JP6623035B2 - 被加工物の撮像方法、撮像装置、及び加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物、例えば、複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成された薄板状のウエーハを、分割予定ラインに沿って加工するウエーハの撮像方法、撮像装置、及び加工方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、表面に保護テープが貼着され研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに形成された後、ウエーハの裏面を保護テープに貼着しウエーハを収容する開口を有するフレームに支持された状態で表面に貼着された保護テープを剥離しダイシング装置によって個々のデバイスに分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

また、上記したような保護テープの張り替えによって生じる生産性の低下及び消耗品であるテープの使用に伴うコスト高を抑制するために、ウエーハの裏面を研削した後にテープの張り替えをすることなくウエーハの裏面から赤外線によってウエーハの表面に形成されたパターンを検出し、該パターンを基準にしてウエーハを個々のデバイスに分割する技術が本出願人によって提案されている（特許文献１を参照。）。

しかし、研削されたウエーハの裏面には凹凸形状を形成する研削痕が縞模様のように残存し、パターンを検出するために照射される赤外線が該縞模様において乱反射してウエーハの裏面から透かして表面に形成されたパターンを認識できない場合があるという問題が生じた。

また、ウエーハの裏面から分割予定ラインの内部にレーザー光線の集光点を位置付けて照射し、分割予定ラインに沿って改質層を形成する技術においても、ウエーハの裏面の状態によっては、赤外線によってウエーハの表面に形成されたパターンを認識できないという問題が生じ得ることが分かっている（例えば、特許文献２を参照。）。

特開平１０−２８４４４９号公報 特開２００５−２２２９８８号公報

上記したような問題は、ウエーハの裏面から赤外線によってシリコンウエーハ基板の表面に形成されたパターンを検出し当該パターンに基づき加工を行う場合に限らず、光の透過性に優れたサファイア基板に対して可視光によってウエーハの表面側に形成されたパターンを検出して該パターンを基準にして加工を施し、ウエーハを個々のデバイスに分割する技術においても、裏面側に研削等により凹凸が形成された場合には、上記と同様の問題が生じ得る。

従って、被加工物であるウエーハの裏面側から透かして表面に形成されたパターンを撮像してウエーハを加工するための撮像方法、撮像装置、及び加工方法に解決すべき課題がある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成されたウエーハの内部を撮像するウエーハの撮像方法であって、レーザー加工装置のチャックテーブルにウエーハの表面側を載置する載置工程と、 レーザー加工装置に配設されたカバーガラス配設手段によりウエーハの裏面に液体を滴下すると共に、該滴下した液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設工程と、ウエーハを撮像する撮像手段を該カバーガラスの上部に位置付けて該カバーガラスを通してウエーハの内部を撮像する撮像工程と、から少なくとも構成され、該撮像工程が完了した後、レーザー光線をウエーハに照射するレーザー光線照射領域に移動させる前に、ウエーハの裏面からカバーガラスを遠ざけるウエーハの撮像方法が提供される。

該撮像手段は、ウエーハを透過する赤外線によって該ウエーハ内部を撮像するものとすることができる。該液体は、水であることが好ましい。また、当該撮像方法を実行することにより、該分割予定ライン又は該デバイスを撮像することで分割予定ラインの位置を検出し、その後、該ウエーハの裏面から分割予定ラインに対応する領域を加工する加工工程を実施する加工方法が提供される。

さらに、上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、レーザー加工装置に装着される被加工物の内部を撮像する撮像装置であって、レーザー加工装置のチャックテーブルに表面側を保持された被加工物の裏面の撮像面に液体滴下手段により液体を滴下するとともに、該液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設手段と、から少なくとも構成され、該カバーガラス配設手段は、被加工物が、被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射領域に移動させられる前に、被加工物の裏面からカバーガラスを遠ざける撮像装置が提供される。さらに、該撮像装置に使用される液体としては、水を使用することが好ましい。

