(57)【要約】      （修正有）【課題】シリコンを素早く除去することができ、ＢＳＭに有害な裂けを生じさせずにシンギュレーションを行う、裏面金属層が取り付けられたシリコン基板内の１又は複数のダイシングレーンをプラズマエッチングする方法を提供する。【解決手段】方法は、堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返されてスカロップ状の側壁を有するダイシングレーンを形成する循環プラズマエッチングプロセスを使用して主エッチングを実施する工程及び裏面金属層に達するまで堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返される循環エッチングプロセスを使用して二次プラズマエッチングを実施することに切り替える工程を含む。二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の半分又は半分未満である。【選択図】図４
2018207109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面金属層が取り付けられたシリコン基板内の１又は複数のダイシングレーンをプラズマエッチングする方法であって、当該方法は、
堆積工程及びエッチング工程を交互に繰り返してスカロップ状の側壁を有するダイシングレーンを形成する、循環プラズマエッチングプロセスを用いて主エッチングを実施する工程と、
前記裏面金属層に達するまで堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返される循環プラズマエッチングプロセスを使用して二次エッチングを実施することに切り替える工程と、
を含み、
前記二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、前記主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の半分又は半分未満である、方法。
【請求項２】
前記二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、前記主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の少なくとも１／４０である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、前記主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の半分又は半分未満である、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、前記主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の少なくとも１／４０である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記主エッチングと前記二次エッチングの間に、各エッチング工程中に除去されるシリコンの量が徐々に減少する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記主エッチングと前記二次エッチングの間に、各エッチング工程のエッチング時間が徐々に減少する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間が、１．５秒以下、好ましくは１秒以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記二次エッチングは、前記主エッチングが前記裏面金属層に達する前に開始する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記二次エッチングは、前記主エッチングが前記裏面金属層から約６０μｍ以下の距離に達したときに開始する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
複数の交差するダイシングレーンがエッチングされ、前記ダイシングレーンの交点が前記裏面金属層に達したときに前記二次エッチングに切り替える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記二次エッチングを実施した後に、スカロップを減少させる平滑化工程を実施することをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法であって、前記平滑化工程は、前記スカロップを少なくとも部分的にエッチングして平滑な側壁を提供する異方性プラズマエッチングに各ダイシングレーンの前記側壁を曝露することを含む、方法。
【請求項１２】
裏面金属層が取り付けられたシリコン基板内の１又は複数のダイシングレーンをプラズマエッチングする方法であって、
前記裏面金属層に達するまで堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返される循環プラズマエッチングプロセスを使用して主エッチングを実施する工程と、
スカロップを減少させる平滑化工程を実施する工程と、
を含み、前記主エッチングはスカロップ状の側壁を形成し、前記平滑化工程は、前記スカロップを少なくとも部分的にエッチングして平滑な側壁を提供する異方性プラズマエッチングに各ダイシングレーンの前記側壁を曝露することを含む、方法。
