(57)【要約】【課題】基板を保持する保持シートを遮熱部により遮熱することにより生産歩留まりが改善される、素子チップの製造方法を提供する。【解決手段】この製造方法は、対向する第１および第２の面を有し、複数の素子領域および分割領域を有する基板を準備する準備工程と、基板およびフレームを保持シートで保持する保持工程と、樹脂成分および溶媒を含む樹脂原料液を基板の第１の面に塗布して、樹脂成分および溶媒を含む塗布膜を形成する塗布工程と、熱源から供給される熱からフレームおよび保持シートを遮熱する遮熱部を介して、第１の面に熱源から熱を加えることにより、塗布膜から溶媒を除去して樹脂膜を形成する加熱工程と、分割領域における第１の面を露出させるように樹脂膜をパターニングするパターニング工程と、分割領域において、基板をプラズマエッチングすることにより、基板を複数の素子チップに個片化する個片化工程と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１および第２の面を有し、複数の素子領域および該素子領域を画定する分割領域を有する基板を準備する準備工程と、
前記基板の前記第２の面および前記基板を取り囲む環状のフレームを保持シートで保持する保持工程と、
樹脂成分および溶媒を含む樹脂原料液を前記基板の前記第１の面に塗布して、前記樹脂成分および前記溶媒を含む塗布膜を形成する塗布工程と、
熱源から供給される熱から前記フレームおよび前記保持シートを遮熱する遮熱部を介して、前記保持シートに保持された前記基板の前記第１の面に前記熱源から熱を加えることにより、前記塗布膜から前記溶媒を実質的に除去して樹脂膜を形成する加熱工程と、
前記樹脂膜をパターニングして、前記分割領域における前記第１の面を露出させるパターニング工程と、
前記分割領域において、前記基板を前記第１の面から前記第２の面までプラズマエッチングすることにより、前記基板を複数の素子チップに個片化する個片化工程と、を備える素子チップの製造方法。
【請求項２】
前記保持シートは熱可塑性樹脂を含み、
前記加熱工程において、前記樹脂膜は前記熱可塑性樹脂の軟化温度より高い温度に加熱され、前記保持シートは前記樹脂膜よりも低い温度に維持される、請求項１に記載の素子チップの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂膜が感光性を有するノボラック型樹脂を含み、
前記パターニング工程は、前記樹脂膜を露光する工程と露光された前記樹脂膜を現像する工程と、を有する、請求項２に記載の素子チップの製造方法。
【請求項４】
前記樹脂膜が水溶性樹脂を含み、
前記パターニング工程は、前記樹脂膜にレーザ光を照射して、前記レーザ光の照射された部分の前記樹脂膜を除去することにより行われる、請求項２に記載の素子チップの製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程が、前記遮熱部を冷却しながら行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の素子チップの製造方法。
【請求項６】
前記熱源が輻射熱を発生させる輻射熱源を含み、
前記加熱工程が、前記基板の前記第１の面に前記輻射熱を加えることを含み、
前記遮熱部は、その表面に反射膜を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の素子チップの製造方法。
【請求項７】
前記第１の面が鉛直下向きに面し、前記基板の下方に配置された前記熱源を用いて、前記基板の前記第１の面に熱を加え、または
前記第１の面が鉛直上向きに面し、前記基板の上方に配置された前記熱源を用いて、前記基板の前記第１の面に熱を加える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の素子チップの製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程において、前記遮熱部と前記基板および前記フレームとが互いに離間している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の素子チップの製造方法。
【請求項９】
搬送キャリアに保持された基板を加熱するための基板加熱装置であって、前記搬送キャリアは、保持シートと前記保持シートの外周部に配置されるフレームとを備え、前記基板は第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面を備えるとともに、前記第２の面が前記保持シートに保持されており、前記基板加熱装置は、
前記搬送キャリアを支持する支持部と、
前記基板の前記第１の面と対向するように配置され、前記基板の前記第１の面を加熱するための熱源と、
前記熱源と前記搬送キャリアとの間に配置された遮熱部と、を備える基板加熱装置。
【請求項１０】
前記熱源は、輻射熱を発生させる輻射熱源であり、
