WO2021205963A1 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

検査装置は、レーザ照射ユニットと、撮像ユニットと、制御部と、を備え、制御部は、ウエハにレーザ光が照射されることによりウエハの内部に複数の改質領域が形成されると共に改質領域から延びる亀裂が裏面及び表面にまで到達したフルカット状態となるように設定されたレシピでレーザ照射ユニットを制御する加工処理と、撮像ユニットから出力される信号に基づいて、裏面における改質領域から延びる亀裂の状態、並びに、ウエハの内部における改質領域及び亀裂の少なくとも一つの状態を特定する特定処理と、特定処理において特定した情報に基づき、レシピに応じたウエハに対する分断力が適正か否かを判定する判定処理と、を実行するように構成されている。

Description

検査装置及び検査方法

　本発明の一態様は、検査装置及び検査方法に関する。

　半導体基板と、半導体基板の一方の面に形成された機能素子層と、を備えるウエハを複数のラインのそれぞれに沿って切断するために、半導体基板の他方の面側からウエハにレーザ光を照射することにより、複数のラインのそれぞれに沿って半導体基板の内部に複数列の改質領域を形成する検査装置が知られている。特許文献１に記載の検査装置は、赤外線カメラを備えており、半導体基板の内部に形成された改質領域、機能素子層に形成された加工ダメージ等を半導体基板の裏面側から観察することが可能となっている。

特開２０１７－６４７４６号公報

　上述したような検査装置では、ユーザの要望に応じて、改質領域から延びる亀裂がウエハの両端面にまで延びた状態（フルカット状態）となるように改質領域を形成する場合がある。フルカット状態となっているか否かについては、例えば、ウエハの両端面の状態が観察されることにより判断される。ここで、例えばウエハの両端面の状態を観察することによりフルカット状態であるか否かが判定できるものの、フルカット状態となったウエハの内部が適切な状態であるか（品質を維持しているか）否かについては、検査時において判定することができない。このことにより、フルカット状態に加工するウエハの品質を十分に担保することができない場合がある。

　本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、フルカット状態に加工するウエハの品質を担保することが可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る検査装置は、第一表面及び第二表面を有するウエハの第一表面側からウエハにレーザ光を照射する照射部と、ウエハに対して透過性を有する光を出力し、ウエハを伝搬した光を検出する撮像部と、制御部と、を備え、制御部は、ウエハにレーザ光が照射されることによりウエハの内部に一又は複数の改質領域が形成されると共に改質領域から延びる亀裂が第一表面及び第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件で照射部を制御する第一処理と、光を検出した撮像部から出力される信号に基づいて、第一表面における改質領域から延びる亀裂の状態、並びに、ウエハの内部における改質領域及び亀裂の少なくとも一つの状態を特定する第二処理と、第二処理において特定した情報に基づき、加工条件に応じたウエハに対する分断力が適正か否かを判定する第三処理と、を実行するように構成されている。

　本発明の一態様に係る検査装置では、改質領域から延びる亀裂がウエハの第一表面及び第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件でレーザ光が照射される。そして、第一表面における亀裂の状態、並びに、ウエハの内部における改質領域及び亀裂の少なくとも一つの状態が特定され、特定された情報に基づいて、加工条件に応じたウエハに対する分断力が適正か否かが判定される。このように、レーザ光の入射面である第一表面における亀裂の状態に加えて、ウエハの内部における改質領域及び亀裂の少なくとも一つの状態が特定されることにより、ウエハの端面（第一表面）の情報だけでなく、ウエハの内部の情報も考慮して、フルカット状態とするためのウエハに対する分断力の適否が判定されることになる。このことで、例えば、フルカット状態となっているもののウエハの内部の品質が悪化しているような場合に、分断力が適正でないと判定することが可能となる。これによって、フルカット状態に加工するウエハの品質を担保することができる。

　制御部は、第二処理において、ウエハの内部における、ウエハの厚さ方向に交差する方向への亀裂の蛇行の幅を特定し、第三処理において、特定した亀裂の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定してもよい。分断力が大きくなり過ぎている場合には、ウエハの内部において、ウエハの厚さ方向に交差する方向に亀裂が大きく蛇行することが考えられる。このように亀裂が蛇行している箇所は、ウエハが切断された後において端面の凹凸箇所になる。このため、亀裂の蛇行の幅が大きくなった場合に分断力が大きくなり過ぎていると判定し必要に応じて分断力の補正等が実行されることにより、端面に凹凸箇所が生じることを抑制し、フルカット状態に加工するウエハの品質を適切に担保することができる。

　制御部は、第二処理において、ウエハの情報に応じて、亀裂の蛇行が発生しやすいと想定されるウエハの内部の位置を決定し、決定した位置において、亀裂の蛇行の幅を特定してもよい。例えばウエハの厚さ等によって、亀裂の蛇行が発生し易い箇所はある程度予測することができる。このため、ウエハの厚さ等のウエハの情報やレーザ集光位置等のレーザ加工条件を考慮して亀裂の蛇行が発生しやすいと想定されるウエハの内部の位置において亀裂の蛇行の幅が特定されることにより、効率的且つ適切に亀裂の蛇行の幅に係る判定を行うことができる。

　制御部は、第二処理において、改質領域に係るレーザ光のだ痕の鮮明度を特定し、第三処理において、特定しただ痕の鮮明度が所定の値よりも高い場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定してもよい。フルカット状態となっている場合においては、改質領域に係るだ痕がぼんやりと観察され鮮明度が低くなる。一方で、フルカット状態となっていない場合においては、改質領域に係るだ痕がはっきりと観察され鮮明度が高くなる。このため、だ痕の鮮明度が高い場合に、分断力が小さいと判定し必要に応じて分断力を大きくする補正等が実行されることにより、確実にフルカット状態とすることができ、フルカット状態に加工するウエハの品質を適切に担保することができる。

　制御部は、第二処理において、第一表面における亀裂の到達状態を特定し、第三処理において、特定した亀裂の到達状態が、第一表面にまで亀裂が到達していないステルス状態である場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定してもよい。亀裂が第一表面にまで到達したハーフカット状態となっていない（ステルス状態である）場合には、当然にフルカット状態とはなっていない。このため、ハーフカット状態となっていない場合に、分断力が小さいと判定し必要に応じて分断力を大きくする補正等が実行されることにより、確実にフルカット状態とすることができ、フルカット状態に加工するウエハの品質を適切に担保することができる。

　制御部は、第二処理において、第一表面におけるウエハの厚さ方向に交差する方向への亀裂の蛇行の幅を特定し、第三処理において、特定した亀裂の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定してもよい。第一表面においてウエハの厚さ方向に交差する方向に亀裂が大きく蛇行している場合には、分断力が大きくなり過ぎていると考えられる。このため、第一表面における亀裂の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に、分断力が大きいと判定し必要に応じて分断力を小さくする補正等が実行されることにより、フルカット状態に加工するウエハの品質を適切に担保することができる。

　制御部は、第二処理において、第二表面における亀裂の到達状態を特定し、第三処理において、特定した亀裂の到達状態が、第二表面にまで亀裂が到達していないステルス状態である場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定してもよい。亀裂が第二表面にまで到達したＢＨＣ状態となっていない（ステルス状態である）場合には、当然にフルカット状態とはなっていない。このため、ＢＨＣ状態となっていない場合には、分断力が小さいと判定し必要に応じて分断力を大きくする補正等が実行されることにより、確実にフルカット状態とすることができ、フルカット状態に加工するウエハの品質を適切に担保することができる。

　制御部は、第三処理において分断力が適正でないと判定した場合に、分断力が適正範囲となるように加工条件を補正する第四処理を更に実行するように構成されており、第四処理において補正された加工条件で、再度、第一処理、第二処理、及び第三処理を実行してもよい。このように、分断力が適正範囲となるように補正された加工条件で、再度各処理が実行されることにより、補正された加工条件が適正であるか否かを判定し、適正な加工条件を確実に導出することができる。

　制御部は、第一処理において、複数の改質領域が形成されるように照射部を制御し、第一処理において最後に形成される改質領域が形成された後に、第二処理及び第三処理を実行してもよい。これにより、全ての改質領域が形成された後のウエハの状態（すなわち、フルカット状態となっているはずの状態）に基づいて、フルカット状態とするためのウエハに対する分断力の適否を判定することができる。

　本発明の一態様に係る検査装置は、第一表面及び第二表面を有するウエハの第一表面側からウエハにレーザ光を照射する照射部と、ウエハに対して透過性を有する光を出力し、ウエハを伝搬した光を検出する撮像部と、制御部と、を備え、制御部は、ウエハにレーザ光が照射されることによりウエハの内部に複数の改質領域が形成されると共に改質領域から延びる亀裂が第一表面及び第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件で照射部を制御する第一処理と、第一処理において最後に形成される改質領域が形成される前に、光を検出した撮像部から出力される信号に基づいて、改質領域及び改質領域から延びる亀裂に係る情報を特定する事前特定処理と、事前特定処理において特定した情報に基づき、最後に形成される改質領域が形成される前の状態として適正か否かを判定する事前判定処理と、を実行するように構成されている。フルカット状態においては、ウエハの内部の詳細な状態を観察することが難しい場合がある。この点、最後に形成される改質領域が形成される前においては、改質領域及び亀裂に係る情報（改質層位置や亀裂長さ等）の詳細が観察（特定）できるため、フルカット状態での判定と比較してより詳細な判定が可能になる。そして、最後に形成される改質領域が形成される前の状態として適正か否かが判定されることにより、フルカット状態に加工するウエハの品質を担保することができる。

　制御部は、事前判定処理において最後に形成される改質領域が形成される前の状態として適正でないと判定した場合に、加工条件を補正する事前補正処理を更に実行するように構成されており、事前補正処理において補正された加工条件で、再度、第一処理、事前特定処理、及び事前判定処理を実行してもよい。このように、事前判定処理において状態が適正でないと判定された場合に加工条件が補正されることによって、フルカット状態に加工するウエハの品質を担保することができる。

　本発明の一態様に係る検査方法は、第一表面及び第二表面を有するウエハの第一表面側から、ウエハの内部に一又は複数の改質領域が形成されると共に改質領域から延びる亀裂が第一表面及び第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件で、レーザ光を照射する第一工程と、第一工程によって改質領域が形成されたウエハに対して透過性を有する光を出力し、ウエハを伝搬した光を検出して出力される信号に基づいて、第一表面における改質領域から延びる亀裂の状態、並びに、ウエハの内部における改質領域及び亀裂の少なくとも一つの状態を特定する第二工程と、第二工程において特定した情報に基づき、加工条件に応じたウエハに対する分断力が適正か否かを判定する第三工程と、を含む。

