(57)【要約】【課題】高精度なウェーハのレーザ加工を簡単に行うことができるレーザ加工装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】分割予定ラインの位置を検出する検出制御部と、相対移動機構を駆動してレーザ光学系に対するウェーハの相対移動を行い、且つ相対移動されているウェーハの一面に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させて、一面に熱加工層を形成する熱加工層形成制御部と、相対移動機構を駆動して赤外線カメラを熱加工層の撮影位置に相対移動させ、赤外線カメラに熱加工層の第２撮影画像を撮影させる撮影制御部と、第２撮影画像と、第１光軸及び第２光軸の既知の位置関係情報とに基づき、一面内での熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算部と、演算部の演算結果に基づき、位置関係情報を補正する補正部と、を備える。【選択図】図４
2020088040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置において、
前記ウェーハの一面に向けて前記レーザ光を照射するレーザ光学系と、
前記一面に対向する位置に配置され且つ前記レーザ光学系の第１光軸とは異なる第２光軸を有し、前記ウェーハを撮影する赤外線カメラと、
前記レーザ光学系及び前記赤外線カメラを一体に前記ウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、
前記赤外線カメラに前記ウェーハのアライメント基準を撮影させて、前記赤外線カメラにより撮影された前記アライメント基準の第１撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置を検出する検出制御部と、
前記相対移動機構を駆動して前記レーザ光学系に対する前記ウェーハの相対移動を行い、且つ相対移動されている前記ウェーハの前記一面に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させて、前記一面に熱加工層を形成する熱加工層形成制御部と、
前記相対移動機構を駆動して前記赤外線カメラを前記熱加工層の撮影位置に相対移動させ、前記赤外線カメラに前記熱加工層の第２撮影画像を撮影させる撮影制御部と、
前記第２撮影画像と、前記第１光軸及び前記第２光軸の既知の位置関係情報とに基づき、前記一面内での前記熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算部と、
前記演算部の演算結果に基づき、前記位置関係情報を補正する補正部と、
を備えるレーザ加工装置。
【請求項２】
前記ウェーハの内部に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させた状態で、前記検出制御部による前記分割予定ラインの位置検出結果と、前記補正部により補正された前記位置関係情報とに基づき、前記相対移動機構により前記分割予定ラインに沿って前記レーザ光学系を前記ウェーハに対して相対移動させて、前記分割予定ラインに沿って前記ウェーハの内部に前記改質領域を形成する改質領域形成制御部を備える請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記検出制御部が、前記相対移動機構を駆動して前記赤外線カメラを前記アライメント基準の撮影位置に相対移動させ、且つ前記赤外線カメラに前記アライメント基準を撮影させて、前記第１撮影画像を取得する請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記検出制御部が、前記第１撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置と、前記ウェーハの無効領域内で予め定めた前記熱加工層の形成予定位置とを検出し、
前記熱加工層形成制御部が、前記位置関係情報と前記検出制御部による前記形成予定位置の検出結果とに基づき、前記相対移動機構及び前記レーザ光学系を制御して、前記形成予定位置に前記熱加工層を形成する請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記形成予定位置が、前記分割予定ラインの端部である請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記分割予定ラインの方向ごと、前記ウェーハごと、又は複数の前記ウェーハごとに、少なくとも前記熱加工層形成制御部と前記撮影制御部と前記演算部と前記補正部とを繰り返し作動させる繰り返し制御部を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザ光学系と、前記一面に対向する位置に配置され且つ前記レーザ光学系の第１光軸とは異なる第２光軸を有し、前記ウェーハを撮影する赤外線カメラと、前記レーザ光学系及び前記赤外線カメラを一体に前記ウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、を備え、前記レーザ光学系により前記ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、前記ウェーハの分割予定ラインに沿って前記ウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置の制御方法において、
前記赤外線カメラに前記ウェーハのアライメント基準を撮影させて、前記赤外線カメラにより撮影された前記アライメント基準の第１撮影画像に基づき、前記分割予定ラインの位置を検出する検出工程と、
前記相対移動機構により前記レーザ光学系に対して相対移動されている前記ウェーハの前記一面に対し、前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させて、前記一面に熱加工層を形成する熱加工層形成工程と、
前記相対移動機構により前記赤外線カメラを前記熱加工層の撮影位置に移動させ、前記赤外線カメラに前記熱加工層の第２撮影画像を撮影させる撮影工程と、
前記撮影工程で撮影された前記第２撮影画像と、前記第１光軸及び前記第２光軸の既知の位置関係情報とに基づき、前記一面内での前記熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算工程と、
前記演算工程での演算結果に基づき、前記位置関係情報を補正する補正工程と、
を有するレーザ加工装置の制御方法。
【請求項８】
前記ウェーハの内部に対し前記レーザ光学系の前記レーザ光を集光させた状態で、前記検出工程での前記分割予定ラインの位置検出結果と、前記補正工程で補正された前記位置関係情報とに基づき、前記相対移動機構により前記分割予定ラインに沿って前記レーザ光学系を前記ウェーハに対して相対移動させて、前記分割予定ラインに沿って前記ウェーハの内部に前記改質領域を形成する改質領域形成工程を有する請求項７に記載のレーザ加工装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工が知られている（特許文献１参照）。そして、レーザ加工後のウェーハは、外的応力の印加により、改質領域を起点として個々のチップに分割される。
【０００３】