前記遮熱部は、前記熱源と対向する第１の表面に前記輻射熱を反射する反射膜を備える、請求項９に記載の基板加熱装置。
【請求項１１】
前記遮熱部は、前記支持部に支持された前記搬送キャリアとは離間している、請求項９または１０に記載の基板加熱装置。
【請求項１２】
前記遮熱部は、前記支持部に支持された前記搬送キャリアと対向する第２の表面を備え、
前記第２の表面は、少なくとも前記フレームを覆うように延びる水平面と、前記水平面と連続して設けられ、前記フレームと前記基板の間に露出する保持シートに対して徐々に接近するように傾斜する傾斜面とを有する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
【請求項１３】
前記支持部は、前記第１の面を上にした状態で、前記基板および前記フレームを保持する前記保持シートを支持するステージであり、
前記熱源は前記搬送キャリアの上方に配置される、
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
【請求項１４】
前記支持部は、前記第１の面を下にした状態で、前記フレームを下方から支持するように設けられ、
前記熱源は、前記搬送キャリアの下方に配置される、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
【請求項１５】
前記遮熱部を冷却するための冷却機構をさらに備えた、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
【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および基板加熱装置に関し、とりわけ保持シートに保持された基板をプラズマエッチングする工程を含む素子チップの製造方法、およびその製造方法を行う基板加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板を複数の素子チップに個片化する（ダイシング）する方法として、ブレードによる機械的な切断技術を用いたブレードダイシング、レーザ加工技術を用いたレーザダイシング、プラズマ加工技術を用いたプラズマダイシング等が知られている。ダイシングは、加工対象の基板が薄い場合の取り扱い性の良さや、個片化により形成される複数の素子チップの取り扱い性の良さの観点から、通常、フレームに保持された保持シートに半導体基板を貼り付けた状態で行われる。
【０００３】
なかでも、プラズマダイシングは、ブレードダイシングやレーザダイシングとは異なり、基板表面の全体を一括して加工できるため、基板から切り出される素子チップの数が多い場合であっても加工効率が低下しない等の利点を有する。しかしながら、プラズマダイシングの場合、基板の表面全体にプラズマを照射しながらダイシングが行われるため、基板の素子領域を被覆し、かつ、基板の分割領域を露出させるようにパターニングされたマスクを、基板の表面に形成する必要がある。このようなマスクは、フォトリソグラフィやレーザグルービングにより形成できる。
【０００４】
フォトリソグラフィによるマスク形成は、基板の表面に塗布したレジスト液を９０℃以上の加熱処理により乾燥させてレジスト膜を形成した後、露光と現像を行い、レジスト膜をパターニングすることにより行われる。
【０００５】
また、レーザグルービングによるマスク形成は、基板の表面に樹脂の原料液を塗布して樹脂膜を形成した後、樹脂膜にレーザ光を照射し、レーザ光の照射された部分の樹脂膜を除去して、樹脂膜をパターニングすることにより行われる。レーザグルービングに用いられるマスク材料としては、例えば、ポリイミドやポリビニルアルコールなどが挙げられる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、レジストマスクを用いるプラズマダイシングが記載されている。また例えば、特許文献２にはレーザグルービングにより加工した樹脂膜をマスクとして用いるプラズマダイシングが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１４−５１３８６８号公報
【特許文献２】特表２０１４−５２３１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プラズマダイシングにおいて、マスクの形成は、保持シートへの基板の貼り付けの前または後に行われる。基板が比較的厚い場合には、基板の反りや割れが生じにくく、基板単独でのハンドリングが容易であるため、通常のウエハプロセスにより、基板にマスクを形成してから、マスクを形成した基板を保持シートに貼り付けることができる。しかし、基板が厚い場合には、個片化に要するプラズマ処理の時間が長くなったり、また、長時間のプラズマ処理に耐えるためには厚いマスクも必要となるため、生産性が低下する。そのため、あらかじめ基板を研削して薄化し、薄化された基板を保持シートに貼り付けてプラズマダイシングすることが、プラズマ処理時間を短くでき、マスクも薄くできるため、好ましい。しかしながら、薄い基板は割れや反りが発生しやすくハンドリングが困難であるため、薄い基板にマスクを形成してから保持シートに貼り付けると、歩留まりが低下しやすい。そこで、基板を保持シートに貼り付けてからマスクを形成することが可能であれば、基板が薄くても破損が生じにくく、生産性向上と歩留まり向上の両立が期待されるが、以下の課題がある。
