JP2017120820A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザー加工装置に関する要因によって加工位置に誤差が生じた場合であっても、所望の位置を加工できるようにする。
【解決手段】レーザー加工溝形成中に、ウェーハにパルスレーザー光線を照射することにより発生するビームプラズマ３００を含む加工領域を撮像手段３６によって撮像し、パルスレーザー光線のビームプラズマ３００の位置とあらかじめ設定された加工位置３６ａとの位置関係を計測することにより、レーザー加工中に、所望の位置が加工されているか否かをリアルタイムに把握することができ、加工位置にずれがある場合は、直ちに加工位置を修正することが可能となる。
【選択図】図８

Description

本発明は、あらかじめ設定された所定の加工すべき位置とレーザー加工によって実際に加工された位置との位置関係を計測しつつウェーハを加工するウェーハの加工方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、半導体ウェーハ等の略円板状のワークの表面にＩＣやＬＳＩ等による多数の電子回路を形成し、次いでワークの裏面を研削して所定の厚さに加工するなどの処理を施してから、電子回路が形成されたデバイス領域をストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することによって切断してワークを分割し、１枚のワークから多数のデバイスを得ている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−１５１２２５号公報
しかし、照射されるレーザー光線の光学系に歪みが生じるなどの装置に関する要因によって、レーザー光線の集光スポットを加工すべき位置に位置づけられなくなり、所望の加工位置を加工できなくなるという問題がある。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、レーザー加工装置に関する要因によって加工位置に誤差が生じた場合であっても、所望の加工位置をレーザー加工できるようにすることを目的とする。
本発明は、基板の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウェーハにパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段によりウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、レーザー加工装置のアライメント手段によってウェーハの加工位置である分割予定ラインを検出するアライメントステップと、アライメントステップを実施した後に、パルスレーザー光線照射手段によってパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、レーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、から構成され、レーザー加工溝形成ステップの実施中に、該レーザー光線照射手段によって該ウェーハにパルスレーザー光線を照射することにより発生するビームプラズマを含む加工領域を撮像手段によって撮像して、パルスレーザー光線のビームプラズマの位置とあらかじめ設定された加工位置との位置関係を計測する加工位置計測ステップを行うことを特徴とする。
ウェーハの該分割予定ラインにテスト用の金属パターンが一定の周期で形成されている場合は、アライメントステップを実施する前に、金属パターンの周期及び位置情報をレーザー加工装置の記憶手段に記憶させる金属パターン位置記憶ステップを含み、加工位置計測ステップにおいては、金属パターン位置記憶ステップで予め記憶した金属パターンの周期及び位置情報に基いて金属パターン位置以外の位置において該位置関係を計測する。
本発明では、レーザー加工溝形成ステップの実施中に、ウェーハにパルスレーザー光線を照射することにより発生するビームプラズマを含む加工領域を撮像手段によって撮像し、パルスレーザー光線のビームプラズマの位置とあらかじめ設定された加工位置との位置関係を計測するため、レーザー加工中に、所望の位置が加工されているか否かをリアルタイムに把握することができる。したがって、加工位置にずれがある場合は、直ちに加工位置を修正することが可能となる。