　本発明の一態様によれば、フルカット状態に加工するウエハの品質を担保することができる。

一実施形態の検査装置の構成図である。 一実施形態のウエハの平面図である。 図２に示されるウエハの一部分の断面図である。 図１に示されるレーザ照射ユニットの構成図である。 図１に示される検査用撮像ユニットの構成図である。 図１に示されるアライメント補正用撮像ユニットの構成図である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するためのウエハの断面図、及び当該検査用撮像ユニットによる各箇所での画像である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するためのウエハの断面図、及び当該検査用撮像ユニットによる各箇所での画像である。 半導体基板の内部に形成された改質領域及び亀裂のＳＥＭ画像である。 半導体基板の内部に形成された改質領域及び亀裂のＳＥＭ画像である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するための光路図、及び当該検査用撮像ユニットによる焦点での画像を示す模式図である。 図５に示される検査用撮像ユニットによる撮像原理を説明するための光路図、及び当該検査用撮像ユニットによる焦点での画像を示す模式図である。 ウエハに対する分断力に応じたウエハの状態を説明する図である。 フルカット条件でレーザ加工する場合に内部観察が必要な理由を説明する図である。 ウエハの状態毎の観察結果を模式的に示す図である。 蛇行する亀裂の幅の観察について説明する図である。 ウエハの厚さ毎の端面凹凸発生領域を説明する図である。 加工条件導出処理を説明する図である。 加工条件導出処理に係る画面イメージである。 加工条件導出処理に係る画面イメージである。 加工条件導出処理に係る画面イメージである。 加工条件導出処理に係る画面イメージである。 加工条件導出処理に係る画面イメージである。 加工条件導出処理に係る画面イメージである。 検査方法（加工条件導出処理）のフローチャートである。 変形例に係る加工条件導出処理を説明する図である。 変形例に係る加工条件導出処理に係る画面イメージである。 変形例に係る加工条件導出処理に係る画面イメージである。 変形例に係る検査方法（加工条件導出処理）のフローチャートである。 亀裂検出について説明する図である。 亀裂検出について説明する図である。 だ痕検出について説明する図である。 だ痕検出について説明する図である。 だ痕検出について説明する図である。 加工方法による撮像区間の違いを説明する図である。 輝度キャリブレーション処理のフローチャートである。 シェーディング補正処理のフローチャートである。 各種補正処理を行う場合のレーザ加工方法（加工条件導出処理）のフローチャートである。 各種補正処理を行った画像である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［検査装置の構成］

　図１に示されるように、検査装置１は、ステージ２と、レーザ照射ユニット３（照射部）と、複数の撮像ユニット４，５，６と、駆動ユニット７と、制御部８と、ディスプレイ１５０（入力部，表示部）とを備えている。検査装置１は、対象物１１にレーザ光Ｌを照射することにより、対象物１１に改質領域１２を形成する装置である。

　ステージ２は、例えば対象物１１に貼り付けられたフィルムを吸着することにより、対象物１１を支持する。ステージ２は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動可能であり、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに垂直な第１水平方向及び第２水平方向であり、Ｚ方向は、鉛直方向である。

　レーザ照射ユニット３は、対象物１１に対して透過性を有するレーザ光Ｌを集光して対象物１１に照射する。ステージ２に支持された対象物１１の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光点Ｃに対応する部分においてレーザ光Ｌが特に吸収され、対象物１１の内部に改質領域１２が形成される。

　改質領域１２は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域１２としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。改質領域１２は、改質領域１２からレーザ光Ｌの入射側及びその反対側に亀裂が延び易いという特性を有している。このような改質領域１２の特性は、対象物１１の切断に利用される。

　一例として、ステージ２をＸ方向に沿って移動させ、対象物１１に対して集光点ＣをＸ方向に沿って相対的に移動させると、複数の改質スポット１２ｓがＸ方向に沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポット１２ｓは、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。１列の改質領域１２は、１列に並んだ複数の改質スポット１２ｓの集合である。隣り合う改質スポット１２ｓは、対象物１１に対する集光点Ｃの相対的な移動速度及びレーザ光Ｌの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。

　撮像ユニット４は、対象物１１に形成された改質領域１２、及び改質領域１２から延びた亀裂の先端を撮像する。

　撮像ユニット５及び撮像ユニット６は、制御部８の制御のもとで、ステージ２に支持された対象物１１を、対象物１１を透過する光により撮像する。撮像ユニット５，６が撮像することにより得られた画像は、一例として、レーザ光Ｌの照射位置のアライメントに供される。

　駆動ユニット７は、レーザ照射ユニット３及び複数の撮像ユニット４，５，６を支持している。駆動ユニット７は、レーザ照射ユニット３及び複数の撮像ユニット４，５，６をＺ方向に沿って移動させる。

　制御部８は、ステージ２、レーザ照射ユニット３、複数の撮像ユニット４，５，６、及び駆動ユニット７の動作を制御する。制御部８は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部８では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信を制御する。

　ディスプレイ１５０は、ユーザから情報の入力を受付ける入力部としての機能と、ユーザに対して情報を表示する表示部としての機能とを有している。

［対象物の構成］
　本実施形態の対象物１１は、図２及び図３に示されるように、ウエハ２０である。ウエハ２０は、半導体基板２１と、機能素子層２２と、を備えている。なお、本実施形態では、ウエハ２０は機能素子層２２を有するとして説明するが、ウエハ２０は機能素子層２２を有していても有していなくてもよく、ベアウエハであってもよい。半導体基板２１は、表面２１ａ（第二表面）及び裏面２１ｂ（第一表面）を有している。半導体基板２１は、例えば、シリコン基板である。機能素子層２２は、半導体基板２１の表面２１ａに形成されている。機能素子層２２は、表面２１ａに沿って２次元に配列された複数の機能素子２２ａを含んでいる。機能素子２２ａは、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。機能素子２２ａは、複数の層がスタックされて３次元的に構成される場合もある。なお、半導体基板２１には、結晶方位を示すノッチ２１ｃが設けられているが、ノッチ２１ｃの替わりにオリエンテーションフラットが設けられていてもよい。

　ウエハ２０は、複数のライン１５のそれぞれに沿って機能素子２２ａごとに切断される。複数のライン１５は、ウエハ２０の厚さ方向から見た場合に複数の機能素子２２ａのそれぞれの間を通っている。より具体的には、ライン１５は、ウエハ２０の厚さ方向から見た場合にストリート領域２３の中心（幅方向における中心）を通っている。ストリート領域２３は、機能素子層２２において、隣り合う機能素子２２ａの間を通るように延在している。本実施形態では、複数の機能素子２２ａは、表面２１ａに沿ってマトリックス状に配列されており、複数のライン１５は、格子状に設定されている。なお、ライン１５は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。

［レーザ照射ユニットの構成］
　図４に示されるように、レーザ照射ユニット３は、光源３１と、空間光変調器３２と、集光レンズ３３と、を有している。光源３１は、例えばパルス発振方式によって、レーザ光Ｌを出力する。空間光変調器３２は、光源３１から出力されたレーザ光Ｌを変調する。空間光変調器３２は、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid　Crystal　on　Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial　Light　Modulator）である。集光レンズ３３は、空間光変調器３２によって変調されたレーザ光Ｌを集光する。なお、集光レンズ３３は、補正環レンズであってもよい。

　本実施形態では、レーザ照射ユニット３は、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウエハ２０にレーザ光Ｌを照射することにより、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の内部に２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成する。改質領域１２ａは、２列の改質領域１２ａ，１２ｂのうち表面２１ａに最も近い改質領域である。改質領域１２ｂは、２列の改質領域１２ａ，１２ｂのうち、改質領域１２ａに最も近い改質領域であって、裏面２１ｂに最も近い改質領域である。

　２列の改質領域１２ａ，１２ｂは、ウエハ２０の厚さ方向（Ｚ方向）において隣り合っている。２列の改質領域１２ａ，１２ｂは、半導体基板２１に対して２つの集光点Ｃ１，Ｃ２がライン１５に沿って相対的に移動させられることにより形成される。レーザ光Ｌは、例えば集光点Ｃ１に対して集光点Ｃ２が進行方向の後側且つレーザ光Ｌの入射側に位置するように、空間光変調器３２によって変調される。なお、改質領域の形成に関しては、単焦点であっても多焦点であってもよいし、１パスであっても複数パスであってもよい。

　レーザ照射ユニット３は、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウエハ２０にレーザ光Ｌを照射する。一例として、厚さ４００μｍの単結晶シリコン＜１００＞基板である半導体基板２１に対し、表面２１ａから５４μｍの位置及び１２８μｍの位置に２つの集光点Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ合わせて、複数のライン１５のそれぞれに沿って半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウエハ２０にレーザ光Ｌを照射する。このとき、例えば２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が半導体基板２１の表面２１ａに至る条件とする場合、レーザ光Ｌの波長は１０９９ｎｍ、パルス幅は７００ｎ秒、繰り返し周波数は１２０ｋＨｚとされる。また、集光点Ｃ１におけるレーザ光Ｌの出力は２．７Ｗ、集光点Ｃ２におけるレーザ光Ｌの出力は２．７Ｗとされ、半導体基板２１に対する２つの集光点Ｃ１，Ｃ２の相対的な移動速度は８００ｍｍ／秒とされる。なお、例えば加工パス数が５とされる場合、上述したウエハ２０に対して、例えば、ＺＨ８０（表面２１ａから３２８μｍの位置）、ＺＨ６９（表面２１ａから２８３μｍの位置）、ＺＨ５７（表面２１ａから２３４μｍの位置）、ＺＨ２６（表面２１ａから１０７μｍの位置）、ＺＨ１２（表面２１ａから４９．２μｍの位置）が加工位置とされてもよい。この場合、例えば、レーザ光Ｌの波長は１０８０ｎｍであり、パルス幅は４００ｎｓｅｃであり、繰り返し周波数は１００ｋＨｚであり、移動速度は４９０ｍｍ／秒であってもよい。

　このような２列の改質領域１２ａ，１２ｂ及び亀裂１４の形成は、次のような場合に実行される。すなわち、後の工程において、例えば、半導体基板２１の裏面２１ｂを研削することにより半導体基板２１を薄化すると共に亀裂１４を裏面２１ｂに露出させ、複数のライン１５のそれぞれに沿ってウエハ２０を複数の半導体デバイスに切断する場合である。

［検査用撮像ユニットの構成］
　図５に示されるように、撮像ユニット４（撮像部）は、光源４１と、ミラー４２と、対物レンズ４３と、光検出部４４と、を有している。撮像ユニット４はウエハ２０を撮像する。光源４１は、半導体基板２１に対して透過性を有する光Ｉ１を出力する。光源４１は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ１を出力する。光源４１から出力された光Ｉ１は、ミラー４２によって反射されて対物レンズ４３を通過し、半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウエハ２０に照射される。このとき、ステージ２は、上述したように２列の改質領域１２ａ，１２ｂが形成されたウエハ２０を支持している。

　対物レンズ４３は、半導体基板２１の表面２１ａで反射された光Ｉ１を通過させる。つまり、対物レンズ４３は、半導体基板２１を伝搬した光Ｉ１を通過させる。対物レンズ４３の開口数（ＮＡ）は、例えば０．４５以上である。対物レンズ４３は、補正環４３ａを有している。補正環４３ａは、例えば対物レンズ４３を構成する複数のレンズにおける相互間の距離を調整することにより、半導体基板２１内において光Ｉ１に生じる収差を補正する。なお、収差を補正する手段は、補正環４３ａに限られず、空間光変調器等のその他の補正手段であってもよい。光検出部４４は、対物レンズ４３及びミラー４２を透過した光Ｉ１を検出する。光検出部４４は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ１を検出する。なお、近赤外領域の光Ｉ１を検出（撮像）する手段はＩｎＧａＡｓカメラに限られず、透過型コンフォーカル顕微鏡等、透過型の撮像を行うものであればその他の撮像手段であってもよい。

　撮像ユニット４は、２列の改質領域１２ａ，１２ｂのそれぞれ、及び、複数の亀裂１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれの先端を撮像することができる（詳細については、後述する）。亀裂１４ａは、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂である。亀裂１４ｂは、改質領域１２ａから裏面２１ｂ側に延びる亀裂である。亀裂１４ｃは、改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂である。亀裂１４ｄは、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂である。

