(57)【要約】【課題】高品質な素子チップを得る。【解決手段】基板を準備する第１工程と、基板を、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）を介して保持シートに貼着する第２工程と、保持シートに貼着された基板を被覆する保護膜を形成する第３工程と、保護膜に開口を形成して分割領域を露出させる第４工程と、基板を第１のプラズマに晒して開口から露出する分割領域をエッチングするとともに、上記開口からＤＡＦを露出させる第５工程と、基板を第２のプラズマに晒して、開口から露出するＤＡＦをエッチングし、ＤＡＦを素子チップに対応するように分断する第６工程と、素子チップをＤＡＦとともに保持シートから取り外す第７工程と、を備え、第２工程において用いられるＤＡＦは基板より大きく、第３工程において形成される保護膜は、第１の面を被覆する第１被覆領域と、基板からはみ出したＤＡＦの少なくとも一部を被覆する第２被覆領域と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子領域および前記素子領域を画定する分割領域を備えるとともに、第１の面および前記第１の面とは反対側の第２の面を有する基板を準備する第１工程と、
前記第２の面を、ダイアタッチフィルムを介して、フレームに固定された保持シートに貼着する第２工程と、
前記保持シートに貼着された前記基板を被覆する保護膜を形成する第３工程と、
前記保護膜に開口を形成して、前記分割領域を露出させる第４工程と、
前記基板を第１のプラズマに晒して、前記開口から露出する前記分割領域をエッチングし、前記基板から複数の素子チップを形成するとともに、前記開口から前記ダイアタッチフィルムを露出させる第５工程と、
前記基板を第２のプラズマに晒して、前記開口から露出する前記ダイアタッチフィルムをエッチングし、前記ダイアタッチフィルムを前記素子チップに対応するように分断する第６工程と、
前記素子チップを、分断された前記ダイアタッチフィルムとともに前記保持シートから取り外す第７工程と、を備え、
前記第２工程において用いられる前記ダイアタッチフィルムは、前記基板よりも大きく、
前記第３工程において形成される前記保護膜は、前記第１の面を被覆する第１被覆領域と、前記基板からはみ出した前記ダイアタッチフィルムの少なくとも一部を被覆する第２被覆領域とを備える、素子チップの製造方法。
【請求項２】
前記第５工程および前記第６工程において、前記基板の前記第１の面の上方にカバーが配置された状態でエッチングが行われ、
前記カバーは、前記フレームを覆う本体部と、前記基板の少なくとも一部および前記ダイアタッチフィルムの一部を露出させる窓部と、を備え、
前記保護膜の前記第２被覆領域は、前記窓部から露出する前記ダイアタッチフィルムの少なくとも一部を被覆する、請求項１に記載の素子チップの製造方法。
【請求項３】
前記保護膜の前記第２被覆領域の厚みが、前記第１被覆領域の厚みよりも大きい、請求項１または２に記載の素子チップの製造方法。
【請求項４】
前記保護膜の前記第２被覆領域の厚みが、前記ダイアタッチフィルムの厚みよりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
【請求項５】
前記第２のプラズマによるエッチングが、酸素およびフッ素を含むプロセスガスを用いて行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子チップの製造方法に関し、詳細には、ダイアタッチフィルムに貼着された基板を、プラズマエッチングにより個片化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１枚の基板から、例えばフラッシュメモリ等の多段積層される複数の素子チップを作製する際、基板をダイアタッチフィルム（ダイボンディングフィルムと称される場合もある。）に貼り付けた状態で、個片化が行われる場合がある（特許文献１）。ダイアタッチフィルムは、粘着性を有し、ダイシングテープとボンディング材としての機能を併せ持っている。これにより、ハンドリング性およびピックアップ性が向上するとともに、得られる複数の素子チップには、それぞれボンディング材が付与される。
【０００３】
通常、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）に貼り付けられた基板の個片化では、まず、基板をメカニカルダイシングやステルスダイシングなどの物理的な手法でダイシング（あるいはハーフカット）し、その後、他の方法でＤＡＦを分断する。ＤＡＦを分断する方法としては、例えば、クールエキスパンド法、レーザーアブレーション法等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１４９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パッケージの小型化および薄型化に伴い、基板の薄化が進んでいる。フラッシュメモリなどのデバイスでは、多段積層技術の進展に伴い、基板の厚みは３０μｍ程度にまで小さくなっている。今後さらに、基板の厚みは１０μｍ程度にまで小さくなると考えられる。
【０００６】
クールエキスパンド法では、ダイシングテープおよびＤＡＦに貼着された基板がハーフカットされた後、ダイシングテープを伸張する。基板は、ハーフカットされた位置で分割されて、複数の素子チップが形成される。このとき、基板に貼着していたＤＡＦも分断される。しかし、基板が薄くなると、その物理的な強度も低下する。そのため、基板の損傷を抑制しながら、ＤＡＦが分断される程度の伸張力を、ダイシングテープに負荷することが難しくなってきている。また、機能の多様化に伴い、基板の材料であるシリコンの結晶方位が多様化したり、シリコンへの注入イオン濃度が高くなっている。そのため、基板の分割する方向が定まらず、ＤＡＦの分断方向も不安定になり易い。