このようなレーザ加工を行うレーザ加工装置として、ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザユニット（レーザヘッドともいう）と、レーザユニットに固定され且つウェーハの一面を撮影する赤外線顕微鏡と、を備えるものが知られている（特許文献２参照）。このレーザ加工装置では、改質領域の形成前に、赤外線顕微鏡でウェーハのアライメント基準を撮影し、この撮影により得られた撮影画像に基づきウェーハの分割予定ラインの位置（赤外線顕微鏡に対する分割予定ラインの相対位置）を検出するアライメント検出を行う。
【０００４】
次いで、分割予定ラインの位置検出結果と、既知のレーザユニットの光軸及び赤外線顕微鏡の光軸の位置関係情報とに基づき、分割予定ラインの一端にレーザユニットの光軸を位置合わせするアライメントを行う。そして、レーザユニットからウェーハの内部の集光点に向けてレーザ光を照射させると共に、レーザユニット及びウェーハを相対移動させることで、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成する。以下、分割予定ラインごとに、上述のアライメントと改質領域の形成とが繰り返し実行される。
【０００５】
特許文献３には、レーザユニットからウェーハに照射されるレーザ光の照射位置の目標値（理論値）と実測値との位置ずれを取得するレーザ加工装置が記載されている。このレーザ加工装置は、ウェーハを保持するウェーハステージとは別の試料載置ステージを備えている。そして、この試料載置ステージに加工試料片を載置した後、レーザユニットから加工試料片の表面にレーザ光を照射してレーザ加工痕跡を形成する。次いで、このレーザ加工痕跡を観察光学部で撮影し、この撮影により得られた撮影画像に基づき、レーザ光の照射位置の目標値と実測値との位置ずれを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１０７３３４号公報
【特許文献２】特開２０１６−２１５１９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１１１４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２に記載のレーザ加工装置では、装置が設置されている工場（クリーンルーム）の室内温度等の環境が変わったり或いは環境が時間的に変化したりすることで、レーザユニットの光軸と赤外線顕微鏡の光軸との相対位置がずれる場合がある。この場合には、レーザユニットによるレーザ光の加工位置が分割予定ラインに対して位置ずれするため、精度の高い加工ができなくなる。このため、従来では、定期的なメンテナンスで位置ずれを補正するなど対策を実施しているが、工場によって気温の変化が大きく短期間で位置ずれが発生するおそれがある。
【０００８】
このような位置ずれを防止するため、改質領域形成時にレーザ光の加工位置の補正を行うことが望ましいが、ウェーハの厚みによっては１つの分割予定ラインに対してレーザ光の複数スキャンが必要になる。この場合、改質領域及び亀裂の蛇行が複数重なることにより、レーザ光の加工位置の補正が困難になる。そして、数μｍの補正ずれが発生すると、例えば分割予定ラインの幅が２０μｍ以下の狭ストリートプロセスにおいて大きく歩留まりを落とすことになる。
【０００９】
そこで、特許文献２に記載のレーザ加工装置においても、上記特許文献３に記載されているようにレーザユニットからウェーハに照射されるレーザ光の照射位置の目標値と実測値との位置ずれを検出することで、レーザユニットの光軸と赤外線顕微鏡の光軸との位置関係を取得することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、特許文献３に記載の方法は、レーザユニットの光軸と赤外線顕微鏡の光軸とが一致しているレーザ加工装置を対象としているため、この特許文献３に記載の方法を特許文献２に記載のレーザ加工装置に単純に適用することはできない。また仮に適用することができたとしても、加工試料片を容易する手間及びコストと、加工試料片を試料載置ステージに着脱したりする手間及びコストと、が掛かるという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高精度なウェーハのレーザ加工を簡単に行うことができるレーザ加工装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置は、ウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置において、ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザ光学系と、一面に対向する位置に配置され且つレーザ光学系の第１光軸とは異なる第２光軸を有し、ウェーハを撮影する赤外線カメラと、レーザ光学系及び赤外線カメラを一体にウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、赤外線カメラにウェーハのアライメント基準を撮影させて、赤外線カメラにより撮影されたアライメント基準の第１撮影画像に基づき、分割予定ラインの位置を検出する検出制御部と、相対移動機構を駆動してレーザ光学系に対するウェーハの相対移動を行い、且つ相対移動されているウェーハの一面に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させて、一面に熱加工層を形成する熱加工層形成制御部と、相対移動機構を駆動して赤外線カメラを熱加工層の撮影位置に相対移動させ、赤外線カメラに熱加工層の第２撮影画像を撮影させる撮影制御部と、第２撮影画像と、第１光軸及び第２光軸の既知の位置関係情報とに基づき、一面内での熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算部と、演算部の演算結果に基づき、位置関係情報を補正する補正部と、を備える。
【００１３】
このレーザ加工装置によれば、環境の変化等によりレーザ光学系の第１光軸と赤外線カメラの第２光軸との相対位置が設計値からずれた場合であっても、レーザ光学系の第１光軸と赤外線カメラの第２光軸との位置関係情報を補正することができる。
【００１４】
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、ウェーハの内部に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させた状態で、検出制御部による分割予定ラインの位置検出結果と、補正部により補正された位置関係情報とに基づき、相対移動機構により分割予定ラインに沿ってレーザ光学系をウェーハに対して相対移動させて、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成する改質領域形成制御部を備える。これにより、分割予定ラインに沿って高精度にウェーハの内部に改質領域を形成することができる。
【００１５】
