JP2020047858A - Working condition selection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機能層を除去する加工条件を選定する加工条件選定方法に関する。 The present invention relates to a processing condition selection method for selecting a processing condition for removing a functional layer.
Low−k膜等の機能層が積層されている半導体ウエーハは、レーザーを照射して分割予定ラインに機能層を除去した2条のレーザー加工溝を形成し、2条のレーザー加工溝間を切削ブレードで切削加工して、個々のデバイスに分割される加工方法が採用されている(例えば、特許文献1参照)。 A semiconductor wafer on which a functional layer such as a low-k film is laminated is formed by irradiating a laser to form two laser processing grooves from which the functional layer has been removed in a line to be divided, and cutting between the two laser processing grooves. A processing method of cutting into individual devices by cutting with a blade is employed (for example, see Patent Document 1).
さて、特許文献1に示された加工方法は、新しいデバイスが形成された半導体ウエーハを分割する加工条件を選定するとき、レーザーの出力や半導体ウエーハを保持するチャックテーブルの送り速度、レーザーの繰り返し周波数など加工条件の様々なパラメータを変えてアブレーション加工を実施し、加工結果を観察して適切な加工条件を実際の半導体ウエーハを加工する際の加工条件として採用する。
By the way, the processing method disclosed in
前述した加工条件の様々なパラメータを変えてアブレーション加工を実施した後、レーザー加工溝の底に機能層が残っているのかは、オペレータがレーザー加工溝を顕微鏡で観察して確認していた。しかしながら、顕微鏡を用いた観察は、機能層の下の基板を構成するシリコン等が溶けて、デブリとして付着していると、機能層を特定することが難しく不正確であった。 After performing ablation processing by changing various parameters of the processing conditions described above, the operator observed the laser processing groove with a microscope to check whether the functional layer remained at the bottom of the laser processing groove. However, observation using a microscope has made it difficult and inaccurate to identify the functional layer when silicon and the like constituting the substrate below the functional layer were melted and adhered as debris.
また、特許文献1に示された加工方法は、レーザー加工溝を形成するレーザー加工装置のレーザー発振器を変更した際に、交換前と同じ加工条件で加工しても、レーザー発振器自体の個体差があるために機能層が残存していないか確認する必要があるが、正確に確認できなかった。また、特許文献1に示された加工方法は、Low−k膜に限らず、分割予定ライン上に例えばTEG(Test Element Group)と呼ばれる金属部品が形成されている場合も、同様の問題があった。
Further, in the processing method disclosed in
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工溝の溝底に機能層が残存しているか否かを容易に確認することを可能として、適切な加工条件を容易に選定することができる加工条件選定方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to make it possible to easily confirm whether or not a functional layer remains at the bottom of a processing groove, and to set appropriate processing conditions. An object of the present invention is to provide a processing condition selection method that can be easily selected.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工条件選定方法は、基板の表面に機能層が積層された半導体ウエーハの該機能層を除去するための加工条件を選定する加工条件選定方法であって、任意の加工条件を設定し該機能層に該機能層が吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して加工溝を形成する加工溝形成ステップと、該加工溝形成ステップの実施後に該基板には反応するが該機能層には反応しないプラズマによって該加工溝をエッチングするプラズマエッチングステップと、該プラズマエッチングステップの実施後に該加工溝を観察して該機能層が除去されている任意の加工条件を適切な加工条件として選定する選定ステップと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a processing condition selection method according to the present invention provides a processing method for selecting a processing condition for removing a functional layer of a semiconductor wafer having a functional layer laminated on a surface of a substrate. A condition selecting method, wherein a processing groove is formed by setting arbitrary processing conditions and irradiating the functional layer with a laser beam having a wavelength at which the functional layer has absorptivity to form a processing groove; and A plasma etching step of etching the processing groove with plasma that reacts with the substrate but does not react with the functional layer after performing the processing groove; and observing the processing groove after performing the plasma etching step, the functional layer is removed. And selecting an arbitrary processing condition as an appropriate processing condition.
前記加工条件選定方法において、任意の加工条件を2以上設定し、適切な加工条件を選定しても良い。 In the processing condition selection method, two or more arbitrary processing conditions may be set, and an appropriate processing condition may be selected.
