(57)【要約】【課題】プラズマ処理を用いたエッチングのためのマスクを低コストで形成することができる基板の加工方法および半導体チップの製造方法を提供する。【解決手段】半導体ウェハ１をプラズマ処理を用いたエッチングによって個片の半導体チップ１ｅに分割するプラズマダイシングに用いられるマスク形成において、裏面１ｂのエッチングの対象となる領域に撥液性の液体を印刷して撥液膜３より成る撥液パターンを形成し、この撥液パターンが形成された裏面１ｂに液状の樹脂を供給して撥液膜３の存在しない領域にこの撥液膜３の厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜４を形成し、さらにこの樹脂膜４を硬化させてエッチングにおいて除去される領域以外を覆うマスク４＊を形成する方法を採用する。これによりフォトリソグラフィ法などの高コストの方法を用いることなく、エッチングのためのマスクを低コストで形成することができる。【選択図】図１
2009260272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理を用いたエッチングによって基板を部分的に除去する加工を行う基板の加工方法であって、
前記基板の加工対象面において前記エッチングによって除去される領域に撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成する撥液パターン形成工程と、
前記撥液パターンが形成された基板の前記加工対象面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、
前記樹脂膜を硬化させて前記エッチングによって除去される領域以外を覆うマスクを前記加工対象面に形成するマスク形成工程と、
前記マスク形成工程の後、前記撥液パターンを前記加工対象面から除去する撥液パターン除去工程と、
前記撥液パターン除去工程の後、前記基板の加工対象面側よりプラズマ処理によってエッチングを行うエッチング工程と、
前記エッチング工程終了後、前記マスクを前記加工対象面から除去するマスク除去工程とを含むことを特徴とする基板の加工方法。
【請求項２】
回路形成面に複数の半導体装置を備えるとともにこの回路形成面を保護する保護シートが貼り付けられた半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングによって個々の半導体装置から成る半導体チップに分割する半導体チップの製造方法であって、
前記半導体ウェハの回路形成面の反対側面である加工対象面において半導体チップの境界であるスクライブラインに撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成する撥液パターン形成工程と、
前記撥液パターンが形成された半導体ウェハの前記加工対象面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、
前記樹脂膜を硬化させて前記エッチングによって除去される領域以外を覆うマスクを前記加工対象面に形成するマスク形成工程と、
前記マスク形成工程の後、前記撥液パターンを前記加工対象面から除去する撥液パターン除去工程と、
前記撥液パターン除去工程の後、前記加工対象面側から前記保護シートが露呈するまで、前記半導体ウェハに対して前記加工対象面側からエッチングを行うエッチング工程と、
前記エッチング工程終了後、前記マスクを前記加工対象面から除去するマスク除去工程とを含むことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項３】
回路形成面に複数の半導体装置を備えるとともにこの回路形成面を保護する保護シートが貼り付けられた半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングにより個々の半導体装置に分割するプラズマダイシングによって裏面にダイボンディングのための樹脂接着層を備えた樹脂接着剤付き半導体チップを製造する樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法であって、
前記半導体ウェハの回路形成面の反対側面である裏面において半導体チップの境界であるスクライブラインに撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成する撥液パターン形成工程と、
前記撥液パターンが形成された半導体ウェハの前記裏面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、
前記樹脂膜を半硬化させて樹脂接着層を形成する樹脂接着層形成工程と、
前記樹脂接着層形成工程の後、前記撥液パターンを前記裏面から除去する撥液パターン除去工程と、
前記撥液パターン除去工程の後、前記裏面側から前記保護シートが露呈するまで、前記半導体ウェハに対して前記樹脂接着層をマスクとして前記裏面側からエッチングを行うエッチング工程とを含むことを特徴とする樹脂接着層付き半導体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハなどの基板を対象としてこの基板を部分的に除去する加工を行う基板の加工方法およびこの基板の加工方法を応用した半導体チップの製造方法ならびに樹脂接着層付き半導体チップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の基板などに実装される半導体デバイスは、ウェハ状態で集積回路の形成が行われた個々の半導体装置から成る半導体チップを半導体ウェハから個片に分割することにより製造される。近年、半導体チップの薄化が進んで取り扱い難度が増大したのに伴い、半導体ウェハを切断して個片の半導体チップに分割するダイシングを、プラズマエッチングによって行うプラズマダイシングが提案されている。