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、検出制御部が、相対移動機構を駆動して赤外線カメラをアライメント基準の撮影位置に相対移動させ、且つ赤外線カメラにアライメント基準を撮影させて、第１撮影画像を取得する。これにより、分割予定ラインの位置を検出することができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、検出制御部が、第１撮影画像に基づき、分割予定ラインの位置と、ウェーハの無効領域内で予め定めた熱加工層の形成予定位置とを検出し、熱加工層形成制御部が、位置関係情報と検出制御部による形成予定位置の検出結果とに基づき、相対移動機構及びレーザ光学系を制御して、形成予定位置に熱加工層を形成する。これにより、ウェーハの無効領域に熱加工層を形成することができる。
【００１７】
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、形成予定位置が、分割予定ラインの端部である。
【００１８】
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、分割予定ラインの方向ごと、ウェーハごと、又は複数のウェーハごとに、少なくとも熱加工層形成制御部と撮影制御部と演算部と補正部とを繰り返し作動させる繰り返し制御部を備える。これにより、所定のタイミングで位置関係情報を補正することができる。
【００１９】
本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置の制御方法は、ウェーハの一面に向けてレーザ光を照射するレーザ光学系と、一面に対向する位置に配置され且つレーザ光学系の第１光軸とは異なる第２光軸を有し、ウェーハを撮影する赤外線カメラと、レーザ光学系及び赤外線カメラを一体にウェーハに対して相対移動させる相対移動機構と、を備え、レーザ光学系によりウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、ウェーハの分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置の制御方法において、赤外線カメラにウェーハのアライメント基準を撮影させて、赤外線カメラにより撮影されたアライメント基準の第１撮影画像に基づき、分割予定ラインの位置を検出する検出工程と、相対移動機構によりレーザ光学系に対して相対移動されているウェーハの一面に対し、レーザ光学系のレーザ光を集光させて、一面に熱加工層を形成する熱加工層形成工程と、相対移動機構により赤外線カメラを熱加工層の撮影位置に移動させ、赤外線カメラに熱加工層の第２撮影画像を撮影させる撮影工程と、撮影工程で撮影された第２撮影画像と、第１光軸及び第２光軸の既知の位置関係情報とに基づき、一面内での熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算する演算工程と、演算工程での演算結果に基づき、位置関係情報を補正する補正工程と、を有する。
【００２０】
本発明の他の態様に係るレーザ加工装置の制御方法において、ウェーハの内部に対しレーザ光学系のレーザ光を集光させた状態で、検出工程での分割予定ラインの位置検出結果と、補正工程で補正された位置関係情報とに基づき、相対移動機構により分割予定ラインに沿ってレーザ光学系をウェーハに対して相対移動させて、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成する改質領域形成工程を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、高精度なウェーハのレーザ加工を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】レーザ加工装置の概略図である。
【図２】レーザ加工装置による加工対象のウェーハの平面図である。
【図３】図２に示したウェーハの一部の断面図である。
【図４】制御装置の機能ブロック図である。
【図５】ウェーハの内部における改質領域の形成を説明するための説明図である。
【図６】ウェーハの内部における改質領域の形成を説明するための説明図である。
【図７】ウェーハの内部における２層の改質領域の形成を説明するための説明図である。
【図８】ウェーハの内部における２層の改質領域の形成を説明するための説明図である。
【図９】熱加工層形成制御部による熱加工層の形成を説明するための説明図である。
【図１０】熱加工層形成制御部による熱加工層の形成を説明するための説明図である。
【図１１】演算部によるウェーハの裏面上での熱加工層の形成位置の理論値と実測値との位置ずれの演算を説明するための説明図である。
【図１２】補正部による位置関係情報の補正を説明するための説明図である。
【図１３】上記構成のレーザ加工装置によるウェーハのレーザ加工処理、特に本発明のレーザ加工装置の制御方法に相当する位置関係情報の補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】加工ユニットの変形例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［レーザ加工装置の構成］
図１は、レーザ加工装置１０の概略図である。図１に示すように、レーザ加工装置１０は、ウェーハ１２（例えばシリコンウェーハ）を複数のチップ１４（図２参照）に分割する前の前工程として、ウェーハ１２に対してレーザ加工を施す。なお、図中のＸＹＺ方向は互いに直交し、このうちＸ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。またθ方向は、Ｚ方向を回転軸とする回転方向である。
【００２４】
図２は、レーザ加工装置１０による加工対象のウェーハ１２の平面図である。図３は、図２に示したウェーハ１２の一部の断面図である。図２及び図３に示すように、ウェーハ１２は格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域に区画されている。この区画された各領域にはチップＴを構成するデバイス層１６が設けられている。レーザ加工装置１０は、ストリート上に設定された複数の分割予定ラインＣ１，Ｃ２に沿ってウェーハ１２の内部に改質領域２００（図６参照）を形成する。なお、分割予定ラインＣ１と分割予定ラインＣ２とは互いに直交している。
【００２５】
図１に戻って、レーザ加工装置１０は、Ｘθステージ２０と、加工ユニット２２と、制御装置２４と、を備える。
【００２６】
Ｘθステージ２０は、不図示の保護テープを介して、ウェーハ１２のデバイス層１６が設けられている側の表面を吸着保持する。これにより、ウェーハ１２は、その表面とは反対側の裏面が後述の加工ユニット２２と対向するようにＸθステージ２０に保持される。このため、ウェーハ１２の裏面は、本発明の一面に相当する。
【００２７】
Ｘθステージ２０は、後述の制御装置２４の制御の下、ステージ駆動機構２６（図４参照）により、Ｘ方向に移動されると共にθ方向に回転される。なお、ステージ駆動機構２６は、公知の直動機構及び回転機構を組み合わせた構成である。また、移動方向Ｍ１はＸ方向の一方向側に向かうＸθステージ２０の移動方向であり、移動方向Ｍ２はＸ方向の他方向側に向かうＸθステージ２０の移動方向である。
【００２８】
加工ユニット２２は、レーザユニット２８と赤外線顕微鏡３０とを備える。この加工ユニット２２は、Ｘθステージ２０のＺ方向上方側に配置されており、後述の制御装置２４により制御される。
【００２９】
また、加工ユニット２２は、後述の制御装置２４の制御の下、ユニット駆動機構３２（図４参照）により、Ｙ方向及びＺ方向にそれぞれ移動される。なお、ユニット駆動機構３２は、既述のステージ駆動機構２６と共に本発明の相対移動機構を構成するものであり、公知の直動機構が用いられる。