【０００７】
レーザーアブレーション法を用いる場合、ＤＡＦは粘着性を有するため、バリが発生しやすい。そのため、素子チップの端面とＤＡＦの端面とが面一になり難い。さらに、このバリによって、分断されたＤＡＦ同士が再付着することもある。また、レーザ照射は、素子チップ間を狙って行われる。そのため、基板のダイシング後、素子チップの位置をマッピングする必要があり、工程時間が長くなり易い。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面は、複数の素子領域および前記素子領域を画定する分割領域を備えるとともに、第１の面および前記第１の面とは反対側の第２の面を有する基板を準備する第１工程と、前記第２の面を、ダイアタッチフィルムを介して、フレームに固定された保持シートに貼着する第２工程と、前記保持シートに貼着された前記基板を被覆する保護膜を形成する第３工程と、前記保護膜に開口を形成して、前記分割領域を露出させる第４工程と、前記基板を第１のプラズマに晒して、前記開口から露出する前記分割領域をエッチングし、前記基板から複数の素子チップを形成するとともに、前記開口から前記ダイアタッチフィルムを露出させる第５工程と、前記基板を第２のプラズマに晒して、前記開口から露出する前記ダイアタッチフィルムをエッチングし、前記ダイアタッチフィルムを前記素子チップに対応するように分断する第６工程と、前記素子チップを、分断された前記ダイアタッチフィルムとともに前記保持シートから取り外す第７工程と、を備え、前記第２工程において用いられる前記ダイアタッチフィルムは、前記基板よりも大きく、前記第３工程において形成される前記保護膜は、前記第１の面を被覆する第１被覆領域と、前記基板からはみ出した前記ダイアタッチフィルムの少なくとも一部を被覆する第２被覆領域とを備える、素子チップの製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高品質な素子チップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る基板を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】保持シートおよびフレームを概略的に示す上面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第２工程における基板を、模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る第３工程における基板を、模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る第４工程における基板を、模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】開口が形成された基板を保持する搬送キャリアを、模式的に示す上面図である。
【図６Ｂ】他の開口が形成された基板を保持する搬送キャリアを、模式的に示す上面図である。
【図６Ｃ】さらに他の開口が形成された基板を保持する搬送キャリアを、模式的に示す上面図である。
【図６Ｄ】さらに他の開口が形成された基板を保持する搬送キャリアを、模式的に示す上面図である。
【図７】プラズマ処理装置の構造を断面で示す概念図である。
【図８】本発明の実施形態に係る第５工程で作製された素子チップを、模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る第６工程における素子チップを、模式的に示す断面図である。
【図１０】保護膜が除去された素子チップを、模式的に示す断面図である。
【図１１】素子チップの側面を示す走査電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
基板をダイシングする方法として、所定の位置に保護膜を形成した基板にプラズマエッチングを施して個々のチップに分割する、プラズマダイシングが注目されている。
【００１２】
ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）には、通常、ハンドリング性および熱伝導性等の向上を目的として、無機フィラー等の不揮発性物質が配合されている。基板のダイシングにプラズマを用いる場合、ＤＡＦもプラズマに曝される。このとき、ＤＡＦ中の不揮発性物質および／またはＤＡＦとプラズマとの物理化学的反応により生じる不揮発性物質が飛散して、基板に付着したり、反応室内を浮遊したりする。その結果、基板の汚染が生じたり、所望のエッチングができなくなる。
【００１３】
そこで、本実施形態では、基板とともに、ＤＡＦのプラズマエッチングされうる領域を保護膜で被覆する。これにより、ＤＡＦに起因して生じる不揮発性物質の飛散が抑制される。その結果、高品質の素子チップが得られる。さらに、基板の分割とＤＡＦの分断とを、いずれもプラズマ処理で行うことができるため、コストの圧縮および工程時間の短縮が可能となる。
【００１４】
以下、本実施形態に係る製造方法について、適宜図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る素子チップの製造方法は、複数の素子領域および素子領域を画定する分割領域を備えるとともに、第１の面および第１の面とは反対側の第２の面を有する基板を準備する第１工程と、第２の面を、ダイアタッチフィルムを介して、フレームに固定された保持シートに貼着する第２工程と、保持シートに貼着された基板を被覆する保護膜を形成する第３工程と、保護膜に開口を形成して、分割領域を露出させる第４工程と、基板を第１のプラズマに晒して、開口から露出する分割領域をエッチングし、基板から複数の素子チップを形成するとともに、上記開口からダイアタッチフィルムを露出させる、第５工程と、基板を第２のプラズマに晒して、開口から露出するダイアタッチフィルムをエッチングし、ダイアタッチフィルムを素子チップに対応するように分断する第６工程と、素子チップを、分断されたダイアタッチフィルムとともに保持シートから取り外す第７工程と、を備える。ダイアタッチフィルムは基板よりも大きい。そのため、基板の第１の面の法線方向から見たとき、第２工程において用いられるダイアタッチフィルムは、保持シートに貼着された基板からはみ出している。そして、第３工程において形成される保護膜は、第１の面を被覆する第１被覆領域と、基板からはみ出したダイアタッチフィルムの少なくとも一部を被覆する第２被覆領域と、を備える。