また、金属パターンにパルスレーザー光線を照射したときのビームプラズマは、金属パターンが形成されていない部分にパルスレーザー光線を照射したときのビームプラズマとは大きさ及び明るさが異なるため、誤認識が生じやすいが、ウェーハの分割予定ラインにテスト用の金属パターンが一定の周期で形成されている場合は、金属パターンの周期及び位置を記憶しておき、金属パターンを避けてカーフチェックを行うため、誤認識することなくカーフチェックを行うことができ、高い加工精度で加工を行うことができる。
レーザー加工装置の一例を示す斜視図である。 レーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段を示す構成図である。 （ａ）は加工対象のウェーハの例を示す平面図であり、（ｂ）はウェーハの一部拡大平面図である。 デバイス中のキーパターンと分割予定ラインとの位置関係を一部拡大平面図である。 ウェーハの中心及びエッジを示す平面図である。 （ａ）は１本の分割予定ラインのレーザー加工の開始時を示す正面図であり、（ｂ）は１本の分割予定ラインのレーザー加工の終了時を示す正面図であり、（ｃ）は形成されたレーザー加工溝を示す断面図である。 パルスレーザー光線の照射とカーフチェックのための光の照射とのタイミングを示すタイミングチャートである。 撮像手段の基準線とレーザー加工溝及びビームプラズマとの位置関係の例を示す平面図である。
図１に示すレーザー加工装置１は、チャックテーブル２に保持されたウェーハに対してレーザー光線照射手段３によってパルスレーザー光線を照射してレーザー加工する装置であり、チャックテーブル２は、Ｘ軸方向移動手段４及びＹ軸方向移動手段５によって駆動されてＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。
チャックテーブル２は、ウェーハを吸引保持する吸引部２０と、吸引部２０を囲繞して保持する枠体２１と、枠体２１の外周部に固定されたクランプ部２２とを備えている。チャックテーブル２の下部は、チャックテーブル２を回転させる回転駆動部２３に連結されている。回転駆動部２３は、カバー２４によって上方から覆われている。
Ｘ軸方向移動手段４は、静止基台６０上に配設され、Ｘ軸方向に延在するボールネジ４０と、ボールネジ４０と平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールネジ４０の一端に連結されボールネジ４０を回転させるモータ４２と、ボールネジ４０の他端を支持する軸受部４３と、内部のナットがボールネジ４０に螺合するとともに下部に形成された被案内溝４４１がガイドレール４１に摺接する移動基台４４とを備えており、モータ４２がボールネジ４０を正逆両方向のいずれかに回転させることにより、移動基台４４がガイドレール４１にガイドされて＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動する構成となっている。モータ４２は、ＣＰＵ、メモリ等を備えた制御手段８０によって制御される。
また、Ｘ軸方向移動手段４は、チャックテーブル２のＸ軸方向の位置を検出するためのＸ軸方向位置検出手段４５を備えている。Ｘ軸方向位置検出手段４５は、ガイドレール４１に沿って配設されたリニアスケール４５１と、移動基台４４に配設され移動基台４４とともにリニアスケール４５１に沿って移動する読み取りヘッド４５２とから構成されている。読み取りヘッド４５２は、例えば１μｍごとに１パルスのパルス信号を制御手段８０に送る。制御手段８０は、読み取りヘッド４５２から送られてき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２のＸ軸方向の位置を認識する。なお、モータ４２としてパルスモータを用いた場合には、パルスモータに向けて制御手段８０から出力される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２のＸ軸方向の位置を認識することもできる。また、モータ４２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制御手段８０に送り、制御手段８０がその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２のＸ軸方向位置を検出することもできる。
Ｙ軸方向移動手段５は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の一端に連結されボールネジ５０を回転させるモータ５２と、ボールネジ５０の他端を支持する軸受部５３と、内部のナットがボールネジ５０に螺合するとともに下部に形成された被案内溝５４１がガイドレール５１に摺接する移動基台５４とを備えており、モータ５２がボールネジ５０を正逆両方向のいずれかに回転させることにより、移動基台５４がガイドレール５１にガイドされて＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動する構成となっている。モータ５２は、制御手段８０によって制御される。
