JP2015233064A - エッチング処理方法及びベベルエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のベベル部に照射される前のレーザ光をモニタし、レーザ光の出力値の変動を検出する。【解決手段】レーザジェネレータと、前記レーザジェネレータから出力されたレーザ光を計測するパワーメータとを備え、レーザ光を照射して基板をエッチングするベベルエッチング装置を用いたエッチング処理方法であって、レーザ光を照射して基板をエッチングする前に、所定時間、レーザ光をパワーメータに照射する工程と、前記パワーメータによりレーザ光の出力値を計測する工程と、前記計測したレーザ光の出力値が、前記レーザジェネレータから出力されるレーザ光の出力設定値に対して所定の閾値の範囲内であるかを判定する工程と、を含むエッチング処理方法が提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、エッチング処理方法及びベベルエッチング装置に関する。

半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」ともいう。）のベベル部（ウェハ端部の面取りされた部分）に付着したベベル／バックサイドポリマーは、デバイスの表面を汚染したり、製品の歩留まりに影響を与えたりする。

そこで、ウェハのベベル部にレーザ光を照射し、ベベル／バックサイドポリマーをエッチングしてウェハから除去する装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。ベベル部に照射されるレーザ光の出力強度は、レーザジェネレータに供給する電流を監視及び制御することで管理される。

特開２０１０−１４１２３７号公報

しかしながら、レーザジェネレータに供給する電流が同じ場合であっても、レーザジェネレータの故障や経時変化によりレーザ光の出力強度が変動する。レーザ光の出力値に異常が生じた場合、これを検知できずにウェハのベベル部に規定値よりも高いパワーのレーザ光が照射され、ウェハのベベル部が削れたり、ベベル部に欠けが生じたりする恐れがある。

上記課題に対して、一側面では、基板のベベル部に照射される前のレーザ光をモニタし、レーザ光の出力値の変動を検出することを目的とする。

上記課題を解決するために、一の態様によれば、
レーザジェネレータと、前記レーザジェネレータから出力されたレーザ光を計測するパワーメータとを備え、レーザ光を照射して基板をエッチングするベベルエッチング装置を用いたエッチング処理方法であって、
レーザ光を照射して基板をエッチングする前に、所定時間、レーザ光をパワーメータに照射する工程と、
前記パワーメータによりレーザ光の出力値を計測する工程と、
前記計測したレーザ光の出力値が、前記レーザジェネレータから出力されるレーザ光の出力設定値に対して所定の閾値の範囲内であるかを判定する工程と、
を含むエッチング処理方法が提供される。

一の態様によれば、基板のベベル部に照射される前のレーザ光をモニタし、レーザ光の出力値の変動を検出することができる。

一実施形態にかかるベベルエッチング装置の全体構成の一例を示す図。 一実施形態にかかるエッチング処理の一例を示すフローチャート。 パワーメータが計測するレーザ光の出力値の時間的変化の一例を示す図。 一実施形態にかかるパワーメータの計測結果の一例を示す図。 一実施形態にかかる補正グラフの一例を示す図。 一実施形態にかかるパワーメータの計測原理を説明するための図。 一実施形態にかかるレーザジェネレータの構成の一例を示す図。 一実施形態にかかるレーザジェネレータの内部構成の一例を示す図。 一実施形態にかかるスタック（半導体レーザ）の拡大図。 一実施形態にかかるレーザジェネレータの出力の経時変化の一例を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

（はじめに）
半導体集積回路の製造においては、ウェハに対してプラズマエッチングが行われると、プラズマ中で発生するラジカルやイオンがウェハのベベル面や裏面に回り込み、ポリマーがベベル面および裏面上に付着する。この付着物は、ベベル／バックサイドポリマー（Ｂｅｖｅｌ／Ｂａｃｋｓｉｄｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、以下、「ＢＳＰ」という）といわれる。ＢＳＰは、半導体集積回路に対してデバイスの表面を汚染したり、製品の歩留まりに影響を与えたりする。そこで、レーザーとオゾンガスを用いた熱処理によってＢＳＰを除去する。以下では、ＢＳＰを除去するベベルエッチング装置の一実施形態について説明する。