【請求項１３】
前記異方性プラズマエッチングが、フッ素含有ガスで生成されたプラズマを用いる、請求項１１又は１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記フッ素含有ガスがＳＦ６である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記プラズマが、前記フッ素含有ガスと、不活性ガス、好ましくはアルゴンとを含むガス混合物中で生成される、請求項１３又は１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記異方性プラズマエッチングが、５００Ｗ以上のＲＦ電力を有するＲＦバイアスを使用する、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記異方性プラズマエッチングが、３０００Ｗ以上のＲＦ電力を有するＲＦ信号を用いて生成されたプラズマを用いる、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
裏面金属層が取り付けられたシリコン基板をプラズマダイシングする方法であって、
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のプラズマエッチングの方法を実施すること、及び
前記基板を前記ダイシングレーンに沿って１又は複数のダイにシンギュレーションすること、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマエッチング方法及びプラズマダイシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造は、通常多数のシリコンチップを１つの半導体ウェハ上に並行して加工することを伴う。加工工程が完了したら、ウェハを個別のチップにダイシングしなければならない。次いで、接続をチップに作製し、その後チップをパッケージ化する。伝統的に、ダイシング工程は、ダイヤモンドソーを用いて行われ、ダイヤモンドソーはウェハ上のスクライブラインに沿って切断する。最近、ウェハをダイシングする新しい方法を提供することに大きな関心が寄せられている。これらは、高い性能と低コストの可能性を提供する。そのようなアプローチの１つは、レーザを用いてウェハのダイシングを行うことである。別のアプローチは、プラズマエッチングを用いてウェハをダイシングすることである。このことは、非常に狭いスクライブラインを用いることによりダイ端部の損傷を最小化する、ウェハ表面の効率的な使用を最大化するという観点から、及び非直交のスクライブラインの配置を使用するオプションを提供するという観点から、利益を有する。用途の要求に応じて、プラズマエッチングはウェハの厚み削減又は研削の前又は後に行うことができる。
【０００３】
プラズマダイシングは、チッピングが少ない、ダイ強度／収率が増加する、ウェハあたりのダイ密度が増加するなど、レーザ又はブレード切断などの他のダイシング方法と比較して多くの利益を提供する。ウェハは通常フレームに構成されたテープ上に載置され、プロセスガスをパッシベーション（堆積）ガスとエッチングガスの間で交互に切り替える技術である、公知の「ボッシュ」プロセスを用いて異方性プラズマエッチングされる。プロセスパラメータを制御することにより、高いエッチングレートで優れた異方性プロファイルを得ることができる。ボッシュプロセスの結果、側壁はその形状からスカロップと呼ばれる固有の粗さを有する。
【０００４】
裏面金属（ＢＳＭ）層又は複数の裏面金属層が、電気コンタクト目的でウェハに取り付けられることが多い。ソー又はレーザスクライブなどの一部のダイシング技術は、スクライブラインに沿ったＢＳＭ除去を提供することができる。しかし、これらの金属層の存在は、ウェハをプラズマダイシングする際に問題となりうる。なぜならば、バルクシリコンをエッチングするプラズマ化学は、裏面金属をエッチングすることにあまり適していないからである。裏面金属をエッチングしないと、ダイシンギュレーション工程で金属が裂けるリスクがあり、この場合、金属片が分離したダイのベースに付着して残る。ＢＳＭの破壊が不良であることは、その後のワークフローで問題を生じさせるおそれがあるため、露出したレーンからのすべての金属は、ＢＳＭ分離プロセス及びダイリフトオフの後にダイシングテープに取り付けられたままであることが望ましい。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１０／０１０２２７号（以下ＵＳ’２２７と呼ぶ。）は、半導体ダイシンギュレーション方法を開示している。文献ＵＳ’２２７はＢＳＭ裂けの問題に言及していないが、良好なダイ分離は、シリコン／ＢＳＭ界面に近づいたときに、従来の異方性ボッシュエッチング又は大部分が等方性のエッチング工程のいずれかを用いることによって達成できることを示唆している。特に、ＵＳ’２２７は、より大きく目立ったスカロップを形成することにより、ＢＳＭ層が近づくにつれてダイシングレーンの幅を増加させることを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、シリコンを素早く除去することができて、ＢＳＭに有害な裂けを生じさせずにシンギュレーションを行うことを可能にするプラズマエッチングプロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らはＢＳＭ裂けの問題を研究し、どの程度きれいにＢＳＭが分離されるかに影響する２つの主なパラメータがあることを見出した。
