図９は、学習工程における判定部５８を示すブロック図である。 Next, machine learning of the determination unit 58 is performed using the labeled learning image. FIG. 9 is a block diagram showing a determination unit 58 in the learning process.

判定部５８は、ニューラルネットワーク８０を備える。例えばニューラルネットワーク８０は、階層型のニューラルネットワークであり、データが入力される入力層８２と、データを出力する出力層８４と、入力層８２と出力層８４との間に設けられた複数の隠れ層（中間層）８６とを含む。 The determination unit 58 includes a neural network 80. For example, the neural network 80 is a hierarchical neural network, and is a plurality of hidden hidden networks provided between an input layer 82 for inputting data, an output layer 84 for outputting data, and an input layer 82 and an output layer 84. Includes layer (intermediate layer) 86.

入力層８２、出力層８４、隠れ層８６はそれぞれ、複数のノード（ユニット、ニューロン）を含む。入力層８２のノードは第１層目の隠れ層８６のノードに接続され、出力層８４のノードは最終層の隠れ層８６のノードに接続されている。また、隠れ層８６のノードは、入力層８２又は前層の隠れ層８６のノードと、出力層８４又は後層の隠れ層８６のノードとに接続されている。 The input layer 82, the output layer 84, and the hidden layer 86 each include a plurality of nodes (units, neurons). The node of the input layer 82 is connected to the node of the hidden layer 86 of the first layer, and the node of the output layer 84 is connected to the node of the hidden layer 86 of the final layer. Further, the node of the hidden layer 86 is connected to the node of the hidden layer 86 of the input layer 82 or the front layer and the node of the hidden layer 86 of the output layer 84 or the rear layer.

入力層８２、出力層８４、隠れ層８６に含まれるノードの数や、各ノードの活性化関数は、自由に設定できる。また、隠れ層８６の層数にも制限はない。特に、２層以上の隠れ層８６を含むニューラルネットワーク８０は、ディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）と呼ぶことができる。また、ディープニューラルネットワークの学習は、深層学習と呼ぶことができる。 The number of nodes included in the input layer 82, the output layer 84, and the hidden layer 86 and the activation function of each node can be freely set. Further, the number of hidden layers 86 is not limited. In particular, the neural network 80 including two or more hidden layers 86 can be called a deep neural network (DNN). Further, learning of a deep neural network can be called deep learning.

なお、後述の通りニューラルネットワーク８０は、凹凸パターンを含む画像の分類問題を扱う。そのため、ニューラルネットワーク８０として、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ：Convolutional Neural Network）を用いることが好ましい。この場合には、畳み込み層、プーリング層、全結合層等が、隠れ層８６として設けられる。また、局所コントラスト正規化（ＬＣＮ）層が隠れ層８６として設けられていてもよい。 As will be described later, the neural network 80 deals with the problem of classifying an image including an uneven pattern. Therefore, it is preferable to use a convolutional neural network (CNN) as the neural network 80. In this case, a convolution layer, a pooling layer, a fully connected layer, and the like are provided as the hidden layer 86. Further, a local contrast normalization (LCN) layer may be provided as a hidden layer 86.

学習工程では、ラベリングされた複数の学習用画像を用いて、ニューラルネットワーク８０の深層学習を行う。具体的には、学習用画像を学習データ、ラベリングの結果（クラックパターンの有無）を教師データ（教師信号）として用いた教師あり学習を行う。学習のアルゴリズムとしては、例えば誤差逆伝播法が用いられる。ただし、ニューラルネットワーク８０の学習方法に制限はない。 In the learning process, deep learning of the neural network 80 is performed using a plurality of labeled learning images. Specifically, supervised learning is performed using the learning image as learning data and the labeling result (presence or absence of crack pattern) as teacher data (teacher signal). As a learning algorithm, for example, an error backpropagation method is used. However, there is no limitation on the learning method of the neural network 80.

ニューラルネットワーク８０の学習により、入力層８２、出力層８４、隠れ層８６のノードの重み及びバイアスが更新される。なお、ニューラルネットワーク８０が畳み込みニューラルネットワークである場合には、畳み込み層のフィルタ値、全結合層のノードの重み及びバイアス等が更新される。 By learning the neural network 80, the weights and biases of the nodes of the input layer 82, the output layer 84, and the hidden layer 86 are updated. When the neural network 80 is a convolutional neural network, the filter value of the convolutional layer, the weight of the node of the fully connected layer, the bias, and the like are updated.