［アライメント補正用撮像ユニットの構成］
　図６に示されるように、撮像ユニット５は、光源５１と、ミラー５２と、レンズ５３と、光検出部５４と、を有している。光源５１は、半導体基板２１に対して透過性を有する光Ｉ２を出力する。光源５１は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ２を出力する。光源５１は、撮像ユニット４の光源４１と共通化されていてもよい。光源５１から出力された光Ｉ２は、ミラー５２によって反射されてレンズ５３を通過し、半導体基板２１の裏面２１ｂ側からウエハ２０に照射される。

　レンズ５３は、半導体基板２１の表面２１ａで反射された光Ｉ２を通過させる。つまり、レンズ５３は、半導体基板２１を伝搬した光Ｉ２を通過させる。レンズ５３の開口数は、０．３以下である。すなわち、撮像ユニット４の対物レンズ４３の開口数は、レンズ５３の開口数よりも大きい。光検出部５４は、レンズ５３及びミラー５２を通過した光Ｉ２を検出する。光検出部５４は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の光Ｉ２を検出する。

　撮像ユニット５は、制御部８の制御のもとで、裏面２１ｂ側から光Ｉ２をウエハ２０に照射すると共に、表面２１ａ（機能素子層２２）から戻る光Ｉ２を検出することにより、機能素子層２２を撮像する。また、撮像ユニット５は、同様に、制御部８の制御のもとで、裏面２１ｂ側から光Ｉ２をウエハ２０に照射すると共に、半導体基板２１における改質領域１２ａ，１２ｂの形成位置から戻る光Ｉ２を検出することにより、改質領域１２ａ，１２ｂを含む領域の画像を取得する。これらの画像は、レーザ光Ｌの照射位置のアライメントに用いられる。撮像ユニット６は、レンズ５３がより低倍率（例えば、撮像ユニット５においては６倍であり、撮像ユニット６においては１．５倍）である点を除いて、撮像ユニット５と同様の構成を備え、撮像ユニット５と同様にアライメントに用いられる。

［検査用撮像ユニットによる撮像原理］
　図５に示される撮像ユニット４を用い、図７に示されるように、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が表面２１ａに至っている半導体基板２１に対して、裏面２１ｂ側から表面２１ａ側に向かって焦点Ｆ（対物レンズ４３の焦点）を移動させる。この場合、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、当該先端１４ｅを確認することができる（図７における右側の画像）。しかし、亀裂１４そのもの、及び表面２１ａに至っている亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせても、それらを確認することができない（図７における左側の画像）。なお、半導体基板２１の表面２１ａに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、機能素子層２２を確認することができる。

　また、図５に示される撮像ユニット４を用い、図８に示されるように、２列の改質領域１２ａ，１２ｂに渡る亀裂１４が表面２１ａに至っていない半導体基板２１に対して、裏面２１ｂ側から表面２１ａ側に向かって焦点Ｆを移動させる。この場合、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせても、当該先端１４ｅを確認することができない（図８における左側の画像）。しかし、表面２１ａに対して裏面２１ｂとは反対側の領域（すなわち、表面２１ａに対して機能素子層２２側の領域）に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせて、表面２１ａに関して焦点Ｆと対称な仮想焦点Ｆｖを当該先端１４ｅに位置させると、当該先端１４ｅを確認することができる（図８における右側の画像）。なお、仮想焦点Ｆｖは、半導体基板２１の屈折率を考慮した焦点Ｆと表面２１ａに関して対称な点である。

　以上のように亀裂１４そのものを確認することができないのは、照明光である光Ｉ１の波長よりも亀裂１４の幅が小さいためと想定される。図９及び図１０は、シリコン基板である半導体基板２１の内部に形成された改質領域１２及び亀裂１４のＳＥＭ（Scanning　Electron　Microscope）画像である。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に示される領域Ａ１の拡大像、図１０の（ａ）は、図９の（ｂ）に示される領域Ａ２の拡大像、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示される領域Ａ３の拡大像である。このように、亀裂１４の幅は、１２０ｎｍ程度であり、近赤外領域の光Ｉ１の波長（例えば、１．１～１．２μｍ）よりも小さい。

　以上を踏まえて想定される撮像原理は、次のとおりである。図１１の（ａ）に示されるように、空気中に焦点Ｆを位置させると、光Ｉ１が戻ってこないため、黒っぽい画像が得られる（図１１の（ａ）における右側の画像）。図１１の（ｂ）に示されるように、半導体基板２１の内部に焦点Ｆを位置させると、表面２１ａで反射された光Ｉ１が戻ってくるため、白っぽい画像が得られる（図１１の（ｂ）における右側の画像）。図１１の（ｃ）に示されるように、改質領域１２に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、改質領域１２によって、表面２１ａで反射されて戻ってきた光Ｉ１の一部について吸収、散乱等が生じるため、白っぽい背景の中に改質領域１２が黒っぽく映った画像が得られる（図１１の（ｃ）における右側の画像）。

　図１２の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、亀裂１４の先端１４ｅに裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、例えば、先端１４ｅ近傍に生じた光学的特異性（応力集中、歪、原子密度の不連続性等）、先端１４ｅ近傍で生じる光の閉じ込め等によって、表面２１ａで反射されて戻ってきた光Ｉ１の一部について散乱、反射、干渉、吸収等が生じるため、白っぽい背景の中に先端１４ｅが黒っぽく映った画像が得られる（図１２の（ａ）及び（ｂ）における右側の画像）。図１２の（ｃ）に示されるように、亀裂１４の先端１４ｅ近傍以外の部分に裏面２１ｂ側から焦点Ｆを合わせると、表面２１ａで反射された光Ｉ１の少なくとも一部が戻ってくるため、白っぽい画像が得られる（図１２の（ｃ）における右側の画像）。

［加工条件導出処理］
　以下では、ウエハ２０の切断等を目的として改質領域を形成する処理の前処理として実行される、加工条件導出処理における分断力判定処理を説明する。なお、以下では、加工条件導出処理における分断力判定処理を一例に説明するが、分断力判定処理は、加工条件導出処理以外の処理、例えば加工条件を導出した後の各種検査処理において実行されてもよい。加工条件とは、どのような条件・手順でウエハ２０を加工するかを示す、加工に係るレシピである。

　分断力とは、レーザ光が照射されることによってウエハ２０に加わるウエハ２０の分断（切断）に係る力である。図１３は、ウエハ２０に対する分断力に応じたウエハ２０の状態を説明する図である。図１３（ａ）～図１３（ｄ）において、上図はウエハ２０の断面の実際の状態（観察される状態）を示す図、下図は上図で示した断面を模式的に示す図である。図１３（ａ）～図１３（ｄ）の下図に示されるように、各ウエハ２０には、レーザ光の入射面の反対側である表面２１ａに近い側から、５列の改質領域１２ａ～１２ｅが形成されているとする。図１３に示される例では、図１３（ｄ）、図１３（ｃ）、図１３（ｂ）、図１３（ａ）の順でウエハ２０に対する分断力が大きくなっている。最も分断力が小さい図１３（ａ）の状態においては、亀裂１４が改質領域（ＳＤ層）の上下に発生しておらず、裏面２１ｂ及び表面２１ａの双方において亀裂１４が到達していないＳＴ（Stealth）状態となっている。図１３（ｂ）の状態においては、少なくとも改質領域１２ａ，１２ｄ，１２ｅから上下に亀裂１４が発生しており、亀裂１４が裏面２１ｂに到達したハーフカット（ＨＣ）状態となっている。図１３（ｂ）において表面２１ａには亀裂１４が到達していない（ＳＴ状態となっている）。図１３（ｃ）の状態においては、全ての改質領域１２ａ～１２ｅから上下に亀裂１４が発生しており、亀裂１４が裏面２１ｂに到達したＨＣ状態、及び、亀裂１４が表面２１ａに到達したＢＨＣ（Bottom side half-cut）状態となっている。このように、図１３（ｃ）の状態は、亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態である。なお、ウエハ２０の内部に極わずかに亀裂１４がつながっていない箇所があったとしても、該つながっていない箇所が、標準的なテープエキスパンド（例えば拡張量１５ｍｍ、拡張速度５ｍｍ／ｓｅｃのテープエキスパンド）にてつながりウエハ２０の分割が可能になるレベルである状態はフルカット状態であるとする。極わずかに亀裂１４がつながっていない箇所とは、改質層部における再凝固箇所（レーザ照射時の溶融後に再凝固する箇所）、又は、チップ品質を良好にすべくあえて亀裂１４をつながない黒スジ箇所等である。

　同様に、最も分断力が大きい図１３（ｄ）の状態においても、亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態となっている。ここで、図１３（ｄ）の下図に示されるように、分断力が大きすぎることによって、図１３（ｄ）の例では、ウエハ２０の厚さ方向（Ｚ方向）に交差する方向に亀裂１４が蛇行している。このように、分断力が大きすぎる場合には、ウエハ２０の内部においてＺ方向に交差する方向に亀裂１４が大きく蛇行することが考えられる。亀裂１４が蛇行している箇所は、ウエハ２０が切断された後において端面凹凸箇所となってしまう。以上のように、例えばフルカット状態とすることを目的としてレーザ加工が行われ、フルカット状態となっている場合であっても、分断力によっては、ウエハ２０の内部の品質が悪化している場合がある。本実施形態では、ウエハ２０の内部観察を行うことにより、分断力が適正範囲にあるかを判定し、適正範囲にない場合には分断力が適正範囲となるようにレシピ（加工条件）の補正処理を実行する。このように、分断力判定処理及び補正処理が実行されることによって、分断力を考慮した適切なレシピ（加工条件）を導出することができる。

　ウエハ２０の内部観察が必要になる理由について、図１４を参照して更に説明する。上述したように、フルカット状態とすることを目的としてレーザ加工を行った場合において、レーザ入射面である裏面２１ｂに亀裂１４が到達していることが確認された場合であっても、ウエハ２０の内部の亀裂状態が悪い場合には、デバイス品質がＮＧとなってしまう。亀裂状態が悪い例としては、例えば上述した端面凹凸箇所の発生が考えられる。端面凹凸の発生によって、チップサイズ不良、チップ抗折強度の低下、パーティクル発塵等の不具合が考えられるため、デバイス品質がＮＧとなる。図１４（ａ）に示される断面の例では、ウエハ２０の内部で発生した亀裂１４が裏面２１ｂに向かう途中で止まっているため、裏面２１ｂ付近の亀裂１４はまっすぐ伸展しているが、ウエハ２０のＺ方向中心部分においては、亀裂１４が曲がって（蛇行して）形成されている。このように、工法によっては、亀裂１４の伸展を止めることにより、裏面２１ｂ付近の亀裂状態を正常とすることができるものの、ウエハ２０の内部において亀裂状態が悪くなる場合がある。このような場合を考えると、ウエハ２０の内部観察が必要になる。また、図１４（ｂ）に示される断面の模式図に示されるように、入射面品質が特に問われる場合には、入射面である裏面２１ｂに最も近い改質領域（ＳＤ１）を先に形成してから、その他の改質領域（ＳＤ２～ＳＤ４）を形成する、逆打ちＳＤ工法が採用される場合がある。この場合においても、裏面２１ｂの亀裂状態は正常になるものの、例えば図１４（ｂ）に示されるように、ウエハ２０の内部において亀裂１４が連続しない等の問題が発生する可能性がある。このような場合を考えると、ウエハ２０の内部観察が必要になる。