【０００３】
プラズマダイシングは、格子状の分割位置を示すスクライブライン以外の部位をレジスト膜のマスクによってマスキングした状態で、プラズマによって半導体ウェハをエッチングすることにより、半導体ウェハをスクライブラインに沿って切断するものであるため、プラズマダイシングに際しては、半導体ウェハにマスクを形成する工程が必要とされる。このマスク形成は、従来より感光性材料を用いてスクライブラインのパターンを転写するフォトリソグラフィ法（特許文献１参照）や、半導体ウェハの表面に形成されたマスク層においてスクライブラインの領域をレーザ光の照射により除去してマスクを形成する方法（特許文献２参照）によって行われていた。
【特許文献１】特開２００４−１７２３６４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の先行技術例には、いずれもマスク形成に高いコストを要するという課題がある。すなわち、フォトリソグラフィ法は本来集積回路など高精度のパターンを目的とする手法であり、複雑な工程や高価な設備が必要なためコストが高くなることが避けがたい。またレーザ光によるマスク形成においては、レーザ光照射のための設備費用に起因して、低コストのマスク形成が困難であった。このようなマスク形成に関する課題は、プラズマダイシングのみに限らず、プラズマによるエッチングを応用した各種の加工、例えば基板に貫通穴を設ける加工や、ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）用の基板を対象とする加工、さらには表示用の透明パネルにおける集積回路の形成などの基板の加工方法においても共通するものであった。
【０００５】
そこで本発明は、プラズマ処理を用いたエッチングのためのマスクを低コストで形成することができる基板の加工方法およびこの基板の加工方法を応用した半導体チップの製造方法ならびに樹脂接着層付き半導体チップの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基板の加工方法は、プラズマ処理を用いたエッチングによって基板を部分的に除去する加工を行う基板の加工方法であって、前記基板の加工対象面において前記エッチングによって除去される領域に撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成する撥液パターン形成工程と、前記撥液パターンが形成された基板の前記加工対象面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、前記樹脂膜を硬化させて前記エッチン
グによって除去される領域以外を覆うマスクを前記加工対象面に形成するマスク形成工程と、前記マスク形成工程の後、前記撥液パターンを前記加工対象面から除去する撥液パターン除去工程と、  前記撥液パターン除去工程の後、前記基板の加工対象面側よりプラズマ処理によってエッチングを行うエッチング工程と、前記エッチング工程終了後、前記マスクを前記加工対象面から除去するマスク除去工程とを含む。
【０００７】
本発明の半導体チップの製造方法は、回路形成面に複数の半導体装置を備えるとともにこの回路形成面を保護する保護シートが貼り付けられた半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングによって個々の半導体装置から成る半導体チップに分割する半導体チップの製造方法であって、前記半導体ウェハの回路形成面の反対側面である加工対象面において半導体チップの境界であるスクライブラインに撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成する撥液パターン形成工程と、前記撥液パターンが形成された半導体ウェハの前記加工対象面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、前記樹脂膜を硬化させて前記エッチングによって除去される領域以外を覆うマスクを前記加工対象面に形成するマスク形成工程と、前記マスク形成工程の後、前記撥液パターンを前記加工対象面から除去する撥液パターン除去工程と、  前記撥液パターン除去工程の後、前記加工対象面側から前記保護シートが露呈するまで、前記半導体ウェハに対して前記加工対象面側からエッチングを行うエッチング工程と、前記エッチング工程終了後、前記マスクを前記加工対象面から除去するマスク除去工程とを含む。
【０００８】
本発明の樹脂接着層付き半導体チップの製造方法は、回路形成面に複数の半導体装置を備えるとともにこの回路形成面を保護する保護シートが貼り付けられた半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングにより個々の半導体装置に分割するプラズマダイシングによって裏面にダイボンディングのための樹脂接着層を備えた樹脂接着剤付き半導体チップを製造する樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法であって、前記半導体ウェハの回路形成面の反対側面である裏面において半導体チップの境界であるスクライブラインに撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成する撥液パターン形成工程と、前記撥液パターンが形成された半導体ウェハの前記裏面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