上記の学習により、撮像画像に基づいてクラックパターンの有無を判定するための情報（パラメータ）を含む入力層８２、出力層８４、隠れ層８６が得られる。その結果、ニューラルネットワーク８０は、入力層８２に凹凸パターンを含む画像が入力された際に、出力層８４からクラックパターンの有無の判定結果が出力されるように構成される。そして、入力層８２、出力層８４、隠れ層８６に適用されている各種のパラメータ（重み、バイアス等）の値が、制御部５６の記憶部に記憶される。 By the above learning, the input layer 82, the output layer 84, and the hidden layer 86 including information (parameters) for determining the presence or absence of the crack pattern based on the captured image can be obtained. As a result, the neural network 80 is configured so that when an image including an uneven pattern is input to the input layer 82, the determination result of the presence or absence of the crack pattern is output from the output layer 84. Then, the values of various parameters (weights, biases, etc.) applied to the input layer 82, the output layer 84, and the hidden layer 86 are stored in the storage unit of the control unit 56.

次に、内部に改質層２１が形成された検査すべきウエーハ１１を保持テーブル３６によって保持する（第２保持工程）。図１０は、検査すべきウエーハ１１（ウエーハ１１Ｂ）を保持テーブル３６で保持する検査装置１０を示す斜視図である。 Next, the wafer 11 to be inspected in which the modified layer 21 is formed is held by the holding table 36 (second holding step). FIG. 10 is a perspective view showing an inspection device 10 that holds the wafer 11 (wafer 11B) to be inspected on the holding table 36.

第２保持工程では、まず、ウエーハ１１Ｂを準備する。ウエーハ１１Ｂは、レーザービーム８の照射によって改質層２１（図３参照）が分割予定ライン１３に沿って形成され、後の工程で分割予定ライン１３に沿って分割されるウエーハ１１（検査対象のウエーハ１１）である。ウエーハ１１Ｂの分割前に、ウエーハ１１Ｂに改質層２１が適切に形成されているか否かを検査装置１０によって検査することにより、後の工程でウエーハ１１Ｂを適切に分割することが可能となる。 In the second holding step, first, the wafer 11B is prepared. In the wafer 11B, the modified layer 21 (see FIG. 3) is formed along the scheduled division line 13 by irradiation with the laser beam 8, and the wafer 11 (to be inspected) is divided along the scheduled division line 13 in a later step. Wafer 11). By inspecting whether or not the modified layer 21 is appropriately formed on the wafer 11B before dividing the wafer 11B by the inspection device 10, the wafer 11B can be appropriately divided in a later step.

ウエーハ１１Ｂは、表面１１ａ側が保持面３６ａ（図５参照）に対向し、裏面１１ｂ側が上方に露出するように、保持テーブル３６上に配置される。また、複数のクランプ３８（図５参照）によってフレーム１９が固定される。この状態で、保持面３６ａに吸引源の負圧を作用させると、ウエーハ１１Ｂの表面１１ａ側がテープ１７を介して保持テーブル３６によって吸引保持される。 The wafer 11B is arranged on the holding table 36 so that the front surface 11a side faces the holding surface 36a (see FIG. 5) and the back surface 11b side is exposed upward. Further, the frame 19 is fixed by a plurality of clamps 38 (see FIG. 5). In this state, when the negative pressure of the suction source is applied to the holding surface 36a, the surface 11a side of the wafer 11B is sucked and held by the holding table 36 via the tape 17.

次に、撮像ユニット４２によってウエーハ１１Ｂを撮像して、ウエーハ１１Ｂの裏面１１ｂ側の画像を取得する（第２撮像工程）。第２撮像工程では、光源制御部５２を作動させて光源４６から光６０を所定の光量及び色彩で照射しつつ、ウエーハ１１Ｂを撮像ユニット４２によって撮像する。これにより、ウエーハ１１Ｂの裏面１１ｂの画像（撮像画像）が撮像ユニット４２によって取得される。取得された撮像画像は、制御部５６の記憶部に記憶される。このとき制御部５６は、表示部５４に撮像画像を表示させてもよい。 Next, the wafer 11B is imaged by the imaging unit 42, and an image on the back surface 11b side of the wafer 11B is acquired (second imaging step). In the second imaging step, the light source control unit 52 is operated to irradiate the light 60 from the light source 46 with a predetermined amount of light and color, and the wafer 11B is imaged by the imaging unit 42. As a result, the image (captured image) of the back surface 11b of the wafer 11B is acquired by the imaging unit 42. The acquired captured image is stored in the storage unit of the control unit 56. At this time, the control unit 56 may display the captured image on the display unit 54.