　図１５は、ウエハ２０の状態毎の内部観察結果を模式的に示す図である。図１５（ａ）～図１５（ｄ）は、図１３（ａ）～図１３（ｄ）の状態のそれぞれに対応する内部観察結果である。すなわち、図１５（ａ）は裏面２１ｂ及び表面２１ａの双方において亀裂１４が到達していないＳＴ状態の内部観察結果であり、図１５（ｂ）は亀裂１４が裏面２１ｂにのみ到達しているＨＣ状態の内部観察結果であり、図１５（ｃ）は亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態（内部良好）の内部観察結果であり、図１５（ｄ）は亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態（内部不良）の内部観察結果である。図１５（ａ）～図１５（ｄ）においては、それぞれの状態の裏面２１ｂ（入射面）の観察結果、改質領域１２ｄ（ＳＤ４）の観察結果、改質領域１２ｃ（ＳＤ３）の観察結果が示されている。各内部観察結果は、撮像ユニット４により裏面２１ｂ側から各点に焦点Ｆを合わせることにより（各点からの光を検出した撮像ユニット４から出力される信号に基づいて）取得されている。

　入射面については、図１５（ａ）のＳＴ状態においては亀裂１４が観察されず図１５（ｂ）～図１５（ｄ）の各状態においては亀裂１４が観察される。改質領域１２ｄ（ＳＤ４）については、図１５（ａ）のＳＴ状態及び図１５（ｂ）のＨＣ状態においてはだ痕Ｄｅがくっきりと観察されるが、図１５（ｃ），図１５（ｄ）のフルカット状態においてはだ痕Ｄｅがぼんやりと観察される。改質領域１２ｃ（ＳＤ３）については、図１５（ａ）のＳＴ状態及び図１５（ｂ）のＨＣ状態においてはだ痕Ｄｅがくっきりと観察されるが、図１５（ｃ）のフルカット状態（内部良好）においてはだ痕Ｄｅがぼんやりと観察される。また、図１５（ｄ）のフルカット状態（内部不良）においては、改質領域１２ｃ（ＳＤ３）に焦点Ｆを合わせると、切断後において端面凹凸箇所となる、亀裂１４の蛇行部分が観察される。

　図１６は、蛇行する亀裂１４の幅の観察について説明する図である。図１６（ａ）は改質領域１２ａ，１２ｂから延びる上下方向の亀裂１４の先端を観察する例を示しており、図１６（ｃ）は改質領域１２ｃ，１２ｄ間において蛇行する亀裂１４の幅（亀裂１４の影の幅）を観察する例を示している。図１６（ａ）に示される状態において、裏面２１ｂ側から表面２１ａ側に向かって焦点Ｆを移動させると、改質領域１２ｂから裏面２１ｂ側に延びる亀裂１４の先端が図１６（ｂ）の上図のように観察される。また、改質領域１２ａから表面２１ａ側に延びる亀裂１４の先端（或いは表面２１ａに関して亀裂１４の先端と対象な点）に焦点Ｆを移動させることにより、改質領域１２ｂから表面２１ａ側に延びる亀裂１４の先端が図１６（ｂ）の下図のように観察される。図１６（ｃ）に示されるように蛇行する亀裂１４の幅を観察する場合においても、同様に、裏面２１ｂ側から表面２１ａ側に向かってＺ方向に焦点Ｆを移動させる。そして、図１６（ｄ）に示されるように、焦点Ｆが亀裂１４の蛇行部分に到達すると、亀裂１４の影の幅が一定ではない領域が観察される。このように、亀裂１４の影の幅を観察することによって、亀裂１４の蛇行部分を特定することができる。

　図１７は、ウエハ２０の厚さ毎の端面凹凸発生領域（亀裂１４の蛇行部分）を説明する図である。図１７（ａ）は厚さが５００μｍであって亀裂１４の蛇行部分が生じているウエハ２０の断面、図１７（ｂ）は厚さが５００μｍであって亀裂１４の蛇行部分が生じていないウエハ２０の断面、図１７（ｃ）は厚さが４００μｍであって亀裂１４の蛇行部分が生じているウエハ２０の断面、図１７（ｄ）は厚さが４００μｍであって亀裂１４の蛇行部分が生じていないウエハ２０の断面を示している。図１７（ａ）に示されるように、厚さが５００μｍのウエハ２０では、改質領域であるＳＤ２～ＳＤ３間において亀裂１４の蛇行部分（端面凹凸発生領域）が発生しているのに対して、図１７（ｃ）に示されるように、厚さが４００μｍのウエハ２０では、改質領域であるＳＤ３～ＳＤ４間において亀裂１４の蛇行部分（端面凹凸発生領域）が発生している。このように、亀裂１４の蛇行部分は、ウエハ２０の厚さによって生じる領域が異なっている。このため、制御部８は、ウエハ２０の情報（例えばウエハ２０の厚さ）やレーザ加工条件（例えばウエハ２０内のレーザ集光位置など）に応じて、亀裂１４の蛇行が発生しやすいと想定されるウエハ２０の内部の位置を決定し、決定した位置において、亀裂１４の蛇行の幅が所定の値よりも大きいか否かを判定し、ウエハ２０の内部の亀裂状態を判定してもよい。

　加工条件導出処理では、制御部８は、ディスプレイ１５０によって受付けられた情報に基づきレーザ照射ユニット３によるレーザ光の照射条件を含んだレシピ（加工条件）を決定する決定処理と、ウエハ２０にレーザ光が照射されることによりウエハ２０の内部に複数の改質領域１２が形成されると共に改質領域１２から延びる亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態となるように設定されたレシピ（加工条件）でレーザ照射ユニット３を制御する加工処理（第一処理）と、光を検出した撮像ユニット４から出力される信号に基づいて、裏面２１ｂにおける改質領域１２から延びる亀裂１４の状態、並びに、ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の少なくとも一つの状態を特定する特定処理（第二処理）と、特定処理において特定した情報に基づき、レシピに応じたウエハ２０に対する分断力が適正か否かを判定する判定処理（第三処理）と、判定処理において分断力が適正でないと判定した場合に分断力が適正範囲となるようにレシピを補正する補正処理（第四処理）と、を実行するように構成されている。

　図１８は、加工条件導出処理の概要を説明する図である。加工条件導出処理では、上述したように、フルカット状態となるように設定されたレシピ（加工条件）でウエハ２０の加工処理が行われ、裏面２１ｂにおける亀裂１４の状態、及び、ウエハ２０の内部の状態に基づいてウエハ２０に対する分断力（フルカット条件下での分断力）が適正か否かが判定される。分断力の適否判定では、具体的には、図１８に示されるように、入射面状態、だ痕状態、亀裂の蛇行状態、入射裏面状態の観察結果が参照される。図１８（ａ）は、亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａに到達したフルカット状態のウエハ２０を模式的に示している。このようなウエハ２０について、図１８（ｂ）に示されるように入射面状態（裏面２１ｂの状態）が観察されて、亀裂１４が裏面２１ｂに到達したＨＣ状態であるか、及び、裏面２１ｂにおいてウエハ２０の厚さ方向であるＺ方向に交差する方向への亀裂１４の幅が所定の値よりも大きくなっていないかが判定される。また、だ痕状態が観察されて、だ痕がくっきりしていて鮮明であるか（図１８（ｃ）参照）、だ痕がぼんやりしていて不鮮明であるか（図１８（ｄ）参照）が判定される。また、改質領域間（例えばＳＤ３～ＳＤ４間）における亀裂１４の影の幅（図１８（ｅ）参照）が観察されて、亀裂の幅が所定の値よりも大きくなっていないかが判定される。また、入射裏面状態（表面２１ａの状態）が観察されて、亀裂１４が表面２１ａに到達したＢＨＣ状態であるかが判定される。以下、加工条件導出処理の各処理について説明する。

（決定処理）
　図１９～図２１を参照して、決定処理について説明する。決定処理では、まず、ディスプレイ１５０が、ウエハ加工情報のユーザ入力を受付ける。ウエハ加工情報とは、レシピ（加工条件）を決定するための情報である。図１９は、ディスプレイ１５０に表示されるウエハ加工情報の設定画面（ユーザ入力受付画面）の一例である。図１９に示されるように、ディスプレイ１５０には、「ＦＣ判定」「ウエハ厚さ」「デバイス種類」「加工設定」が表示されている。「ＦＣ判定」とは、フルカット状態になると想定される改質領域（最後に形成される改質領域）が形成された後に、フルカット条件での分断力に係る判定が行われることを示す情報である。図１９に示される例では、「ＦＣ判定」が「実行」とされており、本設定画面ではユーザ入力（ユーザによる判定モードの変更）が受け付けられないようになっている。「ウエハ厚さ」は、ウエハ２０の厚さを示す情報である。「ウエハ厚さ」は、例えば複数の選択肢からユーザに選択されることにより入力される。「デバイス種類」は、ウエハ２０の種類を示す情報である。「デバイス種類」は、例えばノッチの位置に応じた「０°」品、「４５°」品等の種類で示される。「デバイス種類」は、例えば複数の選択肢からユーザに選択されることにより入力される。「加工設定」は、ユーザが希望するレーザ加工に係る設定情報である。「加工設定」は、例えば複数の選択肢からユーザに選択されることにより入力される。「ウエハ厚さ」、「デバイス種類」、及び「加工設定」は、少なくとも一つが入力されればよい。図１９の設定画面での入力が完了すると、図２０の画面に遷移する。

　図２０は、ディスプレイ１５０に表示される判定内容確認画面の一例である。判定内容確認画面は、図１９の設定画面において入力された内容に基づき実行される判定（加工後の判定）に係る情報を表示するための画面である。図２０に示されるように、判定内容確認画面では、大きく、判定内容と判定基準とが表示される。判定内容には、図１９の設定画面で設定された（或いは設定された情報から導出された）、「ＦＣ判定」「ウエハ厚さ」「デバイス種類」「加工設定」の内容が表示される。判定基準には、判定処理における合格基準が表示されており、レーザ入射面検査（裏面２１ｂにおける改質領域１２から延びる亀裂１４の状態の検査）の合格基準として、「入射面の亀裂状態」「ＨＣ直進性」の合格基準が表示され、ウエハ内部検査（ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の状態の検査）の合格基準として、「入射裏面の亀裂状態」「端面凹凸位置」「端面凹凸幅」「だ痕観察」の合格基準が表示される。「入射面の亀裂状態」は、レーザ光の入射面である裏面２１ｂにまで亀裂１４が到達しているか否かを示す情報である。フルカット条件での分断力判定を行うため、「入射面の亀裂状態」の合格基準は、ＨＣ状態であることとされる。「ＨＣ直進性」は、裏面２１ｂにおいて観察される、Ｚ方向に交差する方向への亀裂１４の蛇行の幅を示す情報である。「ＨＣ直進性」の合格基準は、ユーザによって入力（選択）可能とされている。「入射裏面の亀裂状態」は、表面２１ａにまで亀裂１４が到達しているか否かを示す情報である。フルカット条件での分断力判定を行うため、「入射裏面の亀裂状態」の合格基準は、ＢＨＣであることとされる。「端面凹凸位置」は、端面凹凸（亀裂１４の蛇行）に関する判定を行う位置を示す情報である。「端面凹凸位置」は、例えば「ＳＤ３－４間」のように、改質領域間の位置が規定される。「端面凹凸位置」の情報は、ユーザによって入力（選択）可能とされている。「端面凹凸幅」は、「端面凹凸位置」で規定された位置において観察される、Ｚ方向に交差する方向への亀裂１４の蛇行の幅を示す情報である。「端面凹凸幅」の合格基準は、ユーザによって入力（選択）可能とされている。「だ痕観察」は、各改質領域に係るだ痕の鮮明度に関する観察結果を示す情報である。フルカット条件での分断力判定を行うため、「だ痕観察」の合格基準は、「ぼんやり」とされる。図２０の確認画面での入力及び確認が完了すると、図２１の画面に遷移する。