［ベベルエッチング装置の全体構成］
一実施形態に係るベベルエッチング装置の全体構成の一例について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るベベルエッチング装置１の全体構成の一例を示す。ベベルエッチング装置１は、レーザ光を照射して基板をエッチングすることで、ウェハＷのベベル部に付着したＢＳＰ２を除去する。図１には、ウェハＷの裏面のベベル部にＢＳＰ２が付着している様子が示されている。

ベベルエッチング装置１は、ウェハＷを収容する容器であるチャンバ１１を備えている。チャンバ１１の内部には、ウェハＷを回転可能にかつ水平に保持するスピンチャック１２が設けられている。スピンチャック１２は、チャンバ１１の下方に設けられた回転モータ１３に接続されている。スピンチャック１２は、例えば真空吸着によりウェハＷを保持した状態でウェハＷを回転させる。

チャンバ１１の内部には、ウェハＷの周縁部に対応する位置にＢＳＰ除去部１４が設けられている。ＢＳＰ除去部１４の本体１４ａには、ウェハＷの周縁部が回転しながら通過するように切り欠き部１６が設けられている。切り欠き部１６の下方部分には、レーザー照射ヘッド１８が設けられている。レーザー照射ヘッド１８は、レーザジェネレータ３０に接続されている。レーザー照射ヘッド１８は、レーザジェネレータ３０から出力されたレーザ光をウェハＷのべベル部に照射する。レーザー照射ヘッド１８は、本体１４ａの下部に沿って水平方向に移動可能である。また、レーザー照射ヘッド１８は角度可変となっている。これにより、レーザー照射位置を調節可能となっている。

本体１４ａの上部には、パワーメータ１５が取り付けられている。パワーメータ１５の底部には、下から照射されるレーザ光を吸収する材料が塗布されたディスク状部材１４ｃが設けられている。パワーメータ１５は、ディスク状部材１４ｃの吸収材料が吸収した熱によりレーザ光の出力値を計測可能である。

レーザー照射ヘッド１８は、レーザ光がウェハＷに照射されない位置Ａに移動し、ウェハＷをエッチングする前に、所定時間、レーザ光をパワーメータ１５に照射する。その後、レーザー照射ヘッド１８は、レーザ光をウェハＷの周縁部に照射可能な位置Ｂまで水平方向に移動し、レーザ光を照射してＢＳＰを除去する。

本体１４ａには、ＢＳＰ２にオゾンガスを吐出するオゾンガス吐出ノズル２０と、オゾンガスをほぼ１００％吸引するオゾンガス吸引ノズル１９とが設けられている。オゾンガス吐出ノズル２０はオゾンガスを供給する供給ライン（配管）２１を介してオゾンガス発生器２２に接続されている。オゾンガス発生器２２から出力されたオゾンガスは、供給ライン２１を介してオゾンガス吐出ノズル２０からチャンバ１１内に導入される。オゾンガス吸引ノズル１９には、主にオゾンガスを排気する排気流路を構成する排気配管３１が接続されている。排気配管３１は、工場酸排気配管（図示せず）に接続されている。排気配管３１には、オゾンガスを分解するオゾンキラー４１が接続されている。

チャンバ１１の上部には大気を吸引してチャンバ１１の内部に取り入れるためのファン３２と、ファン３２により吸引された大気のパーティクルを除去するフィルタ３３とが設けられている。一方、チャンバ１１の底部には排気口３４が設けられている。そして、ファン３２によりフィルタ３３を介してチャンバ１１内に大気が取り込まれ、排気口３４から排気されることによりチャンバ１１内に清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。排気口３４には排気配管３５が接続されており、排気配管３５は工場酸排気配管（図示せず）に接続されている。

チャンバ１１の側壁には、ウェハ搬入出口１１ａが設けられており、ウェハ搬入出口１１ａはゲートバルブ２３により開閉可能となっている。ゲートバルブ２３は、弁体２４と弁体２４を開閉するエアシリンダ２６とを有している。弁体２４を閉じた際、弁体２４とチャンバ１１との間はシールリング２５によりシールされるようになっている。

ベベルエッチング装置１は、ベベルエッチング装置１の全体を制御する制御装置５０を有している。制御装置５０は、モニタ部５１、制御部５２、記憶部５３、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）部５４及びタイマ５５を有する。

タイマ５５は、レーザ光の照射時間を計時する。モニタ部５１は、パワーメータ１５が計測したレーザ光の出力値（パワー）をモニタする。具体的には、モニタ部５１は、パワーメータ１５が計測したレーザ光の出力値を入力し、制御部５２に出力する。