１．ＢＳＭ面と、ダイ／ＢＳＭ界面における局所的なダイ側壁面との角度
２．ダイのベース端部に沿った規則性
【０００８】
これらのパラメータは、シリコン／ＢＳＭ界面におけるスカロップの形状に関連する。特に、本発明者らは、ＢＳＭ面とシリコン／ＢＳＭ界面における局所的なダイ側壁面との角度が大きいほど（すなわち側壁が、界面におけるＢＳＭ面に対して垂直に近いほど）、ＢＳＭ分離がきれいであることを見出した。したがって、大きく、深く、目立つスカロップは、ＢＳＭ裂けのリスクを増加させる。なぜならば、それらのスカロップは、ダイのベース端部を不規則にして、ＢＳＭとシリコン／ＢＳＭ界面におけるダイ側壁との角度を小さくするからである。このことはＵＳ’２２７の開示とは対照的である。
【０００９】
さらに、プラズマエッチング（及び他のエッチングプロセス）の現象は、エッチング速度が、気体輸送の制約からエッチングレーンのアスペクト比に依存することである。このことは、アスペクト比依存性エッチング（ＡＲＤＥ）として知られている。特に、レーンの交差部とレーンの中央とは異なるエッチング速度でエッチングされ、このことは通常、交差部の「タッチダウン」（ＢＳＭ層への到達）をより早くする。これによりＢＳＭ層が各スカロップの内部の異なる点でダイ側壁を遮断して、不規則なダイベース端部を作り出す。また、これにより「エッチフロント」領域が減少して、最後のスカロップのエッチング速度が増加し、それらのスカロップがさらに目立つものとなり、ＢＳＭ裂けの問題を増大させる。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、裏面金属層が取り付けられたシリコン基板内の１又は複数のダイシングレーンをプラズマエッチングする方法が提供され、この方法は、堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返されてスカロップ状の側壁を有するダイシングレーンを形成する循環プラズマエッチングプロセスを使用して主エッチングを実施する工程、及び裏面金属層に達するまで堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返される循環エッチングプロセスを使用して二次プラズマエッチングを実施することに切り替える工程を含み、前記二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の半分又は半分未満である。
【００１１】
ＢＳＭ層に近づいたときにより少ないシリコンを除去することにより、（ボッシュプロセスの結果として）二次エッチング中に形成されたスカロップは、主エッチング中に形成されたスカロップより小さく浅い。シリコン／ＢＳＭ界面に小さくて浅いスカロップを形成することにより、ＢＳＭ面とシリコン／ＢＳＭ界面における局所的なダイ側壁面との角度が大きくなる可能性がより高くなる。シリコン／ＢＳＭ界面の近くの小さく狭いスカロップをエッチングすることはまた、ＡＲＤＥ効果を減少させ、それによりダイベース端部に沿った不規則性を減少させる。さらに、主エッチングと二次エッチングとを含む多工程プロセスを実施することによって、主エッチングを高速で実施して高スループットを達成することができる。
【００１２】
主エッチング中のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチングの過程で変化しないことが想定される。しかし、原理的には、エッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチングの過程で変化し得る。これらの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチングにおける１回のエッチング工程あたりに除去されるシリコンの平均量に関連して表されると理解される。
【００１３】
いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の１／３又は１／３未満である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の１／４又は１／４未満である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の１／５又は１／５未満である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の１／６又は１／６未満である。
【００１４】
二次エッチングプロセスがより少ないシリコンを除去し、したがって主エッチングプロセスよりも遅いことを考えると、高スループットを維持することと、ＢＳＭ裂けのリスクを低減することとの間でバランスを見出す必要がある。したがって、好ましくは、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の少なくとも１／４０である。いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の少なくとも１／３０である。いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の少なくとも１／２０である。