、前記樹脂膜を半硬化させて樹脂接着層を形成する樹脂接着層形成工程と、前記樹脂接着層形成工程の後、前記撥液パターンを前記裏面から除去する撥液パターン除去工程と、前記撥液パターン除去工程の後、前記裏面側から前記保護シートが露呈するまで、前記半導体ウェハに対して前記樹脂接着層をマスクとして前記裏面側からエッチングを行うエッチング工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、プラズマ処理を用いたエッチングに伴うマスク形成において、加工対象面のエッチングの対象となる領域に撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成し、この撥液パターンが形成された基板の加工対象面に液状の樹脂を供給して撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成し、さらにこの樹脂膜を硬化させてエッチングにおいて除去される領域以外を覆うマスクを形成する方法を採用することにより、フォトリソグラフィ法などの高コストの方法を用いることなく、プラズマ処理を用いたエッチングのためのマスクを低コストで形成することができる。
【００１０】
また請求項２に記載の発明によれば、半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングによって個々の半導体装置から成る半導体チップに分割する半導体チップの製造において、加工対象面のエッチングの対象となる領域に撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成し、この撥液パターンが形成された半導体ウェハの加工対象面に液状の樹脂を供給して撥
液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成し、さらにこの樹脂膜を硬化させてエッチングにおいて除去される領域以外を覆うマスクを形成する方法を採用することにより、プラズマ処理を用いたエッチングのためのマスクを低コストで形成して、半導体チップを低コストで製造することができる。
【００１１】
さらに請求項３に記載の発明によれば、半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングによって個々の半導体装置から成る樹脂接着層付き半導体チップに分割する半導体チップの製造において、半導体ウェハの回路形成面の反対側面である裏面において半導体チップの境界であるスクライブラインに撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成し、この撥液パターンが形成された半導体ウェハの裏面に液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜を形成し、次いでこの樹脂膜を半硬化させて樹脂接着層を形成して撥液パターンを裏面から除去した後に、半導体ウェハに対して樹脂接着層をマスクとして裏面側からエッチングを行う方法を採用することにより、プラズマ処理を用いたエッチングのためのマスクを低コストで形成するとともに、このマスクをダイボンディング用の樹脂接着層として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の基板の加工方法の工程説明図、図２は本発明の実施の形態１の基板の加工方法の対象となる半導体ウェハの平面図、図３は本発明の実施の形態１の基板の加工方法における撥液パターンの拡大図、図４は本発明の実施の形態１の基板の加工方法の対象となる半導体ウェハの拡大断面図、図５は本発明の実施の形態１の基板の加工方法における液状の樹脂と撥液パターンを示す拡大図、図６は本発明の実施の形態１の基板の加工方法における樹脂層とマスクの断面図である。
【００１３】
まず、本実施の形態で使用する撥液パターンとマスクについて説明する。撥液パターンとしては、後述のマスク形成に用いる液状の樹脂に含まれる溶媒に対して撥液性を発揮する樹脂（撥液剤）を使用する。撥液パターンの形成に際しては撥液剤を溶剤に溶かした液体（撥液性の液体）を転写印刷、スクリーン印刷、ディスペンス、インクジェット等により所定のパターンに印刷し、溶剤成分を揮発させることで撥液パターンは完成する。
【００１４】
マスクには、フッ素系ガスのプラズマでは除去されず酸素または酸素を含むガスのプラズマでの除去（アッシング）が容易な樹脂（レジスト）を使用する。このような樹脂としては炭化水素系樹脂がある。マスクの形成に際してはレジストを溶媒に溶かした液状の樹脂を前述の撥液パターンが形成された基板の加工対象面にディスペンス、インクジェット、スピンコートなどの方法により塗布する。加工対象面に塗布された液状の樹脂はその溶媒が撥液剤にはじかれるため、加工対象面のうち撥液パターンの部分を除いた領域のみに広がる。そして、ベーク工程にて液状の樹脂の溶媒を揮発させることでレジストを加工対象面に固着させる。これにより、液パターンによってパターンニングされたマスクが完成する。
【００１５】
本発明では撥液剤がマスク形成に用いる液状の樹脂に含まれる溶媒に対して撥液性を発揮する組み合わせであることが必要である。加えて、溶媒にはレジストとなる樹脂と溶け合うものを選定しなければならない。一般に２種類の化学物質は、それぞれの物質が持つＳＰ値（溶解度パラメータ）が近いほど溶け合いやすく、ＳＰ値が離れるほどはじき合うという性質を有している。従って、レジストが炭化水素系樹脂（ＳＰ値７．０〜８．０）であれば溶媒にはＳＰ値が７．０〜８．０の飽和炭化水素系溶媒を使用する。撥液剤と液状の樹脂で使用される溶媒には、各々のＳＰ値が相違する組み合わせ、好ましくはＳＰ値の差が１．０以上となるような組み合わせとなる物質を選定する。よって、溶媒が飽和炭
