JP7138001B2 - How to select processing conditions - Google Patents

How to select processing conditions Download PDF

Info

Publication number
JP7138001B2
JP7138001B2 JP2018176401A JP2018176401A JP7138001B2 JP 7138001 B2 JP7138001 B2 JP 7138001B2 JP 2018176401 A JP2018176401 A JP 2018176401A JP 2018176401 A JP2018176401 A JP 2018176401A JP 7138001 B2 JP7138001 B2 JP 7138001B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
functional layer
processing conditions
groove
semiconductor wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018176401A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020047858A (en
Inventor
晃司 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Priority to JP2018176401A priority Critical patent/JP7138001B2/en
Publication of JP2020047858A publication Critical patent/JP2020047858A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7138001B2 publication Critical patent/JP7138001B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Dicing (AREA)

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 processing conditions 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 irradiated with a laser to form two laser-processed grooves in which the functional layer is removed on the dividing line, and the space between the two laser-processed grooves is cut. A processing method of cutting with a blade and dividing into individual devices is adopted (see Patent Document 1, for example).

特開2003-320466号公報JP 2003-320466 A

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。 In the processing method disclosed in Patent Document 1, when selecting processing conditions for dividing a semiconductor wafer on which new devices are formed, the output of the laser, the feed speed of the chuck table that holds the semiconductor wafer, the repetition frequency of the laser, The ablation process is carried out by changing various parameters of the processing conditions such as, etc., and the processing results are observed to adopt appropriate processing conditions as the processing conditions when actually processing the semiconductor wafer.

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 observes the laser-processed groove with a microscope to check whether the functional layer remains at the bottom of the laser-processed groove. However, observation using a microscope is inaccurate because it is difficult to identify the functional layer when silicon or the like that forms the substrate under the functional layer melts and adheres 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。 In addition, in the processing method disclosed in Patent Document 1, when the laser oscillator of the laser processing apparatus for forming the laser processing groove is changed, even if processing is performed under the same processing conditions as before the replacement, there is an individual difference in the laser oscillator itself. Therefore, it was necessary to check whether the functional layer remained, but it could not be confirmed accurately. In addition, the processing method disclosed in Patent Document 1 is not limited to the Low-k film, and has the same problem when a metal component called a TEG (Test Element Group) is formed on the dividing line. rice field.

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 problems, and an object of the present invention is to make it possible to easily confirm whether or not a functional layer remains at the groove bottom of a processed groove, and to set appropriate processing conditions. It is an object of the present invention to provide a method for selecting machining conditions that enables easy selection.

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 of the present invention provides a processing condition for selecting processing conditions for removing a functional layer of a semiconductor wafer having a functional layer laminated on the surface of a substrate. A condition selection method comprising: a processing groove forming step of setting arbitrary processing conditions and irradiating the functional layer with a laser beam having a wavelength at which the functional layer absorbs to form a processing groove; and the processing groove forming step. a plasma etching step of etching the processing groove with a plasma that reacts with the substrate but does not react with the functional layer after being performed; and observing the processing groove after performing the plasma etching step to determine whether the functional layer has been removed. and a selection step of 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 method for selecting processing conditions, 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 method for selecting processing conditions of the present invention makes it possible to easily confirm whether or not the functional layer remains at the bottom of the laser-processed groove, and has the effect of being able to easily select appropriate processing conditions. .

