(57)【要約】  本発明は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供する。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供することを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。複合フィルムが、基板及びサポート・フィルムに付着される。複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料が除去される。少なくとも１つのストリート領域から、露出されている複合フィルムが除去される。複合フィルムの露出されている部分の第１の成分がプラズマ・エッチングされる。複合フィルムに力を加えることによって、複合フィルムの第２の成分が除去される。
2021527318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、前記基板は、上部表面及び底部表面を有し、前記基板の前記上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
前記複合フィルムを前記基板及び前記サポート・フィルムに付着させるステップと、
前記複合フィルムの一部分を露出させるために前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料を除去するステップと、
前記少なくとも１つのストリート領域から、露出されている前記複合フィルムを除去するステップと、
前記複合フィルムの露出されている部分の第１の成分をプラズマ・エッチングするステップと、
前記複合フィルムに力を加えることによって、前記複合フィルムの第２の成分を除去するステップとを含む、方法。
【請求項２】
５０トールよりも大きい圧力でプラズマを発生させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板材料を除去するステップは、基板エッチング・プロセスをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記加工物を冷却するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複合フィルムが、マトリックス・ベースの材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の成分がマトリックス成分である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の成分がフィラー成分である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の成分はポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プラズマ・エッチング・プロセスが、少なくとも部分的に等方性である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
加えられる前記力は、流体ジェットをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、前記基板は、上部表面及び底部表面を有し、前記基板の前記上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
前記複合フィルムを前記基板及び前記サポート・フィルムに付着させるステップと、
前記複合フィルムの一部分を露出させるために前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料を除去するステップと、
少なくとも１つのストリート領域から、露出されている前記複合フィルムを除去するステップと、
５０トールよりも大きい圧力でプラズマを発生させるステップと、
発生した前記プラズマを使用して、前記複合フィルムの露出されている部分の第１の成分をプラズマ・エッチングするステップと、
前記複合フィルムに力を加えることによって、前記複合フィルムの第２の成分を除去するステップとを含む、方法。
【請求項１２】
前記基板材料を除去するステップは、基板エッチング・プロセスをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記加工物を冷却するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複合フィルムが、マトリックス・ベースの材料を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の成分がマトリックス成分である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の成分がフィラー成分である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の成分はポリマーを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記プラズマ・エッチング・プロセスが、少なくとも部分的に等方性である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
加えられる前記力は、流体ジェットをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、前記基板は、上部表面及び底部表面を有し、前記基板の前記上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
前記複合フィルムを前記基板及び前記サポート・フィルムに付着させるステップと、
前記複合フィルムの一部分を露出させるために前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料を除去するステップと、
前記少なくとも１つのストリート領域から、露出されている前記複合フィルムを除去するステップと、
５０トールよりも大きい圧力でプラズマを発生させるステップと、
発生した前記プラズマを使用して、前記複合フィルムの露出されている部分の第１の成分をプラズマ・エッチングするステップと、
前記複合フィルムに流体ジェットを加えることによって、前記複合フィルムの第２の成分を除去するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
前記基板材料を除去するステップは、基板エッチング・プロセスをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記加工物を冷却するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記複合フィルムが、マトリックス・ベースの材料を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の成分がマトリックス成分である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２の成分がフィラー成分である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の成分はポリマーを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記プラズマ・エッチング・プロセスが、少なくとも部分的に等方性である、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハから個々のデバイス・チップを形成するための装置の使用及びダイ付着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、薄いウエハの形態である基板上に製作される。
【０００３】
シリコンは、基板材料として通常使用されるが、ＩＩＩ−Ｖ族化合物（たとえばＧａＡｓ及びＩｎＰ）など、他の材料も使用される。いくつかの実例では（たとえば、ＬＥＤの製造）、基板は、サファイア又は炭化ケイ素のウエハであることができ、その上に半導体の材料の薄層が堆積される。そのような基板の直径は、５０．８ｍｍ（２インチ）未満から２００ｍｍ、３００ｍｍ及び４５０ｍｍまでの範囲に及ぶことがあり、そのような基板サイズを記述するために、多くの規格が存在する（たとえば、ＳＥＭＩ）。
【０００４】
これらの基板を処理して半導体デバイスを生産することにおいて、プラズマ・エッチング設備が広範囲にわたって使用される。そのような設備は、通常、費用効率の高い製造に必要な高いエッチング速度を確保するために使用される誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）など、高密度のプラズマ源が取り付けられた真空チャンバを含む。処理の間に発生された熱を除去するために、基板は、通常、温度が制御されるサポートにクランプされる。通常ヘリウムなどのガスである加圧流体が、基板とサポートの間に維持されて、熱伝達のための熱伝導経路になる。基板の上部側に下向きの力を加える機械的なクランプ機構は、クランプと基板の間の接触のために汚染を引き起こす恐れがあるけれども、使用することができる。また、機械的なクランプを使用したとき、加工物の反りが起きる恐れがある、というのは、加工物の縁部で通常接触し、加圧流体が加工物の背面に対して力を発揮するからである。さらにしばしば、静電チャック（ＥＳＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｃｋ）がクランプ力を与えるために使用される。
【０００５】