制御部５２は、マイクロプロセッサを有する。制御部５２は、入出力Ｉ／Ｆ部５４に接続され、入出力Ｉ／Ｆ部５４を介してキーボード６２、ディスプレイ６０及びスピーカ６１と接続される。オペレータは、キーボード６２を用いてベベルエッチング装置１を管理するためのコマンド等の入力操作を行う。ディスプレイ６０には、所定の情報が表示される。

記憶部５３には、所定の制御を行うための制御プログラムやレシピが格納されている。記憶部５３には、パワーメータ１５が計測したレーザ光の出力値が正常範囲内かを判定するための閾値が記憶されてもよい。記憶部５３には、レーザ光の出力値を自動補正するために図５に示すレーザジェネレータ３０の制御電流とレーザ光の出力値との相関を示す補正グラフが記憶されてもよい。制御部５２は、入出力Ｉ／Ｆ部５４からの指示等に応じて任意のレシピを記憶部５３から呼び出して実行させることでＢＳＰの除去処理を制御する。また、制御部５２は、記憶部５３に記憶された自動補正処理を実行するための自動補正プログラムに基づき、パワーメータ１５が計測したレーザ光の出力値に応じてレーザ光の出力値をフィードバック制御する。

制御部５２は、記憶部５３に記憶された閾値に基づき、計測したレーザ光の出力値が閾値の範囲外であると判定されたとき、エラー処理を実行する。その際、制御部５２は、レーザ光の出力値の異常を示すメッセージを入出力Ｉ／Ｆ部５４を介してディスプレイ６０に表示してもよい。また、制御部５２は、レーザ光の出力値の異常を示す警告音を、入出力Ｉ／Ｆ部５４を介してスピーカ６１に発生してもよい。

制御装置５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。制御部５２の機能は、ＣＰＵによって実現される。記憶部５３の機能は、ＲＯＭ又はＲＡＭによって実現される。ＣＰＵは、ＲＯＭ等の記憶領域に格納されたレシピに従って、オゾンガスの供給、レーザ光の入射等を制御し、ＢＳＰの除去処理を実行する。また、ＣＰＵは、モニタされたレーザ光の出力値の異常を検出し、レーザジェネレータ３０に流す制御電流を管理する。なお、制御部５２の機能は、ソフトウエアを用いて実現されてもよく、ハードウエアを用いて実現されてもよい。以上、本実施形態に係るベベルエッチング装置１の全体構成の一例について説明した。

［ベベルエッチング装置の動作］
次に、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１の動作、つまり、ベベルエッチング装置１を用いたエッチング処理方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１が行うエッチング処理（ＢＳＰの除去処理）の一例を示すフローチャートである。

本実施形態にかかるベベルエッチング装置１では、まず、ゲートバルブ２３の弁体２４が開かれ、図示しない搬送アームにより搬入出口１１ａを介して処理済みのウェハＷが搬出された後、未処理のウェハがチャンバ１１の内部に搬入される（ステップＳ１０）。ゲートバルブ２３の弁体２４が閉じられ、チャンバ１１の内部は気密に保持される。搬入されたウェハＷは、位置決めされた状態でスピンチャック１２に真空吸着される（ステップＳ１２）。

次に、レーザー照射ヘッド１８は、レーザ光がウェハＷに照射されない位置（図１の位置Ａ）に配置された状態で所定時間、レーザ光をパワーメータ１５に照射する（ステップＳ１４）。このとき、パワーメータ１５にレーザ光を照射する所定時間は、２秒以上であることが好ましい。前記所定時間は１０秒以下でもよい。パワーメータ１５は、照射されたレーザ光の出力値を計測する（ステップＳ１６）。

図３は、パワーメータ１５が計測したレーザ光の出力値の時間的変化の一例を示す。これによれば、パワーメータ１５が計測したレーザ光の出力値は、計測開始から約２秒間は急峻であり、その後緩やかになり、５分〜１０分程度で安定する。かかるパワーメータ１５の動作特性に応じて、例えば、パワーメータ１５の動作が完全に安定するまで待ち、計測開始から５分間経過後のパワーメータ１５の計測値をレーザ光の出力値として採用するとした場合、スループットが悪化し、生産性が低下する。