【００１５】
第一近似では、エッチング工程中に除去されるシリコンの量は、ＲＦ電力及びガス流量などのプロセス条件が一定値に維持される場合、エッチング工程のエッチング時間に正比例する。したがって、主エッチングと二次エッチングとの間で除去されるシリコンの量の特定の比率を達成するために、同じ比率のエッチング時間を使用することができる。
【００１６】
好ましくは、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の半分又は半分未満である。いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の１／３又は１／３未満である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の１／４又は１／４未満である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の１／５又は１／５未満である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の１／６又は１／６未満である。
【００１７】
二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間が、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間よりも短い場合、高スループットを維持することと、ＢＳＭ裂けのリスクを低減することとの間でバランスを見出す必要がある。したがって、好ましくは、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の少なくとも１／４０である。いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の少なくとも１／３０である。いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間の少なくとも１／２０である。
【００１８】
主エッチング中のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチングの過程で変化しないことが想定される。しかし、原理的には、エッチング工程のエッチング時間は、主エッチングの過程で可変であってもよい。これらの実施態様では、二次エッチング中のエッチング工程のエッチング時間は、主エッチングにおけるエッチング工程の平均エッチング時間に関連して表されると理解される。
【００１９】
主エッチング及び二次エッチングの切り替え中に、各エッチング工程中に除去されるシリコンの量を徐々に減少させてもよい。切り替えは数回のエッチングサイクルにわたって行ってもよく、１回のエッチングサイクルは、１回の堆積工程及び１回のエッチング工程として定義される。例えば、主エッチングが二次エッチングに切り替わるときの１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、２回のエッチングサイクル、３回のエッチングサイクル、４回のエッチングサイクル、５回のエッチングサイクル、６回のエッチングサイクル、７回のエッチングサイクル、又は８回のエッチングサイクルにわたって徐々に減少してもよい。切り替え中に除去されるシリコンの量の漸進的減少は線形的であってもよい。
【００２０】
主エッチング及び二次エッチングの切り替え中に、各エッチング工程のエッチング時間を徐々に減少させてもよい。切り替えは数回のエッチングサイクルにわたって行ってもよく、１回のエッチングサイクルは、１回の堆積工程及び１回のエッチング工程として定義される。例えば、主エッチングが二次エッチングに切り替わるときの各工程のエッチング時間は、２回のエッチングサイクル、３回のエッチングサイクル、４回のエッチングサイクル、５回のエッチングサイクル、６回のエッチングサイクル、７回のエッチングサイクル、又は８回のエッチングサイクルにわたって徐々に減少してもよい。切り替え中のエッチング時間の漸進的減少は線形的であってもよい。
【００２１】
好ましくは、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は１．５秒以下である。いくつかの実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は１秒以下である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は０．５秒以下である。他の実施態様では、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は約０．５秒である。
【００２２】
二次エッチングへの切り替えは、主エッチングが裏面金属層に達する前に開始することができる。いくつかの実施態様では、二次エッチングは、主エッチングが裏面金属層から約６０μｍ以下（すなわち、シリコンと裏面金属層との界面から約６０μｍ以下）の距離に達したときに開始される。他の実施態様では、二次エッチングは、主エッチングが裏面金属層から約５０μｍ以下の距離に達したときに開始される。他の実施態様では、二次エッチングは、主エッチングが裏面金属層から約４０μｍ以下の距離に達したときに開始される。他の実施態様では、二次エッチングは、主エッチングが裏面金属層から約３０μｍ以下の距離に達したときに開始される。他の実施態様では、二次エッチングは、主エッチングが裏面金属層から約２０μｍ以下の距離に達したときに開始される。