エッチングされる材料に適切な多数のガスの化学物質が、開発されている。これらは、ハロゲン（たとえば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など）又はハロゲン含有ガスを、エッチングの品質（たとえば、エッチング異方性、マスク選択性及びエッチング均一性）を向上させるために追加して加えられるガスとともに、しばしば用いる。ＳＦ６、Ｆ２又はＮＦ３など、フッ素含有ガスは、高速でシリコンをエッチングするために使用される。具体的には、高速シリコン・エッチング・ステップを不動態化ステップと交互に実施してエッチング側壁を制御するプロセス（ボッシュ又はＴＤＭ）が、シリコン中に深い形状をエッチングするために通常使用される。塩素及び臭素含有ガスは、通常ＩＩＩ−Ｖ族材料をエッチングするために使用される。プラズマ・エッチングは、半導体の基板及びデバイスに限定されない。この技法は、基板をエッチングするのに適切なガスの化学物質が利用できる、いずれもの基板タイプに適用することができる。他の基板タイプは、炭素含有基板（ポリマー基板を含む）、セラミック基板（たとえば、ＡｌＴｉＣ及びサファイア）、金属基板、及びガラス基板を含むことができる。酸素、窒素、ハロゲン（たとえば、フッ素、塩素など）、及び／又は、水素を含有する化学物質を使用して、高分子材料をエッチングすることができる。
【０００６】
一貫性のある結果、取扱い信頼性及び操作の容易さを確保するために、ロボットによるウエハの取扱いが、製造プロセスにおいて通常使用される。起こり得る汚染を最小にし、微粒子の発生を減少させるために、接触を最低限にしてウエハを支持するように、通常、ハンドラが設計される。縁部接触のみ、又は数か所だけのウエハ縁部に近い下面の接触（通常ウエハ縁部の３から６ｍｍ内）が、しばしば用いられる。ウエハ・カセット、ロボット・アーム及びウエハ・サポート及びＥＳＣを含む処理チャンバ内冶具を含む取扱いスキームが、前に注記したような標準のウエハ・サイズを取り扱うように設計される。
【０００７】
個々のデバイス（ダイ又はチップ）は、基板上に製作した後、パッケージングする、又は他の電子回路構成に用いられる前に、通常互いに分割される。長年の間、機械的手段が、互いにダイを分割するために使用されてきた。そのような機械的手段は、基板の結晶軸と位置合わせされたケガキ線に沿ってウエハを切るステップ、又は高速のダイヤモンドのこぎりを使用することによって、ダイの間の領域（ストリート）中の基板中を、又はそれを通ってのこぎりで切るステップを含んでいた。つい最近、レーザもまた、スクライビング及びダイシング・プロセスを容易にするために使用されてきた。
【０００８】
そのような機械的なウエハ・ダイシング技法は、このアプローチの費用対効果に影響する制約がある。ダイ縁部に沿った欠け及び破損は、良好なダイの生産数を減少させる恐れがあり、ウエハ厚さが減少するにつれて、プロセスはより問題になっている。のこぎり刃（切り口）によって使い果たされる領域は、１００ミクロンより大きくなることがあり、そこは、貴重な領域であるがダイ生産に使用できない。小さいダイ（たとえば、個々の半導体デバイスのダイ・サイズが５００ミクロン×５００ミクロン）を含むウエハの場合、これは、ロスが２０％より大きいことを示すことがある。さらに、多くの小さなダイ、それゆえ多数のストリートを有するウエハの場合、ダイシング時間が長くなり、生産性が低下する、というのは、各ストリートが通常、連続して切断されるからである。また、機械的手段は、直線に沿った分割及び正方形又は長方形の形状のチップの生産に限定される。これは、基本的なデバイスのトポロジ（たとえば、高出力ダイオードは円形であり得る）を表すことができない、したがって直線的なダイ・フォーマットは、使用できる基板領域をかなり失うことになる。また、レーザ・ダイシングは、ダイ表面上に残存材料を残す、又はストレスをダイ中に誘導することによる制約がある。
【０００９】
のこぎり切断及びレーザ・ダイシングの技法が、基本的に連続的な操作であることに留意することが重要である。その結果として、デバイス・サイズが減少するにつれて、ウエハをダイシングする時間が、ウエハ上のダイシングする総ストリート長さに比例して長くなる。
【００１０】
最近、ダイを分割し、これらの制約のいくつかを克服する手段として、プラズマ・エッチング技法が提案されている。基板は、デバイス製作後、適切なマスク材料によってマスクすることができ、それによってダイの間の領域を開けておく。次いで、マスクされた基板は、ダイの間の露出された基板材料をエッチングする反応性ガスのプラズマを使用して処理することができる。基板のプラズマ・エッチングは、基板の至るところで部分的に、又は完全に進行することができる。部分的なプラズマ・エッチングの場合、ダイは、その後の切断するステップによって分割することができ、個々のダイが分割されたままになる。この技法は、機械的ダイシングより多くの利点をもたらす、すなわち、
１）破損及び欠けが減少する
２）切り口寸法を２０ミクロンより十分小さくなるまで減少させることができる
３）ダイの数が増加したとき、処理時間が著しくは長くならない
４）より薄いウエハには、処理時間が減少する
５）ダイ・トポロジが直線的なフォーマットに限定されない。
【００１１】
基板は、デバイス製作後、しかしダイ分割の前、数百ミクロンの厚さまで、又は百ミクロンよりまさに薄い厚さまで、機械的な研削又は同様なプロセスによって薄くすることができる。
【００１２】
基板は、通常、ダイシング・プロセスの前、ダイシング冶具上に取り付けられる。この冶具は、通常、接着サポート・フィルムを支持する剛体フレームから構成される。ダイシングされる基板は、サポート・フィルムに付着される。この冶具は、その後の下流の操作のために、分割されたダイを保持する。ウエハ・ダイシングのために使用されるほとんどのツール（のこぎり又はレーザ・ベースのツール）は、この構成で基板を取り扱うように設計され、多くの標準冶具が確立されている。しかし、そのような冶具は、支持する基板と極めて異なっている。そのような冶具が、現在のウエハ・ダイシング設備で使用するために最適化されるとはいえ、それら冶具は、標準基板を処理するように設計されている設備では扱うことができない。したがって、現在の自動化されたプラズマ・エッチング設備は、ダイシングのために固定された基板を処理するのに適していない、そしてプラズマ・エッチング技法がダイ分割について有すべき利点を実現することは、困難である。
【００１３】
いくつかのグループは、プラズマを使用して、ダイをウエハ基板から単体化することを考えてきた。米国特許第６，６４２，１２７号には、基板ウエハが、まず接着材料を介してキャリア・ウエハに取り付けられ、その後シリコン・ウエハを処理するように設計された設備でプラズマ処理されるプラズマ・ダイシング技法が記載されている。この技法は、ダイシングされる基板のフォーム・ファクタを標準のウエハ処理設備に対応するように適合させることを提案している。この技法は、標準のプラズマ設備の使用によってウエハをダイシングすることを可能にするが、提案された技法は、ダイシング操作の下流の標準設備に対応しない。下流の設備を適合させる、又は標準の下流設備のために基板のフォーム・ファクタを戻す、いずれかのために、追加のステップが必要になるはずである。
【００１４】
米国特許出願第２０１０／００４８００１号では、薄膜に付着されフレーム内に支持されたウエハの使用が考えられている。しかし、第２０１０／００４８００１号出願では、マスキング・プロセスは、プラズマ処理の前、マスク材料をウエハの背面に付着させ、レーザを使用してエッチング・ストリートを画定することによって達成される。基板を前面から単体化する標準のダイシング技法と対照的に、この技法は、追加の複雑で費用の掛かるステップを導入し、それによってプラズマ・ダイシングの利点のいくつかが無効になる恐れがある。また、この技法は、背面のマスクを前側のデバイス・パターンと位置合わせするという追加の要求が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第６，６４２，１２７号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２０１０／００４８００１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、必要なものは、半導体基板を個々のダイにダイシングするために使用することができ、サポート・フィルム上に取り付けられフレーム中に支持された基板を取り扱う確立されたウエハ・ダイシング技法に対応し、そして標準の前面マスキング技法にも対応するプラズマ・エッチング装置である。
【００１７】
先行技術のいずれも、本発明に伴う利点をもたらさない。
【００１８】
したがって、本発明の目的は、先行技術の装置の欠点を克服し、プラズマ・エッチング装置を使用する半導体基板のダイシングの進歩に大いに寄与する改良を行うことである。
【００１９】
本発明の別の目的は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、基板は、上部表面及び底部表面を有し、基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
複合フィルムを基板及びサポート・フィルムに付着させるステップと、
複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料を除去するステップと、
少なくとも１つのストリート領域から、露出されている複合フィルムを除去するステップと、
複合フィルムの露出されている部分の第１の成分をプラズマ・エッチングするステップと、
複合フィルムに力を加えることによって、複合フィルムの第２の成分を除去するステップとを含む、方法を提供することである。