次に、第２撮像工程で取得された撮像画像を判定部５８に入力し、クラックパターンの有無の判定結果を判定部５８から出力させる（判定工程）。図１１は、判定工程における判定部５８を示すブロック図である。 Next, the captured image acquired in the second imaging step is input to the determination unit 58, and the determination result of the presence or absence of the crack pattern is output from the determination unit 58 (determination step). FIG. 11 is a block diagram showing a determination unit 58 in the determination step.

判定工程では、第２撮像工程で取得された撮像画像が判定部５８に入力される。例えば、ウエーハ１１Ｂの裏面１１ｂ側に形成されている所定の凹凸パターン７４ａが示された撮像画像７４が、判定部５８に入力される。そして、判定部５８は、ウエーハ１１Ｂのうち撮像画像７４に表示されている領域の表面１１ａ側に所定のクラックパターンが形成されているか否かを判定し、その判定の結果を出力する。 In the determination step, the captured image acquired in the second imaging step is input to the determination unit 58. For example, the captured image 74 showing the predetermined uneven pattern 74a formed on the back surface 11b side of the wafer 11B is input to the determination unit 58. Then, the determination unit 58 determines whether or not a predetermined crack pattern is formed on the surface 11a side of the region displayed on the captured image 74 of the wafer 11B, and outputs the result of the determination.

具体的には、判定部５８は、ニューラルネットワーク８０の推論によってクラックパターンの有無を判定する。判定を行う際は、撮像画像７４が入力層８２に入力される。そして、撮像画像７４を入力データとして用いた演算が、入力層８２、隠れ層８６、出力層８４において順に行われ、出力層８４からクラックパターンの有無の判定結果が出力される。 Specifically, the determination unit 58 determines the presence or absence of a crack pattern by inference of the neural network 80. When making a determination, the captured image 74 is input to the input layer 82. Then, the calculation using the captured image 74 as the input data is performed in order in the input layer 82, the hidden layer 86, and the output layer 84, and the determination result of the presence or absence of the crack pattern is output from the output layer 84.

なお、ニューラルネットワーク８０が畳み込みニューラルネットワークである場合には、畳み込み層における畳み込み演算（特徴マップの生成）と、プーリング層におけるプーリング処理とによって、撮像画像７４の特徴抽出が行われる。そして、全結合層において撮像画像７４を分類する演算が行われ、活性化関数としてソフトマックス関数を用いた出力層８４から撮像画像７４の分類結果が出力される。 When the neural network 80 is a convolutional neural network, the features of the captured image 74 are extracted by the convolution operation (generation of the feature map) in the convolutional layer and the pooling process in the pooling layer. Then, an operation for classifying the captured image 74 is performed in the fully connected layer, and the classification result of the captured image 74 is output from the output layer 84 using the softmax function as the activation function.

判定部５８からクラックパターンの有無の判定結果が出力されると、制御部５６は表示部５４に判定結果を表示させる。これにより、判定部５８による判定の結果がオペレーターに報知される。なお、表示部５４に表示される判定結果は、クラックパターンの有無のみであってもよいし、判定部５８（ニューラルネットワーク８０の出力層８４）から出力された出力値（数値）であってもよい。 When the determination unit 58 outputs the determination result of the presence or absence of the crack pattern, the control unit 56 causes the display unit 54 to display the determination result. As a result, the result of the determination by the determination unit 58 is notified to the operator. The determination result displayed on the display unit 54 may be only the presence or absence of a crack pattern, or may be an output value (numerical value) output from the determination unit 58 (output layer 84 of the neural network 80). good.