【０００９】
通常ダイシングに用いられる保持シートは熱可塑性樹脂からなり、耐熱性に乏しい。したがって、レジストや樹脂からなるマスクを形成する際に、保持シートが軟化するような高温での加熱処理を行うと、保持シートが変形（伸縮および湾曲）して、ウエハを平坦な状態に維持することができない。ウエハを平坦な状態に維持できないと、マスク形成工程でパターニングの精度が低下したり、プラズマ処理中の保持シートおよび基板の冷却が不足したりして、完成品である素子チップの生産歩留まりが低下する。
【００１０】
一方、フォトリソグラフィによりマスクを形成する場合、マスクを形成する際の加熱処理が不足しレジストの乾燥が不十分であると、レジストマスクの露光によるパターニング精度が低下する。また、プラズマ処理中にマスク焼け（「レジスト焼け」ともいい、熱によりレジストマスクに変形等の劣化が生じる現象を指す。）が発生するなどの不具合が生じる。レーザグルービングによりマスクを形成する場合も同様に、マスクを形成する際の加熱処理が不足すると、プラズマ処理中にマスク焼けが発生する等の不具合が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る第１の態様は、素子チップの製造方法に関し、この製造方法は、対向する第１および第２の面を有し、複数の素子領域および該素子領域を画定する分割領域を有する基板を準備する準備工程と、前記基板の前記第２の面および前記基板を取り囲む環状のフレームを保持シートで保持する保持工程と、樹脂成分および溶媒を含む樹脂原料液を前記基板の前記第１の面に塗布して、前記樹脂成分および前記溶媒を含む塗布膜を形成する塗布工程と、熱源から供給される熱から前記フレームおよび前記保持シートを遮熱する遮熱部を介して、前記保持シートに保持された前記基板の前記第１の面に前記熱源から熱を加えることにより、前記塗布膜から前記溶媒を実質的に除去して樹脂膜を形成する加熱工程と、前記樹脂膜をパターニングして、前記分割領域における前記第１の面を露出させるパターニング工程と、前記分割領域において、前記基板を前記第１の面から前記第２の面までプラズマエッチングすることにより、前記基板を複数の素子チップに個片化する個片化工程と、を備える。
【００１２】
本発明に係る第２の態様は、基板加熱装置に関し、この基板加熱装置は、搬送キャリアに保持された基板を加熱するための基板加熱装置であって、前記搬送キャリアは、保持シートと前記保持シートの外周部に配置されるフレームとを備え、前記基板は第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面を備えるとともに、前記第２の面が前記保持シートに保持されており、前記基板加熱装置は、前記搬送キャリアを支持する支持部と、前記基板の前記第１の面と対向するように配置され、前記基板の前記第１の面を加熱するための熱源と、前記熱源と前記搬送キャリアとの間に配置された遮熱部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る態様によれば、基板を保持する保持シートを遮熱部で遮熱して、保持シートの変形を防止することにより、素子チップの生産歩留まりを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る素子チップの製造方法を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）は、基板を上から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIＢ−IIＢ線から見た断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の部分拡大図である。
【図３】（ａ）は、保持シートに固着させた基板および環状のフレームを上から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIＢ−IIIＢ線から見た断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、搬送キャリアに固着された基板の断面図であり、レジスト溶液が基板表面に塗布される前後の状態を示す。