【００２０】
本発明のまた別の目的は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、基板は、上部表面及び底部表面を有し、基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
複合フィルムを基板及びサポート・フィルムに付着させるステップと、
複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料を除去するステップと、
少なくとも１つのストリート領域から、露出されている複合フィルムを除去するステップと、
５０トールよりも大きい圧力でプラズマを発生させるステップと、
発生したプラズマを使用して、複合フィルムの露出されている部分の第１の成分をプラズマ・エッチングするステップと、
複合フィルムに力を加えることによって、複合フィルムの第２の成分を除去するステップとを含む、方法を提供することである。
【００２１】
本発明のなおまた別の目的は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、基板は、上部表面及び底部表面を有し、基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
複合フィルムを基板及びサポート・フィルムに付着させるステップと、
複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料を除去するステップと、
少なくとも１つのストリート領域から、露出されている複合フィルムを除去するステップと、
５０トールよりも大きい圧力でプラズマを発生させるステップと、
発生したプラズマを使用して、複合フィルムの露出されている部分の第１の成分をプラズマ・エッチングするステップと、
複合フィルムに流体ジェットを加えることによって、複合フィルムの第２の成分を除去するステップとを含む、方法を提供することである。
【００２２】
前述事項は、本発明の適切な目的のいくつかについて概要を述べている。これらの目的は、意図する発明のより優れた特徴及び用途のいくつかを単に例示するものとして解釈すべきである。多くの他の有利な成果は、開示する発明を異なる方法で適用する、又は本開示の範囲内で本発明を修正することによって獲得することができる。それゆえ、本発明の他の目的及びより十分な理解は、本発明の概要及び好ましい実例の詳細な記述を、請求項によって定義される本発明の範囲に加えて、添付図面と併せて参照することによって得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、半導体基板のプラズマ・ダイシングを可能にするプラズマ処理装置を述べる。デバイス製作及びいずれものウエハ薄膜化の後、基板の前面（回路側）は、回路構成要素を保護しダイの間の保護されない領域をそのままにしておく従来のマスキング技法を使用してマスクすることができる。基板は、剛体フレーム内で支持される薄いサポート・フィルム上に取り付けられる。基板／サポート・フィルム／フレーム組立体が、真空処理チャンバ中に移送され、そして反応性ガスのプラズマに晒され、ダイの間の保護されない領域が、エッチング除去される。このプロセスの間、フレーム及びサポート・フィルムは、反応性ガスのプラズマによる損傷から保護される。この処理によって、ダイが完全に分割され、そのままにされ得る。エッチング後、基板／サポート・フィルム／フレーム組立体は、プラズマにさらに晒されることがあり、基板表面から損傷させる恐れがある残留物が除去される。処理チャンバから基板／サポート・フィルム／フレーム組立体を移送した後、ダイは、既知の技法を使用してサポート・フィルムから取り外され、次いで、必要ならさらに処理される（たとえば、パッケージングされる）。
【００２４】
本発明の別の特徴は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することである。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。複合フィルムが、基板及びサポート・フィルムに付着される。複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料が除去される。複合フィルムの第１の成分がプラズマ・エッチングされる。複合フィルムに力を加えることによって、複合フィルムの露出されている部分の第２の成分が除去される。加えられる力は、流体ジェットをさらに含むことができる。５０トールよりも大きい圧力でプラズマが発生され得る。基板材料の除去は、基板エッチング・プロセスをさらに含むことができる。複合フィルムは、マトリックス・ベースの材料を含むことができる。第１の成分は、マトリックス成分とすることができる。第１の成分は、ポリマーを含むことができる。第２の成分は、フィラー成分とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは、少なくとも部分的に等方性とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは等方性とすることができる。基板材料のエッチングは、真空チャンバ内で行うことができ、複合フィルムのエッチングは、真空チャンバ内で行うことができる。基板は、シリコンなどの半導体の層を有することができる、及び／又は基板は、ＧａＡｓなどの層を有することができる。基板は、基板の回路側にパターン形成することができるフォトレジスト層などの保護層を有することができる。基板は、加工物サポート上の処理チャンバ内に配置することができる。プラズマ源が、処理チャンバと連通することができる。プラズマ源は、高密度プラズマ源とすることができる。静電チャックを、加工物サポート中に組み込むことができる。静電チャックは、加工物を加工物サポートにクランプすることができる。加工物サポートから加工物に、ヘリウムなどの加圧ガスを供給することによって、加工物と加工物サポートの間を熱的に連通させることができる。真空ポンプによって処理チャンバ内の圧力を低下させることができ、ガス注入口を通じてプロセス・ガスを処理チャンバ中に導入することができる。処理チャンバと連通する真空適合移送モジュールを提供することができる。加工物は、真空適合移送モジュール中の移送アーム上に載せることができ、それによって、処理チャンバを、真空適合移送モジュールから処理チャンバへの加工物の移送の間、真空下に維持すことができる。
【００２５】
本発明のまた別の特徴は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することである。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。複合フィルムが、基板及びサポート・フィルムに付着される。複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料が除去される。５０トールよりも大きい圧力でプラズマが発生される。複合フィルムの第１の成分が、発生したプラズマを使用してプラズマ・エッチングされる。複合フィルムに力を加えることによって、複合フィルムの露出されている部分の第２の成分が除去される。加えられる力は、流体ジェットをさらに含むことができる。基板材料の除去は、基板エッチング・プロセスをさらに含むことができる。複合フィルムは、マトリックス・ベースの材料を含むことができる。第１の成分は、マトリックス成分とすることができる。第１の成分は、ポリマーを含むことができる。第２の成分は、フィラー成分とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは、少なくとも部分的に等方性とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは等方性とすることができる。基板材料のエッチングは、真空チャンバ内で行うことができ、複合フィルムのエッチングは、真空チャンバ内で行うことができる。基板は、シリコンなどの半導体の層を有することができる、及び／又は基板は、ＧａＡｓなどの層を有することができる。基板は、基板の回路側にパターン形成することができるフォトレジスト層などの保護層を有することができる。基板は、加工物サポート上の処理チャンバ内に配置することができる。プラズマ源が、処理チャンバと連通することができる。プラズマ源は、高密度プラズマ源とすることができる。静電チャックを、加工物サポート中に組み込むことができる。静電チャックは、加工物を加工物サポートにクランプすることができる。加工物サポートから加工物に、ヘリウムなどの加圧ガスを供給することによって、加工物と加工物サポートとの間を熱的に連通させることができる。処理チャンバ内の圧力は、真空ポンプを通じて低下させることができ、ガス注入口を通じてプロセス・ガスを処理チャンバ中に導入することができる。処理チャンバと連通する真空適合移送モジュールを提供することができる。加工物は、真空適合移送モジュール中の移送アーム上に載せることができ、それによって処理チャンバを、真空適合移送モジュールから処理チャンバへの加工物の移送の間、真空下に維持することができる。
【００２６】