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。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a semiconductor wafer to be processed which is processed under processing conditions selected by the processing condition selection method according to the first embodiment. 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。FIG. 2 is a flow chart showing the flow of the processing condition selection method according to the first embodiment. 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。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a laser processing apparatus used in the processing groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. 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。4 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the laser processing apparatus is performing alignment in the processing groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. 2. FIG. 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。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a laser processing apparatus forms a processed groove in the processed groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. 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。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor wafer in which grooves are formed under arbitrary processing conditions in the groove forming step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. 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。FIG. 7 is a plan view of a semiconductor wafer in which processed grooves are formed under processing conditions different from those of FIG. 図8は、図6及び図7中のVIII-VIII線に沿う断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIGS. 6 and 7. FIG. 図9は、図7中のIX-IX線に沿う断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 7. FIG. 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。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of an etching apparatus used in the plasma etching step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. 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。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor wafer shown in FIG. 8 is etched in the plasma etching step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. 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。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor wafer shown in FIG. 9 is etched in the plasma etching step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. 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。FIG. 13 is a plan view of the semiconductor wafer having the grooves formed therein shown in FIG. 6 after the plasma etching step. 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。FIG. 14 is a plan view of the semiconductor wafer having the grooves formed therein shown in FIG. 7 after the plasma etching step. 図15は、図13及び図14中のXV-XV線に沿う断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIGS. 13 and 14. FIG. 図16は、図14中のXVI-XVI線に沿う断面図である。16 is a cross-sectional view taken along line XVI--XVI in FIG. 14. FIG. 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。FIG. 17 is a diagram showing a binary image obtained by imaging a semiconductor wafer having processed grooves formed under arbitrary processing conditions in the selection step of the processing condition selection method according to the second embodiment. 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。FIG. 18 is a diagram showing a binary image obtained by imaging a semiconductor wafer having processed grooves formed under processing conditions different from those of FIG. 17 in the selection step of the processing condition selection method according to the second embodiment. 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。FIG. 19 is a perspective view showing an example of a semiconductor wafer to be processed to be processed under processing conditions selected by the processing condition selection method according to the modification of the first and second embodiments.

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。 A form (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. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions, or changes in configuration can be made without departing from the gist 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 method for selecting machining conditions according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a semiconductor wafer to be processed which is processed under processing conditions selected by the processing condition selection method according to the first embodiment. FIG. 2 is a flow chart showing 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、SiO、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 of selecting processing conditions for processing the semiconductor wafer 1 shown in FIG. In Embodiment 1, the semiconductor wafer 1 is a disk-shaped semiconductor wafer having a substrate 2 made of silicon. It may consist of As shown in FIG. 1, the semiconductor wafer 1 has a functional layer 4 laminated on a surface 3 of a substrate 2 and a plurality of devices 5 formed thereon. The functional layer 4 is a low dielectric constant insulating film (Low-k film) made of an inorganic film such as SiO 2 , SiOF, BSG (SiOB), or an organic film such as a polymer film such as polyimide or parylene. It is composed of A functional layer 4 is laminated on the surface 3 of the substrate 2 .

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 devices 5 are formed in respective regions partitioned by a plurality of intersecting dividing lines 6 on the surface 3 . That is, the planned division line 6 divides the plurality of devices 5 . The device is, for example, an integrated circuit such as an IC (Integrated Circuit) or an LSI (Large Scale Integration). The circuits that make up device 5 are supported by functional layer 4 .

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 functional layer 4 at both ends of each dividing line 6 in the width direction is removed to expose the substrate 2, the portion between the substrates 2 exposed at both ends in the width direction is cut (not shown). It is cut by an apparatus or the like and divided into individual devices 5 .

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 of selecting processing conditions for removing the functional layer 4 of the semiconductor wafer 1 shown in FIG. 1 from the surface 3 of the substrate 2 . The processing condition selection method includes, as shown in FIG. 2, a processing groove forming step ST1, a plasma etching step ST2, and a selection step ST3.