本発明に係るウエーハの撮像方法は、複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成されたウエーハの内部を撮像するウエーハの撮像方法であって、レーザー加工装置のチャックテーブルにウエーハの表面側を載置する載置工程と、レーザー加工装置に配設されたカバーガラス配設手段によりウエーハの裏面に液体を滴下すると共に、該滴下した液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設工程と、ウエーハを撮像する撮像手段を該カバーガラスの上部に位置付けて該カバーガラスを通してウエーハの内部を撮像する撮像工程と、から少なくとも構成されるので、ウエーハの裏面に研削痕が残存していても、ウエーハの内部を撮像するための光線がウエーハの裏面上において乱反射することが抑制され、ウエーハの裏面から透かしてデバイスまたは分割予定ラインのパターンを撮像し、検出することができる。また、本発明に係る撮像装置は、レーザー加工装置に装着される被加工物の内部を撮像する撮像装置であって、レーザー加工装置のチャックテーブルに表面側を保持された被加工物の裏面の撮像面に液体滴下手段により液体を滴下するとともに、該液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設手段と、から少なくとも構成され、該カバーガラス配設手段は、被加工物が、被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射領域に移動させられる前に、被加工物の裏面からカバーガラスを遠ざけるので、被加工物の撮像面に研削痕が残存していても撮像するための光線が撮像面において乱反射することを抑制し、被加工物の撮像面から内部を透かして被加工物における加工時の基準となるパターンを撮像し、検出することが可能となる。

本発明による被加工物の撮像方法を実施するための撮像装置を備えたレーザー加工装置の斜視図。 図１に示すレーザー加工装置に装備される撮像装置の撮像手段、及びカバーガラス配設手段の斜視図。 被加工物としての半導体ウエーハ及び該半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を表す斜視図。 図２に示す撮像手段、及びカバーガラス配設手段により実施されるカバーガラス配設工程、及び撮像工程を示す説明図。

以下、本発明による撮像方法を用いた撮像装置を備えたレーザー加工装置の好適な実施形態について添付図面を参照して更に詳細に説明する。

図１には、本発明による撮像装置を備えたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２上に配設されたレーザー光線照射ユニット４とを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Ｙで示すＹ軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は通気性を有する多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に図示しない吸引手段を作動することによって被加工物を保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転させられる。なお、チャックテーブル３６には、被加工物を、保護テープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。

上記第１の滑動ブロック３２は、下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示のチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動手段３７を具備している。Ｘ軸方向移動手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１との間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雄ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転及び逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は、案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させられる。

図示のレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出するための図示しないＸ軸方向位置検出手段を備えている。該Ｘ軸方向位置検出手段は、案内レール３１に沿って配設された図示しないリニアスケールと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともに該リニアスケールに沿って移動する図示しない読み取りヘッドとからなっている。このＸ軸方向位置検出手段の読み取りヘッドは、例えば１μｍ毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして、後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出する。なお、上記Ｘ軸方向移動手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のＸ軸方向の位置を検出することもできる。また、上記Ｘ軸方向移動手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出することもでき、本発明では該Ｘ軸方向位置を検出する手段の形式については特に限定されない。

上記第２の滑動ブロック３３は、下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Ｙ軸方向に移動可能に構成される。図示のチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させるためのＹ軸方向移動手段３８を具備している。Ｙ軸方向移動手段３８は、上記一対の案内レール３２２、３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。該雄ネジロッド３８１は、一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雄ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転及び逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させられる。

図示のレーザー加工装置１は、上記第２の滑動ブロック３３のＹ軸方向位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出手段を備えている。該Ｙ軸方向位置検出手段は、上記したＸ軸方向位置検出手段と同様に、案内レール３２２に沿って配設された図示しないリニアスケールと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともに該リニアスケールに沿って移動する図示しない読み取りヘッドとからなっている。このＹ軸方向位置検出手段の該読み取りヘッドは、例えば１μｍ毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして、後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、第２の滑動ブロック３３のＹ軸方向位置を検出する。なお、上記Ｙ軸方向移動手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、第２の滑動ブロック３３のＹ軸方向の位置を検出することもできる。また、上記Ｙ軸方向移動手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、第２の滑動ブロック３３のＹ軸方向位置を検出することもできる。

上記レーザー光線照射ユニット４は、上記静止基台２上に配置された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６と、さらに、該撮像手段６に隣接し、Ｙ軸方向に沿って配設されたカバーガラス配設手段７を具備している。なお、撮像手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕える光学系と、該光学系によって捕えられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）と、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕える光学系と、該光学系によって捕えられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