前記加工条件選定方法において、該機能層は、低誘電率絶縁膜またはTEGであっても良い。 In the processing condition selection method, the functional layer may be a low dielectric constant insulating film or TEG.
前記加工条件選定方法において、該基板は、シリコンであっても良い。 In the processing condition selection method, the substrate may be silicon.
本願発明の加工条件選定方法は、レーザー加工溝の底に機能層が残存しているか否かを容易に確認することを可能として、適切な加工条件を容易に選定することができるという効果を奏する。 The processing condition selection method of the present invention has an effect that it is possible to easily check whether or not the functional layer remains at the bottom of the laser processing groove, and it is possible to easily select appropriate processing conditions. .
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Further, the configurations described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係る加工条件選定方法を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る加工条件選定方法により選定される加工条件で加工される加工対象の半導体ウエーハの一例を示す斜視図である。図2は、実施形態1に係る加工条件選定方法の流れを示すフローチャートである。
[Embodiment 1]
A processing condition selection method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a semiconductor wafer to be processed under processing conditions selected by the processing condition selection method according to the first embodiment. FIG. 2 is a flowchart illustrating the flow of the processing condition selection method according to the first embodiment.
実施形態1に係る加工条件選定方法は、図1に示す半導体ウエーハ1を加工する際の加工条件を選定する方法である。実施形態1では、半導体ウエーハ1は、シリコンで構成される基板2を有する円板状の半導体ウエーハであるが、本発明は、半導体ウエーハ1の基板2は、サファイア、又はSiC(炭化ケイ素)などで構成されても良い。半導体ウエーハ1は、図1に示すように、基板2の表面3に機能層4が積層され、かつ複数のデバイス5が形成されている。機能層4は、SiO2、SiOF、BSG(SiOB)等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜(Low−k膜)により構成されている。機能層4は、基板2の表面3に積層されている。
The processing condition selection method according to the first embodiment is a method for selecting processing conditions when processing the
デバイス5は、表面3の交差する複数の分割予定ライン6で区画された各領域にそれぞれ形成されている。即ち、分割予定ライン6は、複数のデバイス5を区画するものである。デバイスは、例えば、IC(Integrated Circuit)、又はLSI(Large Scale Integration)等の集積回路である。デバイス5を構成する回路は、機能層4により支持されている。
The device 5 is formed in each area defined by a plurality of planned dividing
実施形態1において、半導体ウエーハ1は、各分割予定ライン6の幅方向の両端の機能層4が除去されて基板2が露出された後、幅方向の両端で露出した基板2間が図示しない切削装置等により切削加工されて、個々のデバイス5に分割される。
In the first embodiment, after the
実施形態1に係る加工条件選定方法は、図1に示す半導体ウエーハ1の機能層4を基板2の表面3から除去するための加工条件を選定する方法である。加工条件選定方法は、図2に示すように、加工溝形成ステップST1と、プラズマエッチングステップST2と、選定ステップST3とを備える。
The processing condition selection method according to the first embodiment is a method for selecting processing conditions for removing the
(加工溝形成ステップ)
図3は、図2に示された加工条件選定方法の加工溝形成ステップにおいて用いられるレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図4は、図2に示された加工条件選定方法の加工溝形成ステップにおいてレーザー加工装置がアライメントを実施している状態を模式的に示す断面図である。図5は、図2に示された加工条件選定方法の加工溝形成ステップにおいてレーザー加工装置が加工溝を形成している状態を模式的に示す断面図である。
(Processing groove forming step)
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a laser processing apparatus used in a processing groove forming step of the processing condition selecting method shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the laser processing apparatus performs alignment in a processing groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which a laser processing apparatus forms a processing groove in a processing groove forming step of the processing condition selection method illustrated in FIG.