　図２１は、ディスプレイ１５０に表示される加工条件確認画面の一例である。加工条件確認画面は、図１９の設定画面において入力された内容に基づき制御部８によって決定されたレシピ（加工条件）を表示するための画面である。図２１に示されるように、加工条件確認画面には、「加工本数」「ＺＨ（Ｚハイト）」「ＶＤ」「焦点数」「パルスエネルギー」「集光状態パラメータ」「加工速度」「周波数」「パルス幅」が表示される。Ｚハイトとは、レーザ加工を行う際の加工深さ（高さ）を示す情報である。ＶＤとは複数焦点加工時のＳＤ層間のＺ間隔である。集光状態パラメータとは、球面収差、非点収差等のレーザ集光状態を可変させるためのパラメータである。加工条件確認画面に表示される各情報は、ユーザ入力によって補正可能とされている。なお、ウエハ２０のシリコン内部の浅い位置と深い位置とでは、最適な集光補正量（例えば球面収差）が異なる。フルカットプロセスにおいては、Ｚ方向の走査量が多いため、各Ｚ位置毎に集光補正量を変更することによって、より詳細な撮像が可能になる。

（加工処理）
　加工処理では、制御部８は、決定処理において決定し、設定されたレシピ（加工条件）でレーザ照射ユニット３を制御する。設定されたレシピとはすなわち、ウエハ２０にレーザ光が照射されることによりウエハ２０の内部に複数の改質領域１２が形成されると共に改質領域１２から延びる亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態となるように設定されたレシピである。制御部８は、加工処理において、複数の改質領域１２が形成されるようにレーザ照射ユニット３を制御する。

（特定処理）
　特定処理では、制御部８は、光を検出した撮像ユニット４から出力される信号に基づいて、裏面２１ｂにおける改質領域１２から延びる亀裂１４の状態、並びに、ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の少なくとも一つの状態を特定する。すなわち、制御部８は、撮像ユニット４による裏面２１ｂ及びウエハ２０内部の観察結果に基づいて、裏面２１ｂにおける改質領域１２から延びる亀裂１４の状態、並びに、ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の少なくとも一つの状態を特定する。本実施形態では、制御部８は、全ての改質領域１２（最後に形成される改質領域１２）が形成された後に、特定処理を実行する。

　制御部８は、撮像ユニット４による裏面２１ｂの観察結果に基づいて、裏面２１ｂにおける亀裂１４の到達状態を特定する。具体的には、制御部８は、裏面２１ｂにまで亀裂１４が到達していないＳＴ状態であるか、裏面２１ｂにまで亀裂１４が到達しているＨＣ状態であるかを特定する。制御部８は、撮像ユニット４による裏面２１ｂの観察結果に基づいて、裏面２１ｂにおけるウエハ２０の厚さ方向（Ｚ方向）に交差する方向への亀裂１４の蛇行の幅を特定する。

　制御部８は、撮像ユニット４によるウエハ２０の内部（例えば複数の改質領域１２間）の観察結果に基づいて、ウエハ２０の内部におけるウエハ２０の厚さ方向（Ｚ方向）に交差する方向への亀裂１４の蛇行の幅を特定する。制御部８は、ユーザによって入力された（或いは推定した）ウエハ２０の情報、例えばウエハ２０の厚さ、またはレーザ加工条件（例えばレーザ集光位置など）に応じて、亀裂１４の蛇行が発生しやすいと想定されるウエハ２０の内部の位置を決定し、決定した位置における観察結果に基づいて、亀裂１４の蛇行の幅を特定してもよい。或いは、制御部８は、ウエハ２０の厚さ方向（Ｚ方向）全域における観察結果を取得し、亀裂１４の蛇行の幅の最大値を特定してもよい。

　制御部８は、撮像ユニット４によるウエハ２０の内部（例えば各改質領域１２）の観察結果に基づいて、改質領域１２に係るレーザ光のだ痕Ｄｅの鮮明度を特定する。具体的には、制御部８は、所定の鮮明度よりも鮮明である場合にはだ痕Ｄｅがくっきりしていると特定し、所定の鮮明度よりも鮮明でない場合にはだ痕Ｄｅがぼんやりしていると特定する。制御部８は、撮像ユニット４による表面２１ａの観察結果に基づいて、表面２１ａにおける亀裂１４の到達状態を特定する。具体的には、制御部８は、表面２１ａにまで亀裂１４が到達していないＳＴ状態であるか、表面２１ａにまで亀裂１４が到達しているＢＨＣ状態であるかを特定する。

（判定処理）
　判定処理では、制御部８は、特定処理において特定した情報に基づき、レシピに応じたウエハ２０に対する分断力が適正（フルカット条件での分断力として適正）か否かを判定する。制御部８は、特定した亀裂１４の到達状態が、裏面２１ｂにまで亀裂１４が到達していないＳＴ状態である場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定する。制御部８は、特定した、裏面２１ｂにおける亀裂１４の蛇行の幅が所定の値（例えば数μｍ～数十μｍ）よりも大きい場合に、分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定する。

　制御部８は、特定した、ウエハ２０の内部における亀裂１４の蛇行の幅が所定の値（例えば数μｍ～数十μｍ）よりも大きい場合に、分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定する。制御部８は、特定しただ痕の鮮明度が所定の鮮明度よりも高くだ痕がくっきりしている場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定する。制御部８は、特定した亀裂１４の到達状態が、表面２１ａにまで亀裂１４が到達していないＳＴ状態である場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定する。

　図２２は、ディスプレイ１５０に表示される判定結果確認画面の一例である。判定結果確認画面は、判定処理における判定結果を表示すると共に、レシピの補正に係るユーザ入力を受付ける画面である。図２２に示される例では、判定結果として、判定項目、基準（合格基準）、結果が示されている。いま、「端面凹凸」（ウエハ内部における亀裂１４の幅）の項目において、合格基準が６μｍであるのに対して、判定結果は１１μｍとなっており、分断力が大きすぎたと考えられる。この場合、レシピの補正が推奨されるため、「条件を補正し再加工・再判定を実施しますか？」とのメッセージが表示され、ユーザ入力に応じて、分断力を下げるための補正を実施することが可能となっている。なお、判定結果確認画面では、図２２に示されるように、入射面の観察画像（ＨＣであるかＳＴであるかを示す画像）と、ウエハ内部における亀裂１４の幅を示す画像とを表示してもよい。

（補正処理）
　補正処理では、制御部８は、判定処理において分断力が適正でないと判定した場合に分断力が適正範囲となるようにレシピを補正する。制御部８は、分断力が上がる又は下がるように、レシピを補正する。制御部８は、例えば、レシピにおける、加工本数、ＺＨ（Ｚハイト）、ＶＤ、焦点数、パルスエネルギー、集光状態パラメータ、加工速度、周波数、パルス幅等を調整する補正を行う。図２３は、ディスプレイ１５０に表示される加工条件補正画面の一例である。図２３に示される例では、分断力を下げるために、各パスのパルス幅を小さくする補正（図２１に示された当初レシピよりもパルス幅を小さくする補正）が実行されている。このような補正は、ディスプレイ１５０においてユーザ入力が受け付けられることにより実行されてもよいし、自動で実行されてもよい。

　制御部８は、補正処理を行った後に、補正されたレシピで、再度、加工処理、特定処理、及び判定処理を実行する。図２４は、補正処理後に再度、加工処理、特定処理、及び判定処理が実行された場合に、ディスプレイ１５０に表示される判定結果確認画面の一例である。補正処理後の判定結果確認画面では、補正処理前の判定結果（図２４中の1’st結果）と補正処理後の判定結果（図２４中の2’nd結果）とが表示される。図２４に示される補正処理後の判定結果では、全ての判定項目が合格基準を満たしており、合否判定が「合格」となっている。なお、合否判定が「合格」である場合においても、判定結果に応じたユーザに入力に基づき分断力を調整する補正を行ってもよい。

［検査方法］
　本実施形態の検査方法について、図２５を参照して説明する。図２５は、検査方法のフローチャートである。図２５は、検査装置１が実行する検査方法のうち、ウエハ２０に改質領域を形成する処理の前処理として実施される加工条件導出処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８の処理は、フローチャートにおける順序以外の順序で実行されてもよい。

　図２５に示されるように、加工条件導出処理では、最初に、ディスプレイ１５０がウエハ加工情報のユーザ入力を受付ける（ステップＳ１）。具体的には、ディスプレイ１５０は、図１９に示される各種情報のユーザ入力を受付ける。

　つづいて、制御部８は、ディスプレイ１５０によって受付けられた情報に基づき、レーザ照射ユニット３によるレーザ光の照射条件を含んだレシピ（加工条件）を決定する。具体的には、制御部８は、図２１に示されるようなレシピを決定する（ステップＳ２）。当該レシピは、ウエハ２０にレーザ光が照射されることによりウエハ２０の内部に複数の改質領域１２が形成されると共に改質領域１２から延びる亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態となるように設定されたレシピである。

　つづいて、制御部８は、決定したレシピに基づいてレーザ照射ユニット３を制御し、ウエハ２０を加工する（ステップＳ３）。制御部８は、加工処理において、複数の改質領域１２が形成されるようにレーザ照射ユニット３を制御する。

　つづいて、制御部８は、撮像ユニット４によるレーザ入射面（裏面２１ｂ）の観察結果に基づいて、裏面２１ｂにおける亀裂１４の到達状態を特定し、裏面２１ｂがＨＣ状態であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４においてＨＣ状態でないと判定された場合には、制御部８は、分断力がアップするようにレシピを補正する（ステップＳ５）。この場合、再度ステップＳ２以降の処理が実行される。

　ステップＳ４においてＨＣ状態であると判定された場合には、制御部８は、撮像ユニット４によるレーザ入射面（裏面２１ｂ）の観察結果に基づいて、裏面２１ｂにおける亀裂１４の直進性（亀裂１４の蛇行の幅）を特定し、亀裂１４の蛇行の幅が所定の値（例えば数μｍ～数十μｍ）よりも小さいか（直進性ＯＫか）否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において直進性ＮＧと判定された場合には、制御部８は、分断力がダウンするようにレシピを補正する（ステップＳ７）。この場合、再度ステップＳ２以降の処理が実行される。

　ステップＳ６において直進性ＯＫと判定された場合には、制御部８は、ウエハ２０の内部検査がＯＫか否かを判定する（ステップＳ８）。内部検査がＯＫであるとは、例えば、ウエハ２０の内部における亀裂１４の蛇行の幅が所定の値（例えば数μｍ～数十μｍ）よりも小さく、だ痕Ｄｅがぼんやりしており、表面２１ａにまで亀裂１４が到達したＢＨＣ状態である、との条件を満たすことを言う。ステップＳ８において内部検査ＮＧと判定された場合には、制御部８は、ＮＧ理由に応じて分断力がダウンするように又はアップするようにレシピを補正する（ステップＳ９）。この場合、再度ステップＳ２以降の処理が実行される。一方で、ステップＳ８において内部検査ＯＫと判定された場合には、レシピを確定（決定したレシピに確定）し（ステップＳ１０）、加工条件導出処理を終了する。

