JP2019149450A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分割予定ライン上に金属を有したウェーハをドライエッチングする場合に、金属残りを原因としてウェーハに局所的にエッチングされない領域が発生することを防ぐ。【解決手段】基材Ｗ１上に積層されたデバイス層Ｗ２を備え、交差する分割予定ラインＳと分割予定ラインＳ上の金属とを有したウェーハＷの加工方法であって、ウェーハＷの表面Ｗ２ａをマスク部材Ｊで被覆するステップと、被覆ステップ実施後、分割予定ラインＳに沿ってレーザビームを照射して分割予定ラインＳ上のマスク部材Ｊを金属とともに除去してマスクＪ１を形成するステップと、マスク形成ステップ実施後、レーザ加工溝Ｍに金属が残存するか否かを検出するステップと、金属残り検出ステップでレーザ加工溝Ｍに金属残りが検出されなかったウェーハＷに対してマスクＪ１を介してドライエッチングを施すステップと、を備えたウェーハＷの加工方法である。【選択図】図５

Description

本発明は、基材と基材上に積層されたデバイス層とを備え、交差する複数の分割予定ラインと分割予定ライン上の金属とを有したウェーハの加工方法に関する。

チップ製造における生産性の向上や分割予定ラインの狭幅化によるチップの取り数の向上等を達成するためには、プラズマエッチングを利用して板状のウェーハを個々のチップに分割するプラズマダイシング（例えば、特許文献１参照）が有効である。

特開２０１６−２０７７３７号公報

プラズマエッチングをウェーハに施すにあたっては、ウェーハのデバイスが形成されている表面を液状樹脂で被覆した後に、分割予定ライン上の樹脂を除去することでプラズマエッチングからデバイスを保護するマスクを形成している。

ウェーハには、例えばシリコン等の基材上にデバイスを構成する金属を含む回路層（デバイス層）が形成されているものがある。また、ウェーハによっては、分割予定ライン上に金属を含むＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）が形成されているものもある。このような分割予定ライン上に金属が存在しているウェーハにプラズマエッチングを施す場合には、先に分割予定ライン上の金属と被覆した樹脂とをウェーハから除去する。しかし、分割予定ライン上の金属を除去しきれていない場合、プラズマエッチングを施すと分割予定ライン上の金属が残存している領域ではエッチングが進行せず、局所的にエッチングが施されない領域が発生してしまうという問題がある。

よって、基材と基材上に積層されたデバイス層とを備え、交差する複数の分割予定ラインと分割予定ライン上の金属とを有したウェーハをプラズマエッチングする場合には、金属残りを要因としてウェーハの分割予定ライン上に局所的にエッチングが施されない領域が発生してしまうことを防ぐという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、基材と該基材上に積層されたデバイス層とを備え、交差する複数の分割予定ラインと該分割予定ライン上の金属とを有したウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面をマスク部材で被覆する被覆ステップと、該被覆ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して該分割予定ライン上の該マスク部材を該金属とともに除去してマスクを形成するマスク形成ステップと、該マスク形成ステップを実施した後、レーザ加工溝に金属が残存するか否かを検出する金属残り検出ステップと、該金属残り検出ステップで該溝に金属残りが検出されなかったウェーハに対して該マスクを介してドライエッチングを施すドライエッチングステップと、を備えたウェーハの加工方法である。

前記金属残り検出ステップは、前記基材を透過するが前記金属は反射する波長の光を前記レーザ加工溝に照射して撮像画像を形成し、該撮像画像をもとに金属が残存するか否かを検出するものとすると好ましい。

前記金属残り検出ステップは、ウェーハの下に配設され前記光を反射する反射面を介して実施されると好ましい。

本発明に係るウェーハの加工方法は、マスク形成ステップを実施した後、レーザ加工溝に金属が残存するか否かを検出する金属残り検出ステップを実施し、金属残り検出ステップでレーザ加工溝に金属残りが検出されなかったウェーハに対してマスクを介してドライエッチングを施すことで、分割予定ライン上に金属残りを要因とする局所的にエッチングが施されない領域が発生してしまうことを防ぐことが可能となる。

金属残り検出ステップは、基材を透過するが金属は反射する波長の光をレーザ加工溝に照射して撮像画像を形成し、撮像画像をもとに金属が残存するか否かを検出するものとすることで、鮮明にレーザ加工溝上に残っている金属の撮像が可能となるため、金属残りの検出不良を防止できる。

金属残り検出ステップは、ウェーハの下に配設され光を反射する反射面を介して実施されることで、ウェーハに照射される光量が少なくてもレーザ加工溝上に残っている金属の鮮明な撮像が可能となるため、金属残りの検出不良を防止できる。

レーザ加工装置の一例を示す斜視図である。 裏面にテープが貼着され環状フレームで支持されたウェーハを示す斜視図である。 マスク被覆手段を用いてウェーハの表面に液状樹脂を滴下してマスク部材を被覆している状態を示す断面図である。 分割予定ラインに沿ってウェーハにレーザビームを照射して分割予定ライン上のマスク部材を金属とともに除去してマスクを形成している状態を示す断面図である。 基材を透過するが金属は反射する波長の光をレーザ加工溝に照射して撮像画像を形成し、撮像画像をもとにレーザ加工溝に金属が残存するか否かを検出している状態を説明する説明図である。 レーザ加工溝が写った２値化処理後の撮像画像の一例を説明する説明図である。 ウェーハにドライ（プラズマ）エッチングを施すプラズマエッチング装置の一例を示す断面図である。