【００１５】
（１）第１工程
まず、ダイシングの対象となる基板を準備する。
図１に基板１０の断面を模式的に示す。
【００１６】
（基板）
基板１０は、複数の素子領域Ｒ１と素子領域Ｒ１を画定する分割領域Ｒ２とを備えるとともに、第１の面１０Ｘおよび第２の面１０Ｙを備える。基板１０は、例えば、半導体層１１と、半導体層１１の第１の面１０Ｘ側に積層される回路層１２と、を備える。基板１０の分割領域Ｒ２をエッチングすることにより、回路層１２を有する素子チップが得られる。
【００１７】
基板１０の大きさは特に限定されず、例えば、最大径５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。基板１０の形状も特に限定されず、例えば、円形、角型である。また、基板１０には、オリエンテーションフラット（オリフラ）、ノッチ等の切欠き（いずれも図示せず）が設けられていてもよい。
【００１８】
半導体層１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を含む。保持シートに貼着される半導体層１１の厚みは特に限定されず、例えば、２０μｍ〜１０００μｍであり、１００μｍ〜３００μｍであってもよい。
【００１９】
回路層１２は、例えば、半導体回路、電子部品素子、ＭＥＭＳ等を構成しており、絶縁膜、金属材料、樹脂保護層（例えば、ポリイミド）、レジスト層、電極パッド、バンプ等を備えてもよい。絶縁膜は、配線用の金属材料との積層体（多層配線層あるいは再配線層）として含まれてもよい。図示例において、回路層１２は、多層配線層１２０１と再配線層１２０２とバンプ１２０３とを備える。
【００２０】
通常、半導体層１１に回路層１２が形成された後、半導体層１１の一部を研磨して、半導体層１１を薄くする薄化工程が行われる。薄化工程では、半導体層１１の回路層１２とは反対側の面（第２の面１０Ｙ）が研削されて、基板１０は所望の厚みに薄化される。研削装置の種類は特に限定されず、例えば、ダイヤモンドホイールを備えるバックグラインダー等が挙げられる。
【００２１】
（２）第２工程
基板１０の第２の面１０Ｙを、ダイアタッチフィルムを介して、フレームに固定された保持シートに貼着する。
【００２２】
まず、保持シートおよびフレームの一実施形態について、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら説明する。図２Ａは、本発明の一実施形態に係る保持シートおよびフレームを概略的に示す上面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すＢ−Ｂ線での断面図である。図示例では、便宜上、同じ機能を備える部材に同じ符号を付している。
【００２３】
（フレーム）
フレーム２１は、基板１０の全体と同じかそれ以上の面積の開口を有した枠体であり、所定の幅および略一定の薄い厚みを有している。フレーム２１は、保持シート２２および基板１０を保持した状態で搬送できる程度の剛性を有している。フレーム２１の開口の形状は特に限定されないが、例えば、円形や、矩形、六角形など多角形であってもよい。フレーム２１には、位置決めのためのノッチ２１ａやコーナーカット２１ｂが設けられていてもよい。フレーム２１の材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、樹脂等が挙げられる。以下、フレーム２１と、フレーム２１に固定された保持シート２２とを併せて、搬送キャリア２０と称する。
【００２４】
（保持シート）
保持シート２２の材質は特に限定されない。なかでも、基板１０が貼着され易い点で、保持シート２２は、粘着層２２ａと柔軟性のある非粘着層２２ｂとを含むことが好ましい。
【００２５】
非粘着層２２ｂの材質は特に限定されず、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。樹脂フィルムには、伸縮性を付加するためのゴム成分（例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等）、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、導電性材料等の各種添加剤が配合されていてもよい。また、上記熱可塑性樹脂は、アクリル基等の光重合反応を示す官能基を有していてもよい。非粘着層２２ｂの厚みは特に限定されず、例えば、５０μｍ〜３００μｍであり、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。
【００２６】
粘着層２２ａの外周縁は、フレーム２１の一方の面に貼着しており、フレーム２１の開口を覆っている。粘着層２２ａのフレーム２１の開口から露出した部分に、基板１０の一方の主面（第２の面１０Ｙ）が、ダイアタッチフィルムを介して貼着されることにより、保持される。プラズマ処理の際、保持シート２２は、プラズマ処理装置内に設置されるステージと非粘着層２２ｂとが接するように、ステージに載置される。すなわち、プラズマエッチングは、第２の面１０Ｙとは反対側の第１の面１０Ｘ側から行われる。
【００２７】