［作用効果］
　次に、本実施形態に係る検査装置１の作用効果について説明する。

　本実施形態に係る検査装置１は、裏面２１ｂ及び表面２１ａを有するウエハ２０の裏面２１ｂ側からウエハ２０にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット３と、ウエハ２０に対して透過性を有する光を出力し、ウエハ２０を伝搬した光を検出する撮像ユニット４と、制御部８と、を備え、制御部８は、ウエハ２０にレーザ光が照射されることによりウエハ２０の内部に複数の改質領域１２が形成されると共に改質領域１２から延びる亀裂１４が裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態となるように設定されたレシピでレーザ照射ユニット３を制御する加工処理と、光を検出した撮像ユニット４から出力される信号に基づいて、裏面２１ｂにおける改質領域１２から延びる亀裂１４の状態、並びに、ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の少なくとも一つの状態を特定する特定処理と、特定処理において特定した情報に基づき、レシピに応じたウエハ２０に対する分断力が適正か否かを判定する判定処理と、を実行するように構成されている。

　検査装置１では、改質領域１２から延びる亀裂１４がウエハ２０の裏面２１ｂ及び表面２１ａにまで到達したフルカット状態となるように設定されたレシピでレーザ光が照射される。そして、裏面２１ｂにおける亀裂の状態、並びに、ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の少なくとも一つの状態が特定され、特定された情報に基づいて、レシピに応じたウエハ２０に対する分断力が適正か否かが判定される。このように、レーザ光の入射面である裏面２１ｂにおける亀裂１４の状態に加えて、ウエハ２０の内部における改質領域１２及び亀裂１４の少なくとも一つの状態が特定されることにより、ウエハ２０の端面（裏面２１ｂ）の情報だけでなく、ウエハ２０の内部の情報も考慮して、フルカット状態とするためのウエハ２０に対する分断力の適否が判定されることになる。このことで、例えば、フルカット状態となっているもののウエハ２０の内部の品質が悪化しているような場合に、分断力が適正でないと判定することが可能となる。これによって、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を担保することができる。

　制御部８は、特定処理において、ウエハ２０の内部における、ウエハ２０の厚さ方向に交差する方向への亀裂１４の蛇行の幅を特定し、判定処理において、特定した亀裂１４の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定してもよい。分断力が大きくなり過ぎている場合には、ウエハ２０の内部において、ウエハ２０の厚さ方向に交差する方向に亀裂１４が大きく蛇行することが考えられる。このように亀裂１４が蛇行している箇所は、ウエハ２０が切断された後において端面の凹凸箇所になる。このため、亀裂１４の蛇行の幅が大きくなった場合に分断力が大きくなり過ぎていると判定し必要に応じて分断力の補正等が実行されることにより、端面に凹凸箇所が生じることを抑制し、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を適切に担保することができる。

　制御部８は、特定処理において、ウエハ２０の情報に応じて、亀裂１４の蛇行が発生しやすいと想定されるウエハ２０の内部の位置を決定し、決定した位置において、亀裂１４の蛇行の幅を特定してもよい。例えばウエハ２０の厚さやウエハ２０内のレーザ集光位置等によって、亀裂１４の蛇行が発生し易い箇所はある程度予測することができる。このため、ウエハ２０の厚さ等のウエハ２０の情報を考慮して亀裂１４の蛇行が発生しやすいと想定されるウエハ２０の内部の位置において亀裂１４の蛇行の幅が特定されることにより、効率的且つ適切に亀裂１４の蛇行の幅に係る判定を行うことができる。

　制御部８は、特定処理において、改質領域１２に係るレーザ光のだ痕の鮮明度を特定し、判定処理において、特定しただ痕の鮮明度が所定の値よりも高い場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定してもよい。フルカット状態となっている場合においては、改質領域１２に係るだ痕がぼんやりと観察され鮮明度が低くなる。一方で、フルカット状態となっていない場合においては、改質領域１２に係るだ痕がはっきりと観察され鮮明度が高くなる。このため、だ痕の鮮明度が高い場合に、分断力が小さいと判定し必要に応じて分断力を大きくする補正等が実行されることにより、確実にフルカット状態とすることができ、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を適切に担保することができる。

　制御部８は、特定処理において、裏面２１ｂにおける亀裂１４の到達状態を特定し、判定処理において、特定した亀裂１４の到達状態が、裏面２１ｂにまで亀裂１４が到達していないＳＴ状態である場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定してもよい。亀裂１４が裏面２１ｂにまで到達したＨＣ状態となっていない（ＳＴ状態である）場合には、当然にフルカット状態とはなっていない。このため、ＨＣ状態となっていない場合に、分断力が小さいと判定し必要に応じて分断力を大きくする補正等が実行されることにより、確実にフルカット状態とすることができ、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を適切に担保することができる。

　制御部８は、特定処理において、裏面２１ｂにおけるウエハ２０の厚さ方向に交差する方向への亀裂１４の蛇行の幅を特定し、判定処理において、特定した亀裂１４の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定してもよい。裏面２１ｂにおいてウエハ２０の厚さ方向に交差する方向に亀裂１４が大きく蛇行している場合には、分断力が大きくなり過ぎていると考えられる。このため、裏面２１ｂにおける亀裂１４の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に、分断力が大きいと判定し必要に応じて分断力を小さくする補正等が実行されることにより、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を適切に担保することができる。

　制御部８は、特定処理において、表面２１ａにおける亀裂１４の到達状態を特定し、判定処理において、特定した亀裂１４の到達状態が、表面２１ａにまで亀裂１４が到達していないＳＴ状態である場合に、分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定してもよい。亀裂１４が表面２１ａにまで到達したＢＨＣ状態となっていない（ＳＴ状態である）場合には、当然にフルカット状態とはなっていない。このため、ＢＨＣ状態となっていない場合には、分断力が小さいと判定し必要に応じて分断力を大きくする補正等が実行されることにより、確実にフルカット状態とすることができ、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を適切に担保することができる。

　制御部８は、判定処理において分断力が適正でないと判定した場合に、分断力が適正範囲となるようにレシピを補正する補正処理を更に実行するように構成されており、補正処理において補正されたレシピで、再度、加工処理、特定処理、及び判定処理を実行してもよい。このように、分断力が適正範囲となるように補正されたレシピで、再度各処理が実行されることにより、補正されたレシピが適正であるか否かを判定し、適正なレシピを確実に導出することができる。

　制御部８は、加工処理において、複数の改質領域１２が形成されるようにレーザ照射ユニット３を制御し、加工処理において最後に形成される改質領域１２が形成された後に、特定処理及び判定処理を実行してもよい。これにより、全ての改質領域１２が形成された後のウエハの状態（すなわち、フルカット状態となっているはずの状態）に基づいて、フルカット状態とするためのウエハ２０に対する分断力の適否を判定することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、制御部８は、最後に形成される改質領域１２が形成される前に、光を検出した撮像ユニット４から出力される信号に基づいて、改質領域１２及び改質領域１２から延びる亀裂１４に係る情報を特定する事前特定処理と、事前特定処理において特定した情報に基づき、最後に形成される改質領域１２が形成される前の状態として適正か否かを判定する事前判定処理と、を更に実行するように構成されていてもよい。フルカット状態（最後に形成される改質領域１２が形成された状態）においては、ウエハ２０の内部の詳細な状態を観察することが難しい場合がある。この点、最後に形成される改質領域１２が形成される前において、改質領域１２及び亀裂１４に係る情報が観察（特定）され、最後に形成される改質領域１２が形成される前の状態として適正か否かが判定されることにより、ウエハ２０の内部の詳細な状態の観察結果を考慮することができ、フルカット状態に加工するウエハ２０の品質を担保することができる。

　図２６は、変形例に係る加工条件導出処理における分断力の適否判定の概要を説明する図である。図２６（ａ）に示されるように、本変形例では、最終パスで形成予定の改質領域１２ｅ（ＳＤ５）が形成される前に、上述した事前特定処理及び事前判定処理が実行される。事前特定処理では図２６（ａ）に示されるように、入射面状態に加えて、ウエハ２０内部におけるだ痕状態、改質領域（ＳＤ層）位置、及び入射裏面状態等が特定される。最後の改質領域１２ｅが形成された後における判定（ＦＣ判定）では、だ痕がぼんやりしていること（図２６（ｂ）参照）が判定の合格基準（フルカット状態であることの合格基準）とされたが、最後の改質領域１２ｅが形成される前の事前判定（ＦＣ－１）では、だ痕がくっきりしていること（図２６（ｃ）参照）が判定の合格基準とされる。この違いは、ＦＣ判定においてはフルカット状態となっている状態が正常であるのに対して、ＦＣ－１判定においてはフルカット状態となっていない状態が正常であるとの違いによるものである。すなわち、ＦＣ－１判定においてだ痕がぼんやりしている場合には、ウエハ内部に亀裂１４の凸凹部があり、凸凹部の下の改質領域のだ痕が凸凹部によって視認しにくくなっていると考えられ、最後の改質領域１２ｅを形成した場合には端面凹凸の発生が予想されるため、不合格（事前判定ＮＧ）とされる。上述したように、ＦＣ－１判定を行う際には、フルカット状態である場合と比較してウエハ２０の内部の詳細な状態を観察することができるので、上述した事項以外にも、黒スジ有無、黒スジ位置、ＢＨＣ検査、亀裂量検査等を実行してもよい。

　図２７は、事前判定（ＦＣ－１判定）に関して、ディスプレイ１５０に表示される判定内容確認画面の一例である。判定基準（ＦＣ－１判定の合格基準）には、例えば、「端面凹凸」「だ痕観察」「黒スジ本数」「黒スジ位置」「ＢＨＣ検査」「各ＳＤ層位置」「入射面状態」の合格基準が表示される。図２８は、ディスプレイ１５０に表示される判定結果確認画面の一例である。図２８に示される例では、「黒スジ本数」「黒スジ位置」「ＢＨＣ検査」について合格基準を満たさず不合格となっており、分断力が低すぎることが示されている。この場合、ユーザ入力に応じて、分断力を上げるための補正を実施することが可能となっている。すなわち、制御部８は、事前判定処理において最後に形成される改質領域１２が形成される前の状態として適正でないと判定した場合には、レシピを補正する事前補正処理を更に実行するように構成されている。そして、制御部８は、事前補正処理において補正されたレシピで、再度、加工処理、事前特定処理、及び事前判定処理を実行する。このように、事前判定処理において状態が適正でないと判定された場合にレシピが補正されることによって、フルカット状態に加工するウエハの品質を担保することができる。

　図２９は、変形例に係る検査方法（加工条件導出処理）のフローチャートである。具体的には、事前判定（ＦＣ－１判定）を実施した後にフルカット状態の判定（ＦＣ判定）を実行する処理のフローチャートである。図２９に示されるように、最初に、ディスプレイ１５０がウエハ加工情報のユーザ入力を受付ける（ステップＳ１０１）。つづいて、制御部８は、ディスプレイ１５０によって受付けられた情報に基づき、レーザ照射ユニット３によるレーザ光の照射条件を含んだレシピ（加工条件）を決定する（ステップＳ１０２）。つづいて、制御部８は、決定したレシピに基づいてレーザ照射ユニット３を制御し、最終パスを除き改質領域１２が形成されるようにウエハ２０を加工する（ステップＳ１０３）。