一方、計測開始から２秒間のパワーメータ１５の計測値の変化は急峻なため、その間のパワーメータ１５の計測値をレーザ光の出力値として採用することは難しい。そこで、本実施形態では、パワーメータ１５の出力値が緩やかに落ち着いてくる計測開始から２秒〜１０秒経過後のパワーメータ１５の計測値をレーザ光の出力値として採用する。これにより、レーザー照射ヘッド１８から出射されるレーザ光の出力値の異常を正しく判定することができる。

図２に戻り、次に、制御部５２は、パワーメータ１５により計測されたレーザ光の出力値が所定の閾値の範囲内かを判定する（ステップＳ１８）。このとき、所定の閾値は、例えば、±１０％とすることができる。

図４は、本実施形態にかかるパワーメータ１５の計測結果の一例を示す。図４（ａ）は、ウェハＷの処理枚数に対するレーザ光の出力値を示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す範囲ＣのウェハＷの処理枚数（１００枚まで）に対するレーザ光の出力値を示す。

このとき、レーザジェネレータ３０から出力されるレーザ光の出力設定値（出力の目標値）は、２００Ｗである。つまり、図４では、レーザジェネレータ３０から２００Ｗのレーザ光を出力するように出力設定値が２００Ｗに設定されたときの、各ウェハの処理の前にパワーメータ１５により計測されたレーザ光の出力値が示されている。

これによれば、図４（ｂ）に拡大して示したように、ウェハの処理枚数が１〜３枚、２６枚、５１枚、７６枚のときに計測されたレーザ光の出力値が、他のウェハの処理枚数のときと比べて低下していることがわかる。

通常、一ロットは２５枚のウェハで構成されている。パワーメータ１５の使用開始時及びロットが変わる時、パワーメータ１５が動作しない時間があり、パワーメータ１５の内部温度が若干低下する。後述されるように、パワーメータ１５は、光の吸収材料にレーザ光を照射することで吸収材料の温度変化に基づきレーザ光の出力値を計測する。よって、パワーメータ１５の内部温度が低下すると、照射されたレーザ光の強さが同じであっても、レーザ光の出力値が低く計測される。以上の理由により、ウェハの処理枚数が１〜３枚、２６枚、５１枚、７６枚のときに計測されたレーザ光の出力値が、それ以外のウェハの処理枚数の時に計測されたレーザ光の出力値に対して３，４Ｗ程低い結果となっている。

パワーメータ１５の使用開始時及びロット初めのレーザ光の出力値の低下は、外部要因によるものでありレーザジェネレータ３０は正常に動作している。よって、このような範囲のレーザ光の出力値の低下は異常ではないと判定すべきである。そこで、図４（ａ）に示すように、パワーメータ１５の計測結果に対して、レーザ光の出力値がレーザジェネレータ３０の出力設定値２００Ｗに対して±１０％の範囲内（１８０Ｗ〜２２０Ｗ）であればレーザ光の出力値に異常はないと判定される。

図２に戻り、ステップＳ１８において計測したレーザ光の出力値が±１０％の範囲内であると判定されたとき、制御部５２は、ベベル部のエッチング処理を行う（ステップＳ２０）。ベベル部のエッチング処理では、制御部５２は、初めにレーザ光がウェハの周縁部に照射される位置（図１の位置Ｂ）にレーザー照射ヘッド１８を水平移動させる。次に、回転モータ１３を動作させてスピンチャック１２を回転させることで、スピンチャック１２に吸着保持されているウェハＷが回転される。そして、このようにウェハＷを回転させつつ、ＢＳＰ除去部１４のレーザー照射ヘッド１８からウェハＷのべベル部に向けてレーザーを照射するとともに、オゾンガス吐出ノズル２０からオゾンガスを吹き付け、オゾンガス吸引ノズル１９でオゾンガスを吸引する。これにより、レーザー照射による熱とオゾンガスによる酸化によって、ＢＳＰ２が除去される。このＢＳＰ除去処理の際には、オゾンガス吐出ノズル２０からオゾンガスが供給され、オゾンガス吸引ノズル１９から排気流路としての排気配管３１を経て排気される。

一方、ステップＳ１８において計測したレーザ光の出力値が±１０％の範囲外であると判定されたとき、制御部５２は、レーザジェネレータ３０から出力するレーザ光の出力値を自動補正する（ステップＳ２２）。