化水素系溶媒（ＳＰ値７．０〜８．０）であれば、撥液剤としてはアクリル系樹脂（ＳＰ値９．２），フッ素系樹脂（ＳＰ値３．６）を使用することができる。またＳＰ値が８．０の飽和炭化水素系溶媒を使用する場合は撥液剤としてシリコーン系樹脂（ＳＰ値７．０）を使用することもできる。このように液状の樹脂で使用される溶媒に対してＳＰ値が１．０以上異なる物質を撥液剤として使用することによって撥液パターン以外の加工対象面にマスク形成に用いる液状の樹脂を容易に配置することができる。
【００１６】
次に基板の加工方法について、図１に沿って各図を参照しながら説明する。この基板の加工方法は、プラズマ処理を用いたエッチングによって基板を構成する材質を部分的に除去する加工を行うものである。ここでは、基板の加工例として、スクライブラインによって複数の半導体装置に区画された半導体ウェハを基板とし、プラズマを用いたエッチングによってスクライブラインの部分を部分的に除去することにより、この半導体ウェハを個片の半導体チップに分割するプラズマダイシングの例を示している。すなわち本実施の形態１には、回路形成面に複数の半導体装置を備えるとともに、この回路形成面を保護する保護シートが貼り付けられた半導体ウェハをプラズマ処理によるエッチングによって個々の半導体装置から成る半導体チップに分割する半導体チップの製造方法が示されている。
【００１７】
図１（ａ）において、基板としての半導体ウェハ１には集積回路（半導体装置）が形成された半導体チップが複数作り込まれており、半導体ウェハ１において集積回路が形成された回路形成面１ａには、集積回路を保護するための保護シート２が貼着されている。回路形成面１ａの反対側の裏面１ｂは、前工程の薄化工程において機械研削によって表面層が除去されて、１００μｍ以下の厚みまで薄化されている。
【００１８】
次いで図１（ｂ）に示すように、半導体ウェハ１の裏面１ｂ（基板においてエッチングの対象となる加工対象面に相当）において、半導体ウェハ１を個々の半導体チップ１ｅに区分するスクライブライン１ｃ（図２参照）に相当する格子線に沿って撥液パターンを形成する（撥液パターン形成工程）。この撥液パターン形成工程は、撥液性の液体を加工対象面に所定のパターンで印刷する印刷工程と、印刷された撥液性の液体の溶剤成分を揮発させて撥液剤を加工対象面上に固着して撥液膜３を形成するベーク工程を含む。印刷工程では、転写印刷、スクリーン印刷、ディスペンスおよびインクジェットなど、撥液性液体を線状に供給可能な方法が用いられる。すなわち、図３に示すように、区分幅Ｂ（５０μｍ〜６０μｍ程度）のダイシング代を見込んで設定されたスクライブライン１ｃの幅範囲内に、撥液膜３となる液体を、印刷幅ｂ（２０μｍ程度）でスクライブライン１ｃの格子形状に沿って印刷する。このとき、撥液膜３の幅方向の位置としては、スクライブライン１ｃの区分幅Ｂの範囲内に撥液膜３が収まっていればよいことから、±２０μｍ程度の幅方向の位置誤差が許容される。また撥液膜３の幅方向の両側のエッジ３ａの直線性も高い直線精度は必要とされず、幾分かの波打ち形状となっていても差し支えない。印刷工程の後、半導体ウェハ１はベーク工程に送られ、ここで４０℃〜５０℃程度に加熱されることにより、撥液剤が裏面１ｂに固着した撥液膜３が形成される。図４に示すように、撥液膜３の厚みｔ１は０．１μｍ〜２μｍ程度となる。さらにベーク工程を真空状態で行うとベーク温度が低温化でき、印刷幅ｂの拡大を防ぐことができる。なお、印刷工程中に溶剤成分が揮発してしまうような場合はベーク工程を行う必要はない。
【００１９】
次いで図１（ｃ）に示すように、撥液膜３によって撥液パターンが形成された半導体ウェハ１の加工対象面である裏面１ｂに、マスク形成のための液状の樹脂を供給する。このとき、液状の樹脂は撥液性を有する撥液膜３の表面から撥かれ、撥液膜３が存在しない領域にのみ付着する。これにより、半導体ウェハ１の裏面１ｂにおいて撥液パターンの形成されていない領域に樹脂膜４が形成される（樹脂膜形成工程）。ここで用いられる液状の樹脂に含まれる樹脂（レジスト）には、半導体ウェハ１の材質であるシリコンを除去する目的で行われるプラズマエッチングによっては除去されず、後のマスク除去のためのプラ
ズマアッシングによって容易に除去可能な炭化水素系の樹脂が用いられる。そして樹脂膜４の形成には、この炭化水素系の樹脂を飽和炭化水素系の溶媒に溶解した溶液を用いる。溶液中の炭化水素系の樹脂の濃度は、液状の樹脂の粘度のみならず、撥液パターンに対する樹脂膜４の平面的な広がり具合（マスクの形状）にも影響を及ぼす為適切に調整しておく。樹脂膜４の形成には、ディッピング、スピンコート、ディスペンス、インクジェットなど、各種の方法を用いることができる。
【００２０】
図５は樹脂膜形成工程後の撥液膜３と樹脂膜４の接触状態を拡大して示している。撥液膜３の幅方向の両側のエッジ３ａは微小な波打ち形状（鋸歯形状）となっているが、これに接する樹脂膜４の輪郭４ａ（図５にて破線で図示）はほぼ直線的で滑らかな線となる。これは、樹脂膜４は液状で表面張力を有するためであり、表面張力の作用でエッジ３ａの微小な凹凸に追従しにくいという特性を有するからである。この特性は滑らかなエッジを有するマスクを作成するには非常に好都合である。なめらかな輪郭４ａを有する樹脂膜４をこの後のベーク工程で処理すると輪郭４ａに対応するエッジ（滑らかなエッジ）を備えたマスクが形成される。次いで、樹脂膜４が形成された半導体ウェハ１は再度ベーク工程に送られ、４０℃〜７０℃の範囲内の温度に半導体ウェハ１が加熱されることにより、樹脂膜４の溶媒を揮発させてプラズマ処理によるエッチングにおいて除去される領域（スクライブライン１ｃに沿って設定された撥液膜３の範囲）以外を覆うマスク４＊を、加工対象面である裏面１ｂに形成する（マスク形成工程）。