　つづいて、制御部８は、事前特定処理及び事前判定処理を実行し、最後に形成される改質領域１２が形成される前の状態として適正か（各種検査ＯＫか）判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において各種検査ＮＧと判定された場合には、制御部８は、分断力がアップ又はダウンするようにレシピを補正する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４において各種検査ＯＫと判定された場合には、制御部８は、最終パスの改質領域１２が形成されるようにウエハ２０を加工する（ステップＳ１０６）。そして、制御部８は、ＦＣ判定に係る処理（図２５のステップＳ４～Ｓ９の処理）を実行する（ステップＳ１０７）。ＦＣ判定に係る処理後、制御部８はレシピを確定する（ステップＳ１０８）。

（内部観察結果に基づく判定に係るアルゴリズム）
　上述した、内部観察結果に基づく各種判定に関して、亀裂１４を検出（特定）するアルゴリズム、及び、改質領域に係るだ痕を検出（特定）するアルゴリズムについて、詳細に説明する。

　図３０及び図３１は、亀裂検出について説明する図である。図３０においては、内部観察結果（ウエハ２０内部の画像）が示されている。制御部８は、図３０（ａ）に示されるようなウエハ３０内部の画像について、まず、直線群１４０を検出する。直線群１４０の検出には、例えばＨｏｕｇｈ変換又はＬＳＤ（Line Segment Detector）等のアルゴリズムが用いられる。Ｈｏｕｇｈ変換とは、画像上の点に対してその点を通る全ての直線を検出し特徴点をより多く通る直線に重み付けしながら直線を検出する手法である。ＬＳＤとは、画像内の輝度値の勾配と角度を計算することにより線分となる領域を推定し、該領域を矩形に近似することにより直線を検出する手法である。

　つづいて、制御部８は、図３１に示されるように直線群１４０について亀裂線との類似度を算出することにより、直線群１４０から亀裂１４を検出する。亀裂線は、図３１の上図に示されるように、線上の輝度値に対しＹ方向に前後が非常に明るいという特徴を持つ。このため、制御部８は、例えば、検出した直線群１４０の全ての画素の輝度値を、Ｙ方向の前後と比較し、その差分が前後とも閾値以上である画素数を類似度のスコアとする。そして、検出した複数の直線群１４０の中で最も亀裂線との類似度のスコアが高いものをその画像における代表値とする。代表値が高いほど、亀裂１４の存在する可能性が高いという指標になる。制御部８は、複数の画像における代表値を比較することにより、相対的にスコアが高いものを亀裂画像候補とする。

　図３２～図３４は、だ痕検出について説明する図である。図３２においては、内部観察結果（ウエハ２０内部の画像）が示されている。制御部８は、図３２（ａ）に示されるようなウエハ２０の内部の画像について、画像内のコーナー（エッジの集中）をキーポイントとして検出し、その位置、大きさ、方向を検出して特徴点２５０を検出する。このようにして特徴点を検出する手法としては、Ｅｉｇｅｎ、Ｈａｒｒｉｓ、Ｆａｓｔ、ＳＩＦＴ、ＳＵＲＦ、ＳＴＡＲ、ＭＳＥＲ、ＯＲＢ、ＡＫＡＺＥ等が知られている。

　ここで、図３３に示されるように、だ痕２８０は、円形や矩形等の形が一定間隔で並ぶため、コーナーとしての特徴が強い。このため、画像内の特徴点２５０の特徴量を集計することにより、だ痕２８０を高精度に検出することが可能になる。図３４に示されるように、深さ方向にシフトして撮像した画像毎の特徴量合計を比較すると、改質層毎の亀裂列量を示すような山の変化が確認できる。制御部８は、当該変化のピークをだ痕２８０の位置として推定する。このように特徴量を集計することによって、だ痕位置だけでなくパルスピッチを推定することも可能になる。

（内部観察に関する設定の調整）
　また、例えば、レーザ加工装置は、ウエハに対する内部観察時の設定をより詳細に調整してもよい。図３５は、加工方法による撮像区間の違いを説明する図である。図３５（ａ）は、フルカット加工を行う場合の撮像区間を示しており、図３５（ｂ）はそれ以外の加工（例えばＢＨＣ加工）を行う場合の撮像区間を示している。いずれの加工においても、表面２１ａに関して対象な仮想焦点についても撮像を行っている。すなわち、図３５（ａ），（ｂ）のウエハにおいて下半分のＳＤ層は仮想焦点に係る領域である。図３５に示されるように、フルカット加工を行う場合には、ウエハ２０の厚さ方向におけるトータルの撮像区間が広くなる。また、フルカット加工を行う場合には、各改質領域（ＳＤ１～ＳＤ４）の間隔が狭くなり亀裂１４の伸展量も小さくなる。このため、フルカット加工を行う場合には、ウエハ２０の厚さ方向において内部観察に関する設定をより詳細に調整する等を実施しなければ、改質領域及び亀裂を鮮明に観察することができないことが考えられる。

　具体的には、制御部８は、フルカット加工を行う場合においても改質領域等を鮮明に観察するために、以下を行う。

　第一に、制御部８は、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域について、ウエハ２０の厚さ方向における位置に応じた収差補正（各厚さ方向に最適な収差補正）が行われるように撮像ユニット４を制御する収差補正処理を更に実行するように構成されている。制御部８は、例えば加工条件から推定されるＳＤ加工位置（改質領域形成位置）に応じた各領域について、空間光変調器３２又は対物レンズ４３の補正環４３ａを調整することにより、最適な収差補正を実施する。

　第二に、制御部８は、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域について所定（例えば一定若しくは最適）の輝度で撮像ユニット４による撮像が行われるよう、各領域のウエハ２０の厚さ方向における位置に応じた光量で撮像ユニット４から光が出力されるように、撮像ユニット４を制御する輝度キャリブレーション処理を更に実行するように構成されている。内部観察においては、観察深さが深くなるほど、十分な輝度を確保するために多量の光量が必要になる。すなわち、深さ毎に必要な光量が変化する。そのため、観察前又はレーザ装置立ち上げ時、デバイス変更時等の度に、深さ毎に最適な輝度値になるように必要な光量を把握する必要がある。輝度キャリブレーション処理では、厚さ方向における各位置を観察する際の光量を決定し、各位置の観察時において、当該光量で撮像ユニット４から光が出力されるように設定される。

　輝度キャリブレーション処理では、図３６に示されるように、最初に輝度キャリブレーションに係る入力が受け付けられる（ステップＳ７１）。当該輝度キャリブレーションに係る入力とは、例えば加工条件の導出に関して入力されるウエハ厚さの入力等であってもよい。つづいて、制御部８は、輝度キャリブレーションに係る入力（例えばウエハ厚さ）に応じて、キャリブレーション実施区間を決定する。ここでのキャリブレーション実施区間とは、例えば輝度キャリブレーションを実施する複数のＺＨの情報である。なお、キャリブレーション実施区間はユーザが決定して入力してもよい。つづいて、撮像ユニット４による撮像位置が、キャリブレーション実施区間の１つのＺＨに設定される（ステップＳ７３）。そして、当該ＺＨにおいて撮像される輝度が最適な輝度になるように光源４１の光量が調整され（ステップＳ７４）、当該ＺＨと光量とが対応付けて記憶される（ステップＳ７５）。光源４１の調整は開口絞り等が利用される。全てのＺＨについて光量の調整が完了するまで、ステップＳ７３～Ｓ７５の処理が実施される。そして、このようにして調整された光量が、各位置の観察時において撮像ユニット４の光源４１から出力されることにより、各位置の観察を適切に輝度で行うことができる。

　第三に、制御部８は、改質領域の加工前において、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域についてシェーディング用画像を撮像するように撮像ユニット４を制御すると共に、改質領域の加工後において、撮像ユニット４により撮像された各領域の画像と対応する領域のシェーディング用画像との差分データを特定するシェーディング補正処理を更に実行するように構成されている。この場合、制御部８は、当該差分データに基づき、改質領域に係る状態を特定する。

　シェーディング補正処理では、図３７（ａ）に示されるように、ＳＤ加工（改質領域の加工）の前に、各内部観察位置（判定位置）におけるシェーディング用画像が取得される。そして、ＳＤ加工が行われて、各内部観察位置（判定位置）について、図３７（ｂ）に示されるようなＳＤ加工後の画像が取得される。そして、各内部観察位置について、ＳＤ加工後の画像とシェーディング用画像との差分データ（図３７（ｃ）参照）が取得される（シェーディング補正が実施される）。なお、ＳＤ加工後の画像とシェーディング用画像との位置ずれがある場合には、ずれ量に応じた補正を実施してもよい。シェーディング補正によってシェーディングされるものは、例えばデバイスパターン、点欠陥、画面の明るさのムラ等である。

　上述した収差補正処理、輝度キャリブレーション処理、シェーディング補正処理を実施する場合の、レーザ加工方法（加工条件導出処理）について、図３８を参照して説明する。なお、図３８においては、加工処理及び判定処理について簡略化して記載している。図３８に示されるように、最初に、ディスプレイ１５０がウエハ加工情報のユーザ入力を受け付ける（ステップＳ５１）。具体的には、ディスプレイ１５０は、少なくともウエハ厚さの情報の入力を受け付ける。これにより、加工条件が自動で仮決定される。

　つづいて、制御部８は、輝度キャリブレーション処理を実施する（ステップＳ５２）。具体的には、制御部８は、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域について所定（例えば一定若しくは最適）の輝度で撮像ユニット４による撮像が行われるよう、各領域のウエハ２０の厚さ方向における位置に応じた光量で撮像ユニット４から光が出力されるように、撮像ユニット４に設定を行う。

　つづいて、制御部８は、シェーディング補正用の画像（シェーディング用画像）を取得する（ステップＳ５３）。具体的には、制御部８は、ＳＤ加工前の各内部観察位置における画像をシェーディング用画像として取得する。

　つづいて、制御部８は、加工条件に基づいてレーザ照射ユニット３を制御することにより、ウエハ２０にＳＤ層を加工する（ステップＳ５４）。つづいて、制御部８は、ウエハ２０の厚さ方向における位置に応じた収差補正を実施する（ステップＳ５５）。制御部８は、例えば加工条件から推定されるＳＤ加工位置（改質領域形成位置）に応じた各領域について、空間光変調器３２又は対物レンズ４３の補正環４３ａを調整することにより、最適な収差補正を実施する。

　つづいて、撮像ユニット４によって、加工されたウエハ２０が撮像される（ステップＳ５６）。制御部８は、シェーディング補正を実施する（ステップＳ５７）。具体的には、制御部８は、撮像ユニット４により撮像された各領域の画像と対応する領域のシェーディング用画像との差分データを取得する。