【００２３】
代わりに、交差する複数のダイシングレーンがエッチングされる場合、ダイシングレーンの交点（すなわちダイシングレーンが交差する点）が裏面金属層に達したときに、二次エッチングへの切り替えを開始してもよい。この実施態様は、（より遅い）二次エッチングプロセスに切り替える前に主エッチングプロセスをより長く実施することができるので、主エッチングが裏面金属層に達する前に二次エッチングに切り替えることに比べてより高いスループットを可能にすることができる。さらに、ダイシングレーンの交点がＢＳＭ層に到達する点は公知の方法を用いて検出することができ、それにより、二次エッチングを開始することができる便利で検出可能な点を提供することができる。
【００２４】
二次エッチングを実施した後に、平滑化工程を行ってスカロップを減少させてもよく、平滑化工程は、スカロップを少なくとも部分的にエッチングして平滑な側壁を提供する異方性プラズマエッチングに各ダイシングレーンの側壁を曝露することを含む。
【００２５】
この平滑化工程は、シリコン／ＢＳＭ界面における鋭い端部及び不規則性を除去するように設計された高指向性エッチングであり、ＢＳＭ裂けに寄与する。
【００２６】
主エッチング及び／又は二次エッチングは、一般に「ボッシュエッチング」として知られているタイプであってもよい。例示的な参考文献は、米国特許第５，５０１，８９３号、米国特許第７，６４８，６１１号及び米国特許第８，１３３，３４９号であり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【００２７】
典型的には、マスクは、１又は複数のダイシングレーンを画定するために、主エッチングの実施前にシリコン基板上に形成される。
【００２８】
本発明の別の態様では、裏面金属層が取り付けられたシリコン基板内の１又は複数のダイシングレーンをプラズマエッチングする方法が提供され、この方法は、裏面金属層に達するまで堆積工程及びエッチング工程が交互に繰り返される循環プラズマエッチングプロセスを使用して主エッチングを実施する工程と、スカロップを減少させる平滑化工程を実施する工程とを含み、平滑化工程は、スカロップを少なくとも部分的にエッチングして平滑な側壁を提供する異方性プラズマエッチングに各ダイシングレーンの側壁を曝露することを含む。
【００２９】
好ましくは、異方性プラズマエッチングは、フッ素含有ガス、例えばＳＦ６で生成されたプラズマを用いる。
【００３０】
プラズマは、フッ素含有ガスと、不活性ガス、好ましくはアルゴンとを含むガス混合物中で生成させてもよい。
【００３１】
異方性プラズマエッチングは、好ましくは、５００Ｗ以上のＲＦ電力を有するＲＦバイアスを使用する。
【００３２】
異方性プラズマエッチングは、好ましくは、３０００Ｗ以上のＲＦ電力を有するＲＦ信号を用いて生成されたプラズマを用いる。
【００３３】
本発明の別の態様では、裏面金属層が取り付けられたシリコン基板をプラズマダイシングする方法であって、この方法は、本発明の先の態様のいずれか１つのプラズマエッチング方法を実施すること、及び基板をダイシングレーンに沿って１又は複数のダイにシンギュレーションすることを含む。
【００３４】
エッチングされたダイシングレーン及びＢＳＭ層又は複数のＢＳＭ層を有するシリコン基板のシンギュレーションのための適切な方法論は、当業者に周知である。
【００３５】
本発明は上述されているが、本発明は上記又は以下の説明、図面若しくは特許請求の範囲に記載の特徴のあらゆる発明としての組み合わせに及ぶ。
【００３６】
本発明は、添付の図面を参照して、単なる例として以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１ａ】典型的なダイシングプロセスの概略図である。
【図１ｂ】典型的なダイシングプロセスの概略図である。
【図２】ボッシュプロセスを使用してエッチングされた２つの隣接するダイ１１０の側面視を示す画像である。
【図３】２つのシンギュレーションされたダイの間の不良なＢＳＭ分離を示す画像である。
【図４】第１の実施態様による方法のフローチャートを示す。
【図５】シリコン／ＢＳＭ界面の異なる可能な位置での深く目立つスカロップと浅く小さいスカロップとの角度（α）の違いを示す概略図である。
【図６】二次エッチング中の異なるエッチング時間に対するダイの側壁の画像を示す。
【図７】第１の実施態様の方法を実施した後に分離されたダイの画像を示す。
【図８】第２の実施態様による方法のフローチャートを示す。
【図９】第３の実施態様による方法のフローチャートを示す。
【図１０】平滑化工程の前の典型的なスカロップ化された特徴部の画像と平滑化工程後の特徴部の画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１ａは、公知のプラズマエッチングプロセスを行うための典型的な出発構造１００の概略図を示す。構造１００は、シリコン基板１０４の一方の面を覆うパターン化フォトレジスト層１０２を含む。裏面金属（ＢＳＭ）層１０６がシリコン基板１０４の反対面に取り付けられている。
【００３９】