図５を参照しながらステップＳ２２の自動補正の一例を説明する。図５は、補正グラフの一例を示す。補正グラフは、予め記憶部５３に記憶されていて、レーザジェネレータ３０に供給する電流に対するレーザ光の出力値が示されている。例えば、直線Ｐは、レーザジェネレータ３０に供給する電流に対するレーザ光の出力値の基準値が示されている。

直線Ｑ及び直線Ｒは、レーザジェネレータ３０の故障や寿命、レーザジェネレータ３０内のレンズやミラーによるレーザ光の集光率の変動等によりレーザ光の出力値が変動した場合を示す。直線Ｑは、レーザジェネレータ３０に供給される電流に対するレーザ光の出力値が直線Ｐの基準値よりも低くなる状態を示す。直線Ｒは、レーザジェネレータ３０に供給される電流に対するレーザ光の出力値が直線Ｐの基準値よりも高くなる状態を示す。

図５に例示した補正グラフの場合、基準となる直線Ｐにおいて電流が５０Ａのときにレーザ光の出力値は２００Ｗである。パワーメータ１５により計測されたレーザ光の出力値が２００Ｗから１９０Ｗに下がったとき（図５のａ１）、制御部５２は、２００Ｗのレーザ光の出力値を得るためには、直線Ｑに示すように、レーザジェネレータ３０に供給する電流を５５Ａに上げるように制御する（図５のａ２）。

また、計測されたレーザ光の出力値が２００Ｗから２１２Ｗに上がったとき（図５のｂ１）、制御部５２は、２００Ｗのレーザ光の出力値を得るためには、直線Ｒに示すように、レーザジェネレータ３０に供給する電流を４６Ａに下げるように制御する（図５のｂ２）。このようにして、制御部５２は、補正グラフに基づきレーザ光の出力値を自動補正するようにフィードバック制御を行う。これにより、レーザ光の出力値が基準値よりも高くなって、ウェハＷにレーザ光を照射したときにウェハ周辺部に欠けが生じることを防止できる。また、レーザ光の出力値が基準値よりも低くなって、ベベル部のエッチング処理によるＢＳＰ除去がスムーズに行えない状況を回避できる。

図２に戻り、制御部５２は、入出力Ｉ／Ｆ部５４を介してディスプレイ６０に警告メッセージを表示する（ステップＳ２４）。また、制御部５２は、所定の条件を満たす場合にはベベルエッチング装置１を停止する（ステップＳ２４）。所定の条件の一例としては、計測したレーザ光の出力値が−（１０＋α）％〜（１０＋α）％の範囲外であると判定されたときが挙げられる。αは、０以上の任意の数字である。ウェハＷの欠けは、計測されたレーザ光の出力値がレーザジェネレータ３０の出力設定値に対して±１０％の範囲外の場合に生じる。以上の理由から、本実施形態では、計測したレーザ光の出力値が−（１０＋α）％〜（１０＋α）％の範囲外であると判定されたときレーザ光の出力値に異常があると判定し、べベルエッチング装置１が一時停止される。これにより、ウェハのベベル部に規定値よりも高いパワーのレーザ光が照射され、ウェハのベベル部が削れたり、ベベル部に欠けが生じたりすることを回避できる。

以上、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１の動作について説明した。これによれば、パワーメータ１５を設け、ウェハＷの処理前のレーザ光の出力値をモニタリングすることで、レーザ光の出力値の異常をウェハＷの処理前に検出し、レーザ光の出力値の自動補正等を行うことで、ウェハＷの破損を防止できる。

なお、ステップＳ１４では、レーザー照射ヘッド１８は、レーザ光がウェハＷに照射されない位置（例えば、図１の位置Ａ）に配置された状態でレーザ光を２秒〜１０秒程度、パワーメータ１５に照射した。しかしながら、これに限らず、レーザー照射ヘッド１８は、レーザ光がウェハＷに照射される位置（例えば、図１の位置Ｂ）においてレーザ光を照射してもよい。この場合、パワーメータ１５はウェハＷの周縁部によって遮られたレーザ光を除くレーザ光を計測し、制御部５２は、計測されたレーザ光の出力値に基づき図２のステップＳ１８以降のレーザ光の異常判定処理を行う。