加工溝形成ステップST1は、図3に示すレーザー加工装置10を用いて実施される。実施形態1では、レーザー加工装置10は、基板2の裏面7に粘着テープ8が貼着され、かつ粘着テープ8の外周縁に環状フレーム9が貼着された半導体ウエーハ1の裏面7をチャックテーブル11の保持面12に吸引保持する装置である。また、レーザー加工装置10は、設定された加工条件に基づいて、レーザー光線照射ユニット13に対してチャックテーブル11を分割予定ライン6に沿って相対的に移動させながらレーザー光線照射ユニット13から機能層4が吸収性を有する波長のパルス状のレーザー光線14を分割予定ライン6上の機能層4に照射し、分割予定ライン6上に加工溝100を形成する装置でもある。実施形態1では、半導体ウエーハ1は、基板2の裏面7に粘着テープ8が貼着され、かつ粘着テープ8の外周縁に環状フレーム9が貼着されるが、本発明では、これに限定されない。
The processing groove forming step ST1 is performed using the
また、実施形態1において、加工条件は、レーザー光線14の波長、レーザー光線14の平均出力、レーザー光線14の繰り返し周波数、レーザー光線14の機能層4上の集光点のスポット径、チャックテーブル11の移動速度のうち少なくとも一つである。
In the first embodiment, the processing conditions include the wavelength of the
加工溝形成ステップST1は、任意の加工条件を設定して、レーザー加工装置10が、半導体ウエーハ1の基板2の表面3側から機能層4にレーザー光線14を分割予定ライン6に沿って照射し、分割予定ライン6上に加工溝100を形成するステップである。加工溝形成ステップST1では、オペレータが外縁部に半導体ウエーハ1の裏面7側を粘着テープ8を介してチャックテーブル11の保持面12に載置し、入力ユニット15を操作してコンピュータである制御ユニット16に加工条件を設定し、制御ユニット16が設定された加工条件を記憶する。実施形態1では、加工溝形成ステップST1では、制御ユニット16は、互いに異なる加工条件を2以上設定する。
The processing groove forming step ST1 sets an arbitrary processing condition, and the
加工溝形成ステップST1では、オペレータが入力ユニット15を操作して加工溝100の形成開始の指示を入力し、制御ユニット16が加工溝100の形成開始の指示を受け付けると、レーザー加工装置10が、チャックテーブル11の保持面12に粘着テープ8を介して半導体ウエーハ1の裏面7側を吸引保持し、クランプ部17で環状フレーム9をクランプする。加工溝形成ステップST1では、レーザー加工装置10は、X軸移動ユニット18及びY軸移動ユニット19等でチャックテーブル11を撮像ユニット20の下方に位置付け、図4に示すように、撮像ユニット20が半導体ウエーハ1の表面3を撮像して分割予定ライン6を検出し、半導体ウエーハ1とレーザー光線照射ユニット13との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。
In the processing groove forming step ST1, the operator operates the
なお、撮像ユニット20は、図4に示すように、チャックテーブル11に保持された半導体ウエーハ1の表面を撮影するCCD(Charge Coupled Device)撮像素子21と、落射照明(同軸照明ともいう)22と、斜光照明23とを備える。CCD撮像素子21は、チャックテーブル11に保持された半導体ウエーハ1の表面3を集光レンズ24を通して撮像する。
The
落射照明22は、集光レンズ24を通して、チャックテーブル11に保持された半導体ウエーハ1の表面に照明光25を照射する。照明光25の光軸は、CCD撮像素子21の光軸と同軸である。斜光照明23は、集光レンズ24を通すことなく、チャックテーブル11に保持された半導体ウエーハ1の表面に照明光26を照射する。照明光26の光軸は、CCD撮像素子21の光軸に対して交差している。落射照明22及び斜光照明23は、例えば、ハロゲン光源やLED(Light Emitting Diode)を含み、光量が制御ユニット16によって調整される。落射照明22及び斜光照明23の光量は、アライメントを遂行する際に、分割予定ライン6を検出することが可能な光量に制御ユニット16により設定されている。
The epi-
加工溝形成ステップST1では、レーザー加工装置10は、図5に示すように、設定された加工条件通りにレーザー光線照射ユニット13に対してチャックテーブル11を分割予定ライン6に沿って相対的に移動させながらレーザー光線照射ユニット13から機能層4に対して吸収性を有する波長のレーザー光線14の集光点を分割予定ライン6上の機能層4に設定して、レーザー光線14を機能層4に照射する。加工溝形成ステップST1では、レーザー加工装置10は、分割予定ライン6上の機能層4にアブレーション加工を施して、機能層4から凹の加工溝100を形成する。
In the processing groove forming step ST1, the
また、実施形態1において、加工溝形成ステップST1では、レーザー加工装置10は、設定された加工条件毎に異なる位置に所定長さの加工溝100を形成する。
In the first embodiment, in the processing groove forming step ST1, the
なお、図6は、図2に示された加工条件選定方法の加工溝形成ステップにおいて任意の加工条件で加工溝が形成された半導体ウエーハの平面図である。図7は、図6とは異なる加工条件で加工溝が形成された半導体ウエーハの平面図である。図8は、図6及び図7中のVIII−VIII線に沿う断面図である。図9は、図7中のIX−IX線に沿う断面図である。 FIG. 6 is a plan view of a semiconductor wafer on which processing grooves are formed under arbitrary processing conditions in the processing groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. FIG. 7 is a plan view of a semiconductor wafer on which processing grooves are formed under processing conditions different from those in FIG. FIG. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in FIGS. 6 and 7. FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.