本発明のなおまた別の特徴は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することである。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。複合フィルムが、基板及びサポート・フィルムに付着される。複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料が除去される。５０トールよりも大きい圧力でプラズマが発生される。複合フィルムの第１の成分が、発生したプラズマを使用してプラズマ・エッチングされる。複合フィルムに流体ジェットを加えることによって、複合フィルムの露出されている部分の第２の成分が除去される。基板材料の除去は、基板エッチング・プロセスをさらに含むことができる。複合フィルムは、マトリックス・ベースの材料を含むことができる。第１の成分は、マトリックス成分とすることができる。第１の成分は、ポリマーを含むことができる。第２の成分は、フィラー成分とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは、少なくとも部分的に等方性とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは等方性とすることができる。基板材料のエッチングは、真空チャンバ内で行うことができ、複合フィルムのエッチングは、真空チャンバ内で行うことができる。基板は、シリコンなどの半導体の層を有することができる、及び／又は基板は、ＧａＡｓなどの層を有することができる。基板は、基板の回路側にパターン形成することができるフォトレジスト層などの保護層を有することができる。基板は、加工物サポート上の処理チャンバ内に配置することができる。プラズマ源が、処理チャンバと連通することができる。プラズマ源は、高密度プラズマ源とすることができる。静電チャックを、加工物サポート中に組み込むことができる。静電チャックは、加工物を加工物サポートにクランプすることができる。加工物サポートから加工物に、ヘリウムなどの加圧ガスを供給することによって、加工物と加工物サポートとの間を熱的に連通させることができる。真空ポンプによって処理チャンバ内の圧力を低下させることができ、ガス注入口を通じてプロセス・ガスを処理チャンバ中に導入することができる。処理チャンバと連通する真空適合移送モジュールを提供することができる。加工物は、真空適合移送モジュール中の移送アーム上に載せることができ、それによって処理チャンバは、真空適合移送モジュールから処理チャンバへの加工物の移送の間、真空下に維持することができる。
【００２７】
前述事項は、次に続く本発明の詳細な記述をさらに良く理解することができ、それによって本発明のこの分野に対する寄与をさらに十分に正しく評価してもらうことができるようにするために、本発明のより適切で重要な特徴の概要をむしろ幅広く述べてきた。本発明の請求項の主題を形成する、本発明の追加の特徴は、以下で述べることにする。当業者は、本発明と同じ目的を実施するために、修正する、又は他の構造を設計するための基盤として、開示する観念及び具体的な実施例を容易に利用することができることを十分に理解すべきである。また、当業者は、そのような同等の構築が、添付の請求項で述べるような本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことを認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ストリートによって分離された個々のデバイスを例示する、半導体基板の上から見下ろした図である。
【図２】ストリートによって分離された個々のデバイスを例示する、半導体基板の横断面図である。
【図３】サポート・フィルム及びフレームに取り付けられた半導体基板の横断面図である。
【図４】プロセスによってエッチングされている、サポート・フィルム及びフレームに取り付けられた半導体基板の横断面図である。
【図５】サポート・フィルム及びフレームに取り付けられた、分割された半導体デバイスの横断面図である。
【図６】真空処理チャンバの横断面図である。
【図７】プロセス位置でのウエハ／フレームの横断面図である。
【図８】サポート・フィルムに取り付けられた半導体基板、及び、移送アームによって支持されるフレームの横断面図である。
【図９】移送位置でのウエハ／フレームの横断面図である。
【図１０】本発明の一実施例による加工物の概略図である。
【図１１Ａ】ストリート領域において基板材料が除去されている加工物の概略図である。
【図１１Ｂ】ダイシング・プロセス・フローの、ストリート領域において複合フィルムが少なくとも部分的に除去されている時点の概略図である。
【図１２】本発明の一実施例による改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。
【図１３Ａ】ストリート領域内の基板材料が除去された後の加工物の一部分の概略図である。
【図１３Ｂ】複合フィルムの第１の成分が部分的に除去された後の加工物の一部分の概略図である。
【図１３Ｃ】複合フィルムの第２の成分の除去を支援するために加工物の一部分に加えられている力の概略図である。
【図１３Ｄ】複合フィルムが除去されている加工物の一部分の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
同様の参照文字は、図面のいくつかの図の至るところで同様の要素をいう。
【００３０】
デバイス製作後の代表的な半導体基板を図１に例示する。基板（１００）は、その表面上に、デバイス構造体（１１０）の個々のダイへの分割を可能にするストリート領域（１２０）によって分離されたデバイス構造体（１１０）を含む、多くの領域を有する。シリコンが基板材料として通常使用されるが、その特定の特性のために選択される他の材料が、しばしば用いられる。そのような基板材料は、ガリウムヒ素及び他のＩＩＩ−Ｖ族材料、又は半導体の材料が堆積されている非半導体基板（たとえば、薄膜半導体デバイスがポリマー上に作製されている高分子基板）を含む。さらなる基板タイプも、キャリア上に取り付けられたシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ：Silicon-On-Insulator）ウエハ及び半導体ウエハを含むことができる。上記の例がストリートによって分離されたダイを述べているが、本発明の態様は、基板上の他のパターン構成に都合よく適用することができる。
【００３１】
本発明では、図２の横断面図で示したように、デバイス構造体（１１０）は、そのとき保護材料（２００）によって被覆されており、一方ストリート領域（１２０）は、保護されていないままである。この保護材料（２００）は、フォトレジストとすることができ、既知の方法によって塗布しパターン形成することができる。いくつかのデバイスは、最終のプロセス・ステップとして、基板のすべてにわたって塗布することができる、二酸化ケイ素又はＰＳＧなどの保護誘電性層によって被覆される。これは、この産業において既知のように、フォトレジストを用いてパターン形成し、誘電性材料をエッチングすることによって、ストリート領域（１２０）から選択的に除去することができる。これによって、誘電性材料によって保護されたデバイス構造体（１１０）及びストリート領域（１２０）中の実質的に保護されていない基板（１００）が残される。なお、いくつかの場合、ウエハ品質をチェックするテスト形状をストリート領域（１２０）中に位置決めることができる。具体的なウエハ製作プロセスフローに応じて、これらのテスト形状は、ウエハ・ダイシング・プロセスの間、保護しても、しなくてもよい。例示したデバイス・パターンが長方形のダイを示しているが、これは必要でなく、個々のデバイス構造体（１１０）は、基板（１００）を最適に利用するのに最善に合わせるように、６角形など、いずれかの他の形状とすることができる。前の実例が、保護フィルムとして誘電性材料を考えているが、本発明は、半導体及び伝導性の保護フィルムを含む、幅広い範囲の保護フィルムを用いて実施することができることに留意することが重要である。さらにまた、保護層は、複数の材料から構成することができる。また、保護フィルムのある部分が最終のデバイス構造体と一体部分であることができる（たとえば、不動態化誘電体、金属ボンディング・パッドなど）ことに留意することが重要である。さらにまた、本発明は、また、デバイス又はデバイス構造体を有する必要性がないウエハを用いて、有益に使用することができる。１つのそのような実例は、キャリア上に取り付けられた、又はそうしていない、エッチングされる構造体を画定するマスキング材料によって被覆された半導体基板（シリコン、ＩＩＩ−Ｖ族化合物など）とすることができる。また、基板は、たとえば絶縁層など、材料の性質が異なる少なくとも１つの追加の層を含むことができる。
【００３２】
基板（１００）は、通常研磨プロセスによって薄くすることができ、研磨プロセスは、基板厚さを数百ミクロン〜約３０ミクロン以下の範囲内の厚さまで減少させる。図３に示すように、基板（１００）は、サポート・フィルム（３００）に付着され、それは、次いで剛体フレーム（３１０）に取り付けられて、加工物（３２０）が形成される。フレームは、代表的に金属又はプラスチックであるが、しかし他のフレーム材料も可能である。サポート・フィルム（３００）は、通常、炭素含有ポリマー材料から作製され、加えて、導電性であり得る（たとえば、薄い導電層がその表面に被着され得る）。サポート・フィルム（３００）は、基板（１００）のための支持するものになり、それは、そうしなければ、もろすぎて破損させずに取り扱うことができない恐れがある。パターン形成、薄膜化、次いで取り付けのシーケンスが重大ではなく、ステップは、特定のデバイス及び基板、及び使用される処理設備に最良に適合するように調節することができることに留意すべきである。前の実例が、基板（１００）を接着サポート・フィルム（３００）に取り付け、次いでそれをフレーム（３１０）に貼り付けるステップから構成される加工物（３２０）を考えているが、本発明は、ウエハ及びキャリアの構成によって限定されないことに留意することが重要である。ウエハ・キャリアは、様々な材料から構成することができる。キャリアは、プラズマ・ダイシング・プロセスの間、基板を支持する。さらにまた、ウエハは、接着剤を使用してキャリアに張り付ける必要はない、ウエハをキャリアに保持し、そして基板とカソードの間を熱的に連通させる手段を可能にするいずれかの方法が、十分である（たとえば、静電的にクランプされるキャリア、機械的なクランプ機構を備えるキャリアなど）。