(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 the processing groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the laser processing apparatus is performing alignment in the processing groove forming step of the processing condition selection method shown in FIG. 2. FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a laser processing apparatus forms a processed groove in the processed groove forming step of the processing condition selection method shown 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 laser processing apparatus 10 shown in FIG. In the first embodiment, the laser processing apparatus 10 attaches the back surface 7 of the semiconductor wafer 1 having the adhesive tape 8 attached to the back surface 7 of the substrate 2 and the annular frame 9 attached to the outer peripheral edge of the adhesive tape 8 to the chuck table. 11 is a device for sucking and holding on a holding surface 12 of 11 . The laser processing apparatus 10 moves the chuck table 11 along the dividing line 6 relative to the laser beam irradiation unit 13 based on the set processing conditions, while the functional layer 4 is removed from the laser beam irradiation unit 13. It is also an apparatus for irradiating the functional layer 4 on the planned dividing line 6 with a pulsed laser beam 14 having an absorbing wavelength to form a processed groove 100 on the planned dividing line 6 . In Embodiment 1, the semiconductor wafer 1 has the adhesive tape 8 attached to the back surface 7 of the substrate 2 and the annular frame 9 attached to the outer peripheral edge of the adhesive tape 8, but the present invention is not limited to this. .

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 Embodiment 1, the processing conditions are the wavelength of the laser beam 14, the average output of the laser beam 14, the repetition frequency of the laser beam 14, the spot diameter of the focal point of the laser beam 14 on the functional layer 4, and the moving speed of the chuck table 11. at least one of them.

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。 In the processing groove forming step ST1, arbitrary processing conditions are set, and the laser processing device 10 irradiates the functional layer 4 with a laser beam 14 from the front surface 3 side of the substrate 2 of the semiconductor wafer 1 along the dividing lines 6, This is the step of forming a machined groove 100 on the planned division line 6 . In the processing groove forming step ST1, the operator places the back surface 7 side of the semiconductor wafer 1 on the holding surface 12 of the chuck table 11 via the adhesive tape 8 at the outer edge, and operates the input unit 15 to operate the control unit, which is a computer. 16, and the control unit 16 stores the set machining conditions. In Embodiment 1, in the machined groove forming step ST1, the control unit 16 sets two or more machining conditions different from each other.

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 input unit 15 to input an instruction to start forming the processing groove 100, and when the control unit 16 receives the instruction to start forming the processing groove 100, the laser processing device 10 The back surface 7 side of the semiconductor wafer 1 is held by suction on the holding surface 12 of the chuck table 11 via the adhesive tape 8 , and the annular frame 9 is clamped by the clamping portion 17 . In the processing groove forming step ST1, the laser processing apparatus 10 positions the chuck table 11 below the imaging unit 20 using the X-axis moving unit 18, the Y-axis moving unit 19, etc. As shown in FIG. An image of the surface 3 of the wafer 1 is picked up to detect the line 6 to be divided, and alignment for aligning the semiconductor wafer 1 and the laser beam irradiation unit 13 is performed.

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。 As shown in FIG. 4, the imaging unit 20 includes a CCD (Charge Coupled Device) imaging element 21 for imaging the surface of the semiconductor wafer 1 held on the chuck table 11, and epi-illumination (also referred to as coaxial illumination) 22. , oblique lighting 23 . The CCD imaging element 21 images the surface 3 of the semiconductor wafer 1 held on the chuck table 11 through the condenser lens 24 .

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-illumination 22 irradiates illumination light 25 onto the surface of the semiconductor wafer 1 held on the chuck table 11 through a condenser lens 24 . The optical axis of the illumination light 25 is coaxial with the optical axis of the CCD imaging device 21 . The oblique illumination 23 irradiates the surface of the semiconductor wafer 1 held on the chuck table 11 with illumination light 26 without passing through the condenser lens 24 . The optical axis of the illumination light 26 intersects the optical axis of the CCD imaging device 21 . The epi-illumination 22 and oblique illumination 23 include, for example, halogen light sources and LEDs (Light Emitting Diodes), and the amount of light is adjusted by the control unit 16 . The amount of light of the epi-illumination 22 and the oblique illumination 23 is set by the control unit 16 to the amount of light that can detect the line to be divided 6 when alignment is performed.