また、Ｙ軸方向移動手段５は、チャックテーブル２のＹ軸方向の位置を検出するためのＹ軸方向位置検出手段５５を備えている。Ｙ軸方向位置検出手段５５は、ガイドレール５１に沿って配設されたリニアスケール５５１と、移動基台５４に配設され移動基台５４とともにリニアスケール５５１に沿って移動する読み取りヘッド５５２とから構成されている。読み取りヘッド５５２は、例えば１μｍごとに１パルスのパルス信号を制御手段８０に送る。制御手段８０は、読み取りヘッド５５２から送られてき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２のＹ軸方向の位置を認識する。なお、モータ５２としてパルスモータを用いた場合には、パルスモータに向けて制御手段８０から出力される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２のＹ軸方向の位置を認識することもできる。また、モータ５２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制御手段８０に送り、制御手段８０がその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２のＹ軸方向位置を検出することもできる。
静止基台６０の後部（＋Ｙ方向）側からは支持部材６１が立設されており、支持部材６１から−Ｙ方向側にケーシング６２が延びている。ケーシング６２には、レーザー光線照射手段３と、アライメント手段７とを備えている。
アライメント手段７は、カメラ７０を備えており、カメラ７０がチャックテーブル２に保持されたウェーハを撮像して取得した画像に基づき、レーザー加工すべき位置を検出することができる。
レーザー光線照射手段３は、図２に示すように、パルスレーザー光線発振手段３１と、パルスレーザー光線発振手段３１から発振されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル２に保持されたウェーハＷに照射する集光器３２と、パルスレーザー光線発振手段３１と集光器３２との間に配設されパルスレーザー光線発振手段３１から発振されたパルスレーザー光線を集光器３２に導くダイクロイックミラー３３とを具備している。パルスレーザー光線発振手段３１は、パルスレーザー光線発振器３１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段３１２とから構成されている。集光器３２は、パルスレーザー光線発振手段３１から発振されたパルスレーザー光線ＬＢを集光する集光レンズ３２１を具備している。パルスレーザー光線発振手段３１と集光器３２との間に配設されたダイクロイックミラー３３は、パルスレーザー光線発振手段３１から発振されたパルスレーザー光線ＬＢを反射させて集光器３２に導くとともにパルスレーザー光線ＬＢの波長以外の波長の光を透過する機能を有している。
レーザー光線照射手段３は、ダイクロイックミラー３３と集光器３２との経路に光を照射するストロボ光照射手段３４と、ストロボ光照射手段３４とダイクロイックミラー３３との間に配設されチャックテーブル２に保持されたウェーハＷからの光を分岐させるビームスプリッター３５と、ビームスプリッター３５において分岐した経路に配設された撮像手段３６を具備している。ストロボ光照射手段３４は、例えばキセノンフラッシュランプからなる白色光を発光するストロボ光源３４１と、ストロボ光源３４１から発光された白色光の視野サイズを規定する絞り３４２と、絞り３４２を通過した白色光をチャックテーブル２に保持されたウェーハＷに集光するためのレンズ３４３と、レンズ３４３によって集光された白色光をビームスプリッター３５に向けて方向変換する方向変換ミラー３４４とからなっている。ストロボ光源３４１は、制御手段８０による制御の下で発光する。
ビ−ムスプリッター３５は、ストロボ光照射手段３４の方向変換ミラー３４４によって導かれた白色光をダイクロイックミラー３３に導くとともに、チャックテーブル２に保持されたウェーハＷからの光を撮像手段３６に導く。
撮像手段３６は、収差補正レンズ３６１aと結像レンズ３６１bとからなる組レンズ３６１と、組レンズ３６１によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）３６２とからなっており、撮像した画像信号を制御手段８０に送る。