また、以上の説明では、パワーメータ１５の計測値は、レーザ光の出力値であった。しかし、これに限らず、例えば図５の基準となる直線Ｐに基づき、レーザ光の出力値とレーザジェネレータ３０への制御電流との換算を行うことで、レーザ光の出力値の替わりにレーザジェネレータ３０への制御電流を用いて図２のレーザ光の異常判定を行ってもよい。

［パワーメータ］
次に、パワーメータ１５の計測原理について、図６を参照しながら説明する。図６（ａ）はパワーメータ１５の断面を示し、図６（ｂ）はパワーメータ１５の主に吸収部材及びその周辺を示す。パワーメータ１５の底部には、ディスク状部材１４ｃが設けられている。ディスク状部材１４ｃには、レーザ光を吸収する材料が塗布されている。ディスク状部材１４ｃは、レーザ光を吸収する材料により形成されてもよい。図６（ｂ）に示すように、ディスク状部材１４ｃの内部側の面には、熱電対１４ｂ１がディスク状部材１４ｃの径方向に内周側と外周側とを交互に蛇行しながら配線されている。図６（ａ）に示すように、熱電対１４ｂ１は、ディスク状部材１４ｃの光の吸収材料とヒートシンク１５ａとに挟まれた構造となっている。ヒートシンク１５ａの奥側には、大気を吸引してパワーメータ１５の内部に取り入れるためのファン１５ｂが配置されている。ファン１５ｂを回すことでパワーメータ１５の内部のヒートシンク１５ａを室温にする。

パワーメータ１５の吸収部材に下からレーザ光が照射されると、図６（ｂ）に示すディスク状部材１４ｃの領域Ｌにてレーザ光の吸収材料が光を吸収して熱に変換する。これにより、熱電対１４ｂ１の領域Ｌ（内周側）の温度が高くなる。ヒートシンク１５ａにより熱電対１４ｂ１の外周側は室温に保持されている。よって、熱電対１４ｂ１の内周側と外周側との間に温度差が生じる。パワーメータ１５は、この熱電対１４ｂ１に生じた温度差を電流に換算する。パワーメータ１５は、換算された電流をモニタ部５１に出力する。制御部５２は、モニタ部５１を介して取得した電流値から、図５の基準となる直線Ｐに基づき変換されたレーザ光の出力値を出力する。

［レーザジェネレータの構成］
次に、レーザジェネレータ３０の構成の一例について、図７を参照しながら説明する。図７は、本実施形態にかかるレーザジェネレータ３０の構成の一例を示す。本実施形態にかかるレーザジェネレータ３０は、直流電源３０ａ、電流制御素子３０ｂ（ＩＧＢＴ）、コントロールボード３０ｅ及び発振器３０ｃを有する。発振器３０ｃに設けられたダイオードには、直流電源３０ａから電流が供給され、これにより、レーザ光が出力される。電流制御素子３０ｂは、直流電源３０ａから発振器３０ｃのダイオードに供給される電流（制御電流）を制御する。レーザジェネレータ３０から出力されたレーザ光は、光ファイバー３０ｄにより伝播され、レーザー照射ヘッド１８からウェハＷのベベル部に照射される。

制御装置５０は、レーザジェネレータ３０に供給される電流をモニタし、パワーメータ１５により計測されたレーザ光の出力値に基づき、モニタされた電流に対して発振器３０ｃのダイオードに供給する電流をコントロールボード３０ｅを介してフィードバック制御する。

［レーザジェネレータの内部構成］
次に、レーザジェネレータ３０の内部構成の一例について、図８を参照しながら説明する。図８（ａ）は、本実施形態にかかるレーザジェネレータ３０の側面の一例を示す。図８（ｂ）は、本実施形態にかかるレーザジェネレータ３０の上面の一例を示す。図８（ｂ）のレーザジェネレータ３０は、図８（ａ）のＤ−Ｄ面である。本実施形態にかかるレーザジェネレータ３０は、スタック１３０、マイクロレンズ１３１、ダイレクトミラー１３２、リダイレクトミラー１３３、エッジミラー１３４及びフォーカスレンズ１３５を有する。