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, as shown in FIG. 5, the laser processing apparatus 10 relatively moves the chuck table 11 along the planned dividing line 6 with respect to the laser beam irradiation unit 13 according to the set processing conditions. Meanwhile, the functional layer 4 is irradiated with the laser beam 14 from the laser beam irradiation unit 13 by setting the focal point of the laser beam 14 having a wavelength that is absorptive to the functional layer 4 on the dividing line 6 . In the processed groove forming step ST<b>1 , the laser processing device 10 performs ablation processing on the functional layer 4 on the dividing line 6 to form a concave processed groove 100 from the functional layer 4 .

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。 Further, in the first embodiment, in the processing groove forming step ST1, the laser processing device 10 forms the processing groove 100 having a predetermined length at different positions for each set processing condition.

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 grooves are formed under arbitrary processing conditions in the groove forming step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. FIG. 7 is a plan view of a semiconductor wafer in which processed grooves are formed under processing conditions different from those of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIGS. 6 and 7. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 7. 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 processed groove forming step ST1, the processed groove 100 formed under arbitrary processing conditions has the functional layer 4 removed from the groove bottom 101 over the entire length of the processed groove 100, as shown in FIGS. , the substrate 2 is exposed. 7, 8 and 9, in the machined groove forming step ST1, the machined groove 100 formed under machining conditions different from the arbitrary machining conditions functions from the groove bottom 101 in a part of the machined groove 100, as shown in FIGS. The layer 4 is removed to expose the substrate 2 , and the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 in the remaining portion, leaving the substrate 2 covered with the functional layer 4 . Although this specification only shows the machined grooves 100 shown in FIGS. 6 and 7, the machined grooves 100 formed in the present invention are not limited to those shown in FIGS.

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。 In the processing condition setting method, when all the processed grooves 100 are formed according to all the processing conditions set by the laser processing apparatus 10, the process proceeds to the plasma etching step ST2.

(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 cross-sectional view showing the configuration of an etching apparatus used in the plasma etching step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor wafer shown in FIG. 8 is etched in the plasma etching step of the method for selecting processing conditions shown in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor wafer shown in FIG. 9 is etched in the plasma etching step of the method for selecting processing conditions 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, plasma 31 (shown in FIGS. 11 and 12) which reacts with the substrate 2 but does not react with the functional layer 4 is performed using the etching apparatus 30 shown in FIG. ) to etch the processed grooves 100 . The etching apparatus 30 shown in FIG. 10 used in the plasma etching step ST2 does not generate plasma from an etching gas or the like in a sealed space containing a semiconductor wafer 1 in a vacuum chamber by applying high-frequency power to electrodes. This is a remote plasma type plasma etching apparatus in which plasma 31 generated outside the vacuum chamber 32 is introduced into a closed space 33 within the vacuum chamber 32 . In the first embodiment, the remote plasma type etching apparatus 30 is used in the plasma etching step ST2. good.

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、SF、C又はCF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 Embodiment 1, a fluorine-based gas such as SF 6 , C 4 F 8 or CF 4 is used as an etching gas in which the plasma 31 reacts with the silicon forming the substrate 2 but does not react with the functional layer 4 . In the invention, the etching gas is not limited to these.

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 etching device 30 conveys the semiconductor wafer 1 to the closed space 33 in the vacuum chamber 32, and places the semiconductor wafer 1 on the chuck table 34 (electrostatic chuck, ESC) via the adhesive tape 8. The rear surface 7 side of 1 is held by suction. In the plasma etching step ST2, the control unit 36, which is a computer of the etching apparatus 30, activates the gas discharge unit 35 to evacuate the closed space 33 in the vacuum chamber 32, and activates the inert gas supply unit (not shown) to connect the pipes. 37 to supply an inert gas into the sealed space 33 to maintain the pressure in the sealed space 33 at a predetermined pressure, and operate the coolant supply unit 38 to provide a Helium gas, which is a coolant, is circulated in the passage 40 .