撮像画像７４に基づいて、ウエーハ１１Ｂの表面１１ａ側に所定のクラックパターンが存在すると判定された場合は、ウエーハ１１Ｂに改質層２１が適切に形成されていると判断され、ウエーハ１１Ｂに次の処理が施される。一方、撮像画像７４に基づいて、ウエーハ１１Ｂの表面１１ａ側に所定のクラックパターンが存在しないと判定された場合は、ウエーハ１１Ｂに改質層２１が適切に形成されていないと判断され、例えばウエーハ１１Ｂに再度レーザービーム８を照射して適切な改質層２１を形成する再加工処理が施される。 When it is determined that a predetermined crack pattern exists on the surface 11a side of the wafer 11B based on the captured image 74, it is determined that the modified layer 21 is appropriately formed on the wafer 11B, and the wafer 11B is next to the next. Processing is applied. On the other hand, when it is determined that the predetermined crack pattern does not exist on the surface 11a side of the wafer 11B based on the captured image 74, it is determined that the modified layer 21 is not properly formed on the wafer 11B, for example, the wafer. 11B is irradiated with the laser beam 8 again to be reprocessed to form an appropriate modified layer 21.

そして、分割予定ライン１３に沿って改質層２１が適切に形成されたウエーハ１１Ｂに外力を付与することにより、ウエーハ１１Ｂが分割予定ライン１３に沿って分割される。例えば、テープ１７を半径方向外側に引っ張ることにより、テープ１７を引き延ばす。これにより、ウエーハ１１Ｂに対し、ウエーハ１１Ｂの半径方向外側に向かう外力が付与され、ウエーハ１１Ｂが改質層２１に沿って破断する。 Then, by applying an external force to the wafer 11B in which the modified layer 21 is appropriately formed along the scheduled division line 13, the wafer 11B is divided along the scheduled division line 13. For example, the tape 17 is stretched by pulling the tape 17 outward in the radial direction. As a result, an external force is applied to the wafer 11B toward the outside in the radial direction of the wafer 11B, and the wafer 11B breaks along the modified layer 21.

ウエーハ１１Ｂを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。このデバイスチップは、例えばコレット（不図示）によってピックアップされ、所定の基板（配線基板等）にダイボンディング等によって実装される。 By dividing the wafer 11B, a plurality of device chips each including the device 15 are manufactured. This device chip is picked up by, for example, a collet (not shown) and mounted on a predetermined substrate (wiring substrate or the like) by die bonding or the like.

以上の通り、本実施形態に係る検査装置１０では、撮像ユニット４２によって取得されクラックパターンの有無でラベリングされた複数の学習用画像を用いた機械学習によって、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側の画像に基づいてウエーハ１１の表面１１ａ側におけるクラックパターンの有無を判定可能な判定部５８が構成される。これにより、クラックパターンの有無を自動で判定することが可能となり、ウエーハ１１に改質層２１が適切に形成されているか否かを確認する検査が簡易且つ高精度で実施される。 As described above, the inspection device 10 according to the present embodiment is based on the image on the back surface 11b side of the wafer 11 by machine learning using a plurality of learning images acquired by the imaging unit 42 and labeled with or without a crack pattern. A determination unit 58 capable of determining the presence or absence of a crack pattern on the surface 11a side of the wafer 11 is configured. This makes it possible to automatically determine the presence or absence of a crack pattern, and an inspection for confirming whether or not the modified layer 21 is appropriately formed on the wafer 11 is carried out easily and with high accuracy.

なお、判定部５８の機能は、ソフトウェーハとハードウェーハのいずれによって実現されてもよい。例えば判定部５８は、判定部５８が行う一連の処理（演算等）が記述されたプログラムによって実現される。特に、判定部５８がニューラルネットワーク８０を備える場合には、入力層８２、出力層８４、隠れ層８６における演算がプログラムによって記述され、このプログラムが制御部５６の記憶部に記憶される。そして、クラックパターンの有無の判定を行う際は、制御部５６の記憶部からプログラムが読み出され、制御部５６の処理部によって実行される。 The function of the determination unit 58 may be realized by either a soft wafer or a hard wafer. For example, the determination unit 58 is realized by a program in which a series of processes (calculations and the like) performed by the determination unit 58 are described. In particular, when the determination unit 58 includes the neural network 80, the operations in the input layer 82, the output layer 84, and the hidden layer 86 are described by a program, and this program is stored in the storage unit of the control unit 56. Then, when determining the presence or absence of the crack pattern, the program is read from the storage unit of the control unit 56 and executed by the processing unit of the control unit 56.