図１に示した制御手段８０は、メモリ等の記憶素子を有する記憶手段８１に接続されており、記憶手段８１に記憶された情報を参照して各部位を制御する。
次に、以上のように構成されるレーザー加工装置１を用いて、図３（ａ）に示すウェーハＷの表面Ｗ１にレーザー加工溝を形成し、レーザー加工溝が所定の位置に形成されているか否かをチェックする方法について説明する。
このウェーハＷの表面Ｗ１には、格子状に形成された分割予定ライン（以下、「ライン」と記す。）Ｌによって区画された各領域にデバイスＤが形成されている。このウェーハＷは、裏面がテープＴに貼着される。テープＴの外周部にはリング状のフレームＦが貼着され、ウェーハＷが、テープＴを介してフレームＦに支持される。そして、図１に示したチャックテーブル２の吸引部２０においてテープＴを介してウェーハＷが吸引保持され、フレームＦがクランプ部２２によって固定される。
ウェーハＷを構成する各デバイスＤは、半導体製造プロセスにおいて、シリコン等の基板の表面上に形成されたものであり、各デバイスＤ内の回路パターンは、ステッパにおいて、レチクルを介した投影露光によって形成される。レチクルには、各デバイスＤの回路パターンが形成されており、１枚のウェーハＷを作製するにあたっては、複数のレチクルが使用される。
ウェーハＷは、使用されるレチクルに対応して分割された領域からなり、図３（ａ）に示したウェーハＷは、領域１１〜１６を備えている。例えば、各領域１１〜１６には、図３（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に延在するラインＬＸ１〜ＬＸ５及びＹ軸方向に延在するラインＬＹ１〜ＬＹ３が形成されている。各レチクルごとに、Ｘ軸方向のライン数およびＹ軸方向のライン数が定められている。
１ 加工条件設定ステップ
（１）金属パターン位置記憶ステップ
図３（ｂ）に示すように、領域１１〜１６のラインＬＸ１及びＬＸ３には、銅などの金属からなるＴＥＧ（Test Element Group）と呼ばれる金属パターン１７が形成されている。また、ラインＬＹ３にも金属パターン１８が形成されている。金属パターン１７，１８は、領域１１〜１６のそれぞれに、一定の周期にて形成されている。したがって、いずれの領域においても、同一箇所に金属パターン１７，１８が形成されている。図３（ｂ）の例では、ラインＬＸ１及びＬＸ３並びにラインＬＹ３に金属パターン１７，１８が形成されているが、金属パターンが形成されるラインは、これらのラインには限られない。金属パターン１７，１８は、各デバイスＤに発生する設計上や製造上の問題を見つけ出すためのテスト用素子としての役割を有している。金属パターン１７，１８も、レチクルを介したスパッタ、ＣＶＤ等によって形成されるため、レチクルには、金属パターン１７，１８に対応したマスクが形成されている。
このように、レチクルの仕様として、Ｘ軸方向のライン数、Ｙ軸方向のライン数、金属パターンが形成されているライン、金属パターンの周期及び位置情報といった情報が定められている。これらの情報は、例えば、オペレータが、レーザー加工装置１に備えた図示しない入力手段（例えば、キーボード、タッチパネル等）を用いて入力することにより、図１に示した記憶手段８１に記憶される。また、これらの情報は、前工程からの情報として、何らかの媒体を通じて記憶手段８１に読み込まれて記憶されるようにしてもよい。
オペレータは、レチクルの仕様に関する情報に基づき、レーザー加工溝が所望の位置に形成されているか否かの検査（カーフチェック）を実施するラインとして、金属パターン１７，１８が形成されていないラインを設定して入力し、記憶手段８１に記憶させる。例えば、図３（ｂ）の例では、ラインＬＸ４がカーフチェックの対象として設定される。
オペレータは、ウェーハＷの最外ラインがレチクルのどのラインに相当するのかについても、記憶手段８１に入力させる。例えば、図３（ｂ）に示した領域１５のラインＬＸ１は、ウェーハＷの最外ラインであるため、記憶手段８１には、レチクルのラインＬＸ１が最外ラインである旨の情報が記憶される。
さらに、オペレータは、レーザー加工後にレーザー加工溝をチェックする際のＸ軸方向のチェック開始位置ＸＳについても、記憶手段８１に記憶させる。チェック開始位置ＸＳは、ウェーハＷの中心ＯからのＸ軸方向にＸ１だけ変位した位置にあり、このＸ１の値が記憶手段８１に記憶される。オペレータは、図１に示したカメラ７０によってウェーはＷを撮像し、図示しないモニターに写った画像を見ながら、金属パターン１７，１８が形成されていない位置を選択してＸ１の値を決定する。