粘着層２２ａは、紫外線（ＵＶ）の照射によって粘着力が減少する粘着成分からなることが好ましい。これにより、プラズマダイシング後に素子チップ２００をピックアップする際、ＵＶ照射を行うことにより、素子チップが粘着層２２ａから容易に剥離されて、ピックアップし易くなる。例えば、粘着層２２ａは、非粘着層２２ｂの片面に、ＵＶ硬化型アクリル粘着剤を５μｍ〜１００μｍ（好ましくは５μｍ〜１５μｍ）の厚みに塗布することにより得られる。
【００２８】
（ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ））
ＤＡＦは、例えば、樹脂と無機フィラーとを含む樹脂組成物により形成される。
樹脂としては、例えば、フェノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、クレゾール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、キシレノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、レゾルシノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、フェノール−ナフトール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂等の感光性を有するフェノール樹脂が挙げられる。
【００２９】
無機フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、シリカ等が挙げられる。
【００３０】
ＤＡＦの厚みは特に限定されない。ＤＡＦの厚みは、取り扱い性等の観点から、１０μｍ〜１００μｍであってもよく、２０μｍ〜５０μｍであってもよい。
【００３１】
図３に示すように、ＤＡＦ３０は、基板１０よりも大きく、例えば、フレーム２１の開口よりも小さい。そのため、基板１０の第１の面１０Ｘの法線方向から見たとき、ＤＡＦ３０は、例えば、基板１０の外縁を取り囲むように、基板１０からはみ出している。以下、ＤＡＦ３０の基板１０からはみ出した領域を、第１露出領域３０ａと称す。図３は、第２工程における基板１０を、模式的に示す断面図である。
【００３２】
（３）第３工程
基板１０を被覆する保護膜を形成する。
図４に、第３工程における基板１０の断面を模式的に示す。
【００３３】
保護膜４０は、基板１０の素子領域Ｒ１をプラズマ等から保護するために設けられる。本実施形態では、この保護膜４０により、基板１０の第１の面１０Ｘだけでなく、基板１０の外周からはみ出したＤＡＦ３０の第１露出領域３０ａの少なくとも一部を被覆する。つまり、保護膜４０は、基板１０の第１の面１０Ｘを被覆する第１被覆領域４０ａと、基板１０の外周からはみ出したＤＡＦ３０の少なくとも一部を被覆する第２被覆領域４０ｂとを備える。これにより、ＤＡＦ３０がプラズマエッチングされることが抑制される。あるいは、ＤＡＦ３０がプラズマエッチングされる場合にも、ＤＡＦ３０に起因して発生する不揮発性物質が、基板１０に付着することが抑制される。第２被覆領域４０ｂは、基板１０の側面を覆っていてもよい。
【００３４】
第２被覆領域４０ｂは、第１露出領域３０ａ全体を被覆してもよい。第２被覆領域４０ｂは、第１露出領域３０ａのうち、少なくとも基板１０の側面と、基板１０の外縁に接する領域とを被覆することが好ましい。これにより、基板１０の上記不揮発性物質による汚染が抑制され易くなる。
【００３５】
保護膜４０の厚みは特に限定されないが、第５工程および第６工程におけるプラズマエッチングにより完全には除去されない程度であることが好ましい。保護膜４０の厚みは、例えば、第５工程および第６工程において保護膜４０がエッチングされる量（厚み）を算出し、このエッチング量以上になるように設定される。保護膜４０のエッチング量は、第５工程でエッチングされる半導体層１１の厚み、第５工程で用いられるプラズマエッチング条件におけるマスク選択比（半導体層１１と保護膜４０のエッチング速度との比）、第６工程でエッチングされるＤＡＦ３０の厚み、および、第６工程で用いられるエッチング条件におけるマスク選択比（ＤＡＦ３０と保護膜４０とのエッチング速度の比）に基づいて算出することができる。例えば、半導体層１１が厚み３０μｍのシリコンであり、ＤＡＦ３０の厚みが２０μｍであり、第５工程におけるマスク選択比が５０〜２００であり、第６工程におけるマスク選択比が０．５〜１．０である場合、保護膜４０の厚みは、２３μｍ〜５０μｍであればよい。
【００３６】
ＤＡＦ３０をより確実にプラズマから保護できる点で、第２被覆領域４０ｂの厚みは、第１被覆領域４０ａの厚みより大きくてもよい。第２被覆領域４０ｂの厚みは、第１被覆領域４０ａの厚みより、例えば１μｍ〜５μｍ大きくてもよい。また、第２被覆領域４０ｂの厚みは、ＤＡＦ３０の厚みより大きくてもよい。第２被覆領域４０ｂの厚みは、ＤＡＦ３０の厚みより、例えば１μｍ〜５μｍ大きくてもよい。
【００３７】
保護膜４０は、例えば、ポリイミド等の熱硬化性樹脂、フェノール樹脂等のフォトレジスト、あるいは、アクリル樹脂等の水溶性レジスト等の、いわゆるレジスト材料を含む。
保護膜４０は、例えば、レジスト材料をシート状に成型した後、このシートを第１の面１０Ｘおよび第１露出領域３０ａに貼り付けるか、あるいは、レジスト材料の原料液を、回転塗布やスプレー塗布等の方法を用いて、第１の面１０Ｘおよび第１露出領域３０ａに塗布することにより形成される。原料液の塗布量を変えなから塗布することにより、保護膜４０の厚みを部分的に変えることができる。回転塗布とスプレー塗布とを併用して、塗布量を調整してもよい。
【００３８】
（４）第４工程
保護膜４０に開口を形成して、分割領域Ｒ２を露出させる。
図５に、第４工程における基板１０の断面を模式的に示す。
【００３９】
