(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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機能層を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、任意の加工条件を設定し機能層に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ＳＴ１と、加工溝形成ステップＳＴ１の実施後に基板には反応するが機能層には反応しないプラズマによって加工溝をエッチングするプラズマエッチングステップＳＴ２と、プラズマエッチングステップＳＴ２の実施後に加工溝を観察して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ＳＴ３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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】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。
【図３】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】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】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。
【図６】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】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】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】図９は、図７中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】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】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】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。
【図１３】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】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】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】図１６は、図１４中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】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】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。
【図１９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
〔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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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）。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
〔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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
〔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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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