【００３０】
レーザユニット２８は、本発明のレーザ光学系に相当するものであり、ウェーハ１２の裏面に向けてレーザ光Ｌを照射する。レーザユニット２８は、レーザ光源４０、ビームエキスパンダ４２、ミラー４４、λ／２波長板４６、空間光変調器４８、ミラー５０、ミラー５２、レンズ５４、ミラー５６、ミラー５８、レンズ６０、及び集光レンズ６２を備える。なお、レーザユニット２８の構成は、図１に示した構成に限定されるものではなく、ウェーハ１２のレーザ加工に用いられる各種のヘッドの構成を採用してもよい。
【００３１】
レーザ光源４０は、ウェーハ１２のレーザ加工用のレーザ光Ｌをビームエキスパンダ４２に向けて出射する。なお、レーザ光Ｌの種類については公知技術（例えば特許文献１参照）であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
【００３２】
ビームエキスパンダ４２は、レーザ光源４０から入射されたレーザ光Ｌを、後述の空間光変調器４８で位相変調するための適切なビーム径に拡大する。ビームエキスパンダ４２から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー４４及びλ／２波長板４６を経て空間光変調器４８に入射する。
【００３３】
空間光変調器４８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）が用いられる。この空間光変調器４８は、制御装置２４の制御の下、所定のホログラムパターンを呈示することで、λ／２波長板４６から入射されたレーザ光Ｌを変調させる。これにより、ウェーハ１２の内部に集光されるレーザ光Ｌの収差が所定の収差以下となるように、レーザ光Ｌが収差補正される。なお、空間光変調器４８の構成及び機能については公知技術（上記特許文献１参照）であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
【００３４】
空間光変調器４８により変調されたレーザ光Ｌは、ミラー５０、ミラー５２、レンズ５４、ミラー５６、ミラー５８、及びレンズ６０を経て、集光レンズ６２により集光される。集光レンズ６２は、不図示のレンズ移動機構によりＺ方向に位置調整される。このレンズ移動機構は、制御装置２４の制御の下、集光レンズ６２のＺ方向の位置を調整することで、レーザ光Ｌの集光点のＺ方向位置（ウェーハ深さ方向位置）を調整する。なお、集光レンズ６２（レーザユニット２８）の光軸Ａ１は、本発明の第１光軸に相当する。
【００３５】
赤外線顕微鏡３０は、レーザユニット２８に固定されており、レーザユニット２８と一体に移動する。この赤外線顕微鏡３０は、照明光源６４、ハーフミラー６６、対物レンズ６８、及び赤外線カメラ７０等を備える。
【００３６】
照明光源６４は、例えばＬＤ（Laser Diode）光源及びＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源等が用いられる。この照明光源６４は、ウェーハ１２を透過する波長域の照明光、例えば赤外域の赤外光をハーフミラー６６に向けて出力する。
【００３７】
ハーフミラー６６は、照明光源６４から入射した照明光の一部を透過して対物レンズ６８に向けて出射する。これにより、照明光は、対物レンズ６８によりウェーハ１２の裏面上に集光される。対物レンズ６８により集光される照明光の集光点のＺ方向位置（ウェーハ深さ方向位置）は、不図示のレンズ移動機構により対物レンズ６８をＺ方向に移動させることにより調整される。対物レンズ６８の光軸Ａ２は、照明光源６４の照明軸及び後述の赤外線カメラ７０の撮影光軸であり、本発明の第２光軸に相当する。なお、光軸Ａ１，Ａ２は共にＺ方向に平行である。
【００３８】
ウェーハ１２で反射された照明光の反射光の一部は、ハーフミラー６６により赤外線カメラ７０に向けて反射される。
【００３９】
赤外線カメラ７０は、赤外光の波長域に対して感度を有する撮像素子（不図示）を備えている。ウェーハ１２の内部に対物レンズ６８による集点を合わせた状態で赤外線カメラ７０によりウェーハ１２を撮影した撮影画像に基づき、ウェーハ１２の内部の状態を確認することができる。また、ウェーハ１２の裏面に対物レンズ６８による集点を合わせた状態で赤外線カメラ７０によりウェーハ１２を撮影した撮影画像に基づき、ウェーハ１２の裏面の状態を確認することができる。
【００４０】
赤外線カメラ７０が撮影した撮影画像の画像データは、制御装置２４へ出力される。制御装置２４は、赤外線カメラ７０から入力された撮影画像の画像データに基づき、モニタ７２にウェーハ１２の内部又は裏面の撮影画像を表示させる。
【００４１】
なお、赤外線カメラ７０としては、例えばＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）カメラに代表される近赤外領域（１μｍ以上の波長領域）で高い感度を有するカメラ（近赤外線カメラ）が好ましく用いられる。
【００４２】
赤外線カメラ７０の光軸Ａ２は、既述のレーザユニット２８の光軸Ａ１の位置に対して、レーザ加工時のウェーハ１２の移動方向Ｍ１（Ｘ方向の一方向）の下流側に位置する。これにより、赤外線カメラ７０は、レーザユニット２８のレーザ光Ｌによるウェーハ１２の加工位置と同一の分割予定ラインＣ１，Ｃ２上でウェーハ１２を撮影することができる。
【００４３】
［制御装置の構成］
図４は、制御装置２４の機能ブロック図である。図４に示すように、制御装置２４には、ステージ駆動機構２６と、レーザユニット２８（レーザ光源４０及び空間光変調器４８）と、赤外線顕微鏡３０（照明光源６４及び赤外線カメラ７０）と、ユニット駆動機構３２と、モニタ７２と、操作部７４と、が接続されている。なお、操作部７４は、公知のキーボード、マウス、及び操作ボタン等が用いられる。
【００４４】
制御装置２４は、例えばパーソナルコンピュータのような演算装置により構成され、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、制御装置２４の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
【００４５】
制御装置２４は、不図示の制御プログラムを実行することで、統括制御部８０、記憶部８２、移動制御部８４、レーザ制御部８６、顕微鏡制御部８８、及び表示制御部９０として機能する。以下、本実施形態において「〜部」として説明するものは「〜回路」、「〜装置」、又は「〜機器」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。
【００４６】
統括制御部８０は、操作部７４に対する入力操作に基づき、レーザ加工装置１０の各部の動作を統括的に制御する。
【００４７】
記憶部８２には、上述の制御プログラムの他に、位置関係情報９２が予め記憶されている。位置関係情報９２は、ＸＹ方向におけるレーザユニット２８の光軸Ａ１の位置（ＸＹ座標）と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置（ＸＹ座標）との相対位置関係を示す既知情報である。この位置関係情報９２は、レーザ加工装置１０の製造メーカにて測定された値が記憶される。また、位置関係情報９２は、後述の情報補正制御部１００により補正（書き替え）される。