【００２１】
図６は樹脂膜とマスクの断面図である。マスク形成工程では樹脂膜４から溶媒が蒸発するため、マスクの厚さｔ３は樹脂膜ｔ２よりも薄くなる。このため、マスクの厚さｔ３の調整は、樹脂膜４の膜厚ｔ２の調整、すなわち液状の樹脂の塗布量の制御で行われる。必要とされるマスクの厚さｔ３は耐エッチング性とアッシングの作業時間を考慮して決める。本実施の形態において、ｔ３の値は５μｍ〜２０μｍの範囲が好ましい。また、ｔ２とｔ３の関係（収縮率）は実験等で求めることができる。従って、必要とされるマスクの厚さｔ３を得るために必要な樹脂膜４の膜厚ｔ２は、収縮率と厚さｔ３より求める。膜厚ｔ２が求まるとそれに必要な液状の樹脂の量も幾何学的な計算で求まる。
【００２２】
マスク形成工程の後、溶剤によって撥液膜３による撥液パターンを溶解させて加工対象面である裏面１ｂから除去する処理が行われる（撥液パターン除去工程）。この処理は、ケトン類、多価アルコール類、環式エーテル類、ラクトン類、エステル類などの溶剤をマスク形成後の裏面１ｂに供給して、撥液膜３の樹脂成分を溶解させて溶剤とともに除去することにより行われる。このとき用いる溶剤としては、撥液膜３に用いられた物質のＳＰ値との差が小さいものが選定される。溶剤を裏面１ｂに供給して撥液膜３を除去する方法としては、ディッピング、スピンエッチ、スプレー噴射などを用いることができる。
【００２３】
なお、撥液パターン除去工程を酸素ガスのプラズマを用いたプラズマアッシングによって行ってもよい。すなわち、マスク形成工程後の半導体ウェハ１を対象として、裏面１ｂ側から酸素ガスのプラズマを照射する。これにより、いずれも有機物である撥液膜３やマスク４＊は酸素ガスのプラズマのアッシング作用によって灰化して除去されるが、マスク４＊の厚さｔ３は撥液膜３の厚みｔ１よりも十分大きいことから、撥液膜３がアッシングによって除去された後においてもなお、マスク４＊は十分な膜厚で裏面１ｂに残存し、プラズマを用いたエッチングにおけるマスクとしての機能を果たすことができる。
【００２４】
この撥液パターン除去工程の後、半導体ウェハ１の加工対象面である裏面１ｂ側より、保護シート２が露呈するまで半導体ウェハ１に対してプラズマ処理によってダイシングのためのエッチングを行う（エッチング工程）。すなわち半導体ウェハ１はプラズマ処理装置に送られ、裏面１ｂ側から半導体ウェハ１に対してＳＦ６などのフッ素系ガスのプラズマＰ（図１（ｅ））を照射する。これにより、裏面１ｂにおいてマスク４＊によって覆わ
れずにプラズマＰに対して曝露された範囲の半導体ウェハ１がプラズマＰのエッチング作用によって除去されてエッチング溝１ｄが形成され、このエッチング溝１ｄが半導体ウェハ１の全厚み範囲を貫通することにより、図１（ｅ）に示すように、半導体ウェハ１は個片の半導体チップ１ｅに分割される。
【００２５】
このプラズマＰによるエッチングにおいては、スムーズなエッジを有するマスク４＊が形成されることから、個片に分割された半導体チップ１ｅのダイシングエッジにおいても凹凸のないスムーズな切断面が実現される。したがって、切断面が粗い形状である場合に発生しやすい不具合、すなわち微細な凹凸における応力集中に起因して生じる微細なクラックなど、半導体チップの信頼性を低下させる欠陥の発生を抑制することができる。
【００２６】
そしてエッチング工程終了後の半導体ウェハ１に対して、マスク４を加工対象面である裏面１ｂから除去するための処理が行われる（マスク除去工程）。このマスク除去は、炭化水素系の樹脂を成分とする樹脂４を酸素ガスのプラズマによって灰化して除去するアッシングによって行われる。もちろんマスク除去において、マスク４＊を裏面１ｂから機械的に剥離する方法や、薬液による湿式マスク除去などの方法を用いてもよい。マスク除去後の半導体ウェハ１、すなわち保護シート２によって回路形成面１ａ側を貼着保持された複数の半導体チップ１ｅは、裏面１ｂ側をダイシングシートに貼着させて転写される。そしてこの状態の半導体チップ１ｅから保護シート２を剥離させることにより、個片の半導体チップ１ｅを裏面１ｂ側からダイシングシートによって保持した状態の半導体チップ１ｅの集合体が完成する。この半導体チップ１ｅの集合体はダイボンディング装置に送られ、各個片の半導体チップ１ｅは、ボンディングヘッドによって保持されて、ダイシングシートから取り出される。
【００２７】
上記説明したように、本実施の形態１に示すプラズマダイシングにおいては、プラズマ処理を用いたエッチングに伴うマスク形成において、エッチングの対象となる部分に撥液性の液体を印刷して撥液膜３の撥液パターンを形成し、この撥液パターンが形成された半導体ウェハ１の加工対象面に液状の樹脂を供給して、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液膜３の厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜４を形成し、さらにこの樹脂膜４が形成された半導体ウェハをベーク工程で処理することによりエッチングにおいて除去される領域以外を覆うマスク４＊を形成する方法を採用している。上述方法における撥液パターンには高い位置精度や形状精度は必要とされないことから、簡便・安価な設備を用いた既存技術によって低コストで対応が可能である。したがって、フォトリソグラフィ法やレーザ照射による方法など高コストの方法を用いることなく、プラズマ処理によるエッチングのためのマスクを低コストで形成することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法の工程説明図、図８は本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法における撥液パターンの拡大図、図９は本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法におけるプラズマダイシングの対象となる半導体ウェハの拡大断面図、図１０は本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法によって製造された樹脂接着剤付き半導体チップのボンディング方法を示す工程説明図である。