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 etching apparatus 30 operates the etching gas supply unit 41 to supply the etching gas into the supply pipeline 42, and supplies the etching gas from the high frequency power supply 44 to the electrode 43 attached to the supply pipeline 42. A high-frequency power for generating plasma 31 is applied from a high-frequency power source 44 and a high-frequency power for attracting ions to the lower electrode 28 is applied from a high-frequency power supply 44 . Then, the plasma 31 is generated from the etching flowing through the supply pipeline 42 , and this plasma 31 is supplied to the sealed space 33 through the supply pipeline 42 .

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 electrodes 39 and 43, the plasma 31 is likely to be drawn to the surface of the semiconductor wafer 1, as shown in FIGS. However, in Embodiment 1, the etching gas is a fluorine-based gas and the substrate 2 is made of silicon. It is not attracted to and does not react with the functional layer 4 (or reacts very little compared to the silicon that constitutes the substrate 2).

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 plasma 31 etches the substrate 2 exposed at the groove bottom 101 of the processing groove 100, and advances the processing groove 100 toward the back surface 7 at the position where the substrate 2 is exposed at the groove bottom 101. , deeply forming. Further, in the plasma etching step ST2, the plasma 31 does not advance the processed groove 100 toward the back surface 7 at the position where the functional layer 4 remains on the groove bottom 101, so that the functional layer 4 remains on the groove bottom 101. maintain.

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, the etching device 30 plasma-etches the semiconductor wafer 1 held on the chuck table 11 for a predetermined time, and then proceeds to the selection step ST3.

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。 13 is a plan view after the plasma etching step of the semiconductor wafer in which the processing grooves shown in FIG. 6 are formed. FIG. 14 is a plan view of the semiconductor wafer having the grooves formed therein shown in FIG. 7 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 cross-sectional view taken along line XVI--XVI in FIG. 14. 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 processed grooves 100 shown in FIGS. 13 and 14 of the semiconductor wafer 1 which have been plasma-etched for a predetermined time are different from those shown in FIG. As shown in 15, it is formed much deeper than before the plasma etching step ST2. In the plasma etching step ST2, the processed grooves 100 shown in FIGS. 13 and 14 of the semiconductor wafer 1 plasma-etched for a predetermined time are located at positions where the functional layer 4 remained on the groove bottom 101 before the plasma etching step ST2. 16, the state in which the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 is maintained.

(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 processed groove 100 after performing the plasma etching step ST2 and selecting arbitrary processing conditions under which the functional layer 4 is removed as appropriate processing conditions. In the first embodiment, in the selection step ST3, the semiconductor wafer 1 after the plasma etching step ST2 is suction-held on the holding surface 12 of the chuck table 11 of the laser processing apparatus 10 shown in FIG.

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 input unit 15 to cause the imaging unit 20 to sequentially image the machined grooves 100 formed at different positions for each machining condition, and display them on the display unit 27 connected to the control unit 16. Then, the machined grooves 100 are observed one by one. The processed groove 100 displayed on the display unit 27 is formed much deeper than after the processed groove forming step ST1 at the position where the substrate 2 was exposed at the groove bottom 101 in the plasma etching step ST2, and the groove bottom 101 functions. Since the state where the functional layer 4 remained on the groove bottom 101 was maintained at the position where the layer 4 remained, the position where the functional layer 4 remained on the groove bottom 101 and the substrate 2 were exposed. The contrast with the position (difference in image color and density) is made larger than before the plasma etching step ST2. In the first embodiment, the machined grooves 100 are imaged by the imaging unit 20 in the selection step ST3, but in the present invention, the operator may observe each machined groove 100 with a microscope.

