DE112018002046T5

DE112018002046T5 - Werkstücksvereinzelungsverfahren

Info

Publication number: DE112018002046T5
Application number: DE112018002046.0T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sakamoto
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2017-04-17
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-12-24
Also published as: US20210060705A1; KR20190139842A; JP2018182142A; TW201842565A; WO2018193971A1; CN110520969A

Abstract

Ein Objektvereinzelungsverfahren umfasst: einen ersten Schritt des Vorbereitens eines zu bearbeitenden Objekts, das ein Silizium-Einkristallsubstrat und eine Funktionsteileschicht auf einer Seite einer ersten Hauptfläche umfasst; einen zweiten Schritt, nach dem ersten Schritt, des Bestrahlens des Objekts mit Laserlicht, um mindestens eine Reihe modifizierter Bereiche in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder einer Vielzahl von Trennlinien zu bilden, und um eine Bruchlinie in dem Objekt zu bilden, die sich zwischen der mindestens einen Reihe modifizierter Bereiche und einer zweiten Hauptfläche des Objekts entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien erstreckt; und einen dritten Schritt, nach dem zweiten Schritt, des Trockenätzens des Objekts von der zweiten Hauptflächenseite aus, um in dem Objekt entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien eine Nut zu bilden, die sich zur zweiten Hauptfläche öffnet. Im dritten Schritt wird während der Durchführung des reaktiven Ionenätzens eine schwarze Siliziumschicht auf der zweiten Hauptfläche des Objekts und einer Innenfläche der Nut gebildet.

Description

Technisches Gebiet
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Objektvereinzelungsverfahren.
Stand der Technik
Als herkömmliches Objektvereinzelungsverfahren offenbart Patentliteratur 1 eine Technologie, bei der ein modifizierter Bereich in einem zu bearbeitenden Objekt entlang einer Trennlinie gebildet wird, indem das Objekt mit Laserlicht bestrahlt und anschließend ein Ätzschritt entlang des modifizierten Bereichs durch Ätzen auf dem modifizierten Bereich durchgeführt wird.
Zitationsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5197586
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In den letzten Jahren wurden in einem Objektvereinzelungsverfahren das Objekt bevorzugt unter Verwendung von reaktivem lonenätzen vereinzelt. In diesem Fall ist es beispielsweise erforderlich, das Fortschreiten des reaktiven Ionenätzens zu steuern, um eine Qualität des Halbleiterchips, der durch Vereinzeln erhalten wird, zu steuern.
Somit ist es eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, ein Objektvereinzelungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, den Verlauf des reaktiven Ionenätzens zu steuern.
Lösung des Problems
Ein Objektvereinzelungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Schritt des Vorbereitens eines zu bearbeitenden Objekts, das ein Silizium-Einkristallsubstrat und eine Funktionsteileschicht auf einer Seite einer ersten Hauptfläche umfasst; einen zweiten Schritt, nach dem ersten Schritt, des Bestrahlens des Objekts mit Laserlicht, um mindestens eine Reihe modifizierter Bereiche in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder einer Vielzahl von Trennlinien zu bilden und um eine Bruchlinie in dem Objekt zu bilden, die sich zwischen der mindestens einen Reihe modifizierter Bereiche und einer zweiten Hauptfläche des Objekts entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien erstreckt; und einen dritten Schritt, nach dem zweiten Schritt, des Trockenätzens des Objekts von der zweiten Hauptflächenseite aus, um in dem Objekt entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien eine Nut zu bilden, die sich zur zweiten Hauptfläche öffnet, wobei im dritten Schritt während der Durchführung des reaktiven Ionenätzens eine schwarze Siliziumschicht auf der zweiten Hauptfläche des Objekts und einer Innenfläche der Nut gebildet wird.
In dem Objektvereinzelungsverfahren wird das reaktive lonenätzen von der zweiten Hauptflächenseite am Objekt durchgeführt, in dem die Bruchlinie derart ausgebildet ist, dass sie sich zwischen der wenigstens einen Reihe modifizierter Bereiche und der zweiten Hauptfläche des Objekts erstreckt. Auf diese Weise wird das reaktive lonenätzen selektiv entlang der Bruchlinie von der Seite der zweiten Hauptfläche aus durchgeführt, um die Nut mit einer schmalen und tiefen Öffnung entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien zu bilden. Dabei ist es möglich, das Fortschreiten des reaktiven Ionenätzens unter Verwendung der schwarzen Siliziumschicht zu beenden, indem die schwarze Siliziumschicht 6 auf der zweiten Hauptfläche des Objekts und der Innenfläche der Nut während des reaktiven Ionenätzens gebildet wird. Das heißt, es ist möglich, den Verlauf des reaktiven Ionenätzens zu steuern.