図８（ａ）のスタック１３０内の半導体レーザの配置部Ｅの拡大図を図９（ａ）に示し、図８（ｂ）のスタック１３０内の半導体レーザの配置部Ｅの拡大図を図９（ｂ）に示す。スタック１３０には、半導体レーザ１４２が複数段並んでいる。スタック１３０には、複数段の棚１４１が積層されている。複数の棚１４１の先端部（レーザ光の出力側）には、複数の半導体レーザ１４２が棚１４１に対して一対一に取り付けられている。図８（ｂ）に示すように、各半導体レーザ１４２には、レーザ光を出力する素子としてのダイオード１４２ｃが１０〜２０個程度、右端部に設けられている。このダイオード１４２ｃに直流電源３０ａ（図７参照）から直流電圧を印加して、ダイオード１４２ｃに電流を流すことにより半導体レーザ１４２から紙面の右側に向かって光が出力される。かかる構成により、レーザ光は、各半導体レーザ１４２から出力され、マイクロレンズ１３１に入射される。

図８に戻り、マイクロレンズ１３１に入射されたレーザ光は、ダイレクトミラー１３２で集光される。集光されたレーザ光は、リダイレクトミラー１３３→エッジミラー１３４→フォーカスレンズ１３５を通って集光され、光ファイバー３０ｄに入射される。

レーザジェネレータ３０には、入口ＩＮからドライエアーが導入され、出口ＯＵＴから導出される。このように、レーザジェネレータ３０の内部をドライエアーで充填かつ循環させることで、レーザジェネレータ３０の内部を乾燥させることができる。

［レーザジェネレータの異常検知］
かかる構成のレーザジェネレータ３０では、（１）レーザジェネレータ３０のスタック１３０又はその他の部分の故障、（２）レーザジェネレータ３０の内部の各レンズの透過率の変化、及び（３）フォーカスレンズ１３５による集光後のレーザ光が光ファイバー３０ｄに入力される際のフォーカスレンズ１３５と光ファイバー３０ｄとのアライメントの変化や光ファイバー３０ｄの状態変化、（４）レーザジェネレータ３０の内部にドライエアーが流れていない等の状況が生じ得る。

これら（１）〜（４）の要因により、パワーメータ１５にて計測されるレーザ光の出力値が変化する。（１）の例としては、半導体レーザ１４２の一部の故障によりレーザ光の出力値が低下する場合が挙げられる。（３）の例としては、アライメントミスにより、集光後のレーザ光がすべて光ファイバーに入力されなくなってレーザ光の出力が低下したり、光ファイバーの屈折率が変化したり光ファイバーが断線したりする場合が挙げられる。（４）の例としては、図９に示すように、半導体レーザ１４２の両端部１４２ａ、１４２ｂには反射材料がコーティングされ、コーティング部分１４２ａ、１４２ｂがミラーの機能を有する。ドライエアーが流れていない場合、コーティング部分１４２ａ、１４２ｂに水分が付着し、コーティング部分におけるミラーの透過率や反射率が変化し、半導体レーザ１４２のダイオードが破壊されたり、レーザ光の出力値が低下したりする。

これに対して、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１によれば、パワーメータ１５を設け、レーザ光の出力値をモニタリングする。そして、計測されたレーザ光の出力値の変化により、レーザジェネレータ３０の故障や経時変化、光ファイバー３０ｄの屈折率の変化や光ファイバー３０ｄの断線等の問題の個所を推定することができる。これにより、レーザジェネレータ３０の内部に故障が生じていること、又はレーザジェネレータ３０の経時変化によりレーザジェネレータ３０からのレーザ光の出力値が低下していることを予測することができる。

例えば、ウェハＷの処理前にレーザ光の出力値が所定の閾値以上と判定された場合、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１は、レーザ光の出力値が異常であると判定し、ベベルエッチング装置１の動作を一時停止してもよい。これにより、次ウェハＷに高い強度のレーザ光が照射されることを回避し、ウェハＷのベベル部が削れたり、ベベル部に欠けが生じることを防止できる。

また、一実施形態にかかるレーザジェネレータ３０から出力されるレーザ光の出力値は経時的に変化する。図１０にレーザジェネレータ３０から出力されるレーザ光の経時変化の一例を示す。これによれば、レーザジェネレータ３０が新品のときのレーザ光の出力値からレーザ光の出力値が２０％低下したとき、つまり、レーザ照射の積算時間が１万時間以上になったとき、レーザジェネレータ３０の半導体レーザ１４２が寿命であると推定できる。