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 there is a processed groove 100 in which the substrate 2 is exposed on the groove bottom 101 over the entire length of the processed grooves 100 sequentially displayed on the display unit 27, the operator The processing conditions under which the processing groove 100 with the substrate 2 exposed at the groove bottom 101 is formed are selected as appropriate processing conditions for actual processing of the semiconductor wafer 1 . Further, in the selection step ST3, if there are a plurality of processed grooves 100 in which the substrate 2 is exposed on the groove bottom 101 over the entire length of the processed grooves 100 sequentially displayed on the display unit 27, the operator An arbitrary processing condition is selected as an appropriate processing condition used for actual processing of the semiconductor wafer 1 from among a plurality of processing conditions under which the processing groove 100 in which the substrate 2 is exposed at the groove bottom 101 is formed.

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。 Further, in the selection step ST3, if there is no machined groove 100 in which the substrate 2 is exposed on the groove bottom 101 over the entire length among the machined grooves 100 sequentially displayed on the display unit 27, the operator selects the groove bottom. The processing conditions that form the processing groove 100 with the least remaining functional layer 4 in the 101 may be selected as appropriate processing conditions used for actual processing of the semiconductor wafer 1, and at least one or more processing conditions are set again. Therefore, the process groove forming step ST1 may be performed in order. The machining condition selection method according to the first embodiment ends when the selection step ST3 is performed.

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。 In the semiconductor wafer 1, after the processed grooves 100 are formed at both ends in the width direction of each line to be divided 6 by ablation processing in which a laser beam is irradiated according to the processing conditions selected in the selection step ST3, the processed grooves 100 are separated from each other. It is cut by a cutting machine or the like (not shown) and divided into individual devices 5 .

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 plasma 31 that does not react with the functional layer 4 is used in the plasma etching step ST2. This increases the difference in depth between the position where the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 of 100 and the position where the substrate 2 is exposed. For this reason, in the processing condition selection method, when observing the processed groove 100 in the selection step ST3, the contrast between the position where the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 and the position where the substrate 2 is exposed is determined by the plasma. It can be made larger than before the etching step ST2, and the height difference between the position where the substrate 2 is exposed on the groove bottom 101 and the position where the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 becomes clear. As a result, the processing condition selection method makes it possible to easily confirm whether or not the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 of the processing groove 100, and to easily select appropriate processing conditions. It works.

〔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 method for selecting machining conditions according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a diagram showing a binary image obtained by imaging a semiconductor wafer having processed grooves formed under arbitrary processing conditions in the selection step of the processing condition selection method according to the second embodiment. FIG. 18 is a diagram showing a binary image obtained by imaging a semiconductor wafer having processed grooves formed under processing conditions different from those of FIG. 17 in the selection step of the processing condition selection method according to the second embodiment. In addition, FIG.17 and FIG.18 attach|subjects the same code|symbol to the same part as Embodiment 1, and abbreviate|omits description.

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 machining condition selection method according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the selection step ST3. In the selection step ST3 of the processing condition selection method according to the second embodiment, when the imaging unit 20 images each processing groove 100, the amount of light received when the CCD imaging element 21 images the functional layer 4 is predetermined. Illumination lights 25 and 26 of epi-illumination 22 and oblique illumination 23 exceed the threshold so that the amount of light received when the CCD imaging element 21 captures an image of the substrate 2 exposed at the groove bottom 101 of the processed groove 100 is equal to or less than the threshold. is set.

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 the computer of the laser processing apparatus 10, binarizes the image obtained by the imaging unit 20 capturing each processed groove 100 with the threshold value described above. 17 and 18 to generate the binary images 201 and 202 shown in FIGS. Specifically, in the second embodiment, in the selection step ST3, the control unit 16 causes the area of the image captured by the CCD imaging device 21 in which the amount of received light exceeds a predetermined threshold value to be white (also referred to as 1 in binarization). 17 and 18), and the region below the threshold is black (also called binarization zero, shown by dense parallel lines in FIGS. 17 and 18). 17 is a binary image of the semiconductor wafer shown in FIG. 13, and FIG. 18 is a binary image of the semiconductor wafer shown in FIG.