In dem Objektvereinzelungsverfahren gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im zweiten Schritt die wenigstens eine Reihe modifizierter Bereiche entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien durch Bilden der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche, die in der Dickenrichtung des Objekts angeordnet sind, gebildet werden, und die Bruchlinie kann gebildet werden, so dass sie sich zwischen den benachbarten modifizierten Bereichen aus der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche erstreckt. Auf diese Weise ist es möglich, das reaktive lonenätzen tiefer und selektiver voranzutreiben.
Gemäß dem Objektvereinzelungsverfahren gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im zweiten Schritt die wenigstens eine Reihe modifizierter Bereiche entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien durch Bilden einer Vielzahl von modifizierten Stellen, die entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien angeordnet sind, gebildet werden, und die Bruchlinie kann gebildet werden, so dass sie sich zwischen den benachbarten modifizierten Stellen unter der Vielzahl modifizierter Stellen erstreckt. Auf diese Weise ist es möglich, dass das reaktive Ionenätzen mit höherer Effizienz selektiv vorangetrieben wird.
Gemäß dem Objektvereinzelungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im dritten Schritt die schwarze Siliziumschicht gebildet werden, indem Sauerstoff in ein Ätzgas gemischt wird. Gemäß dieser Konfiguration kann insbesondere die Bildung der schwarzen Siliziumschicht realisiert werden.
Gemäß dem Objektvereinzelungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im dritten Schritt Sauerstoff in das Ätzgas gemischt werden, wenn die Nut eine vorbestimmte Tiefe aufweist. Gemäß dieser Konfiguration kann das reaktive lonenätzen beendet werden, indem die schwarze Siliziumschicht derart gebildet wird, dass die Nut mit einer vorbestimmten Tiefe gebildet wird.
Das Objektvereinzelungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner umfassen: einen vierten Schritt, nach dem dritten Schritt, des Vereinzelns des Objekts in eine Vielzahl von Halbleiterchips entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien, in dem ein Ausdehnungsfilm auf die zweite Hauptflächenseite geklebt und der Ausdehnungsfilm auseinandergezogen wird. Gemäß dieser Konfiguration kann das Objekt zuverlässig in die Vielzahl von Halbleiterchips vereinzelt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Objektvereinzelungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, den Verlauf des reaktiven Ionenätzens zu steuern.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die zur Bildung eines modifizierten Bereichs verwendet wird.
2 zeigt eine Draufsicht eines zu bearbeitenden Objekts als ein Ziel zur Bildung des modifizierten Bereichs.
3 zeigt eine Schnittansicht des Objekts entlang der Linie III-III in 2.
4 zeigt eine Draufsicht des Objekts nach Laserbearbeitung.
5 zeigt eine Schnittansicht des Objekts entlang der Linie V-V in 4.
6 zeigt eine Schnittansicht des Objekts entlang der Linie VI-VI der 4.
7 zeigt eine Schnittansicht, die ein experimentelles Ergebnis eines Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
8 zeigt eine Schnittansicht, die ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
9 zeigt eine Schnittansicht, die ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
10 zeigt eine Schnittansicht, die ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
11 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
12 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
13 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
14 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
15 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
16 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
17 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
18 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
19 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
20 zeigt ein Diagramm, das ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
21 zeigt eine perspektivische Ansicht des Objekts, die ein experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens veranschaulicht.
22 zeigt eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Objektvereinzelungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform.
23 zeigt eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Objektvereinzelungsverfahrens gemäß der einen Ausführungsform.
24 zeigt eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Objektvereinzelungsverfahrens gemäß der einen Ausführungsform.
25 zeigt eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Objektvereinzelungsverfahrens gemäß der einen Ausführungsform.
26 zeigt eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Objektvereinzelungsverfahrens gemäß der einen Ausführungsform.
27 zeigt eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Objektvereinzelungsverfahrens gemäß der einen Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Nachfolgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen werden gleiche oder sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet.