図１に示すレーザ加工装置１は、保持テーブル３０に保持したウェーハＷにレーザビームを照射して加工を施す加工装置である。
図１、２に示すウェーハＷは、例えば、シリコンからなる基材Ｗ１を備える円形の半導体ウェーハである。基材Ｗ１の表面Ｗ１ａには金属を含むデバイス層Ｗ２（回路層）が積層されており、該デバイス層Ｗ２によって複数のデバイスＤがマトリックス状に形成されている。なお、デバイス層Ｗ２は、金属からなる回路と、回路間を絶縁する絶縁部材とから構成されている。各デバイスＤは、それぞれ直交差するようにウェーハＷの表面Ｗ２ａ（デバイス層Ｗ２の上面）に設定された複数の分割予定ラインＳによって区画されている。
分割予定ラインＳ上には、例えば、アルミニウム又は銅等の金属で構成される図示しないＴＥＧが形成されている。
例えば、ウェーハＷの外周縁には、結晶方位を示すマークであるノッチＮが、ウェーハＷの中心に向けて径方向内側に窪んだ状態で形成されている。
なお、基材Ｗ１はシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。また、ウェーハＷは、本実施形態のように分割予定ラインＳ上に金属を含むデバイス層Ｗ２とＴＥＧとの両方が存在しているものに限定されず、分割予定ラインＳ上にデバイス層Ｗ２のみが存在している又はＴＥＧのみが存在しているものであってもよい。また、例えばＴＥＧは、各分割予定ラインＳの全長に渡って複数存在していてもよいし、ウェーハＷの各分割予定ラインＳ上に局所的に存在していてもよい。

レーザ加工装置１の基台１０上には、割り出し送り方向であるＹ軸方向に保持テーブル３０を往復移動させるＹ軸移動手段２０が備えられている。Ｙ軸移動手段２０は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、内部のナットがボールネジ２００に螺合し底部がガイドレール２０１に摺接する可動板２０３とから構成される。そして、モータ２０２がボールネジ２００を回動させることで可動板２０３がガイドレール２０１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板２０３上にＸ軸移動手段２１を介して配設された保持テーブル３０が可動板２０３の移動に伴いＹ軸方向に移動する。

可動板２０３上に配設されたＸ軸移動手段２１は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ２１０と、ボールネジ２１０と平行に配設された一対のガイドレール２１１と、ボールネジ２１０を回動させるモータ２１２と、内部のナットがボールネジ２１０に螺合し底部がガイドレール２１１に摺接する可動板２１３とから構成される。そして、モータ２１２がボールネジ２１０を回動させることで可動板２１３がガイドレール２１１にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動板２１３上に配設された保持テーブル３０が可動板２１３の移動に伴い、加工送り方向であるＸ軸方向に移動する。

ウェーハＷを保持する保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり図示しない吸引源に連通し水平面である保持面３０ａ上でウェーハＷを吸引保持する。保持テーブル３０は、底面側に配設された回転手段３２により鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能である。保持テーブル３０の周囲には、ウェーハＷが環状フレームＦ（図２参照）に支持された状態となっている場合に環状フレームＦを固定する固定クランプ３３が、周方向に均等に４つ配設されている。

レーザ加工装置１は、ＣＰＵ等から構成され装置全体の制御を行う制御手段１９を備える。制御手段１９は、図示しない配線によって、Ｙ軸移動手段２０、Ｘ軸移動手段２１、及び回転手段３２等に接続されており、制御手段１９の制御の下で、Ｙ軸移動手段２０による保持テーブル３０の割り出し送り動作や、Ｘ軸移動手段２１による保持テーブル３０の加工送り動作、及び回転手段３２による保持テーブル３０の回転動作等が制御される。
制御手段１９は、例えば、制御プログラムや予め設定される情報等を格納するＲＯＭ及び演算結果やその他の情報等を格納するＲＡＭからなる記憶部１９２を備えている。

基台１０の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１０Ａが立設されており、コラム１０Ａ前面の−Ｘ方向側の領域には、レーザビーム照射手段６０が配設されている。
レーザビーム照射手段６０は、コラム１０Ａの前面から−Ｙ方向に水平に突出する略直方体状のハウジング６００を備えており、ハウジング６００の先端部には、照射ヘッド６０９と撮像手段６７とがＸ軸方向に並んで配設されている。

ハウジング６００内にはレーザビーム発振器６０１が配設されている。レーザビーム発振器６０１は、例えばＹＡＧレーザ或いはＹＶＯ４レーザ等から構成されており、ウェーハＷの基材Ｗ１に対して吸収性を有する波長又は分割予定ラインＳ上の金属に対して吸収性を有する波長のレーザビームを発振させることができる。
照射ヘッド６０９内にはレーザビームを集光する集光レンズ６０９ａが配設されている。

レーザビーム照射手段６０は、レーザビーム発振器６０１から−Ｙ軸方向に向かって発振させたレーザビームを、出力鏡を通し照射ヘッド６０９に送り、照射ヘッド６０９の内部に備えた図示しないミラーで反射させ集光レンズ６０９ａに入光させることで、レーザビームを保持テーブル３０で保持されたウェーハＷに集光し照射できる。なお、照射ヘッド６０９により集光されるレーザビームの集光点位置は、図示しない集光点位置調整手段によって保持テーブル３０の保持面３０ａに対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に調整できる。

撮像手段６７は、例えば、赤外線を下方に照射する赤外線照射手段６７０と、レンズ等から構成され被写体で反射した赤外線を捕らえる図示しない光学系と、光学系で結像された被写体像を光電変換して画像情報を出力する赤外線用撮像素子とを備えている。
また、撮像手段６７は、例えば、可視光線を下方に照射する可視光線照射手段６７１と、図示しない光学系で結像された被写体像を光電変換して画像情報を出力する可視光線用撮像素子とを備えている。

例えば、レーザ加工装置１は、ウェーハＷの表面Ｗ２ａにマスク部材を被覆するマスク被覆手段４（スピンコータ）を備えている。なお、マスク被覆手段４は、レーザ加工装置１から独立していてもよい。
コラム１０Ａ前面の＋Ｘ方向側の領域には、マスク被覆手段４を構成する直方体状のケーシング４０が連結されており、ケーシング４０の内部にはスピンナーテーブル４１を収容する有底の収容部４００が形成されており、ケーシング４０の上面には収容部４００内のスピンナーテーブル４１にウェーハＷを搬入出する搬入出口が形成されている。