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 processed groove 100 from the generated binary images 201 and 202, and calculates the area of the functional layer 4 within the processed groove 100. FIG. In the second embodiment, in the selection step ST3, the control unit 16 displays the area of the functional layer 4 in each processed groove 100 on the display unit 27. FIG. In the second embodiment, in the selection step ST3, the operator then selects appropriate processing conditions based on the area of the functional layer 4 in each processed groove 100 displayed on the display unit 27, as in the first embodiment. . Further, in the present invention, in the selection step ST3, the display unit 27 may display the binary images 201 and 202, and the control unit 16 selects the machining condition with the largest area of the machined groove 100 as the appropriate machining condition. may be selected as

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 laser processing device 10 is a processing condition selection device that selects processing conditions for removing the functional layer 4 of the semiconductor wafer 1 from the surface 3 of the substrate 2, and the laser beam irradiation unit 13 processes the functional layer 4. The imaging unit 20 is an imaging means for imaging the processed grooves 100 formed in the semiconductor wafer 1, and the control unit 16 selects an appropriate image from the image captured by the imaging unit 20. This is a selection means for selecting machining conditions.

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 method for selecting processing conditions 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 plasma 31 that does not react with the functional layer 4 is used in the plasma etching step ST2. This increases the difference in depth between the position where the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 of the processed groove 100 after the etching step ST2 and the position where the substrate 2 is exposed. Further, in the processing condition selection method according to the second embodiment, the control unit 16 calculates the area of the functional layer 4 on the groove bottom 101 of each processing groove 100 . As a result, the processing condition selection method makes it possible to easily confirm whether or not the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 of the processing groove 100, and to easily select appropriate processing conditions. It works.

〔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 method for selecting processing conditions according to modifications 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 to be processed under processing conditions selected by the processing condition selection method according to the modification of the first and second embodiments. In addition, FIG. 19 attaches|subjects the same code|symbol to the same part as Embodiment 1 and Embodiment 2, and abbreviate|omits description.

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。 The semiconductor wafer 1 to be processed under the processing conditions selected by the processing condition selection method according to the modified example has the functional layer 4 in addition to the low dielectric constant insulating film (Low-k film), TEG (Test Element Group ) and a dummy pattern for CMP (Chemical Mechanical Polishing). The TEG is a test pattern made of metal or the like and used to find problems in the design and manufacture of the device 5 . The dummy pattern for CMP is intended to uniformly grind the semiconductor wafer 1 during CMP polishing and to suppress variations in the thickness of the semiconductor wafer 1 .

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。 In the method of selecting processing conditions according to the modification, as in the first and second embodiments, the plasma etching step ST2 is performed after the processing groove forming step ST1, and the plasma 31 that does not react with the functional layer 4 is used in the plasma etching step ST2. Therefore, the difference in depth between the position where the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 of the processed groove 100 after the plasma etching step ST2 and the position where the substrate 2 is exposed is increased. As a result, the processing condition selection method according to the modification makes it possible to easily confirm whether or not the functional layer 4 remains on the groove bottom 101 of the processing groove 100, as in the first and second embodiments. As a result, it is possible to easily select appropriate processing conditions.

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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments 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 functional layer 4 of the semiconductor wafer 1 may be an oxide film or nitride film formed on the surface of the semiconductor wafer 1 . In short, according to the present invention, the functional layer 4 may be provided with at least one of a low dielectric constant insulating film (Low-k film), a metal part 4-1, an oxide film and a nitride film. Further, in Embodiments 1 and 2, the selection step ST3 was performed using the laser processing apparatus 10, but in the present invention, in the selection step ST3, a unit that requires the same functions as the imaging unit 20 and the control unit 16 You may use the apparatus different from the laser processing apparatus 10 provided with.