上記カバーガラス配設手段７について、図２を参照してさらに説明する。カバーガラス配設手段７は、少なくとも液体滴下手段７３、カバーガラス保持手段７４から構成され、さらにエアシリンダー７１、ピストンロッド７２を含んでいる。エアシリンダー７１に支持されて下方に伸びるピストンロッド７２の下端部に、液体滴下手段７３、及びカバーガラス保持手段７４が連結されている。ピストンロッド７２に支持された液体滴下手段７３、及びカバーガラス保持手段７４は、エアシリンダー７１の作用により、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能で、且つ、ピストンロッド７２の軸を中心に回転可能に構成されている。

液体滴下手段７３は、ノズル保持アーム７３ａ、滴下ノズル７３ｂから構成され、ノズル保持アーム７３ａは、ピストンロッド７２の下端部から水平方向に伸びるように配設されている。また、ノズル保持アーム７３ａの先端部には、下方に向けて水滴を滴下する滴下ノズル７３ｂが設けられており、図示しない水タンクからノズル保持アーム７３ａ内部に配設された可撓性のチューブを介して該滴下ノズル７３ａに水が供給される。

カバーガラス保持手段７４は、カバーガラス保持アーム７４ａ、カバーガラス保持プレート７４ｂから構成され、カバーガラス保持プレート７４ｂの先端部側には、薄板状のカバーガラス７４ｃ（例えば、１８ｍｍ×１８ｍｍ、厚さ０．１３〜０．１７ｍｍ）が保持されている。カバーガラス保持アーム７４ａは、ピストンロッド７２の下端部から水平方向に延びており、ノズル保持アーム７３ａを含む水平面において、該ノズル保持アーム７３ａとは、略９０度の角度をなすように構成されている。また、図２から明らかなように、カバーガラス保持アーム７４ａの先端部側は、下方に一段低くなるように段差が設けられており、カバーガラス保持プレート７４ｂは、カバーガラス保持アーム７４ａに対して低くなるように段差をもって連結され、カバーガラス７４ｃの下面はカバーガラス保持プレート７４ｂの下面と面一、もしくはカバーガラス７４ｃの下面が僅かに下方に突出するように形成される。

カバーガラス保持プレート７４ｂが保持するカバーガラス７４ｃの上方には、撮像手段６が配置される。本実施形態の該撮像手段６は、赤外線照射手段を備えた赤外線撮像素子６１（赤外線ＣＣＤ）と、光学系を構成する顕微鏡ユニット６２から構成され、カバーガラス７４ｃに対して赤外線を照射し、カバーガラス７４ｃを通して被加工物の内部を透かして撮像することが可能になっている。

図示のレーザー加工装置１は、図示しない制御手段を具備している。該制御手段は、コンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェースには、撮像手段６から入力される画像信号に加えて、上記したＸ軸方向位置検出手段、Ｙ軸方向位置検出手段等からの検出信号が入力される。そして、該制御手段の出力インターフェースからは、上記Ｘ軸方向移動手段３７、Ｙ軸方向移動手段３８、レーザー光線照射手段５、カバーガラス配設手段７、モニターＭ、図示しないパルスレーザー光線発振手段、及び出力調整手段等に制御信号等を出力する。

以上のように構成されたレーザー加工装置１の作用について以下に説明する。図３（ａ）には、本発明によるウエーハの撮像方法、及び加工方法を適用したレーザー加工装置によって撮像、加工されるウエーハとしての半導体ウエーハ２０の斜視図が示されている。半導体ウエーハ２０は、例えば直径が２００ｍｍで厚みが６００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面２０ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。

上述した半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って分割するには、半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図３（ｂ）に示すように、環状のフレームＦの内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープＴの表面に半導体ウエーハ２０の表面２０ａを貼着する。従って、保護テープＴの表面に貼着された半導体ウエーハ２０は、裏面２０ｂが上側となる。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂを研削して半導体ウエーハ２をデバイスの所定の仕上がり厚みに形成する裏面研削工程を実施する。なお、この裏面研削工程は、図示しない研削装置を用いて実施するが、本発明において格別な特徴をなすものではなく、公知の研削装置を用いることができるため、その詳細は省略する。該裏面研削工程により半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂが研削されて半導体ウエーハ２０は所定の厚み（例えば２００〜３００μｍ）に形成される。なお、半導体ウエーハ２０を保護テープＴに貼着する前に、半導体ウエーハ２０の裏面を研削する裏面研削工程を実施してもよい。