スピンナーテーブル４１は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり図示しない吸引源に連通する保持面４１ａを備えている。スピンナーテーブル４１の周囲には、環状フレームＦ（図２参照）を固定する固定クランプ４１１が４つ周方向に所定間隔を空けて均等に配設されている。
スピンナーテーブル４１の下方には回転手段４２が配設されており、回転手段４２は、スピンナーテーブル４１の底面側に上端が固定されたスピンドル４２０をモータ等の回転駆動源４２１がＺ軸方向の軸心周りに回転させることで、スピンナーテーブル４１を所定の回転速度で回転させることができる。

マスク被覆手段４は、スピンナーテーブル４１の保持面４１ａで吸引保持されたウェーハＷに液状樹脂を滴下するノズル４５を備えている。ノズル４５は、例えば、収容部４００の底４０１（図３参照）から立設しており、側面視略Ｌ字状の外形を備える。ノズル４５は、Ｚ軸方向の軸心周りに旋回可能であり、ノズル４５の先端部分に形成された供給口４５０をスピンナーテーブル４１の保持面４１ａ上方に位置付けることができる。

ノズル４５は、液状樹脂を蓄えた液状樹脂供給源４７に連通している。液状樹脂供給源４７に蓄えられた液状樹脂は、水溶性樹脂（例えば、ポリビニルピロリドンやポリビニルアルコール）であると好ましいが、水溶性の液状樹脂以外にも非水溶性の液状樹脂やレジスト液等であってもよい。また、本実施形態のように、吸光剤が液状樹脂に分散して含まれていると好ましいが、吸光剤は含まれていなくともよい。吸光剤は、本発明に係る加工方法のマスク形成ステップにおいて、分割予定ラインＳ上のマスク部材のレーザビームの吸収率を高め、マスク部材及び金属の除去効率を上げることができる。

例えば、マスク被覆手段４は、ウェーハＷの表面Ｗ２ａにマスク部材を被覆する以外にも、ウェーハＷの表面Ｗ２ａからマスクを洗浄除去する洗浄手段としての役割を果たすことができる。マスク被覆手段４は、スピンナーテーブル４１の保持面４１ａで吸引保持されたウェーハＷに洗浄水を噴射する洗浄ノズル４６を備えている。洗浄ノズル４６は、例えば、収容部４００の底４０１（図３参照）から立設しており、側面視略Ｌ字状の外形を備える。洗浄ノズル４６は、Ｚ軸方向の軸心周りに旋回でき、洗浄ノズル４６の先端部分に形成された噴射口４６０をスピンナーテーブル４１の保持面４１ａ上方に位置付け可能である。洗浄ノズル４６は、洗浄水を蓄えた洗浄水供給源４８に連通している。

コラム１０Ａ前面のマスク被覆手段４の上方に位置する領域には、スピンナーテーブル４１からマスク部材被覆後のウェーハＷを搬出して保持テーブル３０へと搬送する搬送手段５が配設されている。搬送手段５は、例えば、ウェーハＷを環状フレームＦを介して保持する搬送パッド５０と、ウェーハＷを保持した搬送パッド５０をＸ軸方向に移動させるパッド移動手段５１と、搬送パッド５０を昇降させるパッド昇降手段５２とを備える。

パッド移動手段５１は、コラム１０Ａの前面に配設されＸ軸方向の軸心を有するボールネジ５１０と、ボールネジ５１０と平行に配設された一対のガイドレール５１１と、ボールネジ５１０の一端に連結されたモータ５１２と、ボールネジ５１０に螺合し側部がガイドレール５１１上を摺動する可動ブロック５１３とを備えており、モータ５１２がボールネジ５１０を回動させると、これに伴い可動ブロック５１３が一対のガイドレール５１１にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動ブロック５１３によって支持されるパッド昇降手段５２の下端側に取り付けられた搬送パッド５０がＸ軸方向に移動する。

パッド昇降手段５２は、ボールネジ機構又はエアピストン機構等で構成されており、搬送パッド５０をＺ軸方向に昇降させ所定の高さ位置に位置付けることができる。
パッド昇降手段５２の下端側に固定された搬送パッド５０は、平面視Ｈ形状の外形を備え、その下面側にウェーハＷを支持する環状フレームＦを吸着する４個の吸着部５０１を備えている。各吸着部５０１には、吸着力を生み出す図示しない吸引源が連通している。

以下に、本発明に係る加工方法を実施して図１、２に示すウェーハＷをデバイスＤを備える個々のチップへと分割する場合の各ステップについて説明していく。

（１）被覆ステップ
加工方法の本実施形態においては、例えば、図２に示すように、ウェーハＷよりも大径のテープＴがウェーハＷの裏面Ｗ１ｂ（基材Ｗ１の裏面）に貼着され、テープＴの粘着面の外周部が円形の開口を備える環状フレームＦに貼着されることで、ウェーハＷは、表面Ｗ２ａが上方に露出した状態でテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態になる。テープＴのウェーハＷに対する貼着等は、例えば、図示しないテープマウンタにおいて転動するローラによりテープＴをウェーハＷに押し付けてなされる。例えば、環状フレームＦ及びテープＴは、後のドライエッチングステップで使用されるエッチングガス（例えば、ＳＦ_６ガスやＣ_４Ｆ_８ガス）に対する耐性を備えていると好ましい。即ち、例えば、環状フレームＦはＳＵＳで形成され、テープＴはポリオレフィン等で形成されていると好ましい。

なお、上記作業は、後述するドライエッチングステップにおいてウェーハＷをフルカットする場合のハンドリングを、環状フレームＦを用いて容易に行えるようにするためである。したがって、上記作業は、本実施形態のように最初に実施されていなくてもよく、少なくとも、ドライエッチングステップを実施する前段階までに行えばよい。

被覆ステップでは、ウェーハＷが、テープＴ側を下にして図１に示すスピンナーテーブル４１の保持面４１ａ上に載置される。そして図示しない吸引源が生み出す吸引力が保持面４１ａに伝達されることで、図３に示すように、スピンナーテーブル４１によりウェーハＷが吸引保持される。また、各固定クランプ４１１により環状フレームＦが固定される。