【００２９】
本実施の形態２においては、実施の形態１に示す基板の加工方法を応用した半導体チップの製造方法において、プラズマ処理によるエッチングのためのマスクとして用いるために形成される樹脂膜を、ダイボンディングのための樹脂接着層として用いる例を示している。なお図７〜図９においては、実施の形態１と同様構成の要素には同一の符号を付し、構成を異にする要素にのみ異なる符号を付して区別している。
【００３０】
まず、本実施の形態で使用する撥液パターンについて説明する。撥液パターンとしては、後述の樹脂接着層形成に用いる液状の樹脂に含まれる溶媒に対して撥液性を発揮する樹脂（撥液剤）を使用する。撥液パターンは、実施の形態１と同様に撥液性の液体を転写印刷、スクリーン印刷、ディスペンス、インクジェット等により所定のパターンに印刷し、溶剤成分を揮発させて形成する。
【００３１】
樹脂接着層を形成する樹脂には、エポキシ系等の熱硬化性樹脂を使用する。樹脂接着層の形成に際しては熱硬化性樹脂を溶媒に溶かした液状の樹脂を前述の撥液パターンが形成された基板の加工対象面にディスペンス、インクジェット、スピンコートなどの方法により塗布する。加工対象面に塗布された液状の樹脂はその溶媒が撥液剤にはじかれるため、加工対象面のうち撥液パターンの部分を除いた領域のみに広がる。そして、液状の樹脂が塗布された基板を加熱して溶剤成分を揮発させると共に熱硬化性樹脂を半硬化させて樹脂接着層を形成する。
【００３２】
本発明では撥液剤が樹脂接着層形成に用いる液状の樹脂に含まれる溶媒に対して撥液性を発揮する組み合わせであることが必要である。加えて、溶媒には熱硬化性樹脂と溶け合うもの選定しなければならない。従って、熱硬化性樹脂がエポキシ系の熱硬化性樹脂（ＳＰ値１０．９）であれば溶媒にはＳＰ値が１０．０〜１１．９のアルコール系溶媒を使用する。また、この場合の撥液剤としてはアクリル系樹脂（ＳＰ値９．２），シリコーン系樹脂（ＳＰ値７．０），フッ素系樹脂（ＳＰ値３．６）を使用することができる。
【００３３】
次に樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法について、図７に沿って各図を参照しながら説明する。図７（ａ）において、基板としての半導体ウェハ１には集積回路（半導体装置）が形成された半導体チップが複数作り込まれており、半導体ウェハ１において集積回路が形成された回路形成面１ａには、集積回路を保護するための保護シート２が貼着されている。回路形成面１ａの裏面１ｂは、前工程の薄化工程において機械研削によって表面層が除去されて、１００μｍ以下の厚みまで薄化されている。
【００３４】
次いで図７（ｂ）に示すように、半導体ウェハ１の回路形成面の反対面である裏面１ｂにおいて、半導体ウェハ１を個々の半導体チップ１ｅに区分する境界であるスクライブライン１ｃ（図２も参照）に相当する格子線に沿って撥液パターンを形成する（撥液パターン形成工程）。この撥液パターン形成工程は実施の形態１と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００３５】
次いで図７（ｃ）に示すように、撥液膜３によって撥液パターンが形成された半導体ウェハ１の裏面１ｂに、樹脂接着層形成のための液状の樹脂を供給する。このとき、液状の樹脂は撥液性を有する撥液膜３の表面から撥かれ、撥液膜３が存在しない領域にのみ付着する。これにより、半導体ウェハ１の裏面１ｂにおいて撥液パターンの形成されていない領域に、この撥液パターンの厚みｔ１よりも厚い膜厚ｔ２の樹脂膜４０が形成される（樹脂膜形成工程）。
【００３６】
ここで用いられる液状の樹脂は、半導体ウェハ１の材質であるシリコンを除去する目的で行われるプラズマエッチングによっては除去されず、さらに半導体ウェハ１が分割された後の半導体チップのダイボンディングにおいて樹脂接着層として機能するエポキシ系の熱硬化性樹脂が選定される。樹脂膜４０の形成には、ディッピング、スピンコート、ディスペンス、インクジェットなど、各種の方法を用いることができる。
【００３７】
図８は、この樹脂膜形成工程後の裏面１ｂにおける撥液膜３の近傍の状態を拡大して示している。撥液膜３の幅方向の両側のエッジ３ａは微小な波打ち形状（鋸歯形状）となっているが、これに接する樹脂膜４０の輪郭４０ａ（図８にて破線で図示）はほぼ直線的で
滑らかな線となる。これは、樹脂膜４０は液状で表面張力を有するためであり、表面張力の作用でエッジ３ａの微小な凹凸に追従しにくいという特性を有するからである。この特性は滑らかなエッジを有するマスクを作成するには非常に好都合である。なめらかな輪郭４０ａを有する樹脂膜４０をこの後のベーク工程で処理すると輪郭４０ａに対応するエッジ（滑らかなエッジ）を備えたマスクが形成される。
【００３８】