上述したように裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２０に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を半導体ウエーハ２０の裏面側から内部に位置付けて分割予定ライン２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２０の表面に向けて亀裂を伝播させる改質層を分割予定ラインに沿って形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図１に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図１に示すレーザー加工装置１は、被加工物を保持するチャックテーブル３６と、該チャックテーブル３６上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５と、チャックテーブル３６上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６を具備している。チャックテーブル３６は、被加工物を吸引保持するように構成されており、Ｘ軸方向移動手段３７によって図１において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、Ｙ軸方向移動手段３８によって図１において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段５は、図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段により構成されている。上記ケーシング４２の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器５１が装着されている。なお、レーザー光線照射手段５は、集光器５１によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。

レーザー光線照射手段５が配設されたケーシング４２の先端部に装着された撮像手段６は、図示の実施形態においては、可視光線によって被加工物を撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置１を用いて、上述したウエーハ支持工程及び裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２０に、半導体ウエーハ２０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を半導体ウエーハ２０の裏面側から内部に位置付けて分割予定ライン２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２０の表面に向けて亀裂を伝播させる改質層を分割予定ラインに沿って形成する改質層形成工程を実施するには、まずチャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に半導体ウエーハ２０が貼着された保護テープＴ側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープＴを介して半導体ウエーハ２０をチャックテーブル３６上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０は、裏面２０ｂが上側となり、保護テープＴが装着された環状のフレームＦはチャックテーブル３６に配設されたクランプ３６２によって固定される。このようにして、半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、Ｘ軸方向移動手段３７、Ｙ軸方向移動手段３８によって撮像手段６の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６及び図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、分割予定ライン２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５１との位置合わせを行うためのアライメントを遂行する（アライメント工程）。

ここで、当該アライメント工程を実施するに際し、そのまま撮像手段６により分割予定ライン２１を撮像しようとすると、上述したように、半導体ウエーハ２０の研削された裏面２０ｂに凹凸形状からなる研削痕が縞模様のように残存し、分割予定ライン２１を検出するために照射される赤外線が該縞模様において乱反射して半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂ側から透かして表面２０ａ側に形成された分割予定ライン２１を認識できないという問題が生じる。

そこで、本発明に基づく本実施形態では、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに液体を滴下すると共に、該滴下した液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設工程と、半導体ウエーハ２０を撮像する撮像手段６を該カバーガラスの上部に位置付けて該カバーガラスを通して半導体ウエーハ２０の内部を撮像する撮像工程とを含む撮像方法を実行する。当該カバーガラス配設工程及び撮像工程について、図４を参照して説明する。

（カバーガラス配設工程）
図４（ａ）〜（ｄ）には、チャックテーブル(図示省略）上に保護テープＴを介して保持された半導体ウエーハ２０、及びカバーガラス配設手段７が示されている。まず、図４（ａ）に示すように、エアシリンダー７１に支持されたピストンロッド７２を長手方向の軸を中心に回転させ、ノズル保持アーム７３ａの先端に配設されている滴下ノズル７３ｂを、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂの略中央部分に位置付けると共に、ピストンロッド７２を降下させて、該滴下ノズル７３ｂを半導体ウエーハ２０に近接させる。さらに、滴下ノズル７３ｂから図示しない水供給源から供給される水を滴下し、該中央に水滴Ｗを供給する。当該半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに供給された水滴Ｗは、表面張力により該中央部分において半球状に保持される。