次いで、ノズル４５が旋回し供給口４５０がウェーハＷの中央上方に位置付けられる。液状樹脂供給源４７が吸光剤入りの液状樹脂をノズル４５に供給し、供給口４５０からウェーハＷの表面Ｗ２ａに所定量の液状樹脂が滴下される。そして、スピンナーテーブル４１が回転することで、滴下された液状樹脂が遠心力によりウェーハＷの表面Ｗ２ａの中心側から外周側に向けて流れて全面にいきわたり、ほぼ一様な厚さのマスク部材Ｊ（図４参照）がウェーハＷの表面Ｗ２ａに被覆される。
その後、回転を継続してマスク部材Ｊを回転乾燥させる。なお、マスク部材Ｊの乾燥は、スピンナーテーブル４１の上方にヒータを位置付けて、ヒータによってマスク部材Ｊを加熱して乾燥させてもよい。

（２）マスク形成ステップ
次に、図１に示す搬送手段５による保持テーブル３０へのウェーハＷの搬入が行われる。パッド移動手段５１が搬送パッド５０をＹ軸方向に移動し、各吸着部５０１がスピンナーテーブル４１で保持されるウェーハＷの環状フレームＦ上方に位置付けられる。パッド昇降手段５２が搬送パッド５０を降下させ、吸着部５０１が環状フレームＦに接触して吸着を行うことで、搬送パッド５０が環状フレームＦに支持されたウェーハＷを保持する。

搬送パッド５０が上昇し、パッド移動手段５１がウェーハＷを保持した搬送パッド５０を保持テーブル３０の上方まで−Ｘ方向に移動させる。その後、表面Ｗ２ａが上側を向くようにしてウェーハＷが保持面３０ａに載置され、保持テーブル３０が保持面３０ａ上でウェーハＷを吸引保持した後、搬送パッド５０が保持テーブル３０上から退避する。また、固定クランプ３３が環状フレームＦを挟持固定する。

図１に示すＹ軸移動手段２０が可動板２０３をＹ軸方向に移動させるとともに、Ｘ軸移動手段２１が可動板２１３をＸ軸方向に移動させて、撮像手段６７の撮像領域内にウェーハＷの表面Ｗ２ａが収まるように保持テーブル３０が所定位置に位置付けられる。撮像手段６７のピントがウェーハＷの表面Ｗ２ａに合うようにオートフォーカスが行われた後、撮像手段６７によりウェーハＷの表面Ｗ２ａが撮像される。即ち、撮像手段６７の可視光線照射手段６７１が可視光線を下方に照射して表面Ｗ２ａを照らし、ウェーハＷからの反射光が光学系を通じて可視光線用撮像素子に受光され、分割予定ラインＳが写った撮像画像が形成される。形成された撮像画像は撮像手段６７から制御手段１９に送られる。制御手段１９は、該撮像画像を基にパターンマッチング等の画像処理を実施し、ウェーハＷのレーザビームを照射する分割予定ラインＳの座標位置を検出する。

分割予定ラインＳの位置が検出されると、図４に示すように、保持テーブル３０がＹ軸方向に移動され、分割予定ラインＳとレーザビーム照射手段６０の照射ヘッド６０９との位置合わせがなされる。次いで、集光レンズ６０９ａによって集光されるレーザビームの集光点位置が、例えばウェーハＷのデバイス層Ｗ２の高さ位置に合わせられる。そして、レーザビーム発振器６０１が、デバイス層Ｗ２を構成する金属及び図示しないＴＥＧを構成する金属に対して吸収性を有する波長のレーザビームを発振し、レーザビームをデバイス層Ｗ２に集光し照射する。また、ウェーハＷが往方向である−Ｘ方向（紙面奥側）に所定の加工送り速度で送られ、レーザビームが分割予定ラインＳに沿ってデバイス層Ｗ２に照射されていくことで、分割予定ラインＳ上のデバイス層Ｗ２、ＴＥＧ及びマスク部材Ｊが溶融することで除去されて、分割予定ラインＳに対応するレーザ加工溝Ｍが形成されていく。レーザ加工溝Ｍの底には、基材Ｗ１の表面Ｗ１ａが露出している。

なお、レーザビームの集光点位置を例えば基材Ｗ１の表面Ｗ１ａの高さ位置に合わせて、レーザビーム発振器６０１から基材Ｗ１に吸収性を有する波長のレーザビームを発振させ、レーザビームを基材Ｗ１の表面Ｗ１ａに集光し照射することで、基材Ｗ１の表面Ｗ１ａをアブレーションして加工しつつ、デバイス層Ｗ２、ＴＥＧ、及びマスク部材Ｊを除去してレーザ加工溝を形成していってもよい。

分割予定ラインＳに沿ってレーザビームを照射し終える所定の位置までウェーハＷが−Ｘ方向に進行すると、レーザビームの照射を停止するととも保持テーブル３０がＹ軸方向に移動され、−Ｘ方向での加工送りにおいてレーザビーム照射の際に基準となった分割予定ラインＳの隣に位置する分割予定ラインＳと照射ヘッド６０９とのＹ軸方向における位置合わせが行われる。ウェーハＷが復方向である＋Ｘ方向（紙面手前側）へ加工送りされ、往方向でのレーザビームの照射と同様に、デバイス層Ｗ２、ＴＥＧ、及びマスク部材Ｊが除去され分割予定ラインＳに沿ってレーザ加工溝Ｍが形成される。順次同様のレーザビームの照射をＸ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿って行った後、保持テーブル３０を９０度回転させてから同様のレーザビームの照射を行うと、ウェーハＷの表面Ｗ２ａの分割予定ラインＳに対応する領域以外の領域にマスクＪ１が形成された状態になる。