また、第２撮像工程では、複数の撮像画像を取得してもよい。この場合には、撮像ユニット４２でウエーハ１１Ｂを撮像した後、移動ユニット１４で保持テーブル３６を移動させ、ウエーハ１１Ｂの撮像ユニット４２によって撮像されていない領域を撮像ユニット４２の直下に位置付ける。そして、撮像ユニット４２でウエーハ１１Ｂを撮像する。 Further, in the second imaging step, a plurality of captured images may be acquired. In this case, after the wafer 11B is imaged by the image pickup unit 42, the holding table 36 is moved by the moving unit 14, and the region not imaged by the image pickup unit 42 of the wafer 11B is positioned directly under the image pickup unit 42. Then, the wafer 11B is imaged by the image pickup unit 42.

上記の手順を繰り返すことにより、ウエーハ１１Ｂの異なる領域が表された複数の撮像画像（例えば、ウエーハ１１Ｂの裏面１１ｂ側の全域分の撮像画像）が取得される。そして、判定工程では、第２撮像工程で取得された複数の撮像画像についてそれぞれ、クラックパターンの有無が判定される。 By repeating the above procedure, a plurality of captured images (for example, captured images for the entire area on the back surface 11b side of the wafer 11B) representing different regions of the wafer 11B are acquired. Then, in the determination step, the presence or absence of a crack pattern is determined for each of the plurality of captured images acquired in the second imaging step.

その他、本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。 In addition, the structure, method, and the like according to the present embodiment can be appropriately modified and implemented as long as they do not deviate from the scope of the object of the present invention.

１１，１１Ａ，１１Ｂウエーハ
１１ａ表面（第１面）
１１ｂ裏面（第２面）
１３分割予定ライン（ストリート）
１５デバイス
１７テープ
１９フレーム
１９ａ開口
２１改質層（変質層）
２３クラック
２レーザー加工装置
４保持テーブル（チャックテーブル）
６レーザー照射ユニット
８レーザービーム
１０検査装置
１２基台
１２ａ表面（上面）
１４移動ユニット（移動機構）
１６Ｘ軸移動ユニット（Ｘ軸移動機構）
１８Ｘ軸ガイドレール
２０Ｘ軸移動テーブル
２２Ｘ軸ボールねじ
２４Ｘ軸パルスモータ
２６Ｙ軸移動ユニット（Ｙ軸移動機構）
２８Ｙ軸ガイドレール
３０Ｙ軸移動テーブル
３２Ｙ軸ボールねじ
３４Ｙ軸パルスモータ
３６保持テーブル（チャックテーブル）
３６ａ保持面
３８クランプ
４０支持構造
４０ａ基部
４０ｂ支持部
４２撮像ユニット
４４枠体
４４ａ下面
４４ｂ凹部（溝）
４６光源
４８ＬＥＤ
４８Ｒ赤色ＬＥＤ
４８Ｇ緑色ＬＥＤ
４８Ｂ青色ＬＥＤ
５０カメラ
５２光源制御部（光源制御ユニット）
５４表示部（表示ユニット）
５６制御部（制御ユニット）
５８判定部
６０光
７０学習用画像
７０ａ凹凸パターン
７２学習用画像
７２ａ凹凸パターン
７４撮像画像
７４ａ凹凸パターン
８０ニューラルネットワーク
８２入力層
８４出力層
８６隠れ層（中間層） 11, 11A, 11B Wafer 11a Surface (first surface)
11b back side (second side)
13 Scheduled line (street)
15 device 17 tape 19 frame 19a opening 21 modified layer (altered layer)
23 Crack 2 Laser machining equipment 4 Holding table (chuck table)
6 Laser irradiation unit 8 Laser beam 10 Inspection device 12 Base 12a Surface (upper surface)
14 Moving unit (moving mechanism)
16 X-axis movement unit (X-axis movement mechanism)
18 X-axis guide rail 20 X-axis moving table 22 X-axis ball screw 24 X-axis pulse motor 26 Y-axis moving unit (Y-axis moving mechanism)
28 Y-axis guide rail 30 Y-axis moving table 32 Y-axis ball screw 34 Y-axis pulse motor 36 Holding table (chuck table)
36a Holding surface 38 Clamp 40 Support structure 40a Base 40b Support 42 Imaging unit 44 Frame 44a Bottom surface 44b Recess (groove)
46 light source 48 LED
48R red LED
48G green LED
48B blue LED
50 Camera 52 Light source control unit (light source control unit)
54 Display unit (display unit)
56 Control unit (control unit)
58 Judgment unit 60 Light 70 Learning image 70a Concavo-convex pattern 72 Learning image 72a Concavo-convex pattern 74 Captured image 74a Concavo-convex pattern 80 Neural network 82 Input layer 84 Output layer 86 Hidden layer (intermediate layer)