【００４８】
移動制御部８４は、統括制御部８０の制御の下、ステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２をそれぞれ駆動することで、レーザユニット２８及び赤外線顕微鏡３０を一体にウェーハ１２に対してＸＹＺ方向及びθ方向に相対移動させる。これにより、レーザ加工前にレーザユニット２８の光軸Ａ１をウェーハ１２の加工開始位置［後述の無効領域１２ａ（図１０参照）及び分割予定ラインＣ１，Ｃ２の一端］に位置合わせしたり、レーザ加工時にレーザユニット２８をウェーハ１２に対してＸ方向に相対移動させたりすることができる。また、レーザ加工前に、赤外線顕微鏡３０の光軸Ａ２をウェーハ１２の特定位置［アライメント基準、及び後述の熱加工層１２０（図１０参照）等］に位置合わせすることができる。
【００４９】
レーザ制御部８６は、統括制御部８０の制御の下、レーザ光源４０によるレーザ光Ｌの出射と、空間光変調器４８によるレーザ光Ｌの変調とを制御する。なお、空間光変調器４８によるレーザ光Ｌの変調制御については公知技術であるので具体的な説明は省略する。
【００５０】
顕微鏡制御部８８は、統括制御部８０の制御の下、照明光源６４による照明光の出射及び赤外線カメラ７０によるウェーハ１２の撮影を制御する。
【００５１】
表示制御部９０は、モニタ７２の表示を制御する。表示制御部９０は、赤外線カメラ７０から入力されたウェーハ１２の撮影画像の画像データに基づき、この撮影画像をモニタ７２に表示させる。また、表示制御部９０は、レーザ加工装置１０の各種の設定画面をモニタ７２に表示させる。
【００５２】
統括制御部８０は、既述の制御プログラムを実行することで、検出制御部９６、改質領域形成制御部９８、及び情報補正制御部１００として機能する。
【００５３】
検出制御部９６は、レーザ加工装置１０の各部を制御して、Ｘθステージ２０に保持されているウェーハ１２の分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置（ＸＹ面内での向きを含む）を検出するアライメント検出を実行する。
【００５４】
最初に検出制御部９６は、移動制御部８４及び顕微鏡制御部８８を介して、ステージ駆動機構２６とユニット駆動機構３２と赤外線顕微鏡３０とを制御して、ウェーハ１２のアライメント基準の撮影画像１０２の画像データを取得（撮影）する。ここでいうアライメント基準とは、レーザ加工装置１０がウェーハ１２の分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置を認識するための基準であり、例えば、ストリート及び認識マーク等の公知の基準が用いられる。なお、アライメント基準は、赤外線カメラ７０で撮影可能であれば、ウェーハ１２の内部、表面、及び裏面等の任意の位置に設けられていてもよい。
【００５５】
具体的に検出制御部９６は、撮影画像１０２の画像データを取得する場合、ステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２を駆動して、赤外線カメラ７０をウェーハ１２のアライメント基準を撮影可能な撮影位置（アライメント基準が赤外線カメラ７０の撮影範囲内に含まれる位置）に相対移動させる。この移動後に検出制御部９６は、赤外線カメラ７０を制御して、赤外線カメラ７０にアライメント基準を含むウェーハ１２の撮影を実行させる。これにより、赤外線カメラ７０によりウェーハ１２の撮影画像１０２の画像データが取得され、この画像データが赤外線カメラ７０から検出制御部９６に出力される。なお、撮影画像１０２は本発明の第１撮影画像に相当する。
【００５６】
そして、検出制御部９６は、撮影画像１０２の画像データに基づき、撮影画像１０２内のアライメント基準を公知の画像認識法で検出することにより、ウェーハ１２の分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置を検出する。
【００５７】
また、検出制御部９６は、アライメント基準の検出結果に基づき、分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置の他に、ウェーハ１２の無効領域１２ａ（図１０参照）内で後述の熱加工層１２０（図１０参照）を形成する形成予定位置を検出する。この無効領域１２ａは、ウェーハ１２内でチップ１４から離間した領域（例えばウェーハ１２の外周領域）である。そして、本実施形態では、熱加工層１２０の形成予定位置として、分割予定ラインＣ１，Ｃ２の中のいずれかのラインの端部を予め定めている。このため、検出制御部９６は、分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置を検出することで、熱加工層１２０の形成予定位置を合せて検出することができる。
【００５８】
改質領域形成制御部９８は、移動制御部８４及びレーザ制御部８６を介して、ステージ駆動機構２６とユニット駆動機構３２とレーザユニット２８とを制御して、分割予定ラインＣ１，Ｃ２ごとに、分割予定ラインＣ１，Ｃ２に沿ってウェーハ１２の内部に改質領域２００（図６参照）を形成する。
【００５９】
具体的に、改質領域形成制御部９８は、検出制御部９６によるアライメント検出結果に基づき、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６を駆動してＸθステージ２０をθ方向に回転させることにより、互いに直交する分割予定ラインＣ１，Ｃ２の一方（例えば分割予定ラインＣ１）をＸ方向に平行にする。
【００６０】
次いで、改質領域形成制御部９８は、Ｘ方向に平行な複数の分割予定ラインＣ１の中の第１番目の分割予定ラインＣ１に対応する改質領域２００（図６参照）の形成を開始する。改質領域形成制御部９８は、検出制御部９６によるアライメント検出結果（分割予定ラインＣ１の位置検出結果）と、記憶部８２内の位置関係情報９２とに基づき、レーザユニット２８（光軸Ａ１）と分割予定ラインＣ１との相対位置関係を判別する。
【００６１】
ここで、既述のアライメント検出では、赤外線カメラ７０（光軸Ａ２）と分割予定ラインＣ１，Ｃ２との相対位置関係を検出しているが、位置関係情報９２に基づきレーザユニット２８（光軸Ａ１）と赤外線カメラ７０（光軸Ａ２）との位置関係は既知である。このため、改質領域形成制御部９８は、アライメント検出結果と位置関係情報９２とに基づき、レーザユニット２８（光軸Ａ１）と分割予定ラインＣ１，Ｃ２との相対位置関係を判別することができる。
【００６２】
従って、改質領域形成制御部９８は、アライメント検出結果と位置関係情報９２とに基づき、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２を駆動して、レーザユニット２８の光軸Ａ１を第１番目の分割予定ラインＣ１の一端、例えば移動方向Ｍ２側の一端に位置合わせするアライメントを行う。
【００６３】
図５及び図６は、ウェーハ１２の内部における改質領域２００の形成を説明するための説明図である。図５及び図６に示すように、改質領域形成制御部９８は、上述のアライメント完了後、レーザユニット２８を制御して、レーザ光Ｌをウェーハ１２の裏面から所定の深さ位置にある集光点Ｐ１に集光させて、この集光点Ｐ１の位置に改質領域２００を形成する。
【００６４】