（３）金属残り検出ステップ
次に、前ステップで形成されたレーザ加工溝Ｍにデバイス層Ｗ２又はＴＥＧの金属が残存するか否かを検出する金属残り検出ステップを実施する。
例えば、ウェーハＷの表面Ｗ２ａ上で同一方向に延びる各レーザ加工溝Ｍを第１チャンネルのレーザ加工溝Ｍとし、一方、ウェーハＷの表面Ｗ２ａ上で上記第１チャンネルのレーザ加工溝Ｍと直交差する方向に延びる各レーザ加工溝Ｍを第２チャンネルのレーザ加工溝Ｍとする。そして、まず、第１チャンネルのレーザ加工溝Ｍ上に金属残りが有るか否かが検出されていく。
図５に示すように、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷが−Ｘ方向（紙面奥側）に送られるとともに、ウェーハＷのＸ軸方向に延びる一本のレーザ加工溝Ｍを撮像手段６７で撮像できるように、ウェーハＷと撮像手段６７とがＹ軸方向において位置合わせされる。さらに保持テーブル３０が−Ｘ方向に送られつつ、撮像手段６７によりウェーハＷのレーザ加工溝ＭがＸ軸方向において連続的に撮像されていく。即ち、図５に示すように、例えば、レーザ加工溝Ｍの溝底にピントが合わせられた撮像手段６７において、赤外線照射手段６７０が赤外線を下方に照射してウェーハＷのレーザ加工溝Ｍを照らし、そして、ウェーハＷからの反射光が光学系を通じ赤外線用撮像素子に受光され、レーザ加工溝Ｍが写った撮像画像が形成される。

このように、金属残り検出ステップは、基材Ｗ１を透過するがデバイス層Ｗ２やＴＥＧの金属は反射する波長の光（赤外線）をレーザ加工溝Ｍに照射して撮像画像を形成することで、鮮明にレーザ加工溝Ｍ上に残っている金属の撮像が可能となるため、後述する検出部１９１による金属残りの検出不良を防止できる。
なお、金属残り検出ステップにおける撮像画像の形成は、本実施形態のように、基材Ｗ１を透過するがデバイス層Ｗ２及びＴＥＧの金属は反射する波長の赤外線をレーザ加工溝Ｍに照射して撮像画像を形成するのが好ましいが、撮像手段６７の可視光線照射手段６７１から可視光線をレーザ加工溝Ｍに照射して撮像を行ってもよい。

また、赤外線照射手段６７０が照射できる赤外線の光量が足りない場合もあるため、ウェーハＷの下方に、予め、撮像手段６７が照射する光を反射する反射面を配設するものとしてもよい。該反射面は、ウェーハＷを透過した赤外線を反射して赤外線用撮像素子への入射光量を増加させる。そのため、ウェーハＷに照射される赤外線光量が少なくてもレーザ加工溝Ｍ上に残っている金属の鮮明な撮像が可能となるため、金属残りの検出不良を防止できる。
該反射面の１例としては、保持テーブル３０の保持面３０ａを鏡面として反射面とする。または、吸引力を伝達可能な孔が形成された鏡又は鏡面が形成された金属板を、（２）マスク形成ステップを実施する前等に保持テーブル３０の保持面３０ａ上に載置して、該鏡や金属板を介して保持面３０ａ上でウェーハＷを吸引保持するものとしてもよい。若しくは、（１）被覆ステップ等において、テープＴの粘着面のウェーハＷが貼着される領域にウェーハＷを貼着できる粘着層を備える鏡面金属シート等を貼着しておき、ウェーハＷを鏡面金属シートを挟んでテープＴ上に貼着するものとしてもよい。

撮像手段６７は、ウェーハＷの表面Ｗ２ａの１本のレーザ加工溝Ｍについての各撮像画像（レーザ加工溝Ｍが所定の長さ分写った撮像画像）を図１に示す制御手段１９に逐次送信する。撮像手段６７のＸ軸方向における撮像間隔は、例えば、撮像手段６７の撮像領域の大きさによって決まり、一本のレーザ加工溝Ｍの上方を撮像手段６７が通過しきるＸ軸方向の所定位置まで保持テーブル３０が−Ｘ方向に進行した際に、一本のレーザ加工溝Ｍ中に撮像されていない箇所が生じないように決められる。

制御手段１９は、例えば、図示しない２値化処理部を備えており、該２値化処理部は、取得されたレーザ加工溝Ｍを示す撮像画像に対して２値化処理を行う。２値化処理は、例えば、１画素の輝度値が８ビット諧調、即ち、０〜２５５までの２５６通りで表現される撮像画像を、スライスレベル（閾値）より輝度値の小さい画素を０とし、スライスレベルより輝度値の大きい画素を２５５として、２値化画像に変換する処理である。該スライスレベルは、金属残りを検出するために予め実験的、経験的、又は理論的に選択された輝度値であり、記憶部１９２のＲＯＭに記憶されている。

形成された撮像画像の１画素毎における輝度値、即ち、撮像手段６７の赤外線用撮像素子の各１画素に入射した赤外線の光量は、レーザ加工溝Ｍ内に金属残りがある場合に、該金属残りで赤外線が反射することで違いが生じる。即ち、レーザ加工溝Ｍ上の金属残りがある箇所は入射光量が増えてその１画素は輝度値が２５５に近づいて白色に近づき、金属残りが無い箇所は入射光量が減りその１画素は輝度値０に近づいて黒色に近づく。
よって、２値化処理により、撮像画像において輝度値がスライスレベルを超えている画素は輝度値０（白）となり、例えば所定の解像度の仮想的な出力画面Ｂ上（図６参照）にレーザ加工溝Ｍ上の金属残りとして表示される。また、輝度値がスライスレベル以下である画素は輝度値２５５（黒）となり、出力画面Ｂ上にレーザ加工溝Ｍとして表示される。
図６には、１本のレーザ加工溝Ｍの一部が写った２値化処理後の撮像画像Ｇを模式的に示している。

図１に示すように、制御手段１９は検出部１９１を備えており、検出部１９１は、撮像手段６７により形成されたレーザ加工溝Ｍが写った撮像画像（本実施形態においては、図６に示す出力画面Ｂ上に表示された２値化処理後の撮像画像Ｇ）に写った黒色で示されるレーザ加工溝Ｍ上に金属残り（白色箇所）が有るか無いかを検出していく。
なお、２値化処理される前の撮像画像が出力画面Ｂに表示され、検出部１９１が２値化処理される前の撮像画像から金属残りの検出を行ってもよい。