【図５】本発明の実施形態に係るフェイスアップ型の基板加熱装置を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るフェイスダウン型の基板加熱装置を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付図面を参照して、本発明に係る素子チップの製造方法の実施形態を以下説明する。実施形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（たとえば「上方」、「下方」、「鉛直」、および「水平」等）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。なお各図面において、各構成部品の形状または特徴を明確にするため、これらの寸法を相対的なものとして図示し、必ずしも同一の縮尺比で表したものではない。
【００１６】
本発明の実施形態に係る素子チップの製造方法は、概略、図１のフローチャートに示すように、（ａ）複数の素子領域、およびこれらを画定する分割領域を有する基板を準備する工程（基板準備工程）と、（ｂ）基板およびフレームを保持シートで保持する工程（基板保持工程）と、（ｃ）樹脂成分および溶媒を含む樹脂原料液を基板の表面に塗布する工程（樹脂塗布工程）と、（ｄ）樹脂原料液から溶媒を実質的に除去して樹脂膜を形成する工程（溶媒除去工程）と、（ｅ）樹脂膜をパターニングして、基板の分割領域における表面を露出させる工程（パターニング工程）と、（ｆ）分割領域において、基板を表面から裏面までプラズマエッチングすることにより、基板を複数の素子チップに個片化する工程（プラズマエッチング工程）と、（ｇ）樹脂膜を除去する工程（アッシング工程）と、を有する。
【００１７】
ａ）基板準備工程
基板準備工程で準備される基板１は、プラズマエッチング技術を用いて、複数の素子チップに個片化されるものである。基板１は、シリコンウエハのような半導体基板、フレキシブルプリント基板のような樹脂基板、セラミックス基板等であってもよく、半導体基板は、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）等で形成されたものであってもよい。本発明は基板の材料等に限定されるものではない。
【００１８】
図２（ａ）は、基板１を上から見た平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIＢ−IIＢ線から見た断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）の部分拡大図である。基板１は、図２（ｂ）に示すように、対向する第１および第２の面１ａ，１ｂ（以下、「表面１ａ」および「裏面１ｂ」ともいう。）を含む。また図２（ｃ）に示すように、基板１は、その表面１ａ上に複数の素子領域１ｃおよびこれを画定する分割領域１ｄを有する。基板１の各素子領域１ｃは、所望の電気回路を構成する集積回路を含み、プラズマエッチング工程後、素子チップ１ｃを構成し、各分割領域１ｄは、ダイシングラインを構成するものである。
【００１９】
各素子領域１ｃ上の電気回路は、これに限定するものではないが、半導体回路、電子部品素子、ＭＥＭＳ等の回路層を有してもよい。回路層は、絶縁膜、導電層、樹脂保護層、電極パッド等を含む多層積層体として構成されてもよい。基板１は、多層積層体を構成した後、基板１の厚みを薄くするため、裏面１ｂを研磨してもよい。
【００２０】
基板１は、任意の平面形状を有し得るが、この実施形態に係る基板１は、図２（ａ）に示すように、略円形の平面形状を有し、最大径が５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度であり、厚みが１５０μｍまたは１００μｍ以下であり、５０μｍ以下であってもよい。基板１が薄くなるほど、基板１を個片化するためにプラズマエッチング技術を用いることの優位性が高くなる。基板１の平面形状は、円形の他、矩形の平面形状であってもよく、オリエンテーションフラット（図２（ａ））、およびノッチ等の切欠きを有するものであってもよい。
【００２１】
ｂ）基板保持工程
基板１および環状のフレーム２は、素子領域１ｃに所望の電気集積回路を形成する際、または少なくとも後述する樹脂塗布工程の前に、保持シート３に保持される。図３（ａ）は、保持シート３に固着させた基板１および環状のフレーム２を上から見た平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIＢ−IIIＢ線から見た断面図である。保持シート３は、粘着剤を含む上面（粘着面３ａ）と、粘着剤を含まない下面（非粘着面３ｂ）とを有する。保持シート３は、その粘着面３ａに基板１および環状のフレーム２を固着させることにより、基板１およびフレーム２を保持する。環状のフレーム２は、円形の開口部２ａを含み、フレーム２の開口部２ａと基板１とが同心円状に配置されるように保持シート３に保持され、基板１で覆われていない開口部２ａにおいて粘着面３ａが露出している。本願では、保持シート３と、これに固着されたフレーム２との組み合わせを搬送キャリア４といい、搬送キャリア４に固着された基板１をキャリア付き基板１ともいう。基板１は、それ自体が薄いものであっても、搬送キャリア４により保持されるため、後続の工程において、基板１を容易に操作および搬送することができる。