次いで、改質領域形成制御部９８は、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６を駆動して、Ｘθステージ２０を移動方向Ｍ２に移動させる。これにより、集光点Ｐ１にレーザ光Ｌを集光させた状態で、ウェーハ１２に対してレーザユニット２８が移動方向Ｍ１に相対移動される、すなわち第１番目の分割予定ラインＣ１に沿ってレーザユニット２８がウェーハ１２に対してＸ方向に相対移動される。その結果、第１番目の分割予定ラインＣ１に沿ってウェーハ１２の内部に改質領域２００が形成される。また、改質領域２００が形成されると、この改質領域２００を起点としてウェーハ１２の厚さ方向（Ｚ方向）に亀裂２０２が発生する。
【００６５】
改質領域形成制御部９８は、第１番目の分割予定ラインＣ１に対応する改質領域２００の形成後、移動制御部８４を介してユニット駆動機構３２を駆動して、レーザユニット２８を分割予定ラインＣ１のピッチ間隔に相当する距離だけ第２番目の分割予定ラインＣ１に向けてＹ方向に移動させる。これにより、レーザユニット２８の光軸Ａ１を第２番目の分割予定ラインＣ１の一端、例えば移動方向Ｍ１側の一端に位置合わせするアライメントが行われる。
【００６６】
そして、改質領域形成制御部９８は、移動制御部８４及びレーザ制御部８６を介してステージ駆動機構２６及びレーザユニット２８を制御して、集光点Ｐ１に対するレーザユニット２８のレーザ光Ｌの集光と、Ｘθステージ２０の移動方向Ｍ１への移動とを実行する。これにより、第２番目の分割予定ラインＣ１に沿ってウェーハ１２の内部に改質領域２００が形成される。
【００６７】
以下同様に、全ての分割予定ラインＣ１に沿ってウェーハ１２の内部に改質領域２００が形成される。次いで、改質領域形成制御部９８は、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６を駆動して、Ｘθステージ２０を９０°回転させることより、分割予定ラインＣ２をＸ方向に平行にする。そして、改質領域形成制御部９８は、分割予定ラインＣ１に対応する改質領域２００の形成と同様に、移動制御部８４及びレーザ制御部８６を介してステージ駆動機構２６及びレーザユニット２８を制御して、全ての分割予定ラインＣ２に沿ってウェーハ１２の内部に改質領域２００を形成する。以上で改質領域２００の形成が完了する。
【００６８】
図７及び図８は、ウェーハ１２の内部における２層の改質領域２００の形成を説明するための説明図である。図７及び図８に示すように、ウェーハ１２の厚みが厚い場合、分割予定ラインＣ１，Ｃ２に沿ってウェーハ１２の内部に２層の改質領域２００を形成してもよい。この場合、改質領域形成制御部９８は、分割予定ラインＣ１，Ｃ２ごとに、既述の図５及び図６で説明した１層目の改質領域２００の形成後、レーザユニット２８のレーザ光Ｌの集光位置をウェーハ１２の内部で且つ集光点Ｐ１よりも浅い位置（Ｚ方向上方側の位置）にある集光点Ｐ２に変更した状態で、上述の改質領域２００の形成を繰り返し実行する。これにより、２層目の改質領域２００が形成される。なお、ウェーハ１２の厚みに応じて３層以上の改質領域２００を形成してもよい。
【００６９】
図４に戻って、情報補正制御部１００は、記憶部８２内の位置関係情報９２の補正を行う。
【００７０】
既述の通り、レーザ加工装置１０が設置されている工場（クリーンルーム）の室内温度等の環境が変わったり或いは環境が時間的に変化したりすることで、レーザユニット２８の光軸Ａ１と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２との相対位置がずれる場合がある。この場合、位置関係情報９２で規定されている光軸Ａ１と光軸Ａ２との位置関係と、実際の両者の位置関係との間にずれが生じる。その結果、当初（出荷時）の位置関係情報９２に基づいて、レーザユニット２８の光軸Ａ１を分割予定ラインＣ１，Ｃ２の一端に正確に位置合わせ（アライメント）することができない。そこで、情報補正制御部１００により所定のタイミングで位置関係情報９２の補正（更新）を行う。
【００７１】
情報補正制御部１００は、熱加工層形成制御部１１０、撮影制御部１１２、演算部１１４、及び補正部１１６として機能する。
【００７２】
図９及び図１０は、熱加工層形成制御部１１０による熱加工層１２０の形成を説明するための説明図である。図９及び図１０に示すように、熱加工層形成制御部１１０は、移動制御部８４及びレーザ制御部８６を介してステージ駆動機構２６及びレーザユニット２８を制御して、ウェーハ１２の無効領域１２ａの裏面上で且つ分割予定ラインＣ１，Ｃ２のいずれかの端部であるライン端部（以下、単にライン端部という）に熱加工層１２０を形成する。
【００７３】
最初に熱加工層形成制御部１１０は、検出制御部９６による熱加工層１２０の形成予定位置（ライン端部）の位置検出結果と、記憶部８２内の位置関係情報９２とに基づき、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２を駆動して、レーザユニット２８の光軸Ａ１をライン端部に位置合わせするアライメントを実行する。ここでは、レーザユニット２８の光軸Ａ１が例えばライン端部内のさらにＸ方向一端部（例えば移動方向Ｍ２側の端部）に位置合わせされる。
【００７４】
そして、熱加工層形成制御部１１０は、上述のアライメント完了後、レーザユニット２８を制御して、レーザ光Ｌをウェーハ１２の裏面上の集光点Ｐ３に集光させる。これにより、集光点Ｐ３にレーザ光Ｌのエネルギーが集中し、この集光点Ｐ３でウェーハ１２の裏面がアブレーションされ、熱加工層１２０が形成される。
【００７５】
次いで、熱加工層形成制御部１１０は、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６を駆動して、Ｘθステージ２０を移動方向Ｍ２に所定距離だけ移動させる。これにより、集光点Ｐ３にレーザユニット２８のレーザ光Ｌを集光させた状態で、ウェーハ１２に対してレーザユニット２８が移動方向Ｍ１に相対移動される、すなわちレーザユニット２８がウェーハ１２に対してＸ方向に相対移動される。その結果、ウェーハ１２の裏面においてライン端部に沿ってＸ方向に延びた熱加工層１２０が形成される。なお、本実施形態では、熱加工層１２０のＸ方向の長さが例えば５ｍｍになるようにＸθステージ２０の移動距離が調整されている。この移動距離は、熱加工層１２０が無効領域１２ａ内に収まる距離、すなわちチップ１４の品質に影響を及ぼさない距離であれば特に限定はされない。
【００７６】
撮影制御部１１２は、赤外線顕微鏡３０（赤外線カメラ７０）による熱加工層１２０の撮影を制御する。撮影制御部１１２は、検出制御部９６による熱加工層１２０の形成予定位置（ライン端部）の位置検出結果に基づき、移動制御部８４を介してステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２を駆動して、ウェーハ１２に対して赤外線顕微鏡３０を熱加工層１２０の撮影位置に相対移動させる。次いで、撮影制御部１１２は、赤外線顕微鏡３０の赤外線カメラ７０による熱加工層１２０の撮影を実行させる。これにより、赤外線カメラ７０により熱加工層１２０の撮影画像１２２（図４参照）の画像データが取得され、この画像データが赤外線カメラ７０から演算部１１４に出力される。なお、撮影画像１２２は本発明の第２撮影画像に相当する。
【００７７】