Gemäß einem Objektvereinzelungsverfahren gemäß einer Ausführungsform wird Laserlicht auf einem zu bearbeitenden Objekt konvergiert, um einen modifizierten Bereich im Objekt entlang einer Trennlinie bzw. Vereinzelungslinie zu bilden. Somit wird zunächst die Bildung des modifizierten Bereichs mit Bezug auf 1 bis 6 erläutert.
Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Laserlichtquelle 101, die Laserlicht L dazu bringt, pulsierend zu schwingen, und die eine Laserlichtemissionseinheit ist, einen dichroitischen Spiegel 103, der angeordnet ist, um eine Richtung der optischen Achse (optischer Pfad) des Laserlichts L um 90° zu ändern, und eine Konvergenzlinse 105, die ausgebildet ist, um das Laserlicht L zu konvergieren. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 umfasst ferner einen Auflagetisch 107 zum Halten eines zu bearbeitenden Objekts 1, das mit dem Laserlicht L, das durch die Konvergenzlinse 105 konvergiert wird, bestrahlt wird, ein Stufe 101 zum Bewegen des Auflagetisches 107, eine Laserlichtquellensteuerung 102 zum Steuern der Laserlichtquelle 101, um die Ausgabe (Pulsenergie, Lichtintensität), die Pulsbreite, die Pulswellenform und dergleichen des Laserlichts L zu steuern, und eine Stufensteuerung 115 zum Steuern der Bewegung der Stufe 111.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 ändert das Laserlicht L, das von der Laserlichtquelle 101 emittiert wird, durch den dichroitischen Spiegel 103 die Richtung seiner optischen Achse um 90° und wird dann durch die Konvergenzlinse 105 im Objekt 1, das auf dem Auflagetisch 107 montiert ist, konvergiert. Zur gleichen Zeit wird die Stufe 111 so verschoben, dass sich das Objekt 1 relativ zum Laserlicht L entlang einer Trennlinie 5 bewegt. Dadurch wird ein modifizierter Bereich in dem Objekt 1 entlang der Trennlinie 5 gebildet. Während die Stufe 111 hierbei zur relativen Bewegung des Laserlichts 11 verschoben wird, kann die Konvergenzlinse 105 stattdessen oder zusammen damit verschoben werden.
Als Objekt 1 wird ein planares Element (z. B. ein Substrat oder ein Wafer) verwendet, das beispielsweise Halbleitersubstrate aus Halbleitermaterialien und piezoelektrische Substrate aus piezoelektrischen Materialien umfasst. Wie in 2 gezeigt, wird die Trennlinie 5 zum Vereinzeln des Objekts 1 im Objekt 1 festgelegt. Die Trennlinie 5 ist eine virtuelle Linie, die sich gerade erstreckt. Beim Bilden eines modifizierten Bereichs im Objekt 1 wird das Laserlicht L relativ entlang der Trennlinie 5 bewegt (d. h., in Pfeilrichtung A in 2), während ein Konvergenzpunkt (Konvergenzposition) P im Objekt 1 positioniert wird, wie in 3 gezeigt. Dadurch wird ein modifizierter Bereich 7 im Objekt 1 entlang der Trennlinie 5, wie in 4, 5 und 6 gezeigt, gebildet, und der modifizierte Bereich 7, der entlang der Trennlinie 5 ausgebildet ist, wirkt als Schneidestartbereich 8.
Der Konvergenzpunkt P ist eine Position, an der das Laserlicht L konvergiert. Die Trennlinie 5 kann, anstatt gerade zu sein, gekrümmt sein, kann eine dreidimensionale Linie aus einer Kombination davon, oder eine durch Koordinaten festgelegte Linie sein. Die Trennlinie 5 kann eine tatsächlich auf einer Vorderfläche 3 des Objekts 1 gezeichnete Linie sein und muss nicht auf die virtuelle Linie beschränkt sein. Der modifizierte Bereich 7 kann entweder durchgehend oder intermittierend ausgebildet werden. Der modifizierte Bereich 7 kann entweder in Reihen oder Punkten und kann wenigstens im Objekt 1 ausgebildet sein. Es gibt Fälle, in denen Bruchlinien bzw. Risse ausgehend von dem modifizierten Bereich 7 als Startpunkt gebildet werden, und die Bruchlinien und der modifizierte Bereich 7 können an den Außenflächen (Vorderfläche 3, Rückfläche und Außenumfangsfläche) des Objekts 1 freiliegen. Die Laserlichteintrittsfläche zur Bildung des modifizierten Bereichs 7 ist nicht auf die Vorderfläche 3 des Objekts 1 beschränkt und kann auch die Rückfläche des Objekts 1 sein.