開口は、例えば、フォトレジストにより形成された保護膜４０のうち、分割領域Ｒ２に対応する領域をフォトリソグラフィ法によって除去することにより形成される。熱硬化性樹脂あるいは水溶性レジストにより形成された保護膜４０のうち、分割領域Ｒ２に対応する領域をレーザスクライビングによりパターニングして、開口を形成してもよい。
【００４０】
基板１０の法線方向からみた開口の形状を、図６Ａ〜図６Ｄに示す。図６Ａ〜図６Ｄは、第４工程において開口Ｓが形成された基板１０を保持する搬送キャリア２０を、模式的に示す上面図である。図６Ａ〜図６Ｄでは、便宜的に、保護膜４０およびフレーム２１にハッチングを付している。
【００４１】
開口Ｓは、例えば、図６Ａに示すように、保護膜４０の第１被覆領域４０ａからはみ出さないように、基板１０にのみ形成されてもよい。開口Ｓは、図６Ｂに示すように、基板１０とともに、保護膜４０の第２被覆領域４０ｂにも形成されてよい。開口Ｓは、図６Ｃに示すように、さらに、ＤＡＦ３０の第１露出領域３０ａにも形成されてよい。開口Ｓは、図６Ｄに示すように、加えて、ＤＡＦ３０とフレーム２１との間に露出する保持シート２２にも形成されてよい。ただし、レーザスクライビングにより開口Ｓを形成する場合、開口Ｓは、図６Ｂおよび図６Ｃのように、基板１０と、第２被覆領域４０ｂまたはその外側のＤＡＦ３０の第１露出領域３０ａとに、形成されることが好ましい。基板１０の最外周部まで無駄なく素子チップに個片化することが可能となるとともに、保持シート２２へのレーザ照射によるダメージが抑制されるためである。
【００４２】
本工程では、図５に示すように、分割領域Ｒ２において半導体層１１を露出させてもよい。すなわち、本工程において、回路層１２を、素子領域Ｒ１に従って複数に分離してもよい。回路層１２の分離は、例えば、レーザスクライビング、メカニカルダイシング、プラズマエッチング等により行われる。なお、回路層１２の分離は、基板を準備する第１工程で行われてもよい。プラズマエッチングによる回路層１２の分離は、後述する第５工程において行ってもよい。この場合、回路層１２を除去するためのプラズマを発生させる条件と、第１のプラズマを発生させる条件とは異なり得る。例えば、Ａｒを含むプロセスガスを原料とするプラズマにより回路層１２を除去した後、ボッシュ法が実行される条件に切り替えて第１のプラズマを発生させて、半導体層１１のエッチングが行われる。
【００４３】
（５）第５工程
まず、図７を参照しながら、第５工程および第６工程のプラズマエッチングに使用されるプラズマ処理装置１００を具体的に説明する。プラズマ処理装置は、これに限定されるものではない。図７は、プラズマ処理装置１００の構造を概略的に示す断面図であり、便宜的に保護膜４０を省略している。
【００４４】
（プラズマ処理装置）
プラズマ処理装置１００は、ステージ１１１を備えている。搬送キャリア２０は、保持シート２２の基板１０を保持している面が上方を向くように、ステージ１１１に搭載される。ステージ１１１は、搬送キャリア２０の全体を載置できる程度の大きさを備える。ステージ１１１の上方には、フレーム２１を覆う本体部１２４Ｂと、基板１０の少なくとも一部を露出させるための窓部１２４Ｗとを有するカバー１２４が配置されている。カバー１２４には、フレーム２１がステージ１１１に載置されている状態のとき、フレーム２１を押圧するための押さえ部材１０７が配置されている。押さえ部材１０７は、フレーム２１と点接触できる部材（例えば、コイルバネや弾力性を有する樹脂）であることが好ましい。これにより、フレーム２１およびカバー１２４の熱が互いに影響し合うことを抑制しながら、フレーム２１の歪みを矯正することができる。
【００４５】
ステージ１１１およびカバー１２４は、真空チャンバ１０３内に配置されている。真空チャンバ１０３は、上部が開口した概ね円筒状であり、上部開口は蓋体である誘電体部材１０８により閉鎖されている。真空チャンバ１０３を構成する材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、表面をアルマイト加工したアルミニウム等が例示できる。誘電体部材１０８を構成する材料としては、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、石英（ＳｉＯ2）等の誘電体材料が例示できる。誘電体部材１０８の上方には、上部電極としての第１の電極１０９が配置されている。第１の電極１０９は、第１の高周波電源１１０Ａと電気的に接続されている。ステージ１１１は、真空チャンバ１０３内の底部側に配置される。
【００４６】
真空チャンバ１０３には、ガス導入口１０３ａが接続されている。ガス導入口１０３ａには、プラズマ発生用ガス（プロセスガス）の供給源であるプロセスガス源１１２およびアッシングガス源１１３が、それぞれ配管によって接続されている。また、真空チャンバ１０３には、排気口１０３ｂが設けられており、排気口１０３ｂには、真空チャンバ１０３内のガスを排気して減圧するための真空ポンプを含む減圧機構１１４が接続されている。真空チャンバ１０３内にプロセスガスが供給された状態で、第１の電極１０９に第１の高周波電源１１０Ａから高周波電力が供給されることにより、真空チャンバ１０３内にプラズマが発生する。
【００４７】
ステージ１１１は、それぞれ略円形の電極層１１５と、金属層１１６と、電極層１１５および金属層１１６を支持する基台１１７と、電極層１１５、金属層１１６および基台１１７を取り囲む外周部１１８とを備える。外周部１１８は導電性および耐エッチング性を有する金属により構成されており、電極層１１５、金属層１１６および基台１１７をプラズマから保護する。外周部１１８の上面には、円環状の外周リング１２９が配置されている。外周リング１２９は、外周部１１８の上面をプラズマから保護する役割をもつ。電極層１１５および外周リング１２９は、例えば、上記の誘電体材料により構成される。
【００４８】