加工溝形成ステップST1において、任意の加工条件で形成された加工溝100は、図6及び図8に示すように、加工溝100の全長に亘って、溝底101から機能層4が除去されて、基板2が露出している。また、加工溝形成ステップST1において、任意の加工条件と異なる加工条件で形成された加工溝100は、図7、図8及び図9に示すように、加工溝100の一部分では溝底101から機能層4が除去されて、基板2が露出しているとともに、残りの部分では溝底101に機能層4が残存して基板2が機能層4に被覆されたままとなっている。なお、本明細書は、図6及び図7に示す加工溝100のみを示しているが、本発明で形成される加工溝100は、図6及び図7に示されたものに限定されない。
In the processing groove forming step ST1, the
加工条件設定方法は、レーザー加工装置10が設定された全ての加工条件通りに加工溝100を全て形成すると、プラズマエッチングステップST2に進む。
The processing condition setting method proceeds to the plasma etching step ST2 when the
(プラズマエッチングステップ)
図10は、図2に示された加工条件選定方法のプラズマエッチングステップで用いられるエッチング装置の構成を示す断面図である。図11は、図2に示された加工条件選定方法のプラズマエッチングステップにおいて、図8に示された半導体ウエーハにエッチングする状態の断面図である。図12は、図2に示された加工条件選定方法のプラズマエッチングステップにおいて、図9に示された半導体ウエーハにエッチングする状態の断面図である。
(Plasma etching step)
FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of an etching apparatus used in the plasma etching step of the processing condition selection method shown in FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where the semiconductor wafer shown in FIG. 8 is etched in the plasma etching step of the processing condition selection method shown in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state where the semiconductor wafer shown in FIG. 9 is etched in the plasma etching step of the processing condition selecting method shown in FIG.
プラズマエッチングステップST2は、加工溝形成ステップST1の実施後に、図10に示すエッチング装置30を用いて、基板2には反応するが機能層4には反応しないプラズマ31(図11及び図12に示す)によって加工溝100をエッチングするステップである。プラズマエッチングステップST2で用いられる図10に示すエッチング装置30は、電極に高周波電力を印加して真空チャンバー内の半導体ウエーハ1を収容した密閉空間内でエッチングガスなどからプラズマを生成するものではなく、真空チャンバー32外で生成されたプラズマ31を真空チャンバー32内の密閉空間33に導入するリモートプラズマ方式のプラズマエッチング装置である。なお、実施形態1では、プラズマエッチングステップST2において、リモートプラズマ方式のエッチング装置30を用いたが、本発明は、真空チャンバー32内の密閉空間33内でプラズマ31を生成するエッチング装置を用いても良い。
In the plasma etching step ST2, after performing the processing groove forming step ST1, using the
なお、実施形態1では、プラズマ31が基板2を構成するシリコンと反応しかつ機能層4に反応しないエッチングガスとして、SF6、C4F8又はCF4等のフッ素系ガスを用いるが、本発明では、エッチングガスは、これらに限定されない。