これらのほか、ウェーハＷのサイズ（直径）、隣り合うライン間の距離であるインデックスサイズ（あるラインの中央からその隣のラインの中央までの距離）などの情報も、記憶手段８１に記憶される。
（２）アライメント情報記憶ステップ
また、オペレータは、後のアライメントステップにおいて加工すべきラインを検出する際のパターンマッチングにおいて用いるキーパターンを特定し、そのキーパターンを含む画像を記憶手段８１に記憶させる。例えば、デバイスＤにおける特徴的な形状を有する特定の回路パターン、例えば図４に示すキーパターンＫＰをパターンマッチング用のキーパターンとしてあらかじめ選び、そのキーパターンＫＰを含む画像を記憶手段８１に記憶させる。また、記憶手段８１には、そのキーパターンＫＰから隣接するＸ軸方向に延びるライン（例えばラインＬＸ２）の中央ＬＯまでの距離ＤＹの値も記憶させておく。なお、キーパターンとして、デバイスＤの回路パターンではなく、パターンマッチング用にウェーハＷのデバイスＤ以外の部分に設けられているものを使用してもよい。
２ アライメントステップ
（１）ウェーハＷの向きの調整
チャックテーブル２に保持されたウェーハＷは、チャックテーブル２が−Ｘ方向に移動することにより、カメラ７０の下方に位置づけされる。そして、図４に示した２つのキーパターンＫＰ、例えばＸ軸方向の両端部に位置する２つのキーパターンＫＰをパターンマッチングによって検出する。
制御手段８０は、特定のラインに隣接する２つのキーパターンＫＰとのパターンマッチングをそれぞれ行い、検出した２つのパターンの位置のＹ座標を求める。制御手段８０は、図４に示したように、求めた２つのパターンのＹ座標が一致していれば、各ラインがＸ軸方向と平行に向いていると判断する。一方、２つのパターンのＹ座標が一致していない場合は、制御手段８０は、２つのパターンを結ぶ線とＸ軸とがなす角度を算出し、図１に示した回転駆動部２３を駆動してその角度分だけチャックテーブル２を回転させ、Ｘ軸と２つのパターンを結ぶ線とを平行にする。そして、ラインＬＸ２の中央線ＬＯのＹ座標を制御手段８０が認識する。
（２）ウェーハ中心位置の算出
次に、チャックテーブル２を回転させつつ、ウェーハＷの周縁を例えば３箇所、例えば図５に示す周縁領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を撮像してそれぞれについての画像を取得し、エッジ検出することにより、制御手段８０が、ウェーハＷの周縁上の３点のＸ−Ｙ座標をそれぞれ求める。具体的には、周縁領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３のそれぞれの画像において、画素値があるしきい値以上変化した部分をエッジとして認識する画像処理を行うことによって、３点のＸ−Ｙ座標を求める。制御手段８０は、その３点の座標に基づき、ウェーハＷの中心ＯのＸ−Ｙ座標を求める。
（３）最外ライン位置の算出
次に、制御手段８０は、記憶手段８１にあらかじめ記憶されているウェーハＷのサイズ（直径）に基づき、中心Ｏから半径分だけ外周側に離間した位置をウェーハＷのエッジＥとし、そのエッジのＹ座標を算出する。そして、エッジのＹ座標と、記憶手段８１に記憶されたウェーハＷのインデックスサイズ及びＸ軸方向のライン数に基づき、最初にレーザー加工する最外ラインのＹ座標を求め、記憶手段８１に記憶させる。この最外ラインは、領域１４，１５，１６のラインＬＸ１である。このように、ウェーハＷの中心Ｏを基準として最外ラインＬＸ１を求めることにより、かりに、ウェーハＷのチャックテーブル２への搬入時に、チャックテーブル２の中心とウェーハＷの中心とが一致していなかったとしても、最外ラインＬＸ１の位置を正確に求めることができる。
なお、最外ラインの検出用に、ウェーハＷのデバイス以外の領域に特別なターゲットパターンを形成しておき、そのターゲットパターンとの位置関係に基づき、最外ラインの位置を求めるようにしてもよい。この場合も、チャックテーブル２の中心とウェーハＷの中心とが一致していなかったとしても、最外ラインＬＸ１の位置を正確に求めることができる。
３ レーザー加工溝形成ステップ
以上のようにして、レーザー加工及びレーザー加工によって形成されるレーザー加工溝のチェックに必要な情報が記憶手段８１に記憶された後、各ラインに沿って実際のレーザー加工を行うとともに、レーザー加工によって形成されるレーザー加工溝が所望の位置に形成されているか否かの検査（カーフチェック）を行う。