半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに対して水滴Ｗが供給された後、ピストンロッド７２の軸を中心に９０度回転させ、先に供給した水滴Ｗの上方にガラス保持プレート７４ｂに保持されたカバーガラス７４ｃを位置付ける（図４（ｂ）を参照。）。そしてピストンロッド７２を降下させて、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに対して約１ｍｍの距離まで近接させる（図４（ｃ）を参照。）。そうすると、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに保持された水滴Ｗは、裏面２０ｂと、カバーガラス７４ｃとに挟まれた領域を満たすとともに、該裏面２０ｂの該縞模様を形成する凹凸部に該水滴Ｗが入り込み、図４（ｄ）に示すような状態となって、カバーガラス配設工程が完了する。

（撮像工程）
図２に戻り、カバーガラス配設工程に続いて実行される撮像工程について説明する。本実施形態では、カバーガラス７４ｃが半導体ウエーハ２０上に位置付けられ、該裏面２０ｂと、カバーガラス７４ｃとに挟まれた領域が該水滴Ｗで満たされている状態で、撮像手段６がカバーガラス７４ｃの上方に位置付けられる。撮像手段６は、上記したように、赤外線撮像素子６１（赤外線ＣＣＤ）と、顕微鏡ユニット６２とを備えており、撮像工程においては、赤外線撮像素子６１（赤外線ＣＣＤ）から赤外線をカバーガラス７４ｃ上に照射する。ここで、半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂには、研削時に生じた縞模様状の凹凸部が形成されているものの、カバーガラス７４ｃと、裏面２０ｂとで形成される空間が該水滴Ｗで満たされていることにより、該凹凸面において該赤外線が乱反射を起こすことが抑制され、照射された赤外線は半導体ウエーハ２０の内部を透過する。

撮像手段６から照射された赤外線がカバーガラス７４ｃ、水滴Ｗ、半導体ウエーハ２０を透過して、表面側２０ａ側の分割予定ライン２１、デバイス２２が赤外線撮像素子６１（赤外線ＣＣＤ）によって捕えられ、撮像された画像データは、図示しない制御手段に入力され、加工装置を操作するオペレータが使用するモニターＭに出力され、撮像工程が実行される。

上記撮像工程により、オペレータは、図２のモニターＭに表示されているような画像を確認することができ、分割予定ライン２１と、モニターＭに表示されるＸ軸移動方向と平行をなしレーザー光線照射手段が通過する位置を示す基準線Ｌと、を比較して、分割予定ライン２１のＸ軸方向に対する角度を円筒部材３４内に収容されている図示しないパルスモータを駆動すると共に、Ｙ軸方向移動手段３８を駆動して微調整し、該基準線Ｌが分割予定ライン２１の中央で且つ分割予定ライン２１と平行になるように調整され、図示しない制御手段に、分割予定ライン２１に対応した当該アライメント情報が記憶される（アライメント工程）。なお、カバーガラス保持プレート７４ｂは、半導体ウエーハ２０とは物理的に連結されておらず、吸着チャック３６１の角度を微調整する際には、近接した状態でその相対位置がずれることになるが、カバーガラス配設工程、撮像工程、及びアライメント工程のいずれにおいても直接接触することがないように構成されている。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ２０に形成されている分割予定ライン２１を検出し、レーザー光線を照射する位置のアライメント工程が行われたならば、カバーガラス配設手段７のピストンロッド７２を図４（ｂ）に示す位置まで上昇させるとともに、カバーガラス保持プレート７４ｂからみて滴下アーム７３ａが配設されている方向にピストンロッド７２を略９０度回転させて、滴下アーム７３ａ、及びカバーガラス保持プレート７４ｂがチャックテーブル３６から遠ざかるように駆動され、さらに、図示されないエアーノズルから該裏面２０ｂ上に対して高圧エアーが吹付けられ、半導体ウエーハ２０の裏面に滴下された水滴が除去される。

そして、アライメントが終了して半導体ウエーハ２０の裏面に滴下された水滴が除去されると、チャックテーブル３６を、レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５１が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１の一端をレーザー光線照射手段５の集光器５１の直下に位置付けてパルスレーザー光線の集光点を半導体ウエーハ２０の内部の所定位置に位置付ける。そして、集光器５１から半導体ウエーハ２０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６をＸ軸方向に所定の送り速度で移動させて、集光器５１からのレーザー光線の照射位置が分割予定ライン２１の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともに、チャックテーブル３６、すなわち半導体ウエーハ２０の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２０の内部には、分割予定ライン２１に沿ってレーザー光線による改質層が形成される（改質層形成工程）。