　そして、制御部８は、ディスプレイ１５０に撮像結果が表示されるようにディスプレイ１５０を制御する（ステップＳ５８）。つづいて、制御部８は、撮像結果に基づいて、ＳＤ層に係る状態を特定し、特定した情報に基づき、加工が適正であるか（すなわち、加工条件が適正であるか）否かを判定する（ステップＳ５９）。ここでの判定処理については、制御部８は、シェーディング補正後の差分データを用いて行う。ステップＳ５９において加工条件が適正でない場合には、制御部８は新たな加工条件の入力を受け付け、再度加工処理が実施される。この場合、図３８に示されるように、再度輝度キャリブレーション処理（ステップＳ５２）から実施されてもよいし、ＳＤ加工（ステップＳ５４）から実施されてもよい。一方で、加工条件が適正である場合には、制御部８は、該加工条件を加工条件として本決定し処理が終了する。

　以上のように、制御部８は、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域について所定の輝度で撮像ユニット４による撮像が行われるよう、各領域のウエハ２０の厚さ方向における位置に応じた光量で撮像ユニット４から光が出力されるように、撮像ユニット４を制御する輝度キャリブレーション処理を更に実行するように構成されている。このような構成によれば、ウエハ２０の厚さ方向（深さ方向）における各撮像領域毎に一定若しくは最適な輝度になるように、撮像ユニット４の光量を決定することができる。これにより、各改質領域に係る状態を適切に特定することができる。

　制御部８は、改質領域の加工前において、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域についてシェーディング用画像を撮像するように撮像ユニット４を制御すると共に、改質領域の加工後において、撮像ユニット４により撮像された各領域の画像と対応する領域のシェーディング用画像との差分データを特定するシェーディング補正処理を更に実行するように構成されており、判定処理では、差分データに基づき、改質領域に係る状態を特定する。シェーディング補正処理によって取得される差分データは、デバイスパターンや点欠陥、画面の明るさのムラ等のノイズが除去された画像データであり、観察したい改質領域及び亀裂状態等のみの画像データである。このような差分データに基づき改質領域に係る状態が特定されることにより、加工後のウエハ２０の状態が適切に特定される。これによって、より好適に加工後のウエハ２０の品質を担保することができる。

　制御部８は、撮像ユニット４により撮像が行われるウエハ２０の厚さ方向における各領域について、ウエハ２０の厚さ方向における位置に応じた収差補正が行われるように撮像ユニット４を制御する収差補正処理を更に実行するように構成されている。例えばフルカット加工が行われる場合には、各改質領域の間隔が狭く、また、亀裂の伸展量も小さいことから、ウエハ２０の厚さ方向における各位置毎に収差補正を加えなければ鮮明な観察ができない。この点、上述したように、ウエハ２０の厚さ方向における各領域についてウエハ２０の厚さに応じた収差補正が行われることにより、鮮明な観察が可能になり、改質領域に係る状態をより適切に特定することができる。

　図３９は、収差補正処理、輝度値キャリブレーション処理、及びシェーディング補正処理を実施することによる効果について説明する図である。図３９（ａ）はこれらの処理を何も施していない画像であり、図３９（ｂ）は収差補正処理のみを施した画像であり、図３９（ｃ）は収差補正処理及び輝度値キャリブレーション処理を施した画像であり、図３９（ｄ）は収差補正処理、輝度値キャリブレーション処理、及びシェーディング補正処理を施した画像である。図３９に示されるように、これらの処理が施されることによって、画像における亀裂１４等の鮮明度が大幅に向上していることがわかる。

（加工条件導出処理の自動化について）
　上述した実施形態では、ウエハ加工情報が入力されることにより、仮の加工条件が自動で導出され、該加工条件に基づき推定加工結果イメージが自動で導出されて表示されると共に実際の加工結果のイメージが表示され、実際の加工結果が推定加工結果に一致するまで加工条件の補正が行われて、最終的な加工条件が導出されるとして説明した。しかしながら、このような加工条件導出処理は、その全てが自動で実施されなくてもよい。

　例えば、加工条件導出処理を自動化するための第一ステップでは、ウエハ加工情報に基づく加工条件（仮の加工条件）について、ユーザが手動で生成し設定してもよい。そして、生成した加工条件での実際の加工結果を取得し、入力されたウエハ加工情報と手動で生成した加工条件との組み合わせ毎に、実際の加工結果と対応付けてデータベースに蓄積してもよい。

　さらに、第二ステップでは、上記データベースに蓄積した情報を学習することにより、ウエハ加工情報及び加工条件から、推定加工結果を導出するモデルを生成してもよい。そして、上述したデータベース内のデータを分析することにより、ウエハ加工情報及び加工条件から、最適な（一番精度のたかい）推定加工結果を導出する回帰モデルを生成してもよい。この場合の分析手法としては、多変量解析や機械学習を利用してもよい。具体的には、単回帰、重回帰、ＳＧＤ回帰、Ｌａｓｓｏ回帰、Ｒｉｄｇｅ回帰、決定木、サポートベクター回帰、ベイズ線形回帰、深層学習、ｋ－近傍法等の分析手法を用いてもよい。

　さらに、第三ステップでは、入力されたウエハ加工情報から目標の加工結果を得るための最適な加工条件（レシピ）を自動導出する回帰モデルを生成してもよい。すなわち、入力されたウエハ加工情報に対して加工条件のパラメータを調整しながら当該回帰モデルに入力（シミュレーション）し、目標とする加工結果を出力する最適な加工条件を探索してもよい。このような最適化手法としては、例えばグリッドサーチ、ランダムサーチ、ベイズ最適化等の手法を用いることができる。

　さらに、第四ステップでは、シミュレーションした結果（推定加工結果）と実際の加工結果とを比較することにより、条件を修正する必要があった場合にはそのデータをデータベースに蓄積し、再度回帰モデルを生成（アクティブラーニング）することにより、実運用を通して回帰モデルの精度を向上させてもよい。このように、推定加工結果と実加工結果との差から加工条件を補正することにより、実加工結果をフィードバックして回帰モデルの精度を向上させることができる。

　１…検査装置、３…レーザ照射ユニット、４…撮像ユニット、８…制御部、２０…ウエハ、１５０…ディスプレイ。

Claims (12)

1. 　第一表面及び第二表面を有するウエハの前記第一表面側から前記ウエハにレーザ光を照射する照射部と、
   　前記ウエハに対して透過性を有する光を出力し、前記ウエハを伝搬した前記光を検出する撮像部と、
   　制御部と、を備え、
   　前記制御部は、
   　前記ウエハに前記レーザ光が照射されることにより前記ウエハの内部に一又は複数の改質領域が形成されると共に前記改質領域から延びる亀裂が前記第一表面及び前記第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件で前記照射部を制御する第一処理と、
   　前記光を検出した前記撮像部から出力される信号に基づいて、前記第一表面における前記改質領域から延びる亀裂の状態、並びに、前記ウエハの内部における前記改質領域及び前記亀裂の少なくとも一つの状態を特定する第二処理と、
   　前記第二処理において特定した情報に基づき、前記加工条件に応じた前記ウエハに対する分断力が適正か否かを判定する第三処理と、を実行するように構成されている、検査装置。
2. 　前記制御部は、
   　前記第二処理において、前記ウエハの内部における、前記ウエハの厚さ方向に交差する方向への前記亀裂の蛇行の幅を特定し、
   　前記第三処理において、特定した前記亀裂の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に前記分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定する、請求項１記載の検査装置。
3. 　前記制御部は、
   　前記第二処理において、前記ウエハの情報に応じて、前記亀裂の蛇行が発生しやすいと想定される前記ウエハの内部の位置を決定し、決定した位置において、前記亀裂の蛇行の幅を特定する、請求項２記載の検査装置。
4. 　前記制御部は、
   　前記第二処理において、前記改質領域に係る前記レーザ光のだ痕の鮮明度を特定し、
   　前記第三処理において、特定した前記だ痕の鮮明度が所定の値よりも高い場合に、前記分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定する、請求項１～３のいずれか一項記載の検査装置。
5. 　前記制御部は、
   　前記第二処理において、前記第一表面における前記亀裂の到達状態を特定し、
   　前記第三処理において、特定した前記亀裂の到達状態が、前記第一表面にまで前記亀裂が到達していないステルス状態である場合に、前記分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定する、請求項１～４のいずれか一項記載の検査装置。
6. 　前記制御部は、
   　前記第二処理において、前記第一表面における前記ウエハの厚さ方向に交差する方向への前記亀裂の蛇行の幅を特定し、
   　前記第三処理において、特定した前記亀裂の蛇行の幅が所定の値よりも大きい場合に前記分断力が適正範囲を超えており適正でないと判定する、請求項１～５のいずれか一項記載の検査装置。
7. 　前記制御部は、
   　前記第二処理において、前記第二表面における前記亀裂の到達状態を特定し、
   　前記第三処理において、特定した前記亀裂の到達状態が、前記第二表面にまで前記亀裂が到達していないステルス状態である場合に、前記分断力が適正範囲に達しておらず適正でないと判定する、請求項１～６のいずれか一項記載の検査装置。
8. 　前記制御部は、
   　前記第三処理において前記分断力が適正でないと判定した場合に、前記分断力が適正範囲となるように前記加工条件を補正する第四処理を更に実行するように構成されており、
   　前記第四処理において補正された前記加工条件で、再度、前記第一処理、前記第二処理、及び前記第三処理を実行する、請求項１～７のいずれか一項記載の検査装置。
9. 　前記制御部は、
   　前記第一処理において、複数の前記改質領域が形成されるように前記照射部を制御し、
   　前記第一処理において最後に形成される前記改質領域が形成された後に、前記第二処理及び前記第三処理を実行する、請求項１～８のいずれか一項記載の検査装置。
10. 　第一表面及び第二表面を有するウエハの前記第一表面側から前記ウエハにレーザ光を照射する照射部と、
    　前記ウエハに対して透過性を有する光を出力し、前記ウエハを伝搬した前記光を検出する撮像部と、
    　制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　前記ウエハに前記レーザ光が照射されることにより前記ウエハの内部に複数の改質領域が形成されると共に前記改質領域から延びる亀裂が前記第一表面及び前記第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件で前記照射部を制御する第一処理と、　前記第一処理において最後に形成される改質領域が形成される前に、前記光を検出した前記撮像部から出力される信号に基づいて、前記改質領域及び前記改質領域から延びる亀裂に係る情報を特定する事前特定処理と、
    　前記事前特定処理において特定した情報に基づき、前記最後に形成される改質領域が形成される前の状態として適正か否かを判定する事前判定処理と、を実行するように構成されている、検査装置。
11. 　前記制御部は、
    　前記事前判定処理において前記最後に形成される改質領域が形成される前の状態として適正でないと判定した場合に、前記加工条件を補正する事前補正処理を更に実行するように構成されており、
    　前記事前補正処理において補正された前記加工条件で、再度、前記第一処理、前記事前特定処理、及び前記事前判定処理を実行する、請求項１０記載の検査装置。
12. 　第一表面及び第二表面を有するウエハの前記第一表面側から、前記ウエハの内部に一又は複数の改質領域が形成されると共に前記改質領域から延びる亀裂が前記第一表面及び前記第二表面にまで到達したフルカット状態となるように設定された加工条件で、レーザ光を照射する第一工程と、
    　前記第一工程によって前記改質領域が形成された前記ウエハに対して透過性を有する光を出力し、前記ウエハを伝搬した前記光を検出して出力される信号に基づいて、前記第一表面における前記改質領域から延びる亀裂の状態、並びに、前記ウエハの内部における前記改質領域及び前記亀裂の少なくとも一つの状態を特定する第二工程と、
    　前記第二工程において特定した情報に基づき、前記加工条件に応じた前記ウエハに対する分断力が適正か否かを判定する第三工程と、を含む検査方法。

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