In einem Fall, in dem der modifizierte Bereich 7 im Objekt 1 gebildet wird, wird das Laserlicht L durch das Objekt 1 übertragen und insbesondere in der Nähe des Konvergenzpunktes P im Objekt 1 absorbiert. Dadurch wird der modifizierte Bereich 7 im Objekt 1 gebildet (d. h., Laserbearbeitung vom internen Absorptionstyp). In diesem Fall absorbiert die Vorderfläche 3 des Objekts 1 kaum das Laserlicht L und schmilzt somit nicht. In einem Fall, in dem der modifizierte Bereich 7 auf der Vorderfläche 3 oder der Rückfläche des Objekts 1 gebildet wird, wird das Laserlicht L insbesondere in der Nähe des Konvergenzpunktes P auf der Vorderfläche 3 oder der Rückfläche absorbiert. Dadurch schmilzt die Vorderfläche 3 oder die Rückfläche und wird entfernt, wodurch ein entfernter Abschnitt, wie ein Loch oder eine Nut, gebildet wird (Laserbearbeitung vom Oberflächenabsorptionstyp).
Der modifizierte Bereich 7 bezieht sich auf einen Bereich mit physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise Dichte, Brechungsindex und mechanische Festigkeit, mit Zustände, die sich von jenen der Umgebung unterscheiden. Beispiele des modifizierten Bereichs 7 umfassen geschmolzene Bearbeitungsbereiche (umfassend wenigstens einen Bereich, der sich nach einmaligem Schmelzen wieder verfestigt hat, jene im geschmolzenen Zustand und jene im Prozess des Wiederverfestigens aus dem geschmolzenen Zustand), Rissbereiche, dielektrische Durchbruchbereiche, Berechnungsindexveränderungsbereiche und Mischbereiche davon. Weitere Beispiele des modifizierten Bereichs 7 umfassen Bereiche, in denen sich die Dichte des modifizierten Bereichs 7 gegenüber der eines unveränderten Bereichs verändert hat, und Bereiche, die mit einem Gitterfehler in einem Material des Objekts 1 gebildet wurden. In einem Fall, in dem das Material des Objekts 1 einkristallines Silizium ist, bezieht sich der modifizierte Bereich 7 auch auf einen Bereich mit hoher Versetzungsdichte.
Die geschmolzenen Bearbeitungsbereiche, die Berechnungsindexänderungsbereiche, Bereiche, in denen der modifizierte Bereich 7 eine andere Dichte als der nicht-modifizierte Bereich aufweist, und Bereiche, die einen Gitterfehler aufweisen, können ferner eine Bruchlinie (Schnitt oder Mikroriss) darin oder an einer Grenzfläche zwischen dem modifizierten Bereich 7 und dem nicht-modifizierten Bereich aufweisen. Der sich darin befindende Riss kann über die gesamte Fläche des modifizierten Bereichs 7 oder nur in einigen oder mehreren Abschnitten davon ausgebildet sein. Das Objekt 1 umfasst ein Substrat aus einem Kristallmaterial, das eine Kristallstruktur aufweist. Beispielsweise umfasst das Objekt 1 ein Substrat aus wenigstens einem der folgenden Materialien: Galliumnitrid (GaN), Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC), SiTaO₃ und Saphir (Al₂O₃). Mit anderen Worten umfasst das Objekt 1 ein Galiumnitridsubstrat, ein Siliziumsubstrat, ein SiC Substrat, ein LiTaO₃ Substrat oder ein Saphirsubstrat. Das Kristallmaterial kann entweder ein anisotroper Kristall oder ein isotroper Kristall sein. Das Objekt 1 kann ein Substrat aus einem amorphen Material mit einer amorphen Struktur (nicht-kristalline Struktur) oder beispielsweise ein Glassubstrat umfassen
Gemäß der Ausführungsform kann der modifizierte Bereich 7 durch Bilden einer Vielzahl von modifizierten Stellen (Bearbeitungsritze) entlang der Trennlinie 5 gebildet werden. In diesem Fall wird der modifizierte Bereich 7 durch Zusammenfassen der Vielzahl modifizierter Punkte bzw. Stellen gebildet. Die modifizierte Stelle ist ein modifizierter Abschnitt, der durch einen Schuss eines Impulses des gepulsten Laserlichts gebildet wird (d. h., ein Impuls der Laserbestrahlung: Laserschuss). Beispiele der modifizierten Stellen umfassen Rissstellen, geschmolzene Verarbeitungsstellen, Berechnungsindexänderungsstellen und jene, in denen wenigstens eine davon in Mischform auftritt. Hinsichtlich der modifizierte Stellen können die Größe und Länge der Risse, die daraus entstehen, je nach Bedarf auf die erforderliche Schnittgenauigkeit, die erforderte Ebenheit der Schnittflächen, die Dicke, die Art und die Kristallausrichtung des Objekts 1 und dergleichen gesteuert werden. In der Ausführungsform können die modifizierten Stellen entlang der Trennlinie 5 für den modifizierten Bereich 7 gebildet werden.