図１ｂは、プラズマエッチングプロセスを行ってダイシングレーン１０８を作成した後の構造１００の概略図を示す。シリコン基板１０４は全体を通してエッチングされているが、プラズマ化学はＢＳＭ層１０６を通るエッチングに適していないため、プラズマエッチングプロセスはＢＳＭ層１０６で停止する。
【００４０】
図２は、ボッシュプロセスを用いてエッチングされ、続いてシンギュレーションされた２つの隣接するダイ１１０の側面図を示すＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像である。ボッシュプロセスを使用してダイシングレーン１０８を形成した結果、各ダイ１１０の側壁がスカロップ状になることが分かる。シリコン／ＢＳＭ界面は画像の下部に示されている。
【００４１】
図３は、２つのシンギュレーションされたダイの間の不良なＢＳＭ分離の例を示す。図３の画像の両方において、ダイはＢＳＭ層を上向きにして配向される。ＢＳＭ層はきれいに分離されておらず、金属残渣が不規則なシリコン／ＢＳＭ界面に付着していることが分かる。
【００４２】
図４は、第１の実施態様による方法のフローチャートを示す。上述のとおり、そして図１ｂに示されるように、裏面金属（ＢＳＭ）層１０６が取り付けられたシリコン基板１０４に、最初に主エッチングプロセスを施す。主エッチングは、ボッシュプラズマエッチングであり、すなわち、堆積工程及びプラズマエッチング工程を含み、これらの工程を交互に繰り返してシリコン基板１０４を通るダイシングレーン１０８を部分的に形成することを含む。
【００４３】
この実施態様及びさらなる実施態様における堆積工程及びその後の堆積工程は、適切な原料ガス、例えばフルオロカーボン、例えばＣ４Ｆ８から形成されるプラズマを用いて行うことができる。この実施態様及びさらなる実施態様におけるエッチング工程及びその後のエッチング工程は、適切なエッチングガス又はガス混合物、例えばフッ素含有ガス、例えばＳＦ６から形成されるプラズマを用いて行うことができる。主エッチングプロセスのプロセス条件の例を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
主エッチングによって形成されたダイシングレーンがＢＳＭ層に達する前に、第１の実施態様の方法は、主エッチングプロセスの実施から二次エッチングプロセスの実施に切り替える。主エッチングプロセスと同様に、二次エッチングプロセスもまた、堆積工程とプラズマエッチング工程とを含み、ＢＳＭ層１０６に達するまで、これらの工程を交互に繰り返してシリコン基板１０４を通るダイシングレーン１０８の形成を継続するボッシュプラズマエッチングである。二次エッチングの終点は、発光分光法（ＯＥＳ）又は干渉分光法などの既知の技法を使用して推定することができる。
【００４６】
主エッチングと二次エッチングの違いの一つは、二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量が、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の半分又は半分未満であることである。このようにして、二次エッチング中に形成される側壁のスカロップは、主エッチングによって形成されるスカロップと比較して小さく浅い。
【００４７】
シリコン／ＢＳＭ界面及びその近くに小さく浅いスカロップを形成することにより、深く目立つスカロップと比較して、ＢＳＭ面と界面での局所的側壁との角度が大きく（９０度に近く）なる可能性が高い。図５は、シリコン／ＢＳＭ界面の異なる可能な位置で、深く目立つスカロップ（左に示す）と浅く小さいスカロップ（右に示す）との角度（α）の違いを示す概略図である。図５は、深く目立つスカロップでは、シリコン／ＢＳＭ界面の特定の位置（例えば、図の上部に示された角度）で、ＢＳＭ面と局所的な側壁との角度が非常に小さくなる可能性があることを示す。
【００４８】
第１の概算では、ＲＦ電力及びガス流量が一定値に維持される場合、エッチング工程中に除去されるシリコンの量は、エッチング工程のエッチング時間に正比例する。したがって、エッチング工程中にシリコンをより少なく除去する一つの方法は、エッチング工程のエッチング時間を短縮することである。例えば、１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量を半分に減少させるために、エッチング工程のエッチング時間を半分にすることができる。
【００４９】
図６は、二次エッチング中の各エッチング工程のエッチング時間が１秒及び１．５秒のダイの側壁のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像を示す。ＢＳＭ層から遠いスカロップ（主エッチング中に形成された）と比較して、ＢＳＭ層に向かうスカロップ（各画像の底部に位置する）はより小さく浅いことが分かる。好ましくは、二次エッチング中の１回のエッチング工程のエッチング時間は約０．５秒である。
【００５０】
エッチング時間と同様に、エッチング工程中に除去されるシリコンの量を減らすために、他のパラメータも単独で又は組み合わせて変更することができる。例えば、ＲＦ電力を減少させることができ、又はより少ないエッチングガス（例えば、ＳＦ６）を使用することができる。
【００５１】