In the first embodiment, a fluorine-based gas such as SF 6 , C 4 F 8 or CF 4 is used as an etching gas in which the
プラズマエッチングステップST2では、エッチング装置30は、半導体ウエーハ1を真空チャンバー32内の密閉空間33に搬送し、チャックテーブル34(静電チャック、ESC:Electrostatic chuck)上に粘着テープ8を介して半導体ウエーハ1の裏面7側を吸着保持する。プラズマエッチングステップST2では、エッチング装置30のコンピュータである制御ユニット36がガス排出ユニット35を作動して真空チャンバー32内の密閉空間33を真空排気し、図示しない不活性ガス供給ユニットを作動して配管37を通して密閉空間33内に不活性ガスを供給し、密閉空間33の圧力を所定の圧力に維持するとともに、冷媒供給ユニット38を作動させてチャックテーブル34が設置された電極39内に設けられた通路40内に冷媒であるヘリウムガスを循環させる。
In the plasma etching step ST2, the
プラズマエッチングステップST2では、エッチング装置30は、エッチングガス供給ユニット41を作動して、供給管路42内にエッチングガスに供給し、供給管路42に取り付けられた電極43に高周波電源44からエッチングガスからプラズマ31を生成する高周波電力を印加し、高周波電源44から下部電極28にイオンを引き込むための高周波電力を印加する。すると、供給管路42内を流れるエッチングからプラズマ31が生成され、このプラズマ31が、供給管路42を通って密閉空間33に供給される。
In the plasma etching step ST2, the
プラズマエッチングステップST2では、電極39,43に高周波電力が印加されるために、図11及び図12に示すように、プラズマ31が半導体ウエーハ1の表面に引き込まれそうになる。しかしながら、実施形態1では、エッチングガスがフッ素系ガスであり、基板2がシリコンで構成されるので、プラズマ31は、加工溝100内で露出した基板2に引き込まれて基板2と反応するとともに、機能層4には引き込まれずに機能層4とは反応しない(又は、基板2を構成するシリコンと比較して殆ど反応しない)。
In the plasma etching step ST2, since high-frequency power is applied to the
プラズマエッチングステップST2では、プラズマ31が、加工溝100の溝底101で露出した基板2をエッチングして、溝底101に基板2が露出する位置では加工溝100を裏面7に向かって進行させて、深く形成する。また、プラズマエッチングステップST2では、プラズマ31が、溝底101に機能層4が残存する位置では加工溝100を裏面7に向かって進行させることなく、溝底101に機能層4が残存する状態を維持する。
In the plasma etching step ST2, the
プラズマエッチングステップST2では、エッチング装置30は、予め定められた所定時間、チャックテーブル11で保持した半導体ウエーハ1をプラズマエッチングすると、選定ステップST3に進む。
In the plasma etching step ST2, when the
なお、図13は、図6に示された加工溝が形成された半導体ウエーハのプラズマエッチングステップ後の平面図である。図14は、図7に示された加工溝が形成された半導体ウエーハのプラズマエッチングステップ後の平面図である。図15は、図13及び図14中のXV−XV線に沿う断面図である。図16は、図14中のXVI−XVI線に沿う断面図である。 FIG. 13 is a plan view of the semiconductor wafer on which the processing groove shown in FIG. 6 has been formed after the plasma etching step. FIG. 14 is a plan view of the semiconductor wafer on which the processing grooves shown in FIG. 7 have been formed after the plasma etching step. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIGS. 13 and 14. FIG. 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI in FIG.