Claims

第１面及び第２面を有するウエーハに、該ウエーハに対して透過性を有するレーザービームを、該レーザービームの集光点を該ウエーハの内部に位置づけた状態で該ウエーハの該第２面側から照射することによって内部に改質層が形成された該ウエーハを検査するウエーハの検査装置であって、
該ウエーハを保持する保持テーブルと、
該保持テーブルによって保持された該ウエーハを撮像し、該ウエーハの内部に形成された該改質層から該ウエーハの該第１面側に延びるクラックに起因して該ウエーハの該第２面側に形成される凹凸パターンを含む画像を取得する撮像ユニットと、
該保持テーブルと該撮像ユニットとを相対的に移動させる移動ユニットと、
該保持テーブルによって保持された該ウエーハに光を照射する光源と、
該光源から照射される光の光量又は色彩を変化させる光源制御部と、
該画像に基づいて、該ウエーハの該第１面側に所定のクラックパターンが形成されているか否かを判定する判定部と、を備え、
該判定部は、該撮像ユニットによって取得され該クラックパターンの有無でラベリングされた複数の学習用画像を用いた機械学習によって、該画像が入力されると該クラックパターンの有無の判定結果が出力されるように構成されることを特徴とするウエーハの検査装置。 A laser beam having transparency to the wafer is placed on a wafer having the first surface and the second surface, and the focusing point of the laser beam is positioned inside the wafer, and the second surface side of the wafer is positioned. It is a wafer inspection device that inspects the wafer in which a modified layer is formed by irradiating from the wafer.
A holding table for holding the wafer and
The wafer held by the holding table is imaged, and the modified layer formed inside the wafer is formed on the second surface side of the wafer due to cracks extending from the modified layer to the first surface side of the wafer. An imaging unit that acquires an image including the formed uneven pattern, and
A moving unit that relatively moves the holding table and the imaging unit, and
A light source that irradiates the wafer held by the holding table with light,
A light source control unit that changes the amount or color of light emitted from the light source,
A determination unit for determining whether or not a predetermined crack pattern is formed on the first surface side of the wafer based on the image is provided.
When the image is input, the determination unit outputs the determination result of the presence / absence of the crack pattern by machine learning using a plurality of learning images acquired by the imaging unit and labeled with the presence / absence of the crack pattern. A wafer inspection device characterized in that it is configured in such a manner.

該判定部は、該画像が入力される入力層と、該画像に基づいて該クラックパターンの有無を判定するための情報を含む隠れ層と、該クラックパターンの有無の判定結果を出力する出力層と、を含むニューラルネットワークを備え、
該ニューラルネットワークは、該入力層に入力される複数の該学習用画像を用いて深層学習を行うことを特徴とする請求項１記載のウエーハの検査装置。 The determination unit includes an input layer into which the image is input, a hidden layer containing information for determining the presence / absence of the crack pattern based on the image, and an output layer that outputs a determination result of the presence / absence of the crack pattern. And with a neural network that includes
The wafer inspection device according to claim 1, wherein the neural network performs deep learning using a plurality of the learning images input to the input layer.

該ニューラルネットワークは、畳み込みニューラルネットワークであることを特徴とする請求項２記載のウエーハの検査装置。 The wafer inspection device according to claim 2, wherein the neural network is a convolutional neural network.

該ウエーハは、複数の分割予定ラインによって区画されデバイスが形成された複数の領域を該第１面側に備え、
該改質層は、該レーザービームを、該レーザービームの集光点を該分割予定ラインに対応する領域に位置づけて該ウエーハの該第２面側から照射することにより、該分割予定ラインに沿って形成され、
該ウエーハは、該第１面側が該保持テーブルによって保持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウエーハの検査装置。 The wafer is provided with a plurality of regions on the first surface side, which are partitioned by a plurality of scheduled division lines and in which a device is formed.
The modified layer is along the planned division line by irradiating the laser beam from the second surface side of the wafer by positioning the focusing point of the laser beam in the region corresponding to the planned division line. Formed
The wafer inspection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the wafer is held on the first surface side by the holding table.