なお、上記改質層形成工程において使用されるレーザー加工の条件は、例えば次のように設定されている。
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．３Ｗ
集光スポット ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

上述したように所定の分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実施したら、チャックテーブル５１を図１の矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ２０に形成された分割予定ライン２１の間隔だけ割り出し移動（割り出し行程）し、上記改質層形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回転させて、上記所定方向に形成された分割予定ライン２１に対して直交する方向に延びる全ての分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実行する。

そして、上述した改質層形成工程を実行したならば、半導体ウエーハ２０に対して外力を付与して、半導体ウエーハ２０を該改質層が形成された分割予定ライン２１に沿って個々のデバイスに２２に分割する分割工程を実施する。なお、当該分割工程は、公知の技術を適宜適用することが可能であり、本発明の要部をなすものではないため、その詳細は省略する。そして、該分割工程を実施したならば、図示しないピックアップ手段を用いて分割されたデバイス２２を吸着して保護テープＴから剥離してピックアップすることにより、個々に分割されたデバイス２２を得ることができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態においては、撮像工程により使用される撮像手段が、半導体ウエーハに対して赤外線を照射して赤外線撮像素子（赤外線ＣＣＤ）により裏面側から表面側の分割予定ラインを撮像するものであったが、これに限定されず、被加工物に対して透過性を有する光線を用いて裏面から表面側を透かして表面側のパターンを撮像するあらゆる場合に適用可能であり、例えば、光デバイスの製造に使用されるサファイア基板の裏面側から可視光線を照射して表面側の分割予定ラインを撮像するものにおいても適用可能である。また、上述した実施形態では、カバーガラス配設手段７の液体滴下手段７３とカバーガラス保持手段７４は、エアシリンダー７１に駆動される一つのピストンロッド７２に連結され一体的に構成されていたが、必ずしもこれに限定されず、それぞれ別のエアシリンダー、ピストンロッドに連結され、各々操作されるものであってもよい。

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
６：撮像手段
７：カバーガラス配設手段
７３：液体滴下手段
７４：カバーガラス保持手段
７４ａ：カバーガラス保持アーム
７４ｂ：カバーガラス保持プレート
７４ｃ：カバーガラス７４ｃ
２０：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス

Claims (6)

1. 複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成されたウエーハの内部を撮像するウエーハの撮像方法であって、
   レーザー加工装置のチャックテーブルにウエーハの表面側を載置する載置工程と、
   レーザー加工装置に配設されたカバーガラス配設手段によりウエーハの裏面に液体を滴下すると共に、該滴下した液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設工程と、
   ウエーハを撮像する撮像手段を該カバーガラスの上部に位置付けて該カバーガラスを通してウエーハの内部を撮像する撮像工程と、から少なくとも構成され、
   該撮像工程が完了した後、レーザー光線をウエーハに照射するレーザー光線照射領域に移動させる前に、ウエーハの裏面からカバーガラスを遠ざけるウエーハの撮像方法。
2. 該撮像手段は、ウエーハを透過する赤外線によって該ウエーハ内部を撮像するものである、請求項１に記載のウエーハの撮像方法。
3. 該液体は水である、請求項１又は２に記載されたウエーハの撮像方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像方法を実行することにより、該分割予定ライン又は該デバイスを撮像することで分割予定ラインの位置を検出し、
   その後、該ウエーハの裏面から分割予定ラインに対応する領域を加工する加工工程を実施する、ウエーハの加工方法。
5. レーザー加工装置に装着される被加工物の内部を撮像する撮像装置であって、
   レーザー加工装置のチャックテーブルに表面側を保持された被加工物の裏面の撮像面に液体滴下手段により液体を滴下するとともに、該液体上にカバーガラスを配設するカバーガラス配設手段と、
   被加工物を透過する光で該カバーガラスを通して被加工物の内部を撮像する撮像手段と、
   から少なくとも構成され、
   該カバーガラス配設手段は、被加工物が、被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射領域に移動させられる前に、被加工物の裏面からカバーガラスを遠ざける撮像装置。
6. 該液体は水である、請求項５に記載された撮像装置。