そして、撮像手段６７によるレーザ加工溝Ｍの撮像が連続的に行われ、また、検出部１９１が形成された撮像画像を基に金属残りの検出を実施していき、一本のレーザ加工溝Ｍの上方を撮像手段６７が通過しきるＸ軸方向の所定位置まで保持テーブル３０が−Ｘ方向に進行する。この時点において、検出部１９１が各２値化処理後の撮像画像から金属残りを検出しなかったものとする。すると、保持テーブル３０の−Ｘ方向（往方向）への移動が一度停止する。次いで、保持テーブル３０がＹ軸方向に割り出し送りされ、往方向において撮像手段６７による撮像がなされたレーザ加工溝Ｍの隣に位置するレーザ加工溝Ｍと撮像手段６７と位置合わせを行う。この後、先と同様に撮像手段６７によるレーザ加工溝Ｍの撮像がされ、それに並行して検出部１９１による金属残りの検出が行われていく。

例えば、図５に示すレーザ加工溝Ｍ１の撮像が撮像手段６７により行われ、検出部１９１が、レーザ加工溝Ｍ１が写った撮像画像からレーザ加工溝Ｍ１上に金属が残存することを検出したものとする。この場合には、金属残りが検出されたレーザ加工溝Ｍ１に再度レーザビームが照射される。
なお、検出部１９１は、レーザ加工溝Ｍ１上に金属が残存することを検出した場合には、警報音を鳴らす又はエラーを表示する等して、オペレータにその旨を通知してもよい。

制御手段１９による制御の下で、保持テーブル３０がＹ軸方向に割り出し送りされ、レーザビーム照射手段６０の照射ヘッド６０９と図５に示すレーザ加工溝Ｍ１との位置合わせが行われる。また、集光レンズ６０９ａにより集光されるレーザビームの集光点位置が、例えば、デバイス層Ｗ２の高さ位置に位置付けられる。ウェーハＷを保持する保持テーブル３０がＸ軸方向に送られると共に、レーザビーム照射手段６０からデバイス層Ｗ２又はＴＥＧを構成する金属に対して吸収性を有する波長のレーザビームがレーザ加工溝Ｍ１に照射され、レーザ加工溝Ｍ１の金属残りが除去される。なお、レーザビームのレーザ加工溝Ｍ１に対する照射は、レーザ加工溝Ｍ１の全長に対して行われなくともよく、レーザ加工溝Ｍ１の金属残りが検出された箇所に局所的になされてもよい。

例えば、レーザ加工溝Ｍ１に対するレーザビームの照射が行われた後、撮像手段６７が先と同様にレーザ加工溝Ｍ１の撮像を行い、レーザ加工溝Ｍ１が写った撮像画像を基に検出部１９１が金属が残存しているか否かの検出を行う。そして、レーザ加工溝Ｍ１上に金属が残存していないとの判断がなされると、保持テーブル３０がＹ軸方向に移動されて、レーザ加工溝Ｍ１の隣に位置するまだ撮像が行われていないレーザ加工溝Ｍと撮像手段６７と位置合わせが行われる。この後、先と同様に撮像手段６７による第１チャンネルのレーザ加工溝Ｍの撮像と、それに並行した検出部１９１による金属残りの検出とが行われていく。
検出部１９１が、第１チャンネルの全てのレーザ加工溝Ｍについて金属残りが無いことを検出すると、保持テーブル３０が９０度回転されて、第２チャンネルのレーザ加工溝Ｍについて金属残りの有無が検出されていく。そして、第２チャンネルのレーザ加工溝Ｍ上に金属が残存していないとの判断がなされると、ウェーハＷは図７に示すプラズマエッチング装置９に搬送される。

なお、金属残り検出ステップは、撮像手段６７による撮像と検出部１９１による検出とが上記のように並行して行われる形態に限定されない。
まず、第１チャンネルの各レーザ加工溝Ｍ全ての撮像を撮像手段６７で行い、その後、形成された各撮像画像を基にして検出部１９１が金属残りの検出を行っていくものとしてもよい。

この場合における撮像手段６７によるレーザ加工溝Ｍの撮像は、撮像手段６７が、ウェーハＷの表面Ｗ２ａの１本のレーザ加工溝Ｍについての撮像画像（レーザ加工溝Ｍが所定の長さ分写った撮像画像）を、図１に示す制御手段１９に逐次送信する。該撮像画像は、制御手段１９の記憶部１９２のＲＡＭに一本のレーザ加工溝Ｍの全体（全長）が写った撮像画像を構成可能に順番に記録される。そして、一本のレーザ加工溝Ｍの上方を撮像手段６７が通過しきるＸ軸方向の所定位置まで、保持テーブル３０が−Ｘ方向に進行すると、第１チャンネルの１本のレーザ加工溝Ｍの全体を示す撮像画像が取得される。
その後、保持テーブル３０がＹ軸方向に割り出し送りされ、第１チャンネルの全てのレーザ加工溝Ｍそれぞれについて、その全体を示す撮像画像が同様に取得される。

例えば、制御手段１９の記憶部１９２のＲＯＭには、ウェーハＷの直径、ウェーハＷの外周縁に形成されたノッチＮ（図２参照）とウェーハＷの表面Ｗ２ａに形成された複数の分割予定ラインＳとの間隔等の情報を示すウェーハＷのパターン設計値が記憶されている。そして、上記撮像画像の形成においては、ノッチＮの位置と予め記憶しているウェーハＷのパターン設計値とから、基準位置となるノッチＮの位置に対する撮像画像が取得された１本のレーザ加工溝Ｍの相対的な座標位置が把握され、撮像画像と共にその撮像画像に写ったレーザ加工溝ＭのウェーハＷの表面Ｗ２ａにおける位置とが紐付けされて記憶部１９２のＲＡＭに記憶されていってもよい。なお、撮像画像を取得したレーザ加工溝Ｍの位置情報は、撮像手段６７に対する保持テーブル３０の相対的な位置から把握されてもよい。
これにより、後述する検出部１９１が各レーザ加工溝Ｍの金属残りの有無を検出する際に、検出部１９１は、金属残りの検出の有無を実施しているレーザ加工溝Ｍが第１チャンネルのどの位置に位置するレーザ加工溝であるかを把握しつつ、金属残りを検出していく。