請求項１記載のウエーハの検査装置を用いたウエーハの検査方法であって、
内部に該改質層が形成された撮像用の該ウエーハを該保持テーブルによって保持する第１保持工程と、
該光源制御部を作動させて該光源から照射される光の光量又は色彩を変化させると共に該移動ユニットを作動させて該保持テーブルと該撮像ユニットとを相対的に移動させながら、該撮像ユニットによって撮像用の該ウエーハを複数回撮像して、該凹凸パターンを含む複数の該学習用画像を取得する第１撮像工程と、
該第１撮像工程で取得され、該クラックパターンの有無でラベリングされた複数の該学習用画像を用いて、該判定部の機械学習を行う学習工程と、
検査すべき該ウエーハを該保持テーブルによって保持する第２保持工程と、
該撮像ユニットによって検査すべき該ウエーハを撮像して、検査すべき該ウエーハの該第２面側の画像を取得する第２撮像工程と、
該第２撮像工程で取得された該画像を該判定部に入力し、該クラックパターンの有無の判定結果を該判定部から出力させる判定工程と、を含むことを特徴とするウエーハの検査方法。 A method for inspecting a wafer using the wafer inspection device according to claim 1.
A first holding step of holding the wafer for imaging in which the modified layer is formed by the holding table, and
The light source control unit is operated to change the amount or color of the light emitted from the light source, and the moving unit is operated to relatively move the holding table and the imaging unit while being moved by the imaging unit. A first imaging step in which the wafer for imaging is imaged a plurality of times and a plurality of learning images including the uneven pattern are acquired.
A learning step of performing machine learning of the determination unit using a plurality of the learning images acquired in the first imaging step and labeled with or without the crack pattern.
A second holding step of holding the wafer to be inspected by the holding table, and
A second imaging step of imaging the wafer to be inspected by the imaging unit and acquiring an image of the second surface side of the wafer to be inspected.
A wafer inspection method comprising a determination step of inputting the image acquired in the second imaging step into the determination unit and outputting the determination result of the presence or absence of the crack pattern from the determination unit.

該判定部は、該画像が入力される入力層と、該画像に基づいて該クラックパターンの有無を判定するための情報を含む隠れ層と、該クラックパターンの有無の判定結果を出力する出力層と、を含むニューラルネットワークを備え、
該学習工程では、該入力層に複数の該学習用画像が入力されることによって該ニューラルネットワークの深層学習が行われ、
該判定工程では、該入力層に該画像が入力されることによって、該出力層から該クラックパターンの有無の判定結果が出力されることを特徴とする請求項５記載のウエーハの検査方法。 The determination unit includes an input layer into which the image is input, a hidden layer containing information for determining the presence / absence of the crack pattern based on the image, and an output layer that outputs a determination result of the presence / absence of the crack pattern. And with a neural network that includes
In the learning step, deep learning of the neural network is performed by inputting a plurality of the learning images into the input layer.
The wafer inspection method according to claim 5, wherein in the determination step, when the image is input to the input layer, a determination result of the presence or absence of the crack pattern is output from the output layer.

該ニューラルネットワークは、畳み込みニューラルネットワークであることを特徴とする請求項６記載のウエーハの検査方法。 The wafer inspection method according to claim 6, wherein the neural network is a convolutional neural network.

該ウエーハは、複数の分割予定ラインによって区画されデバイスが形成された複数の領域を該第１面側に備え、
該改質層は、該レーザービームを、該レーザービームの集光点を該分割予定ラインに対応する領域に位置づけて該ウエーハの該第２面側から照射することにより、該分割予定ラインに沿って形成され、
該ウエーハは、該第１面側が該保持テーブルによって保持されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のウエーハの検査方法。 The wafer is provided with a plurality of regions on the first surface side, which are partitioned by a plurality of scheduled division lines and in which a device is formed.
The modified layer is along the planned division line by irradiating the laser beam from the second surface side of the wafer by positioning the focusing point of the laser beam in the region corresponding to the planned division line. Formed
The method for inspecting a wafer according to any one of claims 5 to 7, wherein the wafer is held on the first surface side by the holding table.