プラズマエッチングステップST2において、所定時間、プラズマエッチングされた半導体ウエーハ1の図13及び図14に示す加工溝100は、プラズマエッチングステップST2前に溝底101に基板2が露出していた位置では、図15に示すように、プラズマエッチングステップST2前よりもはるかに深く形成されている。また、プラズマエッチングステップST2において、所定時間、プラズマエッチングされた半導体ウエーハ1の図13及び図14に示す加工溝100は、プラズマエッチングステップST2前に溝底101に機能層4が残存していた位置では、図16に示すように、溝底101に機能層4が残存する状態を維持している。
In the plasma etching step ST2, the
(選定ステップ)
選定ステップST3は、プラズマエッチングステップST2の実施後に、加工溝100を観察して、機能層4が除去されている任意の加工条件を適切な加工条件として選定するステップである。実施形態1において、選定ステップST3では、プラズマエッチングステップST2後の半導体ウエーハ1を図3に示すレーザー加工装置10のチャックテーブル11の保持面12に粘着テープ8を介して吸引保持する。
(Selection step)
The selection step ST3 is a step of observing the
選定ステップST3では、オペレータが入力ユニット15を操作して、撮像ユニット20に加工条件毎に異なる位置に形成された加工溝100を順に撮像させて、制御ユニット16に接続した表示ユニット27に表示させて、加工溝100を順に観察する。表示ユニット27に表示された加工溝100は、プラズマエッチングステップST2において、溝底101に基板2が露出していた位置では加工溝形成ステップST1後よりもはるかに深く形成され、溝底101に機能層4が残存していた位置では溝底101に機能層4が残存していた状態が維持されているので、溝底101に機能層4が残存していた位置と基板2が露出していた位置とのコントラスト(画像の色、濃度の差)がプラズマエッチングステップST2前よりも大きくされている。なお、実施形態1において、選定ステップST3では、加工溝100を撮像ユニット20で撮像したが、本発明では、オペレータが各加工溝100を顕微鏡で観察しても良い。
In the selection step ST3, the operator operates the
選定ステップST3では、オペレータが、表示ユニット27に順に表示された加工溝100のうち全長に亘って溝底101に基板2が露出していた加工溝100が存在する場合には、全長に亘って溝底101に基板2が露出していた加工溝100を形成した加工条件を、実際の半導体ウエーハ1の加工に用いられる適切な加工条件として選定する。また、選定ステップST3では、オペレータが、表示ユニット27に順に表示された加工溝100のうち全長に亘って溝底101に基板2が露出していた加工溝100が複数存在する場合には、全長に亘って溝底101に基板2が露出していた加工溝100を形成した複数の加工条件のうち任意の加工条件を、実際の半導体ウエーハ1の加工に用いられる適切な加工条件として選定する。
In the selection step ST3, if the
また、選定ステップST3では、オペレータが、表示ユニット27に順に表示された加工溝100のうち全長に亘って溝底101に基板2が露出していた加工溝100が存在しない場合には、溝底101に残存した機能層4が最も少ない加工溝100を形成した加工条件を実際の半導体ウエーハ1の加工に用いられる適切な加工条件として選定しても良く、再度、加工条件を少なくとも一以上設定して、加工溝形成ステップST1から順に実施しても良い。実施形態1に係る加工条件選定方法は、選定ステップST3を実施すると、終了する。
In the selection step ST3, when the
なお、半導体ウエーハ1は、選定ステップST3において選定された加工条件通りにレーザー光線を照射するアブレーション加工により各分割予定ライン6の幅方向の両端に加工溝100が形成された後、加工溝100間が図示しない切削装置等により切削加工されて、個々のデバイス5に分割される。
The
実施形態1に係る加工条件選定方法は、加工溝形成ステップST1後にプラズマエッチングステップST2を実施し、プラズマエッチングステップST2において機能層4に反応しないプラズマ31を用いるので、プラズマエッチングステップST2後の加工溝100の溝底101の機能層4が残存している位置と基板2が露出している位置との深さの差を増大させることとなる。このために、加工条件選定方法は、選定ステップST3において加工溝100を観察する際に、溝底101に機能層4が残存していた位置と基板2が露出していた位置とのコントラストをプラズマエッチングステップST2前よりも大きくすることができ、溝底101の基板2が露出している位置と溝底101の機能層4が残存している位置との高低差があきらかとなる。その結果、加工条件選定方法は、加工溝100の溝底101に機能層4が残存しているか否かを容易に確認することを可能として、適切な加工条件を容易に選定することができるという効果を奏する。
In the processing condition selection method according to the first embodiment, the plasma etching step ST2 is performed after the processing groove forming step ST1, and the
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2に係る加工条件選定方法を図面に基づいて説明する。図17は、実施形態2に係る加工条件選定方法の選定ステップにおいて、任意の加工条件で加工溝が形成された半導体ウエーハを撮像して得た2値画像を示す図である。図18は、実施形態2に係る加工条件選定方法の選定ステップにおいて、図17とは異なる加工条件で加工溝が形成された半導体ウエーハを撮像して得た2値画像を示す図である。なお、図17及び図18は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