【００２２】
保持シート３の基材は、ポリエチレン、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を用いて形成される。また、後述するアッシング工程後、保持シート３は、フレーム２から取り外され、半径方向に拡張させることにより、個別の素子チップ１ｃの間隔を広げ、粘着面３ａから容易にピックアップできるように、伸縮性を有するように調製されている。保持シート３の基材は、伸縮性を付加するために、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））、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、導電性材料等の各種添加剤が含まれる。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もよい。保持シート３の基材の厚みは、特に限定されないが、例えば５０μｍ〜１５０μｍである。
【００２３】
一方、保持シート３の粘着面３ａは、粘着力を低減させることができる粘着成分からなることが好ましい。これは、後述の個片化工程の後に、紫外線（ＵＶ光）を照射することにより個片化された素子チップ１ｃを粘着面３ａからさらに容易にピックアップしやすくするためである。保持シート３は、例えば、フィルム状の基材の一方の粘着面３ａにＵＶ硬化型アクリル粘着剤を５〜２０μｍの厚みに塗布することにより形成してもよい。
【００２４】
またフレーム２は、基板１および保持シート３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２の開口部２ａは、上述の円形形状の他、矩形、六角形など多角形の形状を有するものであってもよい。またフレーム２は、図３に示すように、位置決めのためのノッチ２ｂまたはコーナーカット２ｃを有していてもよい。フレーム２は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、樹脂等を用いて形成される。
【００２５】
ｃ）樹脂塗布工程
樹脂塗布工程では、樹脂成分および溶媒を含む樹脂原料液（レジスト溶液ともいう）が基板１の表面１ａに塗布され、樹脂成分および溶媒を含む塗布膜５が形成される。レジスト溶液を基板１の表面１ａに塗布する手法は、レジスト溶液が基板１の表面１ａの上に均一に塗布されるものであれば、任意の手法を用いることができ、例えばスプレー塗布装置またはスピンコーティング塗布装置（ともに図示せず）を用いて、レジスト溶液を塗布してもよい。またレジスト溶液は、感光性のフォトレジストの原料液であってもよい。この場合、フォトレジストは、ポジ型またはネガ型のタイプを問わない。また、レジスト溶液は、水溶性樹脂の原料液であってもよい。
【００２６】
図４（ａ）は、レジスト溶液が基板１の表面１ａに塗布される前の状態にある、搬送キャリア４に固着された基板１の断面図であり、図４（ｂ）は、スプレー塗布装置を用いて、レジスト溶液を塗布し、樹脂成分および溶媒を含む塗布膜５が形成された後の状態を示す同様の断面図である。スプレー塗布装置は、インクジェット方式または静電スプレー方式のものであってもよい。インクジェット方式の塗布装置は、レジスト溶液の小滴を基板１の表面１ａに向けて吐出して堆積させるものある。静電スプレー方式の塗布装置は、帯電させたレジスト溶液を、逆極性を有する基板１の表面１ａに噴霧する方式である。
【００２７】
図４（ｃ）は、スピンコーティング塗布装置を用いて、レジスト溶液を塗布し、樹脂成分および溶媒を含む塗布膜５が形成された直後の状態を示す断面図であり、余剰のレジスト溶液が遠心力で基板１の表面１ａの周縁部およびこれに隣接する保持シート３の一部領域に付着して塗布膜５を形成した状態を示す。スピンコーティング塗布装置は、基板１を鉛直方向の回転軸を中心に回転させながら、基板１の中心Ｃ付近からレジスト溶液を滴下することにより、レジスト溶液を基板１の表面１ａの全体に塗布するものである。このとき図４（ｃ）に示すように、余剰のレジスト溶液が滴下された場合、エッジリンス処理を施し、基板１の表面１ａの周縁部および保持シート３の一部領域に付着したレジスト溶液を除去して、図４（ｂ）に示すように、塗布膜５を基板１の表面１ａのみに形成するようにしてもよい。
【００２８】
ｄ）加熱工程
上述のように、レジスト溶液は、樹脂成分および溶媒を含むものであるため、樹脂塗布工程で塗布された塗布膜５は膜中に溶媒を含む。基板１の表面１ａに塗布された塗布膜５は、膜中に残存する溶媒を乾燥または除去するために熱処理（プリベイク）されて、表面１ａの上に樹脂膜６（フォトレジスト膜ともいう）が形成される。
【００２９】