次いで、樹脂膜４０が形成された半導体ウェハ１はキュア工程に送られ、９０℃程度の温度に半導体ウェハ１が加熱される。これにより、樹脂膜４０をＢステージ状態に半硬化させて、樹脂接着層４０＊を形成する（樹脂接着層形成工程）。このとき、樹脂接着層４０＊はプラズマ処理によるエッチングにおいて除去される領域（スクライブライン１ｃに沿って設定された撥液膜３の範囲）以外を覆う形態となっていることから、プラズマ処理によるエッチングにおけるマスクとして機能する。樹脂接着層４０＊は塗布後の形状から溶媒が蒸発した分だけ厚みを減じる。
【００３９】
図９は樹脂膜と樹脂接着層の断面図である。樹脂接着層形成工程では樹脂膜４０から溶媒が蒸発するため、樹脂接着層４０＊の厚さｔ５は樹脂膜４０の膜厚ｔ４よりも薄くなる。このため、樹脂接着層４０＊の厚さｔ５の調整は、樹脂膜４０の膜厚ｔ４の調整、すなわち液状の樹脂の塗布量の制御で行われる。必要とされる樹脂接着層４０＊の厚さｔ５はボンディング対象である半導体チップ１ｅの厚さやボンディング後の接着剤層の厚さ等で決める。本実施の形態において、ｔ５の値は半導体チップ１ｅをダイボンディングする接着剤層の厚みより決められ、２０μｍ〜３０μｍの範囲が妥当な値である。また、ｔ４とｔ５の関係（収縮率）は実験等で求めることができる。従って、必要とされる樹脂接着層４０＊の厚さｔ５を得るために必要な樹脂膜４０の膜厚ｔ４は、収縮率と厚さｔ５より求める。膜厚ｔ２が求まるとそれに必要な液状の樹脂の量も幾何学的な計算で求まる。
【００４０】
樹脂接着層形成工程の後、溶剤によって撥液膜３による撥液パターンを溶解させて裏面１ｂから除去する処理が行われる（撥液パターン除去工程）。この処理は実施の形態１の撥液パターン除去工程と同じであるので説明を省略する。
【００４１】
この撥液パターン除去工程の後、半導体ウェハ１の裏面１ｂ側から保護シート２が露呈するまで、半導体ウェハ１に対して樹脂接着層４０＊をマスクとして、加工対象面である裏面１ｂよりダイシングのためのエッチングを行う（エッチング工程）。すなわち半導体ウェハ１はプラズマ処理装置に送られ、裏面１ｂ側から半導体ウェハ１に対してＳＦ６などのフッ素系ガスのプラズマＰ（図７（ｅ））を照射する。これにより、裏面１ｂにおいて樹脂接着層４０＊によって覆われずにプラズマＰに対して曝露された範囲の半導体ウェハ１がプラズマＰのエッチング作用によって除去されてエッチング溝１ｄが形成され、このエッチング溝１ｄが半導体ウェハ１の全厚み範囲を貫通することにより、図７（ｅ）に示すように、半導体ウェハ１は個片の半導体チップ１ｅに分割される。
【００４２】
このプラズマＰによるエッチングにおいては、プラズマＰの熱作用が樹脂接着層４０＊に及ぶ。前述のように、樹脂接着層４０＊はＢステージの半硬化状態を保つことが求められるため、このプラズマ処理過程においては、樹脂接着層４０＊の表面温度が、選定されているエポキシ系樹脂の熱硬化温度（１００℃〜１５０℃）を超えないよう、温度条件を制御することが求められる。この温度条件の制御は、使用されるプラズマ処理装置におけるプラズマ処理条件、例えば高周波電源装置の出力を適正に調整することや、処理対象の半導体ウェハ１が載置される電極部内に冷却媒体を循環させるなどの冷却手段によって温度を制御し、半導体ウェハ１の温度が適正範囲を超えて上昇しないようにする方法などが用いられる。なおプラズマ処理装置において、処理対象物の過熱を防止することを目的としてこの処理対象物が載置される電極部内に冷却媒体を循環させる構成は公知技術である（例えば、特開２００４−５５７０３号公報、特開２００７−８０９１２号公報参照）。
【００４３】
このプラズマダイシングにおいては、スムーズなエッジを有する樹脂接着層４０＊（マスク）が形成されることから、個片に分割された半導体チップ１ｅのダイシングエッジにおいても凹凸のないスムーズな切断面が実現される。したがって、切断面が粗い形状である場合に発生しやすい不具合、すなわち微細な凹凸における応力集中に起因して生じる微細なクラックなど、半導体チップの信頼性を低下させる欠陥の発生を抑制することができる。
【００４４】
そしてこのエッチング工程が終了することにより、図７（ｆ）に示すように、回路形成面１ａを保護する保護シート２が貼り付けられた半導体ウェハ１をプラズマダイシングによって分割して、複数の樹脂接着剤付き半導体チップ１ｆに分割した構成の半導体チップ集合体１０が完成する。樹脂接着剤付き半導体チップ１ｆは、半導体チップ１ｅの裏面１ｂにダイボンディングのための樹脂接着層４０＊を備えた構成となっており、それぞれの樹脂接着剤付き半導体チップ１ｆは半導体チップ集合体１０から個別に取り出されて基板へのボンディング対象となる。
【００４５】
この樹脂接着剤付き半導体チップ１ｆのダイボンディングについて、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）に示すように、複数の樹脂接着層付き半導体チップ１ｆを保護シート２に保持させた状態の半導体チップ集合体１０は、円環形状のウェハリング１２ａに保持シート１１を展張した構成のウェハ治具１２に保持される。すなわち、半導体チップ集合体１０は保護シート２を上面側にして樹脂接着層４０＊を保持シート１１に貼着させることにより、ウェハ治具１２に保持される。
【００４６】
次いで図１０（ｂ）に示すように、半導体チップ集合体１０から保護シート２を剥離させることにより、それぞれの樹脂接着層付き半導体チップ１ｆは、半導体チップ１ｅの回路形成面１ａを上向きにして露呈させた状態となる。そして半導体チップ集合体１０はこの状態で、ダイボンディング装置に送られ、図１０（ｃ）に示すように、ウェハリング１２ａがダイボンディング装置のウェハ保持機構１３によって保持されることにより、個別の樹脂接着層付き半導体チップ１ｆを取り出すことが可能な状態となる。