A processing condition selection method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a diagram illustrating a binary image obtained by imaging a semiconductor wafer on which a processing groove is formed under arbitrary processing conditions in a selection step of the processing condition selection method according to the second embodiment. FIG. 18 is a diagram illustrating a binary image obtained by imaging a semiconductor wafer on which a processing groove is formed under processing conditions different from those in FIG. 17 in the selection step of the processing condition selection method according to the second embodiment. 17 and 18, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
実施形態2に係る加工条件選定方法は、選定ステップST3が異なる以外、実施形態1と同じである。実施形態2に係る加工条件選定方法の選定ステップST3において、撮像ユニット20が各加工溝100を撮像する際には、CCD撮像素子21が機能層4を撮像する際の受光量が予め定められた閾値を超え、かつCCD撮像素子21が加工溝100の溝底101で露出する基板2を撮像する際の受光量が閾値以下となるように、落射照明22及び斜光照明23の照明光25,26の光量が設定されている。
The processing condition selection method according to the second embodiment is the same as the first embodiment except that the selection step ST3 is different. In the selection step ST3 of the processing condition selection method according to the second embodiment, when the
実施形態2において、選定ステップST3では、レーザー加工装置10のコンピュータである制御ユニット16は、撮像ユニット20が各加工溝100を撮像して得た画像を前述した閾値で2値化処理を実施して、図17及び図18に示す2値画像201,202を生成する。具体的には、実施形態2において、選定ステップST3では、制御ユニット16は、CCD撮像素子21が撮像した画像のうち受光量が予め定められた閾値を超える領域を白(2値化の1ともいい、図17及び図18中に租な平行斜線で示す)とし、閾値以下の領域を黒(2値化の零ともいい、図17及び図18中に密な平行斜線で示す)とする。なお、図17は、図13に示された半導体ウエーハの2値画像であり、図18は、図14に示された半導体ウエーハの2値画像である。
In the second embodiment, in the selection step ST3, the control unit 16, which is a computer of the
実施形態2において、選定ステップST3では、制御ユニット16は、生成した2値画像201,202から加工溝100を抽出し、加工溝100内の機能層4の面積を算出する。実施形態2において、選定ステップST3では、制御ユニット16は、各加工溝100内の機能層4の面積を表示ユニット27に表示する。実施形態2において、選定ステップST3では、その後、オペレータが表示ユニット27に表示された各加工溝100内の機能層4の面積に基づいて、実施形態1と同様に、適切な加工条件を選定する。また、本発明では、選定ステップST3において、表示ユニット27が、各2値画像201,202を表示しても良く、制御ユニット16が、加工溝100の面積が最も大きな加工条件を適切な加工条件として選定しても良い。
In the second embodiment, in the selection step ST3, the control unit 16 extracts the
この場合、レーザー加工装置10は、半導体ウエーハ1の機能層4を基板2の表面3から除去するための加工条件を選定する加工条件選定装置であり、レーザー光線照射ユニット13は、機能層4に加工溝100を形成する加工溝形成手段であり、撮像ユニット20は、半導体ウエーハ1に形成された加工溝100を撮像する撮像手段であり、制御ユニット16は、撮像ユニット20が撮像した画像から適切な加工条件を選定する選定手段である。
In this case, the
実施形態2に係る加工条件選定方法は、実施形態1と同様に、加工溝形成ステップST1後にプラズマエッチングステップST2を実施し、プラズマエッチングステップST2において機能層4に反応しないプラズマ31を用いるので、プラズマエッチングステップST2後の加工溝100の溝底101の機能層4が残存している位置と基板2が露出している位置との深さの差を増大させることとなる。また、実施形態2に係る加工条件選定方法は、制御ユニット16が各加工溝100の溝底101の機能層4の面積を算出する。その結果、加工条件選定方法は、加工溝100の溝底101に機能層4が残存しているか否かを容易に確認することを可能として、適切な加工条件を容易に選定することができるという効果を奏する。
In the processing condition selection method according to the second embodiment, as in the first embodiment, the plasma etching step ST2 is performed after the processing groove forming step ST1, and the
〔変形例〕
本発明の実施形態1及び実施形態2の変形例に係る加工条件選定方法を図面に基づいて説明する。図19は、実施形態1及び実施形態2の変形例に係る加工条件選定方法により選定される加工条件で加工される加工対象の半導体ウエーハの一例を示す斜視図である。なお、図19は、実施形態1及び実施形態2と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
(Modification)
A processing condition selection method according to a modification of the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a perspective view showing an example of a semiconductor wafer to be processed under processing conditions selected by the processing condition selection method according to the modification of the first and second embodiments. In FIG. 19, the same portions as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