【００３３】
加工物（３２０）は、基板（１００）がサポート・フィルム（３００）によってダイシング・フレーム（３１０）中に取り付けられた後、真空処理チャンバ中に移送することができる。移送モジュールは、また、真空下にあることができ、それは、処理チャンバが移送の間真空状態にとどまることを可能にし、処理時間を短縮し、そして処理チャンバを大気に晒して起こり得る汚染を防止する。図６に示すように、真空処理チャンバ（６００）は、ガス注入口（６１０）、誘電結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）など、高密度プラズマを発生する高密度プラズマ源（６２０）、加工物（３２０）を支持する加工物サポート（６３０）、加工物サポート（６３０）を介してＲＦパワーを加工物（３２０）に結合するＲＦパワー源（６４０）、及び処理チャンバ（６００）からガスをポンプで送るための真空ポンプ（６５０）を備える。処理の間、基板（１００）の非保護領域（１２０）は、図４に示すように、反応性プラズマ・エッチング・プロセス（４００）を使用してエッチング除去することができる。これによって、図５に示すように、デバイス（１１０）が個々のダイ（５００）に分割されて残され得る。本発明の別の実施例では、基板（１００）の非保護領域（１２０）は、反応性プラズマ・エッチング・プロセス（４００）を使用して、部分的にエッチング除去される。この場合、機械的切断操作など、下流の操作を、ダイを完全に分割するために使用することができる。これらの下流の方法は、この分野では既知である。
【００３４】
前の実例は、真空チャンバを高密度プラズマ（たとえば、ＥＣＲ、ＩＣＰ、ヘリコン及び磁気的に強化されるプラズマ源）とともに使用する本発明を記述しているが、また、プロセス・スループットが経済的に実現可能であることを条件として、広い範囲のプラズマ・プロセスを使用して基板の非保護領域をエッチングすることが可能である。たとえば、当業者は、真空チャンバ中で低密度プラズマ源を使用する、或いはまさに大気圧で、又はほぼ大気圧でプラズマを使用する本発明の変形形態を想像することができる。
【００３５】
加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）が、プラズマ処理のための位置にあるとき、フレーム（３１０）は、プラズマ（４００）への晒しから保護することができる。プラズマ（４００）への晒しによって、フレーム（３１０）を加熱する可能性があり、次いでサポート・フィルム（３００）を局所的に加熱する恐れがある。一般的に使用されるダイシング・テープについて、約１００℃より高い（特殊なテープについては約２００℃より高い）温度では、サポート・フィルム（３００）の物理的な性質及びその接着性能は、劣化する恐れがあり、それは、もうフレーム（３１０）に付着しなくなる。さらに、フレーム（３１０）の反応性プラズマ・ガスへの晒しは、フレーム（３１０）を劣化させる恐れがある。フレーム（３１０）は、通常、ウエハ・ダイシングの後、再使用されるので、これは、フレーム（３１０）の有効寿命を限定する恐れがある。また、プラズマ（４００）へのフレーム（３１０）の晒しは、エッチング・プロセスに悪影響を及ぼす恐れがある。たとえば、フレーム材料が、プロセス・ガスと反応することができ、事実上プラズマ中のその濃度を減少させ、それは、基板材料のエッチング速度を低下させる恐れがあり、それゆえプロセス時間が長くなる。フレーム（３１０）を保護するために、保護カバー・リング（６６０）が、図６及び７に示すように、フレーム（３１０）の上に位置付けられる。一実施例では、カバー・リング（６６０）は、フレーム（３１０）に接触しない、というのは、フレーム（３１０）との接触（これは、処理チャンバ（６００）中への移送の間、起きることになるはずである）によって、不要な粒子が発生する恐れがあるからである。
【００３６】
加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）は、移送アーム（１１００）によって、処理チャンバ（６００）中に、及びそこから両方で移送され、移送アームは、フレーム（３１０）及び基板（１００）を支持する（たとえば、図８参照）。移送アーム（１１００）は、サポート・フィルム（３００）及びフレーム（３１０）の両方、又はフレーム（３１０）のみを支持することができるが、しかし薄くされた基板（１００）の性質がもろいため、組立体（３２０）が基板（１００）の領域のみの下で支持されないということが重要である。移送アーム（１１００）は、位置合わせ冶具（１１１０）がそれに取り付けられ、位置合わせ冶具は、繰り返し可能にフレーム（３１０）を所定の位置に位置合わせし、その後移送アームは、処理チャンバ（６００）中に移送される。また、フレーム（３１０）は、半導体処理で既知の他の技法（たとえば、光学的位置合わせ）によって位置合わせすることができる。また、位置合わせは、そのような既知の技法によって基板（１００）に対して実施することができる。加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）は、以下で説明するようなミス処理を避けるために、位置合わせされ、その後処理チャンバ（６００）内に置かれることが重要である。
【００３７】
加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）が、処理チャンバ（６００）中に移送されたとき、それは、リフティング機構（６８０）上に置かれて、移送アーム（１１００）から取り外される。その逆のプロセスは、処理チャンバ（６００）からの加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）の移送の間行われる。リフティング機構（６８０）は、フレーム（３１０）領域に接触することができ、基板（１００）が重なる加工物の部分に点接触しない。基板（１００）に重なる加工物への点接触は、特にダイ分割及び加工物（３２０）の荷下ろしの後、基板（１００）を損傷させる恐れがある、というのはサポート・フィルム（３００）の柔軟性のために、ダイが互いに接触して損傷する恐れがあるからである。図９は、底側からフレーム（３１０）を持ち上げるリフティング機構（６８０）を示す。しかし、フレーム（３１０）は、また、クランプ・デバイスを使用して、フレーム（３１０）の上部表面、底部表面、外径、又はこれらのいずれかの組合せとの接触によって、移送アーム（１１００）から取り外すことができる。基板（１００）を処理するために加工物サポート（６３０）上に加工物（３２０）を置くのに十分なクリアランスを設けるために、フレーム（３１０）、加工物サポート（６３０）及びカバー・リング（６６０）は、互いに対して相対的に移動することができる。これは、カバー・リング（６６０）、加工物サポート（６３０）又はリフティング機構（６８０）、又はこの３つのいずれかの組合せを移動させることによって、達成することができる。
【００３８】
プラズマ処理の間、プラズマが接触する、基板（１００）、サポート・フィルム（３００）及びフレーム（３１０）を含む表面のすべてに、熱が伝達される。カバー・リング（６６０）は、サポート・フィルム（３００）及びフレーム（３１０）の領域への熱伝達を最小限にするが、しかし基板（１００）は、処理のためにプラズマ（４００）に晒されなければならない。
【００３９】
図６に示すように、穴の開いた機械的隔壁（６９０）を、プラズマ源（６２０）と加工物サポート（６３０）の間に置くことができる。機械的隔壁（６９０）は、電気的に伝導性とすることができる（たとえば、金属から作る、又は金属で被覆する）。機械的隔壁（６９０）は、アルミニウムから作ることができる。機械的隔壁（６９０）は、加工物に到達するイオン密度、さらにまたプラズマ発光強度を低下させる助けとなることができ、さらに高レベルの中性種が加工物に到達することを可能にする。本発明は、加工物に到達するイオン密度及びプラズマ発光強度に対する制御をもたらす。プラズマ源（６２０）から加工物に到達するイオン密度及びプラズマ発光強度が、機械的隔壁によって１０％から９９％よりも大きい範囲中で減衰されることは、本発明に関連する用途にとって好ましい。１つの好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰を１０％よりも大きくすることができる。１つの好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰を３０％よりも大きくすることができる。また別の好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰を５０％よりも大きくすることができる。また別の好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰は９０％よりも大きい。
【００４０】
図６の概略図が、１つの機械的隔壁（６９０）を備える処理チャンバ（６００）を示しているが、２つ以上の機械的隔壁（６９０）をプラズマ源（６２０）と基板（１００）の間に配置することは、有益になる可能性がある。機械的隔壁（６９０）は、同じサイズ及び形状とすることができる、又は互いに異なるサイズ及び形状とすることができる。複数の機械的隔壁（６９０）は、同じ平面上に、又は異なる平面上に構成することができる（たとえば、覆われた、又は積み重ねられた隔壁）。複数の機械的隔壁（６９０）は、互いに同一である、又は異なった貫通穴の形状、サイズ及びパターンを有することができる。少なくとも２つの隔壁は、互いに対して回転することができる。少なくとも２つの隔壁は、互いに電気的に接続することができる。少なくとも２つの隔壁は、互いから電気的に絶縁することができる。少なくとも２つの隔壁は、互いから熱的に絶縁することができる。少なくとも２つの隔壁は、互いに熱的に連通することができる。