電極層１１５の内部には、静電吸着（Electrostatic Chuck）用電極（以下、ＥＳＣ電極１１９と称す。）と、第２の高周波電源１１０Ｂに電気的に接続された第２の電極１２０とが配置されている。ＥＳＣ電極１１９には、直流電源１２６が電気的に接続されている。静電吸着機構は、ＥＳＣ電極１１９および直流電源１２６により構成されている。静電吸着機構によって、保持シート２２はステージ１１１に押し付けられて固定される。以下、保持シート２２をステージ１１１に固定する固定機構として、静電吸着機構を備える場合を例に挙げて説明するが、これに限定されない。保持シート２２のステージ１１１への固定は、図示しないクランプによって行われてもよい。
【００４９】
金属層１１６は、例えば、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等により構成される。金属層１１６内には、冷媒流路１２７が形成されている。冷媒流路１２７は、ステージ１１１を冷却する。ステージ１１１が冷却されることにより、ステージ１１１に搭載された保持シート２２が冷却されるとともに、ステージ１１１にその一部が接触しているカバー１２４も冷却される。これにより、基板１０や保持シート２２が、プラズマ処理中に加熱されることによって損傷されることが抑制される。冷媒流路１２７内の冷媒は、冷媒循環装置１２５により循環される。
【００５０】
ステージ１１１の外周付近には、ステージ１１１を貫通する複数の支持部１２２が配置されている。支持部１２２は、搬送キャリア２０のフレーム２１を支持する。支持部１２２は、昇降機構１２３Ａにより昇降駆動される。搬送キャリア２０が真空チャンバ１０３内に搬送されると、所定の位置まで上昇した支持部１２２に受け渡される。支持部１２２の上端面がステージ１１１と同じレベル以下にまで降下することにより、搬送キャリア２０は、ステージ１１１の所定の位置に載置される。
【００５１】
カバー１２４の端部には、複数の昇降ロッド１２１が連結しており、カバー１２４を昇降可能にしている。昇降ロッド１２１は、昇降機構１２３Ｂにより昇降駆動される。昇降機構１２３Ｂによるカバー１２４の昇降の動作は、昇降機構１２３Ａとは独立して行うことができる。
【００５２】
制御装置１２８は、第１の高周波電源１１０Ａ、第２の高周波電源１１０Ｂ、プロセスガス源１１２、アッシングガス源１１３、減圧機構１１４、冷媒循環装置１２５、昇降機構１２３Ａ、昇降機構１２３Ｂおよび静電吸着機構を含むプラズマ処理装置１００を構成する要素の動作を制御する。
【００５３】
第５工程では、基板１０を第１のプラズマに晒して、開口から露出する分割領域Ｒ２をエッチングして、ＤＡＦ３０を露出させる。これにより、基板１０から複数の素子チップ２００が形成される。図８に、第５工程で作製された素子チップ２００の断面を模式的に示す。
【００５４】
基板１０のエッチングは、基板１０が保持された搬送キャリア２０を真空チャンバ内に搬入し、基板１０がステージ１１１に載置された状態で行われる。
基板１０の搬入の際、真空チャンバ１０３内では、昇降ロッド１２１の駆動により、カバー１２４が所定の位置まで上昇している。図示しないゲートバルブが開いて搬送キャリア２０が搬入される。複数の支持部１２２は、上昇した状態で待機している。搬送キャリア２０がステージ１１１上方の所定の位置に到達すると、支持部１２２に搬送キャリア２０が受け渡される。搬送キャリア２０は、保持シート２２の粘着層２２ａが上方を向くように、支持部１２２の上端面に受け渡される。
【００５５】
搬送キャリア２０が支持部１２２に受け渡されると、真空チャンバ１０３は密閉状態に置かれる。次に、支持部１２２が降下を開始する。支持部１２２の上端面が、ステージ１１１と同じレベル以下にまで降下することにより、搬送キャリア２０は、ステージ１１１に載置される。続いて、昇降ロッド１２１が駆動する。昇降ロッド１２１は、カバー１２４を所定の位置にまで降下させる。このとき、カバー１２４に配置された押さえ部材１０７がフレーム２１に点接触できるように、カバー１２４とステージ１１１との距離は調節されている。これにより、フレーム２１が押さえ部材１０７によって押圧されるとともに、フレーム２１が本体部１２４Ｂによって覆われ、基板１０はカバー１２４の窓部１２４Ｗから露出する。
【００５６】
カバー１２４の本体部１２４Ｂは、例えば、略円形の外形輪郭を有したドーナツ形であり、一定の幅および薄い厚みを備えている。本体部１２４Ｂの内径（窓部１２４Ｗの直径）はフレーム２１の内径よりも小さく、本体部１２４Ｂの外径はフレーム２１の外径よりも大きい。したがって、搬送キャリア２０をステージの所定の位置に搭載し、カバー１２４を降下させると、本体部１２４Ｂは、フレーム２１を覆うことができる。窓部１２４Ｗからは、基板１０の少なくとも一部と、ＤＡＦ３０の一部とが露出する。
【００５７】
プラズマ処理装置１００がこのようなカバー１２４を備える場合、保護膜４０は、窓部１２４Ｗから露出するＤＡＦ３０を被覆することが好ましい。すなわち、保護膜４０の第２被覆領域４０ｂは、保持シート２２の法線方向から見たとき、ＤＡＦ３０の第１露出領域３０ａのうち、少なくとも窓部１２４Ｗから露出する第２露出領域３０ｂを被覆していることが好ましい。これにより、ＤＡＦ３０はプラズマエッチングされ難くなって、不揮発性物質の飛散がさらに抑制される。
【００５８】
カバー１２４の本体部１２４Ｂは、例えば、セラミックス（例えば、アルミナ、窒化アルミニウムなど）や石英などの誘電体や、アルミニウムあるいは表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの金属で構成される。押さえ部材１０７は、上記の誘電体や金属の他、樹脂材料で構成され得る。
【００５９】
搬送キャリア２０が支持部１２２に受け渡された後、直流電源１２６からＥＳＣ電極１１９に電圧を印加する。これにより、保持シート２２がステージ１１１に接触すると同時にステージ１１１に静電吸着される。なお、ＥＳＣ電極１１９への電圧の印加は、保持シート２２がステージ１１１に載置された後（接触した後）に、開始されてもよい。