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
1 semiconductor wafer 2 substrate 3 surface 4 functional layer 4-1 metal part (TEG)
14 Laser beam 31 Plasma 100 Processed groove ST1 Processed groove forming step ST2 Plasma etching step ST3 Selection step

Claims (4)

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、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 the surface of a substrate, comprising:
a processing groove forming step of setting arbitrary processing conditions and irradiating the functional layer with a laser beam having a wavelength at which the functional layer absorbs to form processing grooves;
a plasma etching step of etching the working groove with a plasma that reacts with the substrate but not with the functional layer after performing the working groove forming step;
a selection step of observing the processed groove after performing the plasma etching step and selecting arbitrary processing conditions under which the functional layer is removed as appropriate processing conditions;
A processing condition selection method, comprising:
任意の加工条件を2以上設定し、
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 two or more arbitrary processing conditions,
2. The method of selecting machining conditions according to claim 1, wherein suitable machining conditions are selected.
該機能層は、低誘電率絶縁膜またはTEGであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の加工条件選定方法。 3. The method of selecting processing conditions according to claim 1, wherein said functional layer is a low dielectric constant insulating film or TEG. 該基板は、シリコンであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載の加工条件選定方法。 4. The method of selecting processing conditions according to claim 1, wherein said substrate is silicon.
JP2018176401A 2018-09-20 2018-09-20 How to select processing conditions Active JP7138001B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018176401A JP7138001B2 (en) 2018-09-20 2018-09-20 How to select processing conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018176401A JP7138001B2 (en) 2018-09-20 2018-09-20 How to select processing conditions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020047858A JP2020047858A (en) 2020-03-26
JP7138001B2 true JP7138001B2 (en) 2022-09-15

Family

ID=69901708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018176401A Active JP7138001B2 (en) 2018-09-20 2018-09-20 How to select processing conditions

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7138001B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006253402A (en) 2005-03-10 2006-09-21 Nec Electronics Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2008193034A (en) 2007-02-08 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing semiconductor chip
JP2013169556A (en) 2012-02-20 2013-09-02 Disco Corp Laser processing method and laser processing apparatus
JP2014107283A (en) 2012-11-22 2014-06-09 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
JP2015088515A (en) 2013-10-28 2015-05-07 株式会社ディスコ Processing device
JP2015220240A (en) 2014-05-14 2015-12-07 株式会社ディスコ Processing method for wafer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006253402A (en) 2005-03-10 2006-09-21 Nec Electronics Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2008193034A (en) 2007-02-08 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing semiconductor chip
JP2013169556A (en) 2012-02-20 2013-09-02 Disco Corp Laser processing method and laser processing apparatus
JP2014107283A (en) 2012-11-22 2014-06-09 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
JP2015088515A (en) 2013-10-28 2015-05-07 株式会社ディスコ Processing device
JP2015220240A (en) 2014-05-14 2015-12-07 株式会社ディスコ Processing method for wafer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020047858A (en) 2020-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9748182B2 (en) Wafer processing method
US9379015B2 (en) Wafer processing method
CN106847747B (en) Method for dividing wafer
JP6317935B2 (en) Holding table
CN108231676B (en) Method for processing wafer
JP6822802B2 (en) Wafer processing method
JP2006269897A (en) Laser processing method of wafer
US7776721B2 (en) Laser processing method for gallium arsenide wafer
JP6770858B2 (en) Dividing method
KR20140109331A (en) Wafer machining method
KR20190045067A (en) Processing method of a wafer
JP6395586B2 (en) Workpiece division method
JP2013172107A (en) Chuck table and wafer laser processing method using the same
JP2015115538A (en) Wafer processing method
JP7138001B2 (en) How to select processing conditions
JP2005118832A (en) Laser beam machining method and laser beam machining device
JP6438304B2 (en) Wafer processing method
JP7401183B2 (en) Wafer processing method
JP7005281B2 (en) Processing method of work piece
JP7292146B2 (en) How to select laser processing conditions
JP2021061317A (en) Wafer processing method
JP2019212839A (en) Wafer processing method
JP7146555B2 (en) Wafer processing method
JP7138534B2 (en) Wafer processing method
JP7207969B2 (en) Wafer processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210707

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220721

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220905

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7138001

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150