【００４１】
基板は、半導体産業で既知の技法を使用して処理することができる。シリコン基板は、ＳＦ６など、フッ素ベースの化学物質を使用して一般に処理される。ＳＦ６／Ｏ２の化学物質は、その高速及び異方性のプロフィールのため、シリコンをエッチングするために通常使用される。この化学物質の欠点は、マスキング材料に対するその比較的低い選択性である、たとえばフォトレジストに対して１５〜２０：１である。或いは、堆積とエッチングを交互に繰り返す時分割多重（ＴＤＭ）プロセスは、高異方性の深いプロフィールを生成するために使用することができる。たとえば、シリコンをエッチングする交互に繰り返すプロセスは、Ｃ４Ｆ８プロセス・ガス・ステップを使用して、シリコン基板の晒された表面すべて（すなわち、マスク表面、エッチング側壁及びエッチング床面）上にポリマーを堆積させ、そして次いで、ＳＦ６プロセス・ガス・ステップが使用されて、エッチング床面から選択的にポリマーを除去し、次いで等方的にわずかな量のシリコンをエッチングする。ステップは、終了するまで複数回繰り返すことができる。そのようなＴＤＭプロセスは、２００：１より大きいマスキング層に対する選択性を用いて、異方性の形状をシリコン中に深く生成することができる。ひいては、これは、ＴＤＭプロセスのために、シリコンダイのプラズマ分割のための望ましいアプローチになる。本発明は、フッ素含有化学物質又は時分割多重（ＴＤＭ）プロセスの使用に限定されないことに留意されたい。たとえば、シリコン基板は、この分野で知られているように、また、Ｃｌ、ＨＢｒ又はＩ含有化学物質を用いてエッチングすることができる。
【００４２】
ＧａＡｓなど、ＩＩＩ−Ｖ族基板には、塩素ベースの化学物質が、半導体産業で広範囲にわたって使用される。ＲＦ無線デバイスの製作では、薄膜化ＧａＡｓ基板が、キャリア上にデバイス側を下にして取り付けられ、次いで、それらは、薄くされてフォトレジストによってパターン形成される。ＧａＡｓがエッチング除去されて、前面回路構成との電気的コンタクトが露出される。また、この既知のプロセスは、上記に言及した発明で述べた前面処理によってデバイスを分割するために使用することができる。また、他の半導体基板及び適切なプラズマ・プロセスを、上記に言及した発明におけるダイの分割のために使用することができる。
【００４３】
上記の実例が、ダイを分割（ダイシング）するためのプラズマの使用を議論しているが、本発明の態様は、プラズマ・エッチングによる基板の薄膜化など、関連する用途に役立つことができる。この用途では、基板（１００）は、エッチングされる表面上にいくつかの形状を有することができる、或いは、エッチングされる表面は、特徴がなくてもよい（たとえば、バルク基板の薄膜化）。
【００４４】
プラズマ・ダイシングは、広い範囲のデバイスを効率的に単体化することができる。しかしながら、一部のダイ構造体は、デバイスに危害（たとえば、損傷）を加えずにプラズマ・エッチングすることが困難であり得る少なくとも１つの複合層を含む。そのような構造体の一例は、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）を含む、単体化されるシリコン・デバイスである。ダイ付着フィルムは、チップを互いに接合するために使用することができる接着層である（たとえば、積み重ねられたダイ）。ダイは、接合操作の前に単体化することができる。集積回路デバイス製造中、ＤＡＦはマルチチップ積層パッケージを作製するために使用することができる。
【００４５】
必要な機械的及び電気的フィルム特性を得るために、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）はしばしば、複合材料を使用して設計される。たとえば、ダイ付着フィルムは、フィラー材料（たとえば、ＳｉＯ２粒子など）を埋め込まれている高分子マトリックス（たとえば、エポキシ樹脂など）から構成することができる。この実例における両方の材料（エポキシ及びＳｉＯ２）は、プラズマ・エッチングされることが可能である。たとえば、ポリマー・マトリックスは、酸素含有プラズマにおいてエッチングすることができる。二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）成分もプラズマ・エッチングすることができるが、酸素結合に対するケイ素の強度に起因して、商業的に実現可能なＳｉＯ２プラズマ・エッチ速度を得るために、相当のイオン・エネルギー又はより高いウエハ温度がしばしば必要とされる。これらのより高いイオン・エネルギー及び／又はより高い温度の条件は、ＤＡＦフィルム中のＳｉＯ２成分をエッチングするが、これらの条件はまた、デバイス構造体の露出した材料もエッチングし、デバイスを損傷させる可能性があり得る（たとえば、デバイス性能及び／又は歩留まりの劣化）。したがって、単体化されているデバイスを大きく損傷することなく、ダイシング・プロセス・フロー中に複合材料を除去することが可能であることが必要とされている。
【００４６】
図１０は、加工物（２８００）の一例を示す。加工物（２８００）は、加工物（３２０）と同様であるが、単体化される少なくとも１つの複合層（２８１０）が加わっている。加工物は、少なくとも１つのデバイス構造体（１１０）及び少なくとも１つのストリート領域（１２０）を含む基板（１００）を含むことができる。デバイス構造体（１１０）は、保護フィルム（２００）によって少なくとも部分的に被覆することができる。
【００４７】
すべての実施例において、複合層（２８１０）は、２つ以上の成分から構成され得る。複合フィルムの成分は、化学的特性（たとえば、組成）若しくは物理的特性（たとえば、材料相、材料構造など）又は両方が互いに異なり得る。複合層（２８１０）の厚さは、１００ミクロン未満とすることができる。複合層（２８１０）の厚さは、５０ミクロン未満とすることができる。複合層（２８１０）の厚さは、２５ミクロン未満とすることができる。
【００４８】
すべての実施例において、複合材料は、炭素（たとえば、高分子材料、グラファイト、ＳｉＣなど）を含み得る。複合材料は、ケイ素（たとえば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＮなど）を含み得る。複合材料は、金属を含み得る。
【００４９】
すべての実施例において、複合層は基板（１００）と接触することができる。複合層はサポート・フィルム（３００）と接触することができる。複合材料は基板（１００）とサポート・フィルム（３００）の両方と接触することができる。複合フィルムは、基板（１００）に接着することができる。複合層（２８１０）は、基板（１００）とサポート・フィルム（３００）の両方に接着することができる。複合層は、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）とすることができる。複合フィルムは、フィラー材料を含むＤＡＦとすることができる。ＤＡＦフィラー材料は、Ｓｉを含むことができる。ＤＡＦフィラー材料は、ＳｉＯ２とすることができる。
【００５０】
複合層は、プラズマ中でイオン・アシスト・プラズマ・エッチング・メカニズムを呈する材料を含み得る。
【００５１】
複合材料は、マトリックス成分を含み得る。マトリックス成分は、金属を含み得る。マトリックス成分は、炭素（たとえば、ポリマーなど）を含み得る。マトリックス成分は、高分子マトリックスとすることができる。ポリマー・マトリックスは、熱硬化性とすることができる。ポリマー・マトリックスは、熱可塑性とすることができる。高分子マトリックスは、以下の樹脂、すなわち、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどのうちのいずれかを含み得る。マトリックスは、２つ以上の成分（たとえば、樹脂、コポリマー、混合ポリマーなど）を含み得る。マトリックス成分は、炭素とすることができる。マトリックス成分は、フィラー成分を封入することができる。
【００５２】
複合材料は、複合補強材（たとえば、フィラーなど）を含み得る。補強材料は、５％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、２５％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、５０％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、７５％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、９０％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、複合材料中の個別の領域内にあり得る（たとえば、フィラー粒子）。複合補強材は、炭素含有材料、ケイ素含有材料、金属含有材料、セラミックなどを含む、広い範囲の材料を含むことができる。複合補強材は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含み得る。複合補強材は、等方性又は異方性の組成を有し得る。複合材料は、繊維補強複合材であり得る。繊維補強複合材は、長繊維、短繊維、又は両方の組合せを含んでもよい。複合材料は、フレーク補強複合材であり得る。複合材料は、粒子補強複合材であり得る。粒子補強複合材は、球形粒子を含み得る。粒子は、中実、中空、又は両方の組合せであってもよい。複合材料は、層状補強複合材であり得る。