変形例に係る加工条件選定方法で選定される加工条件で加工される加工対象の半導体ウエーハ1は、機能層4が低誘電率絶縁体被膜(Low−k膜)に加え、TEG(Test Element Group)とCMP(Chemical Mechanical Polishing)用のダミーパターンとのうちの少なくとも一方である金属部品4−1を含んでいる。TEGは、金属等で形成され、デバイス5の設計、製造上の問題を見つけ出すためのテストパターンである。CMP用のダミーパターンは、CMP研磨時に半導体ウエーハ1が均一に削れて、半導体ウエーハ1の厚みのばらつきを抑制するためのものである。
In the
変形例に係る加工条件選定方法は、実施形態1及び実施形態2と同様に、加工溝形成ステップST1後にプラズマエッチングステップST2を実施し、プラズマエッチングステップST2において機能層4に反応しないプラズマ31を用いるので、プラズマエッチングステップST2後の加工溝100の溝底101の機能層4が残存している位置と基板2が露出している位置との深さの差を増大させることとなる。その結果、変形例に係る加工条件選定方法は、実施形態1及び実施形態2と同様に、加工溝100の溝底101に機能層4が残存しているか否かを容易に確認することを可能として、適切な加工条件を容易に選定することができるという効果を奏する。
As in the first and second embodiments, the processing condition selection method according to the modified example performs the plasma etching step ST2 after the processing groove forming step ST1 and uses the
なお、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明では、半導体ウエーハ1の機能層4は、半導体ウエーハ1の表面に形成された酸化膜、又は窒化膜でも良い。要するに、本発明では、機能層4は、低誘電率絶縁体被膜(Low−k膜)、金属部品4−1、酸化膜及び窒化膜のうち少なくとも一つを備えていれば良い。また、実施形態1及び実施形態2では、選定ステップST3において、レーザー加工装置10を用いて実施したが、本発明は、選定ステップST3において、撮像ユニット20及び制御ユニット16と同様の機能を要するユニットを備えるレーザー加工装置10とは別の装置を用いても良い。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment and the like. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present invention, the
1 半導体ウエーハ
2 基板
3 表面
4 機能層
4−1 金属部品(TEG)
14 レーザー光線
31 プラズマ
100 加工溝
ST1 加工溝形成ステップ
ST2 プラズマエッチングステップ
ST3 選定ステップ
DESCRIPTION OF
14
Claims (4)
任意の加工条件を設定し該機能層に該機能層が吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して加工溝を形成する加工溝形成ステップと、
該加工溝形成ステップの実施後に該基板には反応するが該機能層には反応しないプラズマによって該加工溝をエッチングするプラズマエッチングステップと、
該プラズマエッチングステップの実施後に該加工溝を観察して該機能層が除去されている任意の加工条件を適切な加工条件として選定する選定ステップと、
を備えることを特徴とする、加工条件選定方法。 A processing condition selection method for selecting processing conditions for removing a functional layer of a semiconductor wafer having a functional layer laminated on a surface of a substrate,
A processing groove forming step of setting an arbitrary processing condition and irradiating the functional layer with a laser beam having a wavelength at which the functional layer has absorptivity to form a processing groove,
A plasma etching step of etching the processing groove by plasma that reacts with the substrate but does not react with the functional layer after performing the processing groove forming step;
A selection step of observing the processing groove after performing the plasma etching step and selecting any processing condition in which the functional layer is removed as an appropriate processing condition;
A method for selecting processing conditions, comprising:
適切な加工条件を選定する請求項1に記載の加工条件選定方法。 Set any two or more processing conditions,
The processing condition selection method according to claim 1, wherein an appropriate processing condition is selected.
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