[Experimentelles Ergebnis des Objektvereinzelungsverfahrens]
Zunächst wird ein Beispiel des Objektvereinzelungsverfahrens mit Bezug auf 7 bis 10 beschrieben. Die in 7 bis 10 dargestellten Bestandteile sind schematischer Natur und ein Aspektverhältnis usw. jedes Bestandteils unterscheidet sich von dem praktisch verwendeten.
Wie in 7(a) gezeigt, wird ein zu bearbeitendes Objekt 1 mit einem Silizium-Einkristallsubstrat 11 und einer Funktionsteileschicht 12, die auf einer Seite einer ersten Hauptfläche 1a vorgesehen sind, vorbereitet, und ein Schutzfilm 21 an die erste Hauptfläche 1a des Objekts 1 geklebt. Die Funktionsteileschicht 12 umfasst eine Vielzahl von Funktionsteilen 12a (Lichtempfangselemente, wie beispielsweise eine Fotodiode, eine Lichtemissionsvorrichtung, wie beispielsweise eine Laserdiode, oder ein Schaltungsteil, das als Schaltung ausgebildet ist und dergleichen), die entlang der ersten Hauptfläche 1a in einer Matrix angeordnet sind. Eine zweite Hauptfläche 1b des Objekts 1 (Hauptfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Hauptfläche 1a) ist eine Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats 11 auf einer gegenüberliegenden Seite der Funktionsteileschicht 12. Gemäß der Ausführungsform kann der modifizierte Bereich 7 durch Bilden einer Vielzahl von modifizierten Stellen (Bearbeitungsritze) entlang der Trennlinie 5 gebildet werden. In diesem Fall wird der modifizierte Bereich 7 durch Zusammenfassen der Vielzahl modifizierter Punkte bzw. Stellen gebildet. Die modifizierte Stelle ist ein modifizierter Abschnitt, der durch einen Schuss eines Impulses des gepulsten Laserlichts gebildet wird (d. h., ein Impuls der Laserbestrahlung: Laserschuss). Beispiele der modifizierten Stellen umfassen Rissstellen, geschmolzene Verarbeitungsstellen, Berechnungsindexänderungsstellen und jene, in denen wenigstens eine davon in Mischform auftritt. Hinsichtlich der modifizierte Stellen können die Größe und Länge der Risse, die daraus entstehen, je nach Bedarf auf die erforderliche Schnittgenauigkeit, die erforderte Ebenheit der Schnittflächen, die Dicke, die Art und die Kristallausrichtung des Objekts 1 und dergleichen gesteuert werden. In der Ausführungsform können die modifizierten Stellen entlang der Trennlinie 5 für den modifizierten Bereich 7 gebildet werden.
Wie in 7(b) gezeigt, wird beim Bestrahlen des Objekts 1 mit Laserlicht L, unter Verwendung der zweiten Hauptfläche 1b als eine Lasereintrittsfläche, eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 in dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 entlang jeder einer Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet, und es wird eine Bruchlinie 31 in dem Objekt 1 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet. Die Vielzahl von Trennlinien 5 ist beispielsweise in einem Gitter angeordnet, um aus Sicht einer Dickenrichtung des Objekts 1 zwischen den benachbarten Funktionsteilen 12a zu verlaufen. Eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7, die entlang jeder Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet sind, ist in der Dickenrichtung des Objekts 1 angeordnet. Die Bruchlinie 31 erstreckt sich wenigstens zwischen einer Reihe der modifizierten Bereiche 7 auf der Seite der zweite Hauptfläche 1b und der zweiten Hauptfläche 1b.