【００４７】
樹脂接着層付き半導体チップ１ｆの取り出しに際しては、ボンディングツール１４およびエジェクタ装置１５を取り出し対象となる樹脂接着層付き半導体チップ１ｆの位置合わせし、エジェクタ装置１５に備えられたエジェクタピン１６によって取り出し対象の樹脂接着層付き半導体チップ１ｆを下方から突き上げながら、ボンディングツール１４によって半導体チップ１ｅを吸着保持する。ボンディングツール１４は加熱手段を内蔵しており、樹脂接着層付き半導体チップ１ｆはボンディングツール１４に保持されることにより所定温度まで加熱される。
【００４８】
次いで樹脂接着層付き半導体チップ１ｆを吸着保持したボンディングツール１４はボンディングの対象となる基板１８を保持した加熱下受け部１７の上方へ移動する。基板１８は加熱下受け部１７に備えられた加熱機構（図示省略）によって予め所定温度まで加熱されている。そして樹脂接着層付き半導体チップ１ｆをボンディング位置へ位置合わせしてボンディングツール１４を下降させ、樹脂接着層４０＊を基板１８の上面に着地させる。次いでボンディングツール１４によって所定の加圧力で樹脂接着層付き半導体チップ１ｆを押圧して、樹脂接着層４０＊を基板１８に押しつける。そしてこの状態を所定時間保持することにより、半硬化状態の樹脂接着層４０＊の熱硬化反応が進行し、半導体チップ１ｅは熱硬化した樹脂接着層４０＊によって基板１８に接着される。
【００４９】
このように、本実施の形態２においては、半導体ウェハ１をプラズマ処理によるエッチングによって個々の半導体装置から成る樹脂接着層付き半導体チップ１ｆに分割する半導
体チップの製造において、半導体ウェハ１の回路形成面１ａの反対側面である裏面１ｂにおいて半導体チップ１ｅの境界であるスクライブライン１ｃに撥液性の液体を印刷して撥液パターンを形成し、この撥液パターンが形成された半導体ウェハ１の裏面１ｂに液状の樹脂を供給することにより、撥液パターンの形成されていない領域にこの撥液パターンの厚みよりも厚い膜厚の樹脂膜４０を形成し、次いでこの樹脂膜４０を半硬化させて樹脂接着層４０＊を形成して撥液パターンを裏面から除去した後に、半導体ウェハ１に対して樹脂接着層４０＊をマスクとして裏面１ｂ側からエッチングを行う方法を採用するようにしている。これにより、プラズマ処理を用いたエッチングのためのマスクを低コストで形成するとともに、このマスクをダイボンディング用の樹脂接着層４０＊として用いることができる。
【００５０】
なお本実施の形態１，２においては、基板としての半導体ウェハをプラズマダイシングによって個片の半導体チップに分割する加工を本発明の対象とする例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板を対象とした加工であってプラズマ処理によるエッチングに伴ってマスクの形成を必要とする形態であれば、本発明を適用することができる。例えば、半導体基板への貫通穴加工をプラズマを用いたエッチングにより行う適用例、ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）の製造過程において、半導体プロセス技術を応用して微小なメカニカルデバイスの成形をプラズマを用いたエッチングにより行う適用例、表示用の透明パネルにおける回路パターンの形成のための適用例など、基板を対象とした各種の加工に本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の基板の加工方法および半導体チップの製造方法は、プラズマによるエッチングのためのマスクを低コストで形成することができるという特徴を有し、基板としての半導体ウェハをプラズマダイシングによって個片の半導体チップに分割する加工など、各種の基板の加工に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１の基板の加工方法の工程説明図
【図２】本発明の実施の形態１の基板の加工方法の対象となる半導体ウェハの平面図
【図３】本発明の実施の形態１の基板の加工方法における撥液パターンの拡大図
【図４】本発明の実施の形態１の基板の加工方法の対象となる半導体ウェハの拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態１の基板の加工方法における液状の樹脂と撥液パターンを示す拡大図
【図６】本発明の実施の形態１の基板の加工方法における樹脂層とマスクの断面図
【図７】本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法の工程説明図
【図８】本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法における撥液パターンの拡大図
【図９】本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法におけるプラズマダイシングの対象となる半導体ウェハの拡大断面図
【図１０】本発明の実施の形態２の樹脂接着剤付き半導体チップの製造方法によって製造された樹脂接着剤付き半導体チップのボンディング方法を示す工程説明図
【符号の説明】
【００５３】
１  半導体ウェハ
１ａ  回路形成面
１ｂ  裏面（加工対象面）
１ｃ  スクライブライン
１ｅ  半導体チップ
２  保護シート
３  撥液膜
４  樹脂膜
４＊  マスク
４０  樹脂膜
４０＊  樹脂接着層
Ｐ  プラズマ
【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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