まず、アライメントステップにおいて検出された最外ラインであるラインＬＸ１の一端の直上に集光器３２を位置させる。そして、図６（ａ）に示すように、レーザー光線照射手段３の集光器３２から照射されるパルスレーザー光線の集光点ＰをウェーハＷの表面Ｗ１付近に位置づける。次に、集光器３２からウェーハＷに対して吸収性を有する波長(例えば３５５ｎｍ)のパルスレーザー光線を照射しつつ、図１に示したＸ軸方向移動手段４によってチャックテーブル２を−Ｘ方向に所定の移動速度で移動加工送りする。
そして、図６（ｂ）に示すように、ラインＬＸ１の他端（図６（ｂ）において右端）が集光器３２の直下位置に達すると、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２の移動を停止する。この結果、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように半導体ウェーハＷの表面Ｗ１には、ラインＬＸ１に沿ってレーザー加工溝３０が形成される。
レーザー加工は、例えば以下の加工条件にて行われる。
レーザー光線の光源 ：ＹＶＯ４レーザー又はＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：３Ｗ
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
カーフチェックは、後述するように、レーザー光線の照射によって生じるビームプラズマを撮像することにより行うが、図３（ｂ）に示したように、ラインＬＸ１には金属パターン１７が形成されているため、ラインＬＸ１の加工によって形成されたレーザー加工溝３０を撮像してカーフチェックを行うと、金属パターン１７が形成されている箇所と金属パターン１７が形成されていない箇所とでは、ビームプラズマの大きさや明るさが全く異なるために、通常のビームプラズマとは異なる位置で誤認識するおそれがある。したがって、ラインＬＸ１についてはカーフチェックを行わず、次のラインＬＸ２の加工に移行する。
次に、集光器３２を記憶手段８１に記憶されたインデックスサイズ分だけ＋Ｙ方向に移動させ、集光器３２の直下にラインＬＸ２を位置づける。そして、ラインＬＸ１の加工時と同様に、レーザー光線照射手段３の集光器３２から照射されるパルスレーザー光線の集光点ＰをウェーハＷの表面Ｗ１付近に位置づけ、集光器３２からウェーハＷに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、ラインＬＸ１の加工時とは逆方向（＋Ｘ方向）にチャックテーブル２を移動させることにより、ラインＬＸ２に沿ってレーザー加工溝３０を形成する。
次に、集光器３２を記憶手段８１に記憶されたインデックスサイズ分だけ＋Ｙ方向に移動させ、集光器３２の直下にラインＬＸ３を位置づける。その後のラインＬＸ３の加工は、ラインＬＸ１と同様に行われる。
次に、集光器３２を記憶手段８１に記憶されたインデックスサイズ分だけ＋Ｙ方向に移動させ、集光器３２の直下にラインＬＸ４を位置づける。そして、ラインＬＸ２の加工時と同様に、レーザー光線照射手段３の集光器３２から照射されるパルスレーザー光線の集光点ＰをウェーハＷの表面Ｗ１付近に位置づけ、集光器３２からウェーハＷに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、ラインＬＸ３の加工時とは逆方向（＋Ｘ方向）にチャックテーブル２を移動させてレーザー加工溝３０を形成する。
４ 加工位置計測ステップ
金属パターン位置記憶ステップにおいてラインＬＸ４をカーフチェック対象として記憶手段８１に記憶させたため、本ステップでは、制御手段８０がその情報を記憶手段８１から読み出し、ラインＬＸ４における金属パターン１７，１８が形成された位置以外の位置において、ラインＬＸ４の加工によって形成されたレーザー加工溝のカーフチェックを行う。
レーザー光線照射手段３のパルスレーザー光線発振手段３１から発振されるパルスレーザー光線の繰り返し周波数が５０ｋＨｚであるため、チャックテーブル２に保持された半導体ウェーハＷには、図７に示すように、２０μsごとに１パルスのパルスレーザー光線ＬＢが照射される。
カーフチェック用の画像取得は、一定時間間隔ごとに行う。例えば、図７に示す例では、２つ目のパルスレーザー光線が照射された後、制御手段８０は、ストロボ光照射手段３４のストロボ光源３４１を作動させ且つタイミングｔ１において撮像手段３６のシャッターを開口する。そのため、タイミングｔ１間に照射されたパルスレーザー光線ＬＢのビームプラズマと共に加工領域を撮像手段３６によって撮像してタイミングｔ１間の画像を取得する。また、ストロボ光源３４１の発光から１００μｓ経過した後、再びストロボ光源３４１を発光させ、撮像手段３６による同様の撮像を行う。