【００６０】
本工程では、基板１０を第１のプラズマに晒して、開口から露出する分割領域Ｒ１をエッチングし、基板１０から複数の素子チップを形成するとともに、開口からダイアタッチフィルム３０を露出させる。
第１のプラズマの発生条件は、エッチングされる半導体層１１の材質などに応じて設定される。
【００６１】
半導体層１１は、例えば、ボッシュプロセスによりプラズマエッチングされる。ボッシュプロセスでは、半導体層１１が深さ方向に垂直にエッチングされる。半導体層１１がＳｉを含む場合、ボッシュプロセスは、堆積ステップと、堆積膜エッチングステップと、Ｓｉエッチングステップとを順次繰り返すことにより、半導体層１１を深さ方向に掘り進む。この場合、半導体層１１の側面には、スキャロップといわれる複数の凹凸が形成される。
【００６２】
堆積ステップは、例えば、プロセスガスとしてＣ４Ｆ８を１５０〜２５０ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ１０３内の圧力を１５〜２５Ｐａに調整し、第１の高周波電源１１０Ａから第１の電極１０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗとして、第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０への投入電力を０〜５０Ｗとして、２〜１５秒間、処理する条件で行われる。
【００６３】
堆積膜エッチングステップは、例えば、プロセスガスとしてＳＦ６を２００〜４００ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ１０３内の圧力を５〜１５Ｐａに調整し、第１の高周波電源１１０Ａから第１の電極１０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗとして、第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０への投入電力を３００〜１０００Ｗとして、２〜１０秒間、処理する条件で行われる。
【００６４】
Ｓｉエッチングステップは、例えば、プロセスガスとしてＳＦ６を２００〜４００ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ１０３内の圧力を５〜１５Ｐａに調整し、第１の高周波電源１１０Ａから第１の電極１０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗとして、第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０への投入電力を５０〜５００Ｗとして、１０〜２０秒間、処理する条件で行われる。
【００６５】
上記のような条件で、堆積ステップ、堆積膜エッチングステップ、および、Ｓｉエッチングステップを繰り返すことにより、Ｓｉを含む半導体層１１は、１０〜２０μｍ／分の速度で深さ方向に垂直にエッチングされ得る。
【００６６】
なお、金属材料を含む回路層１２は、以下のような条件でプラズマエッチングされ得る。例えば、プロセスガスとしてＣＦ４とＡｒの混合ガス（ＣＦ４：Ａｒ＝１：４）を１５０〜２５０ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ１０３内の圧力を０．２〜１．５Ｐａに調整する。第１の高周波電源１１０Ａから第１の電極１０９に１５００〜２５００Ｗ、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給するとともに、第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０に５００〜１８００Ｗ、周波数１００ｋＨｚ以上（例えば、４００〜５００ｋＨｚ、あるいは、１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力を投入する。
【００６７】
（６）第６工程
基板１０を第２のプラズマに晒して、開口から露出するＤＡＦ３０をエッチングし、ＤＡＦ３０を素子チップ２００に対応するように分断する。第６工程により、複数の素子チップ２００が、素子チップ２００毎に分断されたＤＡＦ３０を介して保持シート２２に保持された状態で得られる。図９に、第６工程における素子チップ２００の断面を模式的に示す。
【００６８】
第２のプラズマの発生条件は、エッチングされるＤＡＦ３０の材質に応じて設定される。ＤＡＦ３０が、樹脂と無機フィラーとを含む樹脂組成物により形成される場合、第２のプラズマは、酸素およびフッ素を含むプロセスガスを用いて発生させることが好ましい。酸素を含むガスから発生する酸素ラジカルは、樹脂等の有機材料との反応性が高い。フッ素を含むガスから発生するフッ素ラジカルは、無機フィラーとの反応性が高い。そのため、酸素およびフッ素を含むプロセスガスを用いると、無機フィラーを含むＤＡＦ３０を効率的にエッチングすることができるとともに、無機フィラーの飛散が抑制され易くなる。酸素およびフッ素を含むプロセスガスとしては、例えば、酸素ガス（Ｏ２）と、フッ素含有ガス（ＳＦ６、ＣＦ４）との混合ガスが挙げられる。上記混合ガスにおけるフッ素含有ガスの流量比は、例えば５％以上である。
【００６９】
第２のプラズマのその他の発生条件として、例えば、真空チャンバ１０３内の圧力を５〜１０Ｐａにすることが好ましい。さらに、第２の電極１２０に５００〜１０００Ｗの高周波電力を投入して、ステージ１１１に高いバイアス電圧をかけることが好ましい。これにより、エッチングのイオン性が高まって、無機フィラーの飛散がさらに抑制され易くなる。ただし、バイアス電圧が高くなると、ステージ１１１上のＤＡＦ３０の温度が高くなり易い。そこで、ステージ１１１を例えば１５℃以下に冷却して、第６工程中のＤＡＦ３０の温度を、５０℃以下に維持することが好ましい。