レジスト溶液として感光性レジストの原料液を用いる場合、樹脂成分は、例えば、Ｉ線などのＵＶ光の照射により現像液に対する溶解性が変化する感光性物質を主成分とするものである。感光性物質は、ノボラック樹脂（フェノール系樹脂）を含み、溶媒は、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル・アセタート（ＰＧＭＥＡ）を含む。
【００３０】
レジスト溶液として感光性レジストの原料液を用いる場合、未硬化状態の塗布膜５は、９０℃以上の高温に晒して十分に溶媒を乾燥または除去させるとともに、樹脂成分を硬化させる必要がある。溶媒が残存したり、硬化が不足すると、後述するパターニング工程での露光や現像において、精緻なパターニングが形成されにくくなるためである。また、溶媒が残存したり、硬化が不足すると、後述するプラズマエッチング工程において、プラズマ処理中にマスク焼けが発生するなどの不具合が生じるためである。
【００３１】
レジスト溶液として水溶性レジストの原料液を用いる場合、樹脂成分は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドのいずれかを主成分とするものである。溶媒は、水やジメチルスルホキシドを含む。
【００３２】
レジスト溶液として水溶性レジストの原料液を用いる場合、未硬化状態の塗布膜５は、９０℃以上の高温に晒して十分に溶媒を乾燥または除去させるとともに樹脂成分を硬化させる必要がある。溶媒が残存したり、硬化が不足すると、後述するプラズマエッチング工程において、プラズマ処理中にマスク焼けが発生するなどの不具合が生じるためである。
【００３３】
しかしながら、基板１を保持する保持シート３は、ゴム成分を含む伸縮性を有する熱可塑性樹脂で形成されているため、耐熱温度は約６０℃であり、上記加熱工程においても熱可塑性樹脂の軟化温度以下（例えば約５０℃以下）に維持して、保持シート３の変形（伸縮および湾曲）を抑制する必要がある。
【００３４】
図５は、本発明の実施形態に係る基板加熱装置１０を概略的に示す断面図である。図５に示す基板加熱装置１０は、概略、電熱ヒータまたは赤外線（ＩＲ）ランプ等の熱源１２と、フレーム２および基板１が固着した保持シート３（搬送キャリア４）を真空吸着により支持するステージ１４と、フレーム２の開口部２ａで露出する保持シート３およびフレーム２と熱源１２との間に配置された遮熱カバー１６（遮熱部ともいう。）と、を備える。すなわち搬送キャリア４は、保持シート３と保持シート３の外周部に配置されるフレーム２とを備え、基板１は第１の面と、その反対側の第２の面を備え、第２の面が保持シート３に保持されている。
【００３５】
また遮熱カバー１６は、基板１の周縁部と実質的に同一の平面形状を有する窓部１６ａを有し、鉛直方向に移動可能な昇降ロッド（図示せず）を含むステージ１４または基板加熱装置１０の筐体またはその連結部品（図示せず）に昇降自在に支持されている。
【００３６】
遮熱カバー１６とステージ１４との間の空間を広げるように、昇降ロッドを用いて遮熱カバー１６を上昇させる。ベルヌーイチャックまたは搬送アーム等の搬送機構（図示せず）を用いて、搬送キャリア４が基板加熱装置１０内の所定位置に搬送される。再び昇降ロッドを用いて遮熱カバー１６を下降させ、遮熱カバー１６は基板１の周縁部に隣接するように配置される。また下降した遮熱カバー１６から基板１に直接的に伝熱することがないように、遮熱カバー１６は基板１から離間して配置される。このように配置された熱源１２は、遮熱カバー１６と協働して、実質的に基板１の表面１ａのみが約９０℃以上に加熱され、保持シート３を約５０℃以下に維持するように構成されている。
【００３７】
したがって、本発明の実施形態に係る溶媒除去工程および基板加熱装置１０によれば、塗布膜５を９０℃以上の高温に晒して十分に溶媒を乾燥または除去させて、樹脂膜６を形成することにより、精緻なパターニングを形成し、プロセスマージンの低下を回避するとともに、伸縮性を有する保持シート３を５０℃以下の温度に維持して、その形状を一定に維持することにより、完成品である素子チップ１ｃの生産歩留まりを向上させることができる。
【００３８】
遮熱カバー１６は、熱源１２からの熱を受けて高温になり、とりわけ金属で形成された場合には伝熱性が高く、保持シート３が遮熱カバー１６から実質的な輻射熱を受ける。そこで、溶媒除去工程中、遮熱カバー１６を冷却してもよい。こうした冷却機構の具体例として、遮熱カバー１６は、冷却媒体を冷却装置との間で循環させる冷却流路（ともに図示せず）を内蔵し、冷却媒体を循環させることにより、保持シート３に対する輻射熱を低減するように構成してもよい。また、遮熱カバー１６を支持する昇降ロッド、または基板加熱装置１０の筐体もしくはその連結部品を同様に冷却して、遮熱カバー１６を間接的に冷却してもよい。さらに、保持シート３（搬送キャリア４）を真空吸着するステージ１４の内部に冷却流路を配置し、遮熱カバー１６を冷却してもよい。
【００３９】