図７の例においては、パルスレーザー光線の発振開始から５０μｓの時点で白色光ＷＬを発光させ、以後１００μｓ経過ごとに白色光ＷＬを発光させてチャックテーブル２に保持されたウェーハＷに照射するように設定されている。
ウェーハＷに対してパルスレーザー光線を照射すると、図８に示すように、ビームプラズマ３００が発生する。図８に示す画像は、加工領域を撮像手段３６によって撮像したものであり、このビームプラズマ３００は、白色光ＷＬが発光するタイミングで、集光レンズ３２１、ダイクロイックミラー３３及びビームスプリッター３５を介して撮像手段３６に導かれる。撮像手段３６に導かれた光は、収差補正レンズ３６１aと結像レンズ３６１bとからなる組レンズ３６１を介して撮像素子（ＣＣＤ）３６２に結像される。そして、撮像素子（ＣＣＤ）３６２は、結像された画像信号を制御手段８０に送る。制御手段８０は、このようにして撮像素子（ＣＣＤ）３６２から１００μsごとに送られる画像信号を、記憶手段８１に記憶させる。ビームプラズマ３００はレーザー加工溝３０の幅方向中央部分から発生するため、ビームプラズマ３００の位置を検出することにより、レーザー加工溝３０の位置を検出することができる。カーフチェックは、集光器３２が、ラインＬＸ４上において、図３に示したようにウェーハＷの中心Ｏから−Ｘ方向にＸ１だけ変位した位置に位置したときから開始される。このカーフチェックの開始時を、図７における時間０とする。
図８に示すように、撮像手段３６の中央には、Ｘ軸方向に延びる基準線３６ａが形成されている。一方、図８の例のように、ビームプラズマ３００の中心を通ってＸ軸方向に延びるビームプラズマ中央線３０ａは、レーザー加工溝３０の中央線でもある。したがって、ビームプラズマ中央線３０ａが基準線３６ａと重なっていれば、制御手段８０は、アライメントステップにおいてあらかじめ設定された加工位置がレーザー加工されたと判断する。また、ビームプラズマ中央線３０ａが基準線３６ａと重なっていなくても、それらのＹ軸方向のズレ量３７が所定の閾値より小さい場合は、あらかじめ設定された加工位置がレーザー加工されたと判断する。この閾値は、あらかじめ記憶手段８１に記憶させておく。一方、ズレ量３７が当該閾値以上である場合は、制御手段８０は、レーザー加工溝３０とラインＬＸ４の中央線との間に許容できないずれがあり、ラインＬＸ４の所望の位置を加工できていないと判断する。このように、ビームプラズマ３００の位置と設定された加工位置との位置関係を計測することにより、所望の位置をレーザー加工できたか否かを判断することができる。
図８の例では、レーザー加工溝３０が基準線３６ａよりも−Ｙ方向にずれているため、制御手段８０は、ズレ量３７が閾値以上であると判断すると、直ちに、すなわちラインＬＸ４の加工中に、図１に示したＹ軸方向移動手段５のモータ５２を駆動してチャックテーブル２を＋Ｙ方向にズレ量３７だけずらし、ウェーハＷのＹ軸方向の位置を補正する。そうすると、レーザー加工溝３０の中央に基準線３６ａが位置するようになり、ラインＬＸ４の中心を加工することができる。
なお、加工位置の補正は、ラインＬＸ４の加工が終了した後に行ってもよい。また、集光器３２がＹ軸方向に移動可能な構成となっている場合は、チャックテーブル２の移動ではなく、集光器３２のＹ軸方向の位置をずらすことによってレーザー加工溝の形成位置を補正してもよい。
このようにして、ビームプラズマ３００を撮像し、ビームプラズマ３００の位置が所望の位置よりもずれている場合は、レーザー加工溝３０が所望の位置となるように補正を行うことができるため、所望の位置を正確にレーザー加工することができる。しかも、レーザー光線照射手段３に備えた撮像手段３６によってビームプラズマを撮像することにより、パルスレーザー光線の照射の合間にビームプラズマを撮像することができるため、レーザー加工と並行してビームプラズマの位置を検出することができ、その検出結果に基づくレーザー照射位置の補正も、直ちに行うことが可能となる。
上記実施形態では、金属パターン１７，１８が形成されていないラインＬＸ４についてカーフチェックを行うこととしたが、金属パターンが形成されているラインであっても、金属パターンが形成されている部分を避けてカーフチェックするようにすればよい。
上記実施形態では、分割予定ラインに金属パターンが形成されたウェーハを加工してカーフチェックする場合について説明したが、金属パターンのないウェーハを加工する場合にも本発明を適用することができる。この場合は、記憶手段３１に金属パターンの位置を記憶させる必要がないため、アライメントステップの前に、最外ラインの位置、ウェーハＷのサイズ、インデックスサイズが記憶手段８１に記憶されればよい。また、加工位置計測ステップでは、どのラインにおいてカーフチェックを行ってもよい。