（４）ドライエッチングステップ
上記金属残り検出ステップにおいてレーザ加工溝Ｍに金属残りが検出されなかったウェーハＷ又はレーザ加工溝Ｍ１に金属残りが検出されてもその後レーザ加工溝Ｍ１から金属残りが除去されたウェーハＷに対して、例えば、図７に示すプラズマエッチング装置９を用いてマスクを介してウェーハＷにドライエッチング（プラズマエッチング）を施して、ウェーハＷを分割予定ラインＳに沿って個々のチップに分割（フルカット）する。

図７に示すプラズマエッチング装置９は、ウェーハＷを保持する保持手段９０と、ガスを噴出するガス噴出ヘッド９１と、保持手段９０及びガス噴出ヘッド９１を内部に収容したチャンバ９２とを備えている。

例えば、保持手段９０は、静電チャックであり、セラミック又は酸化チタン等の誘電体で形成されており、支持柱９００により下方から支持されている。保持手段９０の内部には、電圧の印加により電荷を発生する円板状の電極９０１が保持手段９０の保持面９０ａと平行に配設されており、電極９０１は、整合器９４ａ及びバイアス高周波電源９５ａに接続されている。例えば、保持手段９０の内部には、図示しない通水路が形成されており、該通水路を循環する冷却水により保持手段９０が内部から所定温度に冷却される。

チャンバ９２の上部に軸受け９１９を介して昇降自在に配設されたガス噴出ヘッド９１の内部には、ガス拡散空間９１０が設けられており、ガス拡散空間９１０の上部にはガス導入口９１１が連通し、ガス拡散空間９１０の下部にはガス吐出口９１２が複数連通している。各ガス吐出口９１２の下端は保持手段９０の保持面９０ａに向かって開口している。ガス導入口９１１に接続されたガス供給部９３には、例えばＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８等のフッ素系ガスがエッチングガスとして蓄えられている。
ガス噴出ヘッド９１には、整合器９４を介して高周波電源９５が接続されている。高周波電源９５から整合器９４を介してガス噴出ヘッド９１に高周波電力を供給することにより、ガス吐出口９１２から吐出されたエッチングガスをプラズマ化できる。そして、図示しない制御部による制御下で、ガス吐出量や吐出時間、高周波電力等の条件がコントロールされる。

チャンバ９２の底には排気口９６が形成されており、排気口９６には排気装置９７が接続されている。排気装置９７を作動させることで、チャンバ９２の内部を所定の真空度まで減圧できる。チャンバ９２の側部には、ウェーハＷを搬入出する搬入出口９２０と、搬入出口９２０を開閉するゲートバルブ９２１とが設けられている。

チャンバ９２の内部には、ドライエッチング実施中の環状フレームＦの加熱を防ぐためのフレーム加熱防止ガード９８が配設されている。フレーム加熱防止ガード９８は、例えば、エッチングガスに対する耐性を備えるＳＵＳ等を環状の平板状に形成したものであり、チャンバ９２の内側壁に取り付けられている。

ドライエッチングおいては、まず、搬入出口９２０からウェーハＷをチャンバ９２内に搬入し、マスクＪ１側を上側に向けてウェーハＷを保持手段９０の保持面９０ａ上に載置する。そして、ゲートバルブ９２１を閉じ、排気装置９７によりチャンバ９２内の空気を排気し、チャンバ９２内を所定圧力の密閉空間とする。また、ウェーハＷを支持する環状フレームＦの上方は、フレーム加熱防止ガード９８により覆われた状態になる。

ガス噴出ヘッド９１をチャンバ９２内の所定の高さ位置まで下降させ、ガス供給部９３から例えばＳＦ_６を主体とするエッチングガスをガス拡散空間９１０に供給し、ガス吐出口９１２から下方に噴出させる。また、高周波電源９５からガス噴出ヘッド９１に高周波電力を印加して、ガス噴出ヘッド９１と保持手段９０との間に高周波電界を生じさせ、エッチングガスをプラズマ化させる。これに並行して、電極９０１にバイアス高周波電源９５ａから電圧を印加して、保持手段９０の保持面９０ａとウェーハＷとの間に誘電分極現象を発生させ、電荷の分極により生じる静電吸着力によってウェーハＷを保持面９０ａ上で吸着保持する。

プラズマ化したエッチングガスは、ウェーハＷの表面Ｗ２ａのマスクＪ１が形成されている領域はほとんどエッチングせず、基材Ｗ１の分割予定ラインＳに沿って形成されたレーザ加工溝Ｍ内から基材Ｗ１を−Ｚ方向に向かって異方性エッチングしていく。そのため、縦横の分割予定ラインＳに沿って格子状に基材Ｗ１がエッチングされていく。プラズマ化したエッチングガスによる環状フレームＦに対する熱影響は、環状フレームＦの上方を覆うフレーム加熱防止ガード９８によって抑えられる。

基材Ｗ１をフルカットするまでプラズマエッチングを行い、プラズマエッチングを終了させる。即ち、図７に示すチャンバ９２内へのエッチングガス等の導入及びガス噴出ヘッド９１への高周波電力の供給を停止し、また、チャンバ９２内のエッチングガスを排気口９６から排気装置９７に排気する。その結果、ウェーハＷはデバイスＤを備える個々のチップに分割される。

なお、ドライエッチングステップは、上記のようなＳＦ_６ガス単体によるプラズマエッチングで行われる形態に限定されず、ＳＦ_６ガスによるプラズマエッチングとＣ_４Ｆ_８ガスによる溝側壁等に対する保護膜堆積（デポジション）とを交互に繰り返すボッシュ法により行われるものとしてもよい。
また、ウェーハＷにプラズマエッチングを施して、ウェーハＷを分割予定ラインＳに沿って個々のチップに分割（フルカット）する代わりに、ドライエッチングによりウェーハＷに所定深さ（ウェーハＷの仕上げ厚さに基づく深さ）のハーフカット溝を形成してもよい。この場合には、後に、ウェーハＷの裏面Ｗ１ｂをハーフカット溝の底が露出するまで研削することで、ウェーハＷは個々のチップに分割されることになる。