図１１は、演算部１１４によるウェーハ１２の裏面上での熱加工層１２０の形成位置の理論値と実測値との位置ずれの演算を説明するための説明図である。図１１に示すように、演算部１１４は、撮影画像１２２の画像データに基づき、撮影画像１２２内の熱加工層１２０（斜線で表示）を公知の画像認識法で検出する。そして、演算部１１４は、撮影画像１２２内での熱加工層１２０の位置と、撮影画像１２２の撮影時の赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置とに基づき、ウェーハ１２の裏面上での熱加工層１２０の形成位置の実測値を検出する。
【００７８】
また、演算部１１４は、検出制御部９６による熱加工層１２０の形成予定位置（ライン端部）の位置検出結果を、ウェーハ１２の裏面上での熱加工層１２０の形成位置の理論値として用いる。この理論値は、位置関係情報９２で定められているレーザユニット２８の光軸Ａ１と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２との位置関係と、実際の双方の位置関係との間にずれがないと仮定した場合における熱加工層１２０の形成位置である。
【００７９】
そして、演算部１１４は、熱加工層１２０の形成位置の理論値と実測値との位置ずれ（位置ずれのずれ量及びずれ方向）を示す値として（δｘ，δｙ）を演算する。なお、（δｘ，δｙ）の各々の値の大きさがＸ方向及びＹ方向の位置ずれのずれ量を示し、（δｘ，δｙ）の各々の値の正負が位置ずれのずれ方向（Ｘ方向及びＹ方向の正負）を示す。
【００８０】
位置ずれの演算結果（δｘ，δｙ）は、位置関係情報９２で定められているレーザユニット２８の光軸Ａ１と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２との位置関係と、実際の双方の位置関係との間にずれがない場合はゼロになる。従って、演算結果（δｘ，δｙ）は、光軸Ａ１と光軸Ａ２との位置関係が、設計値からどの程度変化しているのかを示す値である。
【００８１】
図１２は、補正部１１６による位置関係情報９２の補正を説明するための説明図である。図１２において、座標（Ｘ１，Ｙ１）は赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の座標（設計値）であり、座標（Ｘ２，Ｙ２）はレーザユニット２８の光軸Ａ１の座標（設計値）である。なお、座標（Ｘ１，Ｙ１）及び座標（Ｘ２，Ｙ２）は、双方のいずれか一方［例えば座標（Ｘ１，Ｙ１）］を基準とした他方［例えば座標（Ｘ２，Ｙ２）］の相対位置座標である。また、Δｘ＝Ｘ２−Ｘ１である。さらに本実施形態ではＹ１＝Ｙ２である。
【００８２】
位置ずれの演算結果（δｘ，δｙ）がゼロではない場合、光軸Ａ１及び光軸Ａ２の相対位置関係は、図１２の符号XIIAに示すような工場出荷時の位置関係情報９２が示す位置関係から、図１２の符号XIIBに示す位置関係に変化している。
【００８３】
従って、補正部１１６は、演算部１１４による位置ずれの演算結果（δｘ，δｙ）に基づき、ＸＹ方向におけるレーザユニット２８の光軸Ａ１の位置と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置との実際の（最新の）相対位置関係を演算することで、記憶部８２内の位置関係情報９２を補正する。これにより、既述の熱加工層形成制御部１１０は、検出制御部９６の位置検出結果と、補正部１１６により補正された位置関係情報９２とに基づき、レーザユニット２８、ステージ駆動機構２６、及びユニット駆動機構３２を制御して、ウェーハ１２の内部に改質領域２００を形成することができる。
【００８４】
このような情報補正制御部１００による位置関係情報９２の補正、すなわち情報補正制御部１００の各部の作動は、統括制御部８０の制御の下、分割予定ラインＣ１，Ｃ２の方向ごと、ウェーハ１２ごと、及び複数のウェーハ１２ごとの少なくともいずれかのタイミングで実行される。従って、統括制御部８０は、本発明の繰り返し制御部として機能する。なお、位置関係情報９２の補正を定期的或いはレーザ加工装置１０の起動時等に実行してもよい。
【００８５】
［レーザ加工装置の作用］
図１３は、上記構成のレーザ加工装置１０によるウェーハ１２のレーザ加工処理、特に本発明のレーザ加工装置の制御方法に相当する位置関係情報９２の補正処理の流れを示すフローチャートである。
【００８６】
図１３に示すように、レーザ加工対象のウェーハ１２がＸθステージ２０に吸着保持されると、制御装置２４の検出制御部９６が作動する。検出制御部９６は、ステージ駆動機構２６とユニット駆動機構３２と赤外線顕微鏡３０とを制御して、ウェーハ１２のアライメント基準の撮影画像１０２の画像データを取得する。そして、検出制御部９６は、撮影画像１０２の画像データに基づき、ウェーハ１２内の分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置を検出するアライメント検出を行う（ステップＳ１、本発明の検出工程に相当）。また、検出制御部９６は、分割予定ラインＣ１，Ｃ２の位置を検出することで、無効領域１２ａ内に位置する分割予定ラインＣ１，Ｃ２のいずれかのライン端部の位置（熱加工層１２０の形成予定位置）を合せて検出する。
【００８７】
アライメント検出が完了すると、情報補正制御部１００の熱加工層形成制御部１１０が作動する。熱加工層形成制御部１１０は、検出制御部９６による熱加工層１２０の形成予定位置の検出結果と、記憶部８２内の位置関係情報９２とに基づき、ステージ駆動機構２６とユニット駆動機構３２とレーザユニット２８とを駆動して、既述の図１０等に示したようにウェーハ１２の裏面に熱加工層１２０を形成する（ステップＳ２、本発明の熱加工層形成工程）。
【００８８】
次いで、撮影制御部１１２は、検出制御部９６による熱加工層１２０の形成予定位置の検出結果に基づき、ステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２を駆動して赤外線顕微鏡３０を熱加工層１２０の撮影位置に移動させた後、赤外線カメラ７０による熱加工層１２０の撮影を実行させる（ステップＳ３、本発明の撮影工程に相当）。これにより、赤外線カメラ７０から演算部１１４に対して熱加工層１２０の撮影画像１２２の画像データが出力される。
【００８９】
演算部１１４は、赤外線カメラ７０からの撮影画像１２２の画像データの入力に応じて作動する。演算部１１４は、撮影画像１２２の画像データに基づき撮影画像１２２内の熱加工層１２０を画像認識法により検出した後、撮影画像１２２内の熱加工層１２０の位置と、撮影画像１２２の撮影時の赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置と、に基づいて、ウェーハ１２の裏面上での熱加工層１２０の形成位置の実測値を検出する。また、演算部１１４は、検出制御部９６がアライメント検出時に検出した熱加工層１２０の形成予定位置の検出結果を、ウェーハ１２の裏面上での熱加工層１２０の形成位置の理論値として取得する。そして、演算部１１４は、既述の図１１に示したように、熱加工層１２０の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算し、その演算結果（δｘ，δｙ）を補正部１１６へ出力する（ステップＳ４、本発明の演算工程に相当）。
【００９０】