熱源１２は、熱風を吹き出す熱風ファンであってもよいが、遮熱カバー１６と基板１の間からの間隙から熱風が流入して、保持シート３が５０℃以上に加熱されるような場合には、輻射熱を発する電熱ヒータまたはＩＲランプであることが好ましい。また熱源１２が輻射熱を発するものである場合、遮熱カバー１６は、少なくとも熱源１２に対向する第１の表面または全体表面に反射膜を形成し、熱源１２からの輻射熱を反射して、遮熱カバー１６の上昇温度を低減するように構成してもよい。
【００４０】
遮熱カバー１６は、鉛直方向の断面が平坦であってもよいが（図５（ａ））、ステージ１４に支持された搬送キャリア４に対向する第２の表面が、少なくともフレーム２を覆うように延びる水平面１７ａと（図５（ｂ）では天井面）、水平面１７ａと連続して設けられ、フレーム２と基板１の間で露出する保持シート３に対して徐々に接近するように傾斜する傾斜面１７ｂまたは上に凸となる形状の湾曲面（図示せず）とを有してもよい。図５（ｂ）に示す遮熱カバー１６は、水平面１７ａおよび傾斜面１７ｂ（もしくは湾曲面）と保持シート３との距離をより大きくして、保持シート３が遮熱カバー１６から受ける輻射熱をより小さくすることにより、保持シート３の上昇温度をさらに低減することができる。
【００４１】
図５（ａ）および（ｂ）に示す基板加熱装置１０は、上記実施形態で説明したように、基板１が鉛直上向きに面するフェイスアップ型のものであるが、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板１が鉛直下向きに面するフェイスダウン型のものであってもよい。フェイスダウン型の基板加熱装置１０は、筐体から水平方向に延び、搬送キャリア４を支持する連結部品１８を有する。連結部品１８は、基板１が鉛直下向きに面するように、搬送キャリア４を支持する。フェイスダウン型の基板加熱装置１０は、連結部品１８の代わりに、搬送キャリア４を上方から真空吸着する吸着機構を有してもよい。フェイスダウン型の基板加熱装置１０は、上記説明したフェイスアップ型のものと同様、電熱ヒータまたは赤外線（ＩＲ）ランプ等の熱源１２と、保持シート３およびフレーム２と熱源１２との間に配置された遮熱カバー１６とを有する。
【００４２】
図６に示すフェイスダウン型の基板加熱装置１０は、基板１が鉛直上向きに面した状態にある搬送キャリア４を、例えばベルヌーイチャックまたは真空吸着アーム等を用いて上下反転させる必要がある点で、フェイスアップ型のものよりやや複雑な上下反転機構を必要とする。しかし、こうした上下反転機構は、汎用性の高いものが市場に流通しており、入手が容易である。また熱源１２も同様に、例えばホットプレート等の簡便な構造を有するものを利用することができるので、フェイスダウン型の基板加熱装置１０を容易に実現することができる。
【００４３】
連結部品１８および遮熱カバー１６は、図示しない昇降機構を用いて、熱源１２に対して鉛直方向に昇降させることができるように構成してもよい。こうして、遮熱カバー１６を基板１の周縁部に隣接させるとともに、遮熱カバー１６から基板１に直接的に伝熱することがないように遮熱カバー１６を基板１から離間して配置することができる。
【００４４】
フェイスダウン型の基板加熱装置１０は、フェイスアップ型のものと同様、遮熱カバー１６を冷却するための冷却機構を有してよい。たとえば冷却媒体を循環させる冷却流路を遮熱カバー１６内に設けることにより、遮熱カバー１６から保持シート３への輻射熱を低減することができる。また基板加熱装置１０の筐体もしくはその連結部品１８を同様に冷却して、遮熱カバー１６を間接的に冷却してもよい。
【００４５】
遮熱カバー１６は、鉛直方向の断面が平坦であってもよいが（図６（ａ））、連結部品１８に支持された搬送キャリア４に対向する第２の表面が、少なくともフレーム２を覆うように延びる水平面１７ａと、水平面１７ａと連続して設けられ、フレーム２と基板１の間で露出する保持シート３に対して徐々に接近するように傾斜する傾斜面１７ｂまたは上に凸となる形状の湾曲面（図示せず）とを有してもよい。図６（ｂ）および（ｃ）に示す遮熱カバー１６は、水平面１７ａおよび傾斜面１７ｂ（もしくは湾曲面１７ｃ）と保持シート３との距離をより大きくして、保持シート３が遮熱カバー１６から受ける輻射熱をより小さくすることにより、保持シート３の上昇温度をさらに低減することができる。
【００４６】
上記説明したフェイスアップ型およびフェイスダウン型の基板加熱装置１０において、熱源１２は、遮熱カバー１６と協働して、実質的に基板１の表面１ａのみが約９０℃以上に加熱され、保持シート３を約５０℃以下に維持するように構成されている。したがって、本発明によれば、塗布膜５を９０℃以上の高温に晒して十分に溶媒を乾燥または除去させて、樹脂膜６を形成することにより、精緻なパターニングを形成し、プロセスマージンの低下を回避するとともに、保持シート３を５０℃以下の温度に維持して湾曲することを防止し、素子チップ１ｃの生産歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