本発明に係るウェーハＷの加工方法は、マスク形成ステップを実施した後、レーザ加工溝Ｍに金属が残存するか否かを検出する金属残り検出ステップを実施し、金属残り検出ステップでレーザ加工溝Ｍに金属残りが検出されなかったウェーハＷに対してマスクＪ１を介してドライエッチングを施すことで、分割予定ラインＳ上に金属残りを要因として局所的にエッチングが施されない領域が発生してしまうことを防ぐことが可能となる。

チップに分割されたウェーハＷは、例えば、図１に示すマスク被覆手段４に搬送され、マスクＪ１が洗浄除去される。なお、ウェーハＷは、マスク被覆手段４とは別の洗浄装置によってマスクＪ１が洗浄除去されるものとしてもよい。
また、マスクＪ１が水溶性樹脂からなるものでない場合には、例えば、図７に示すプラズマエッチング装置９によるアッシング等によってマスクＪ１がチップから除去されるものとしてもよい。

ウェーハＷが、テープＴ側を下にして図１に示すスピンナーテーブル４１の保持面４１ａ上に載置され吸引保持される。また、各固定クランプ４１１により環状フレームＦが固定される。次に、スピンナーテーブル４１上のウェーハＷの表面Ｗ２ａの中心部に洗浄ノズル４６から洗浄水が噴射されると共に、スピンナーテーブル４１が所定の回転速度で回転する。これにより、各チップ上のマスクＪ１が洗浄水によって溶解し、スピンナーテーブル４１の回転により発生する遠心力によって洗浄水と共に表面Ｗ２ａ上を外周方向に向かって流れていき、チップから除去される。
なお、スピンナーテーブル４１を回転させつつ、洗浄水を噴射する洗浄ノズル４６をスピンナーテーブル４１上で水平方向に往復移動させることで、マスクＪ１の除去を行ってもよい。

なお、本発明に係る加工方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている各装置の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

例えば、金属残り検出ステップにおける撮像画像の形成は、レーザ加工装置１の保持テーブル３０上で行われる例に限定されず、レーザ加工装置１の外部で行われてもよい。

金属残り検出ステップにおける撮像手段６７による撮像画像の形成は、本実施形態のようにウェーハＷの全ての分割予定ラインＳに沿ってレーザ加工溝Ｍを形成した後に行う以外にも、例えば、第１チャンネルの分割予定ラインＳに沿ってレーザ加工溝Ｍを形成した後に、第２チャンネルの分割予定ラインＳに沿ってレーザ加工溝Ｍを形成する前に実施してもよい。または、撮像手段６７は、分割予定ラインＳに沿ってレーザビームを照射している照射ヘッド６０９を後方から追いかけるように移動して、ウェーハＷに形成されたレーザ加工溝Ｍを撮像していってもよい。この場合には、マスク形成ステップと金属残り検出ステップとが並行して行われていく。

金属残り検出ステップにおける検出部１９１による金属が残存するか否かの検出は、例えば、予め、記憶部１９２のＲＯＭに許容値を設定しておいて、該許容値との比較に基づいてなされてもよい。即ち、例えば、図６に示す２値化処理後の撮像画像Ｇに写った１本のレーザ加工溝Ｍ１上の金属残り（白色箇所）に、許容値以上の大きさのものが有る場合には、レーザ加工溝Ｍ１上に金属残りがあると検出部１９１は判断してもよい。

Ｗ：ウェーハ Ｗ１：基材 Ｗ２：デバイス層 Ｓ：分割予定ライン Ｄ：デバイス
Ｔ：テープ Ｆ：環状フレーム
１：レーザ加工装置 １０：基台 １０Ａ：コラム
１９：制御手段 １９１：検出部 １９２：記憶部
３０：保持テーブル ３２：回転手段 ３３：固定クランプ
２０：Ｙ軸移動手段 ２１：Ｘ軸移動手段
６０：レーザビーム照射手段 ６００：ハウジング ６０１：レーザビーム発振器
６０９：照射ヘッド ６０９ａ：集光レンズ
６７：撮像手段 ６７０：赤外線照射手段 ６７１：可視光線
４：マスク被覆手段 ４０：ケーシング ４１：スピンナーテーブル ４２：回転手段
４５：ノズル ４７：液状樹脂供給源 ４６：洗浄水ノズル ４８：洗浄水供給源
９：プラズマエッチング装置
９０：静電チャック ９００：支持部材 ９０１：電極 ９１：ガス噴出ヘッド ９１０：ガス拡散空間 ９１１：ガス導入口 ９１２：ガス吐出口 ９２：チャンバ ９２０：搬入出口 ９２１：ゲートバルブ ９３：ガス供給部 ９４，９４ａ：整合器 ９５，９５ａ：高周波電源，バイアス高周波電源 ９６：排気口 ９７：排気装置 ９８：フレーム加熱防止ガード

Claims (3)

1. 基材と該基材上に積層されたデバイス層とを備え、交差する複数の分割予定ラインと該分割予定ライン上の金属とを有したウェーハの加工方法であって、
   ウェーハの表面をマスク部材で被覆する被覆ステップと、
   該被覆ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して該分割予定ライン上の該マスク部材を該金属とともに除去してマスクを形成するマスク形成ステップと、
   該マスク形成ステップを実施した後、レーザ加工溝に金属が残存するか否かを検出する金属残り検出ステップと、
   該金属残り検出ステップで該溝に金属残りが検出されなかったウェーハに対して該マスクを介してドライエッチングを施すドライエッチングステップと、を備えたウェーハの加工方法。
2. 前記金属残り検出ステップは、前記基材を透過するが前記金属は反射する波長の光を前記レーザ加工溝に照射して撮像画像を形成し、該撮像画像をもとに金属が残存するか否かを検出する、請求項１に記載のウェーハの加工方法。
3. 前記金属残り検出ステップは、ウェーハの下に配設され前記光を反射する反射面を介して実施される、請求項２に記載のウェーハの加工方法。