補正部１１６は、演算部１１４から位置ずれの演算結果（δｘ，δｙ）が入力されると、この演算結果（δｘ，δｙ）に基づき、既述の図１２に示したように記憶部８２内の位置関係情報９２を補正する（ステップＳ５、本発明の補正工程に相当）。
【００９１】
位置関係情報９２の補正が完了すると、改質領域形成制御部９８が作動する。改質領域形成制御部９８は、検出制御部９６によるアライメント検出結果と、記憶部８２内の補正後の位置関係情報９２とに基づき、ステージ駆動機構２６とユニット駆動機構３２とレーザユニット２８とを駆動して、既述の図５から図８に示したように各分割予定ラインＣ１に沿ってウェーハ１２の内部に１層又は複数層の改質領域２００を形成する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６は、本発明の改質領域形成工程に相当する。
【００９２】
補正後の位置関係情報９２に基づきウェーハ１２のレーザ加工を行うので、レーザ加工装置１０が設置されている環境の変化によりレーザユニット２８の光軸Ａ１と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２との相対位置が設計値からずれたとしても、分割予定ラインＣ１に沿って高精度にウェーハ１２の内部に改質領域２００を形成することができる。
【００９３】
統括制御部８０は、各分割予定ラインＣ１に沿った改質領域２００の形成後、情報補正制御部１００の各部を繰り返し作動させる繰り返し制御を実行する（ステップＳ７でＹＥＳ、ステップＳ８でＮＯ）。これにより、既述のステップＳ２からステップＳ５までの処理が繰り返し実行され、記憶部８２内の位置関係情報９２が再補正される。なお、この場合、新たな熱加工層１２０を、例えば最後の分割予定ラインＣ１に対応した改質領域２００の形成後に、この最後の分割予定ラインＣ１のライン端部に形成してもよい。これにより、ウェーハ１２とレーザユニット２８とを相対移動させることなく、速やかに新たな熱加工層１２０の形成を開始することができる。
【００９４】
そして、既述のステップＳ６が実行されることで、各分割予定ラインＣ２に沿ってウェーハ１２の内部に１層又は複数層の改質領域２００が形成される。以上で改質領域形成工程が完了する（ステップＳ７でＮＯ）。
【００９５】
なお、統括制御部８０は、ウェーハ１２ごと又は複数のウェーハ１２ごとに前述の繰り返し制御を実行する場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ１のアライメント検出を実行してから（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ２からステップＳ６までの処理を実行させる。
【００９６】
レーザ加工後のウェーハ１２は、公知の分割装置にて複数のチップ１４に分割される。
【００９７】
［本実施形態の効果］
以上のように本実施形態のレーザ加工装置１０は、ウェーハ１２の裏面上への熱加工層１２０の形成と熱加工層１２０の撮影とを行い、この熱加工層１２０の形成位置の理論値と実測値との位置ずれを演算することで、レーザユニット２８の光軸Ａ１の位置と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置との位置関係情報９２を補正することができる。その結果、レーザ加工装置１０が設置されている環境の変化により光軸Ａ１と光軸Ａ２との相対位置が設計値からずれたとしても、このずれを位置関係情報９２に反映させることができる。
【００９８】
このため、レーザ加工装置１０が設置されている環境の変化に関わらず、分割予定ラインＣ１，Ｃ２に沿って高精度にウェーハ１２の内部に改質領域２００を形成することができる。また、ウェーハ１２に熱加工層１２０を直接形成するので、上記特許文献３のような加工試料片を用意したり或いは加工試料片をＸθステージ２０に着脱したりする必要がなくなるので手間とコストとを低減することができる。その結果、高精度なウェーハ１２のレーザ加工を簡単に行うことができる。
【００９９】
［加工ユニットの変形例］
図１４は、加工ユニット２２の変形例を説明するための説明図である。上記実施形態の加工ユニット２２では、設計上でＹ方向におけるレーザユニット２８の光軸Ａ１の位置と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置とが揃っているが、図１４の符号XIVAに示すように、Ｙ方向におけるレーザユニット２８の光軸Ａ１の位置と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置とがずれていてもよい。なお、Δｙ＝Ｙ２−Ｙ１である。
【０１００】
図１４の符号XIVBに示すように、Ｙ方向におけるレーザユニット２８の光軸Ａ１の位置と赤外線カメラ７０の光軸Ａ２の位置とがずれていても、上記実施形態と同様に、演算部１１４による位置ずれの演算結果（δｘ，δｙ）に基づき、光軸Ａ１及び光軸Ａ２の実際の相対位置関係を演算することができる。その結果、上記実施形態と同様に、記憶部８２内の位置関係情報９２を補正することができる。
【０１０１】
［その他］
上記実施形態では、ウェーハ１２の裏面の無効領域１２ａの中で、分割予定ラインＣ１，Ｃ２の中のいずれかのライン端部に熱加工層１２０を形成しているが、チップ１４の品質に影響を及ぼさない無効領域１２ａ内であれば熱加工層１２０の形成予定位置は特に限定されない。
【０１０２】
上記実施形態では、熱加工層１２０がＸ方向に延びた略直線パターンに形成されているが、熱加工層１２０は直線パターンに限定されず任意の形状パターンで形成してもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、既述の図１３に示したステップＳ２からステップＳ５までの工程を、レーザ加工装置１０にて行われる他の工程とは独立して実行しているが、ステップＳ６（改質領域２００の形成）の前に行われる他の工程と並行して実行してもよい。この他の工程としては、例えば、ウェーハ１２の裏面の高さを検出する高さ検出工程が例として挙げられる。
【０１０４】
上記実施形態では、本発明の相対移動機構としてステージ駆動機構２６及びユニット駆動機構３２を例に挙げて説明したが、レーザユニット２８及び赤外線顕微鏡３０と、ウェーハ１２とを相対移動可能であればその構成は特に限定はされない。
【０１０５】
上記実施形態では、レーザユニット２８の外部に赤外線顕微鏡３０が連結されているが、赤外線顕微鏡３０がレーザユニット２８の筐体内に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…レーザ加工装置，
１２…ウェーハ，
１２ａ…無効領域，
２０…Ｘθステージ，
２２…加工ユニット，
２４…制御装置，
２６…ステージ駆動機構，
２８…レーザユニット，
３０…赤外線顕微鏡，
３２…ユニット駆動機構，
７０…赤外線カメラ，
８０…統括制御部，
９２…位置関係情報，
９６…検出制御部，
９８…改質領域形成制御部，
１００…情報補正制御部，
１２２…撮影画像，
１１０…熱加工層形成制御部，
１１２…撮影制御部，
１１４…演算部，
１１６…補正部，
１２０…撮影画像，
２００…改質領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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