レーザー加工装置には、集光器を２つ備え、２つの集光器から同時に２本のパルスレーザー光線を１本の分割予定ラインに照射してレーザー加工溝を形成できるタイプのものもある。このタイプのレーザー加工装置を使用する場合は、２つのビームプラズマを撮像し、２つのビームプラズマの中心間を結ぶ線の中点と基準線３６ａとのズレ量を求め、そのズレ量が所定の閾値異常である場合は、上記と同様に補正を行う。これにより、所望の位置にレーザー加工溝を形成することができる。
１：レーザー加工装置１
２：チャックテーブル ２０：吸引部 ２１：枠体 ２２：クランプ部
２３：回転駆動部 ２４：カバー
３：レーザー光線照射手段
３０：レーザー加工溝 ３００：ビームプラズマ ３０ａ：ビームプラズマ中央線
３１：パルスレーザー光線発振手段３１
３１１：パルスレーザー光線発振器 ３１２：繰り返し周波数設定手段
３２：集光器 ３２１：集光レンズ
３３：ダイクロイックミラー
３４：ストロボ光照射手段 ３４１：ストロボ光源 ３４２：絞り ３４３：レンズ
３４４：方向変換ミラー
３５：ビームスプリッター
３６：撮像手段 ３６ａ：基準線
３６１：組レンズ ３６１ａ：収差補正レンズ ３６１ｂ：結像レンズ
３６２：撮像素子（ＣＣＤ） ３７：ズレ量
４：Ｘ軸方向移動手段
４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：モータ ４３：軸受部
４４：移動基台 ４４１：被案内溝
４５：Ｘ軸方向位置検出手段 ４５１：リニアスケール ４５２：読み取りヘッド
５：Ｙ軸方向移動手段
５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：モータ ５３：軸受部
５４：移動基台 ５４１：被案内溝
５５：Ｙ軸方向位置検出手段 ５５１：リニアスケール ５５２：読み取りヘッド
６０：静止基台 ６１：支持部材 ６２：ケーシング
７：アライメント手段 ７０：カメラ
８０：制御手段 ８１：記憶手段
Ｗ：ウェーハ Ｗ１：表面 Ｄ：デバイス
Ｌ，ＬＸ１〜ＬＸ５，ＬＹ１〜ＬＹ３：分割予定ライン １１〜１６：領域
Ｔ：テープ Ｆ：フレーム
１７，１８：金属パターン ＫＰ：キーパターン

Claims (2)

  1. 基板の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウェーハにパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段によりウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
    レーザー加工装置のアライメント手段によって該ウェーハの加工位置である該分割予定ラインを検出するアライメントステップと、
    該アライメントステップを実施した後に、該パルスレーザー光線照射手段によってパルスレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、レーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、から構成され、
    該レーザー加工溝形成ステップの実施中に、該レーザー光線照射手段によって該ウェーハにパルスレーザー光線を照射することにより発生するビームプラズマを含む加工領域を撮像手段によって撮像して、該パルスレーザー光線の該ビームプラズマの位置とあらかじめ設定された加工位置との位置関係を計測する加工位置計測ステップを行う
    ことを特徴とするウェーハの加工方法。
  2. 該ウェーハの該分割予定ラインにテスト用の金属パターンが一定の周期で形成されており、
    該アライメントステップを実施する前に、
    該金属パターンの周期及び位置情報をレーザー加工装置の記憶手段に記憶させる金属パターン位置記憶ステップを含み、
    該加工位置計測ステップにおいては、該金属パターン位置記憶ステップで予め記憶した該金属パターンの周期及び位置情報に基いて該金属パターン位置以外の位置において該位置関係を計測する
    ことを特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。
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