【００５３】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、単体化プロセスの様々な段階における加工物（２８００）を示す。
【００５４】
図１１Ａは、ストリート領域（１２０）において基板材料（１００）が除去されている加工物（２８００）を示す。基板エッチング・プロセスを使用して、少なくとも１つのストリート領域（１２０）から基板材料を除去することができる。基板除去プロセスは、実質的にすべてのストリート領域（１２０）から基板材料（１００）を除去することができる。基板除去プロセスは、少なくとも１つのストリート領域からすべての基板材料を除去することができる。基板除去プロセスは、実質的にすべてのストリート領域から実質的にすべての基板材料を除去することができる。基板エッチング・プロセス中、加工物温度は通常、サポート・フィルム・テープ（３００）を損傷する恐れがある最大値未満に保持される。多くのサポート・フィルム（たとえば、ダイシング・テープ）が、約１００°Ｃまで適合性がある。一部の特殊なサポート・フィルムは、２００°Ｃ以上まで適合性があり得る。
【００５５】
基板エッチング・プロセスは真空プロセスであり得る。基板エッチング・プロセスはプラズマ・エッチング・プロセスであり得る。プラズマ・エッチング・プロセスは、循環プロセスであり得る（たとえば、ボッシュ・プロセス、深掘り反応性イオン・エッチング（ＤＲＩＥ）プロセス、時分割多重（ＴＤＭ）プロセスなど）。基板エッチング・プロセスは、少なくとも部分的に異方性とすることができる。基板エッチング・プロセスは完全に異方性とすることができる。
【００５６】
基板エッチング・プロセスは、ストリート領域（１２０）が重なる複合フィルム（１２０）の少なくとも一部分を露出させることができる。基板エッチング・プロセスは、ストリート領域（１２０）が重なる複合層のすべてを露出させることができる。
【００５７】
基板エッチング・プロセスは、保護材料（２００）が重なる基板材料の一部分を除去するように設計することができる（たとえば、基板エッチング特徴プロファイルは、内側に窪んだものであり得る。言い換えれば、基板エッチングによって形成される基板エッチング特徴（たとえば、基板内のダイシング・ストリート）の幅は、基板の対向する面における特徴幅と比較して、デバイス（１１０）を含む基板表面においてより狭くなり得る）。基板エッチング特徴の幅（たとえば、ダイシング・ストリート幅）は、保護材料（２００）のストリート寸法とは異なり得る。
【００５８】
基板エッチング・プロセスは、基板材料を、複合材料よりも速く除去し得る（たとえば、基板エッチング・プロセスは、１よりも大きい基板複合材エッチング選択性（基板除去の速度／複合フィルム除去の速度）を有し得る）。基板エッチング・プロセスは、１０よりも大きい基板：複合材エッチング選択性を有し得る。基板エッチング・プロセスは、１００よりも大きい基板：複合材エッチング選択性を有し得る。複合材料は、基板エッチング・プロセスのエッチング停止部として作用し得る。
【００５９】
基板エッチング・プロセスは複合材料をエッチングし得る。基板は、複合材料の一部分を除去し得る。基板除去プロセス自体は、複合フィルムがストリート領域と重なり合うストリート領域においてサポート・フィルムを露出させない。基板エッチング・プロセスは単独では複合フィルムを通じてエッチングしない。
【００６０】
図１１Ｂは、ダイシング・プロセス・フローの、少なくとも１つのストリート領域（１２０）において複合フィルム（２８１０）が少なくとも部分的に除去されている時点を示す。複合フィルム（２８１０）は、少なくとも１つのストリート領域（１２０）において完全に除去され得る。複合層（２８１０）は、ダイを単体化するために損傷又は除去され得る。複合フィルムは、ストリート領域（１２０）において完全に除去され得る。
【００６１】
図１２は、改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。基板材料が少なくとも１つのストリート領域（１２０）において除去されると、複合フィルムは単体化プロセスを継続するために処理される必要がある。複合フィルム・プロセスはエッチング・プロセスであり得る。複合フィルム・プロセスはプラズマ・エッチング・プロセスであり得る。プラズマ・エッチング・プロセスは、複合フィルムの第１の成分を化学的にエッチングすることができる。第１の成分は、マトリックス成分とすることができる。プラズマ・エッチング・プロセスは、酸素を含むことができる（たとえば、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２など）。プラズマ・エッチング・プロセスは、水素を含むことができる（たとえば、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏなど）。プラズマ・エッチング・プロセスは、窒素を含むことができる（たとえば、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｏなど）。プロセス・ガスは、少なくとも１つの不活性ガス（たとえば、Ａｒ、Ｈｅなど）を含むことができる。プロセス・ガス混合物は空気を含むことができる。プラズマ・エッチング・プロセスは、５０トールより大きいプロセス圧力を有することができる。プラズマは、ほぼ大気圧で発生され得る。プラズマは、大気圧より大きい圧力で発生され得る。プラズマは、大気プラズマとすることができる。プラズマは、非平衡プラズマ（たとえば、低温プラズマ、局所熱平衡プラズマなど）とすることができる。プラズマは、大気プラズマ・ジェット源、コロナ放電源、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）源、マイクロ・ホロー・カソード放電源、又は当該技術分野において知られているような他のプラズマ源によって発生されてもよい。
【００６２】
複合フィルム・プロセスがプラズマを含む場合、サポート・フィルムの温度を、サポート・フィルム損傷閾値未満に維持するために、加工物を冷却する必要があり得る。加工物は、複合フィルム・エッチング・プロセス中に冷却されている加工物サポート（たとえば、熱伝導によって冷却されている）と接触して配置されることによって、冷却することができる。加工物は、加工物サポートにクランプする（たとえば、静電的クランプ、機械的クランプなど）ことができる。加工物は、対流（たとえば、自然対流、強制対流など）によって冷却することができる。
【００６３】
複合フィルム・プロセスは、複合フィルムに力を加えることができる。力は、複合フィルムの第２の成分を除去することを支援することができる。複合フィルムの第２の成分は、補強成分とすることができる。補強成分は、フィラーとすることができる。力は、流体力とすることができる。力は、空気力とすることができる。力は、流体ジェットによって複合フィルムに加えることができる。力は、２つ以上の流体ジェットによって複合フィルムに加えることができる。力は、垂直入射において複合フィルムに加えることができる。力は、垂直入射において複合フィルムに加えることができる。力は、一定範囲の入射角にわたって複合フィルムに加えることができる。流体は、１つ又は複数の流体から構成することができる。少なくとも１つの流体は、気体とすることができる。少なくとも１つの流体は、プラズマを含むことができる。流体は、固体を含むことができる。流体の何らかの部分は、プラズマ源を通過することができる。流体の何らかの部分は、プラズマ源をバイパスすることができる（たとえば、流体の一部分はプラズマ源を通過しない）。流体力は、サポート・フィルムからダイを押しのけない。流体力は、複合フィルムからダイを押しのけない。流体力は、デバイスを損傷しない。流体力がサポート・フィルムを損傷して、下流の処理と適合しなくなってしまうことがないようにすること（たとえば、複合材エッチング・プロセスが、サポート・フィルムを引き裂かず、ダイが互いに接触又は損傷することがないようにフィルムを伸張させない、など）が好ましい。
【００６４】
基板上の、流体が接触する面積は、基板の総面積よりも小さくすることができる。基板内のすべてのストリート領域において複合層を除去するために、流体ジェットを基板に対して動かす必要があり得る。加工物は、加工物に対して動かすことができる。加工物は、流体ジェットに対して動かすことができる。加工物と流体ジェットの両方を、互いに対して動かすことができる。
【００６５】
流体ジェットが複数ある場合、少なくとも２つの流体ジェットは、異なる流体組成を有することができる。流体ジェット組成物は、組成（たとえば、プロセス・ガス混合物など）が異なり得るか、又は、物理的性質（たとえば、温度、相など）が異なり得る。少なくとも２つの流体ジェットが、加工物に異なる力を加えることができる。少なくとも２つの流体ジェットは、加工物に対して異なる入射角を有することができる。少なくとも２つの流体ジェットは、複合フィルムの同じ領域に接触することができる（たとえば、流体ジェットの少なくとも一部分が、加工物上で重なり合う）。少なくとも２つの流体ジェットは、複合フィルムの異なる領域に接触することができる（たとえば、流体ジェットの少なくとも一部分が、加工物上で重なり合わない）。少なくとも２つの流体ジェットが、同時にフィルムに力を加えることができる（たとえば、少なくとも２つの流体ジェットが両方とも、同時に加工物に適用される）。少なくとも２つの流体ジェットが、異なる時点においてフィルムに力を加えることができる（たとえば、少なくとも２つの流体ジェットが、同時には加工物に適用されない）。一実施例において、少なくとも１つの流体ジェットはプラズマを含み、別の流体ジェットはプラズマを含まない。少なくとも１つの流体ジェットを使用して、基板温度を低下させることができる。