ｅ）パターニング工程
パターニング工程は、樹脂膜６をパターニングして、基板１の分割領域１ｄにおける表面１ａを露出させる工程である。レジスト溶液として感光性レジストの原料液を用いる場合、パターニング工程は、より具体的には、基板１の表面１ａに分割領域１ｄに対応するパターンで基板１の表面１ａに形成された樹脂膜６（フォトレジスト膜）にＵＶ光を照射する露光工程と、分割領域１ｄにおける樹脂膜６を現像液で除去する現像工程と、残存する現像液を純水等で洗浄する洗浄工程と、を有する。
【００４８】
露光工程では、これに限定するものではないが、例えばＵＶ光としてＩ線を照射することにより、樹脂膜６（フォトレジスト膜）の現像液に対する溶解性を変化させる。現像工程では、樹脂膜６（フォトレジスト膜）の特性に適合した現像液および現像方式（ディップ現像またはスプレー現像）を用いて、基板１の分割領域１ｄにおける樹脂膜６（フォトレジスト膜）を現像液で除去する。後工程のプラズマエッチング工程において分割領域のエッチングを行うためにも、分割領域を覆う樹脂膜６（フォトレジスト膜）を確実に除去する必要がある。洗浄工程では、純水または専用リンスを用いて、十分に現像液を洗い流した後、純水等を乾燥させる。パターニング工程のこれらの各工程においても、保持シート３は５０℃以下の温度に維持され、湾曲することが防止される。こうしてパターニング工程において、樹脂膜６をパターニングして、基板１の分割領域１ｄにおける表面１ａを露出させる。
【００４９】
なお、パターニング工程は上述のフォトリソグラフィを用いる方法に限るものではなく、レーザグルービングにより行ってもよい。この場合、レジスト溶液として感光性レジストの原料液を用いてもよいし、水溶性樹脂の原料液を用いてもよい。レーザグルービングによる加工は以下のようにして行うことができる。レーザ光源として、ＵＶ波長（例えば３５５ｎｍ）のナノ秒レーザを用いる。そして、パルス周期４０ｋＨｚ、出力０．３Ｗ、スキャン速度２００ｍｍ／秒で、分割領域１ｄへのレーザ光の照射し、樹脂膜６を除去し、基板１の分割領域１ｄにおける表面１ａを露出させる。
【００５０】
ｆ）プラズマエッチング工程
プラズマエッチング工程は、パターニング工程で露出させた基板１の分割領域１ｄにおいて、基板１の表面１ａから裏面１ｂまでプラズマエッチングすることにより、基板１を複数の素子チップ１ｃに個片化する工程である。
【００５１】
詳細図示しないが、プラズマエッチング工程およびこれに用いられるドライエッチング装置の一例について以下説明する。
ドライエッチング装置は、プロセスガス源およびアッシングガス源が接続されたガス導入口と、真空ポンプに接続された排気口と、を有する処理チャンバを備える。搬送キャリア４および基板１が処理チャンバ内のステージに載置された後、真空ポンプを用いて処理チャンバ内を減圧し、所定のプロセスガスが処理チャンバ内に導入される。そしてアンテナ（プラズマ源）に高周波電力を供給することで形成されたプロセスガスのプラズマにより、処理チャンバ内の基板１の分割領域１ｄがドライエッチングされて、基板１は、素子領域１ｃを含む複数の素子チップ１ｃに分割される。
【００５２】
またドライエッチング装置は、プロセスガス源、アッシングガス源、真空ポンプ、および高周波電力源を制御する制御装置を備え、最適化されたドライエッチング条件でプラズマエッチングを行うように上記構成要素を制御する。
【００５３】
ｇ）アッシング工程
アッシング工程は、プラズマエッチング工程後に、樹脂膜６を除去する工程である。アッシング工程は、ドライエッチングを行った処理チャンバ内で引き続き行ってもよい。アッシング工程は、アッシングガス（例えば、酸素ガス）を処理チャンバ内に導入し、同様にアンテナ（プラズマ源）に高周波電力を供給することで形成されたアッシングガスのプラズマにより、処理チャンバ内の基板１の表面１ａから樹脂膜６を除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、保持シートに保持された基板をプラズマエッチングする工程を含む素子チップの製造方法、およびその製造方法を行う基板加熱装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…基板、１ａ…表面、１ｂ…裏面、１ｃ…素子領域（素子チップ）、１ｄ…分割領域、
２…フレーム、２ａ…開口部、
３…保持シート、３ａ…粘着面、３ｂ…非粘着面、
４…搬送キャリア、
５…塗布膜、
６…樹脂膜（フォトレジスト膜）、
１０…基板加熱装置、１２…熱源、１４…ステージ、
１６…遮熱カバー、１６ａ…窓部、１７ａ…水平面、１７ｂ…傾斜面、１７ｃ…湾曲面、１８…連結部品
【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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