このような推定から、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１によれば、パワーメータ１５により計測されたレーザ光の出力値によりレーザジェネレータ３０から出力されるレーザ光の経時変化に対応してレーザ光の出力値を自動補正できる。

例えば、パワーメータ１５により計測されたレーザ光の出力値の変化が所定の閾値以内と判定された場合、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１は、レーザ光の出力値の経時変化は正常の範囲であると判定する。正常の範囲であると判定された場合、本実施形態にかかるベベルエッチング装置１は、レーザジェネレータ３０に供給する制御電流を制御して、レーザー照射ヘッド１８から出力されるレーザ光の出力値を自動補正する。これにより、ウェハＷのベベル部が削れたり、ベベル部に欠けが生じることを防止することができる。また、このとき、ベベルエッチング装置１の動作は停止されないため、スループットを低下させることなく生産性を維持できる。

以上に説明したように、本実施形態のエッチング処理方法及びベベルエッチング装置１によれば、ウェハＷのベベル部に照射される前のレーザ光をモニタし、レーザ光の出力値の異常又は経時変化を検出することができる。

以上、エッチング処理方法及びベベルエッチング装置を上記実施形態により説明したが、本発明にかかるエッチング処理方法及びベベルエッチング装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

本発明にかかるベベルエッチング装置により処理される基板は、ウェハに限られず、例えば、フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display)用の大型基板、ＥＬ素子又は太陽電池用の基板であってもよい。

１：ベベルエッチング装置
２：ＢＳＰ
１１：チャンバ
１２：スピンチャック
１４：ＢＳＰ除去部
１４ｂ１：熱電対
１４ｃ：ディスク状部材
１５：パワーメータ
１５ａ：ヒートシンク
１５ｂ：ファン
１８：レーザー照射ヘッド
３０：レーザジェネレータ
３０ｄ：光ファイバ
５０：制御装置
５１：モニタ部
５２：制御部
５３：記憶部
１３０：スタック
１３１：マイクロレンズ
１３２：ダイレクトミラー
１３３：リダイレクトミラー
１３４：エッジミラー
１３５：フォーカスレンズ
１４２：半導体レーザ

Claims (6)

1. レーザジェネレータと、前記レーザジェネレータから出力されたレーザ光を計測するパワーメータとを備え、レーザ光を照射して基板をエッチングするベベルエッチング装置を用いたエッチング処理方法であって、
   レーザ光を照射して基板をエッチングする前に、所定時間、レーザ光をパワーメータに照射する工程と、
   前記パワーメータによりレーザ光の出力値を計測する工程と、
   前記計測したレーザ光の出力値が、前記レーザジェネレータから出力されるレーザ光の出力設定値に対して所定の閾値の範囲内であるかを判定する工程と、
   を含むエッチング処理方法。
2. 前記所定の閾値は、±１０％の範囲内である、
   請求項１に記載のエッチング処理方法。
3. 前記レーザ光をパワーメータに照射する所定時間は、
   ２秒〜１０秒の範囲の時間である、
   請求項１又は２に記載のエッチング処理方法。
4. 前記計測したレーザ光の出力値が所定の閾値の範囲外であると判定されたとき、前記レーザジェネレータから出力するレーザ光の出力値を自動補正する工程を更に含む、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のエッチング処理方法。
5. 前記計測したレーザ光の出力値が所定の閾値の範囲外であると判定されたとき、所定のエラー処理を実行する工程を更に含む、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のエッチング処理方法。
6. レーザジェネレータと、前記レーザジェネレータから出力されたレーザ光を計測するパワーメータと、制御部とを備え、レーザ光を照射して基板をエッチングするベベルエッチング装置であって、
   前記制御部は、
   レーザ光を照射して基板をエッチングする前に、所定時間、レーザ光をパワーメータに照射する手順と、
   前記パワーメータにより計測されたレーザ光の出力値を取得する手順と、
   前記取得したレーザ光の出力値が、前記レーザジェネレータに設定されたレーザ光の出力設定値に対して所定の閾値の範囲内であるかを判定する手順と、
   前記取得したレーザ光の出力値が所定の閾値の範囲外であると判定されたとき、前記レーザジェネレータに設定されたレーザ光の出力設定値を自動補正する手順及び所定のエラー処理を実行する手順の少なくともいずれかの手順と、
   を含むベベルエッチング装置。

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