この方法が主エッチングの実施から二次エッチングの実施に切り替える点は、高スループットを維持し、一方で信頼性のあるＢＳＭ分離を可能にするという要望を考慮する必要がある。高スループットを維持するために、二次エッチングを行うのに費やされる全体の時間は、理想的には最小限に保たれる。切り替え点は、主エッチングの推定エッチング速度、及び推定されたシリコン基板厚さ又は既知のシリコン基板厚さのいずれかに依存する。実際には、切り替え点は、代表的な基板を用いた試行錯誤過程によって決定することができる。
【００５２】
主エッチングプロセスから二次エッチングプロセスへの切り替えは漸進的であってもよい。すなわち、除去されるシリコンの量は、方法が主エッチングプロセスから二次エッチングプロセスに切り替えるときに徐々に減少してもよい。切り替えは、数回のエッチングサイクル（１回のサイクルは１回の堆積工程及び１回のエッチング工程として定義される）にわたって行われてもよい。切り替え中の１回のエッチング工程中に除去されるシリコンの量は、線形的に減少してもよい。
【００５３】
図７は、第１の実施態様の方法を実施した後に分離されたダイのＳＥＭ画像及び光学顕微鏡画像を示す。図７では、ダイは、ＢＳＭ層が上になるように配向されている。シリコン基板は約１００μｍ厚である。ＢＳＭは０．３７０μｍ厚であり、２０ｎｍのＴｉ、５０ｎｍのＮｉ及び３００ｎｍのＡｕからなる。二次エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量は、主エッチング中の１回のエッチング工程で除去されるシリコンの量の約１／３であった。二次エッチング中の１回のエッチングのエッチング時間は、主エッチング中の１回のエッチングのエッチング時間の約１／３であった。主エッチングから二次エッチングへの切り替えは、約３０μｍのシリコンが残っている（すなわち、シリコンと裏面金属層との界面から約３０μｍ離れている）ときに行った。主エッチングプロセスと二次エッチングプロセスの間の遷移工程は、約１０μｍのシリコンを消費した。図は、ダイのベース端部に金属残渣が付着していないことを示し、ＢＳＭ層がダイシングレーンに沿って非常にきれいに分離したことを示す。
【００５４】
図８は、第２の実施態様による方法のフローチャートを示す。第２の実施態様は、第２の実施態様の方法が、ダイシングレーンの交点がＢＳＭ層に達するときに二次エッチングプロセスに切り替える点を除いて、第１の実施態様と同じである。背景技術の項で述べたように、レーンの交点は、通常、ＡＲＤＥのためにレーンの残りの部分とは異なるエッチング速度でエッチングされる。したがって、レーン交点がＢＳＭ層に達する点で、ダイシングレーンの残りの部分はまだＢＳＭ層に達していない。二次エッチングは、ダイシングレーンの残りの部分がＢＳＭ層に達するまでダイシングレーンを完成させるために使用される。
【００５５】
レーン交点がＢＳＭ層に達する点は、発光分光法（ＯＥＳ）又は干渉分光法などの既知の方法を用いて検出することができる。
【００５６】
主エッチングプロセスを（遅い）二次エッチングプロセスに切り替える前により長く行うことができるので、第２の実施態様の方法は第１の実施態様の方法より高いスループットを可能にすることができる。さらに、上述したように、ダイシングレーンの交点がＢＳＭ層に達する点は既知の方法を用いて検出することができ、それにより、二次エッチングを開始することができる便利で検出可能な点を提供することができる。
【００５７】
図９は、第３の実施態様による方法のフローチャートを示す。
【００５８】
第３の実施態様の方法では、裏面金属（ＢＳＭ）層１０６が取り付けられたシリコン基板１０４に、最初に主エッチングプロセスを施す。主エッチングプロセスは、主エッチングプロセスが、ダイシングレーンがＢＳＭ層に達するまで実施されることを除いて、第１及び第２の実施態様で説明したものと同じである。終点は、発光分光法（ＯＥＳ）又は干渉分光法などの既知の方法を用いて決定することができる。
【００５９】
次に、平滑化工程が、例えばスカロップの先端を取り除くことによって、側壁のスカロップを減少させるために実施される。平滑化工程は、適切なエッチングガス又はガス混合物、例えばフッ素含有ガス、例えばＳＦ６から形成されたプラズマを用いる異方性プラズマエッチングを使用して実施することができる。ガス混合物は、フッ素含有ガス、例えばＳＦ６、及び不活性ガス、例えばアルゴンを含むことができる。ＳＦ６とアルゴンのガス混合物を用いた平滑化工程のプロセス条件の例を表２に示す。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
第３の実施態様の平滑化工程は、指向性が高く、きれいなＢＳＭ分離を促進するために鋭い端部を除去することを意図している。
【００６２】
図１０は、平滑化工程前の典型的なスカロップ化された特徴部のＳＥＭ画像、及び平滑化工程後の特徴部のＳＥＭ画像を示す。平滑化工程を実施することにより、シリコン／ＢＳＭ層界面の不規則な端部が平滑化され、それにより、ＢＳＭ分離を容易にする、界面でよりまっすぐでより規則的な端部が提供される。
【００６３】
平滑化工程は、二次エッチング後に平滑化工程を実施することによって、第１及び第２の実施態様と組み合わせることもできる。これは、界面でのより小さく浅いスカロップの有利な効果と、シリコン／ＢＳＭ層界面でのよりまっすぐでより規則的な端部とを組み合わせたものである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【外国語明細書】
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