【００７０】
第６工程は、具体的には以下の条件で行われ得る。酸素ガス（流量３５０ｓｃｃｍ）とＳＦ６（流量５０ｓｃｃｍ）との混合ガスを、プロセスガスとして真空チャンバ１０３内に供給しながら、真空チャンバ１０３内の圧力を５〜１０Ｐａに維持する。第１の電極１０９に３０００〜５０００Ｗの高周波電力を投入するとともに、ステージ１１１に５００〜１０００Ｗの高周波電力を投入する。これにより、１．５μｍ〜４μｍ／分程度のエッチング速度で、ＤＡＦ３０がエッチングされる。
【００７１】
ＤＡＦ３０のエッチングが終了すると、真空チャンバ１０３内のガスが排出され、ゲートバルブが開く。複数の素子チップ２００を保持する搬送キャリア２０は、ゲートバルブから進入した搬送機構によって、プラズマ処理装置１００から搬出される。搬送キャリア２０が搬出されると、ゲートバルブは速やかに閉じられる。搬送キャリア２０の搬出プロセスは、上記のような搬送キャリア２０をステージ１１１に搭載する手順とは逆の手順で行われてもよい。すなわち、カバー１２４を所定の位置にまで上昇させた後、ＥＳＣ電極１１９への印加電圧をゼロにして、搬送キャリア２０のステージ１１１への吸着を解除し、支持部１２２を上昇させる。支持部１２２が所定の位置まで上昇した後、搬送キャリア２０は搬出される。
【００７２】
ＤＡＦ３０がエッチングされた後、搬送キャリア２０を搬出する前に、アッシングを行ってもよい。これにより、カバー１２４の窓部１２４Ｗから露出している保護膜４０が除去される。図１０に、保護膜４０が除去された素子チップ２００の断面を模式的に示す。
【００７３】
アッシングは、例えば、アッシングガスとしてＣＦ４とＯ２との混合ガス（流量比ＣＦ４：Ｏ２＝１：１０）を１５０〜３００ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ１０３内の圧力を５〜１５Ｐａに調整し、第１の高周波電源１１０Ａから第１の電極１０９への印加電力を１５００〜５０００Ｗとして、第２の高周波電源１１０Ｂから第２の電極１２０への印加電力を０〜３００Ｗとする条件により行われる。なお、アッシング工程における第２の電極１２０への印加電力は、第５工程における第２の電極１２０への印加電力よりも小さくなるように設定することが望ましい。
【００７４】
なお、保護膜４０が水溶性である場合、アッシングに替えて、水洗により保護膜４０を除去してもよい。
【００７５】
（７）第７工程
素子チップ２００を、分断されたＤＡＦ３０とともに保持シート２２から取り外す。
素子チップ２００は、例えば、保持シート２２の非粘着層２２ｂ側から、保持シート２２およびＤＡＦ３０とともに突き上げピンで突き上げる。これにより、素子チップ２００の少なくとも一部は、保持シート２２から浮き上がる。その後、ピックアップ装置により、素子チップ２００は保持シート２２から取り外される。
【００７６】
得られた素子チップ２００の側面の走査電子顕微鏡写真（倍率１０００倍）を図１１に示す。ただし、図１１では、回路層が形成されていない領域を示している。Ｓｉ層（半導体層）の端面には、第５工程で行われたボッシュプロセスにより、スキャロップが形成されている。Ｓｉ層の下方には、第６工程により分断されたＤＡＦが配置されている。ＤＡＦの端面とＳｉ層の端面とは、ほぼ面一になっている。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の製造方法は、ダイアタッチフィルムに貼着された基板から、プラズマエッチングにより素子チップを製造する方法として有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１０：基板
１０Ｘ：第１の面
１０Ｙ：第２の面
１１：半導体層
１２：回路層
１２０１：多層配線層
１２０２：再配線層
１２０３：バンプ
２０：搬送キャリア
２１：フレーム
２１ａ：ノッチ
２１ｂ：コーナーカット
２２：保持シート
２２ａ：粘着層
２２ｂ：非粘着層
３０：ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）
３０ａ：第１露出領域
３０ｂ：第２露出領域
４０：保護膜
４０ａ：第１被覆領域
４０ｂ：第２被覆領域
１００：プラズマ処理装置
１０３：真空チャンバ
１０３ａ：ガス導入口
１０３ｂ：排気口
１０８：誘電体部材
１０９：第１の電極
１１０Ａ：第１の高周波電源
１１０Ｂ：第２の高周波電源
１１１：ステージ
１１２：プロセスガス源
１１３：アッシングガス源
１１４：減圧機構
１１５：電極層
１１６：金属層
１１７：基台
１１８：外周部
１１９：ＥＳＣ電極
１２０：第２の電極
１２１：昇降ロッド
１２２：支持部
１２３Ａ、１２３Ｂ：昇降機構
１２４：カバー
１２４Ｂ：本体部
１２４Ｗ：窓部
１２５：冷媒循環装置
１２６：直流電源
１２７：冷媒流路
１２８：制御装置
１２９：外周リング
２００：素子チップ
【図１】
2019125723.tif 000003
【図２Ａ】
2019125723.tif 000004
【図２Ｂ】
2019125723.tif 000005
【図３】
2019125723.tif 000006
【図４】
2019125723.tif 000007
【図５】
2019125723.tif 000008
【図６Ａ】
2019125723.tif 000009
【図６Ｂ】
2019125723.tif 000010
【図６Ｃ】
2019125723.tif 000011
【図６Ｄ】
2019125723.tif 000012
【図７】
2019125723.tif 000013
【図８】
2019125723.tif 000014
【図９】
2019125723.tif 000015
【図１０】
2019125723.tif 000016
【図１１】
2019125723.tif 000017