【００６６】
複合フィルム・プロセスは、複合フィルムの第１の成分を、複合フィルムの第２の成分よりも早くエッチングすることができる（たとえば、第１の成分：ダイ２の成分のエッチング選択性は１：１よりも大きい）。第１の成分：第２の成分のエッチング選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。第１の成分：第２の成分のエッチング選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。第１の成分：第２の成分のエッチング選択性は、１０００：１よりも大きくなり得る。第１の成分は、マトリックス成分とすることができる。マトリックス成分は、ポリマー（たとえば、エポキシ、ポリイミドなど）とすることができる。第２の成分は、フィラー成分とすることができる。第２の成分は、ケイ素を含むことができる。第２の成分は、二酸化ケイ素を含むことができる。
【００６７】
複合フィルム・エッチング・プロセスは、少なくとも部分的に等方性とすることができる。プロセスは、等方性とすることができる。複合フィルム・エッチング・プロセスは異方性とすることができる。
【００６８】
複合フィルム・プロセスは基板材料に対して選択的とすることができる。複合フィルムの少なくとも１つの成分のエッチ速度は、基板材料のエッチ速度よりも大きくすることができる（たとえば、複合フィルム：基板のエッチング選択性は１：１よりも大きい）。複合フィルム：基板のエッチング選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。複合フィルム：基板のエッチング選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。複合フィルム：基板のエッチング選択性は、１０００：１よりも大きくなり得る。一実施例において、複合フィルム・プロセスは基板をエッチングしない。
【００６９】
複合フィルム・プロセスは露出されているデバイス材料に対して選択的とすることができる。複合フィルムの少なくとも１つの成分のエッチ速度は、少なくとも１つの露出されているデバイス材料のエッチ速度よりも大きくすることができる（たとえば、複合フィルム：デバイスのエッチング選択性は１：１よりも大きい）。複合フィルム：デバイスのエッチング選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。複合フィルム：デバイスのエッチング選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。複合フィルム：デバイスのエッチング選択性は、１０００：１よりも大きくなり得る。複合フィルムの少なくとも１つの成分のエッチ速度は、露出されているデバイス材料よりも大きくすることができる。一実施例において、複合フィルム・プロセスはデバイスをエッチングしない（たとえば、複合フィルム・プロセスは、露出されているデバイス材料のいずれもエッチングしない）。複合フィルム・プロセスがデバイスを損傷（たとえば、電気的損傷、構造的損傷など）しないことが好ましい。複合フィルム・プロセスがデバイスの歩留まりを低下させないことが好ましい。
【００７０】
複合フィルム・プロセスは、サポート・フィルムの露出されている領域をエッチングすることができる。複合フィルム・プロセスがサポート・フィルムを貫通してエッチングしないことが好ましい。複合フィルム・プロセスが、サポート・フィルムが下流のプロセスと適合することを可能にする（たとえば、サポート・フィルムに裂け目がない、サポート・フィルムが下流のダイ付着プロセスと適合する、サポート・フィルムがダイを損傷することなく、単体化されたダイを支持するのに適切な張力を維持する、サポート・フィルムが加工物フレームに付着したままになるなど）ことが好ましい。図１３Ａ〜図１３Ｄは、複合フィルム除去プロセスの概観を示す。図１３Ａは、基板除去プロセスが実施された後の加工物の一部分を示す。複合フィルム（３２０５）は、ストリート領域において露出され得る。複合フィルム（３２０５）は、マトリックス材料（３２１０）及び補強材料（３２２０）から構成される。図１３Ｂは、加工片に適用され、複合フィルムのマトリックス成分の一部分を除去する複合フィルム・エッチング・プロセス（１３００）を示す。図１３Ｃは、複合フィルムの埋め込み補強成分（３２２０）を露出させることができる複合フィルム・エッチング・プロセスがマトリックス成分（３２１０）を除去し（たとえば、化学的にエッチングする、プラズマ・エッチングするなど）続けるときの、加工物の一部分を示す。補強成分（３２２１）は、複合フィルム除去プロセス（１３００）によって（たとえば、流体力、空気力などによって）加えられる力によって複合フィルムから物理的に除去することができる。図１３Ｄは、複合フィルムが除去された後の複合フィルム・プロセスを示す。図１３Ｄは、複合フィルム・プロセスがサポート・フィルム（３００）内へとエッチングし得ることを示している。複合フィルム・プロセスは、複合フィルムがストリート領域から完全になくなる前に停止することができる。この場合、残りの複合フィルムは、下流のプロセスにおいて分離することができる。
【００７１】
例として、本発明は、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）を含む加工物に適用することができる。ＤＡＦフィルム（３２０５）は、エポキシ含有ポリマー・マトリックス（３２１０）中に約５０％のＳｉＯ２フィラー（３２２０）を含む。ＳｉＯ２粒子（３２２０）の直径は、約１ミクロンである。深掘り反応性イオン・エッチング（ＤＲＩＥ）エッチング・プロセスを使用したプラズマ・エッチング・プロセスを使用して、ストリート領域から基板材料（図示せず）を除去した。プラズマ・エッチング・プロセスは、Ｐｌａｓｍａ−Ｔｈｅｒｍ，  ＬＬＣ製の市販のＭＤＳ−１００プラズマ・エッチング・システム上で実施され、下記の表に示すように、ループあたり３つのステップを使用した。
【表１】
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【００７２】
基板エッチングの後、近大気エッチング・プロセスを加工物に適用した。
【表２】
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【００７３】
上記の例について、プラズマ・エッチングによってストリート領域内のシリコン基板材料が除去された後、ダイ付着フィルムに酸素大気プラズマを加えた。酸素プラズマは、ＳｉＯ２粒子を含むエポキシ・マトリックスを化学的に除去する。酸素プラズマは、ＳｉＯ２粒子をあまりエッチングしない。エポキシ・マトリックスがＳｉＯ２粒子から除去されると、プラズマ／ガス流によって加えられる力がＳｉＯ２粒子を物理的に押しのけ（除去し）、後にエッチングすることができる新たなエポキシ材料を露出させる。このように、大気圧近くの酸素プラズマは、エポキシ・マトリックス材料とＳｉＯ２フィラー粒子の両方を除去することが可能である。酸素ベースの大気プラズマは、シリコン基板をエッチングしない。さらに、酸素ベースの大気プラズマは、露出されているデバイス表面をエッチングしない（たとえば、金属パッド、ＳｉＯ２及びＳｉＮなどの無機不動態皮膜など）。
【００７４】
フッ素含有プロセス・ガス（たとえば、ＣｘＦｙ、ＳＦ６、ＮＦ３など）を、複合フィルム・エッチング・プロセスのガス混合物に加えることができる。フッ素化ガスは、５０％未満の体積流量のガス混合物を含み得る。フッ素化ガスは、２０％未満の体積流量のガス混合物を含み得る。フッ素化ガスは、１０％未満の体積流量のガス混合物を含み得る。フッ素化ガスは、５％未満の体積流量のガス混合物を含み得る。プロセス・ガス混合物にフッ素を添加することによって、デバイス層（たとえば、ＳｉＯ２及びＳｉＮパッシベーション層）に対する損傷の可能性が上昇し得る。露出されているデバイス層がエッチング損傷を受けやすいときは、フッ素濃度を低くすることが望ましい（たとえば、体積流量で１０％未満のフッ素を含有するガス）。フッ素含有ガスを添加することによって、高分子材料の除去速度が増大し得る。フッ素含有ガスはまた、複合フィルムの他の成分に影響を及ぼすために使用することもできる。たとえば、エポキシ樹脂及びＳｉＯ２粒子フィラーから構成されるダイ付着フィルムの場合、フッ素を添加することによって、エポキシ・エッチング速度が増大し、露出されているＳｉＯ２粒子表面を低速にエッチングすることによってＳｉＯ２粒子の凝集を防止することができる。フッ素が存在することによって、流体ジェット（たとえば、プラズマ・ジェット及び／又は二次流体ジェット）からの空気力がＳｉＯ２粒子を物理的に除去する能力が改善する）。プロセス・ガス混合物にフッ素を添加するとき、露出されているデバイス材料が劣化する可能性があることを考慮に入れるべきである（たとえば、フッ素ベースのプラズマはまた、限定ではないが、ＳｉＯ２及びＳｉＮを含む敏感なデバイス層もエッチング又は改変する可能性もある）。
【００７５】
本開示は、添付の請求項に含まれる開示、さらにまた前述の開示を含む。本発明をその好ましい形態である程度具体的に述べてきたが、好ましい形態の本開示は、単に例として行い、且つ本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、要素の構築、組合せ及び配列の細部に対する多数の変更に訴えることができることを理解されたい。
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【国際調査報告】
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