Wenn, wie in 8(a) gezeigt, ein Trockenätzschritt am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b aus durchgeführt wird, bildet sich eine Nut 32 in dem Objekt 1 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5, wie in 8(b) gezeigt. Die Nut 32 ist beispielsweise eine V-Nut (eine Nut mit einem V-förmigen Querschnitt), die sich zur zweiten Hauptfläche 1b hin öffnet. Das Trockenätzen wird selektiv von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b entlang der Bruchlinie 31 vorangetrieben (d. h., entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5), um dadurch die Nut 32 zu bilden. Anschließend wird ein unebener Bereich 9 an der Innenfläche der Nut 32 derart gebildet, dass eine Reihe der modifizierten Bereiche 7 auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b durch das Trockenätzen entfernt wird. Der unebene Bereich 9 weist eine ungleichmäßige Form auf, die der einen Reihe modifizierter Bereiche 7 auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b entspricht. Einzelheiten darüber werden später beschrieben.
Das Durchführen der Trockenätzung am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b bedeutet, dass das Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die erste Hauptfläche 1a mit der Schutzfolie usw. bedeckt und die zweite Hauptfläche 1b (oder die Ätzschutzschicht (später beschrieben) 23, in der ein Gasdurchlassbereich entlang jeder Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet wird) einem Ätzgas ausgesetzt wird. Insbesondere bei der Durchführung von reaktivem lonenätzen (Plasmaätzen) bedeutet das Durchführen der Trockenätzung, dass die zweite Hauptfläche 1b (oder die Ätzschutzschicht (später beschrieben) 23, in der ein Gasdurchlassbereich entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet wird) mit reaktiven Spezies im Plasma bestrahlt wird.
Anschließend wird, wie in 9(a) gezeigt, ein Ausdehnungsfilm 22 auf die zweite Hauptfläche 1b des Objekts 1 geklebt. Wie in 9(b) gezeigt, wird die Schutzfolie 21 von der ersten Hauptfläche 1a des Objekts 1 entfernt. Wie in 10(a) gezeigt, wird das Objekt 1, wenn der Ausdehnungsfilm 22 auseinandergezogen wird, in eine Vielzahl von Halbleiterchips 15 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 vereinzelt. Anschließend werden die Halbleiterchips 15, wie in 10(b) gezeigt, aufgenommen.
Im Nachfolgenden wird ein experimentelles Ergebnis im Falle des Durchführens einer Trockenätzung nach der Bildung des modifizierten Bereichs wie im zuvor beschriebenen Beispiel des Objektvereinzelungsverfahrens erläutert.
In einem ersten Experiment (siehe 11 und 12) wurde eine Vielzahl von Trennlinien in Streifen auf ein Silizium-Einkristallsubstrat, das eine Dicke von 400 µm aufweist, in einem Abstand von 2 mm festgelegt. Anschließend wurde eine Vielzahl von Reihe modifizierter Bereiche, die in einer Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats angeordnet sind, in dem Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat entlang jeder der Trennlinien gebildet. (a) In 111 zeigt eine Schnittansicht (genauer gesagt eine Ansicht einer Schnittfläche, wenn das Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat vor der Durchführung des reaktiven lonenätzens, wie später beschrieben, geschnitten wird) des Silizium-Einkristallsubstrats nach der Bildung des modifizierten Bereichs. (b) In 11 zeigt eine Draufsicht des Silizium-Einkristallsubstrats nach der Bildung des modifizierten Bereichs. Im Nachfolgenden wird die Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats einfach als „die Dickenrichtung“ bezeichnet, und eine Fläche (die obere Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats in (a) in 11) in einem Fall, in dem das Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat von der einen Flächenseite durchgeführt wird, einfach als „eine Fläche“ bezeichnet.
In 11 bezeichnet „Standardverarbeitung, Fläche: HC“ einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf einer Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist, und eine Bruchlinie die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, in einem Fall, in dem Laserlicht durch natürliche sphärische Aberration konvergiert wird (Aberration, die natürlich an einer Konvergenzposition gemäß dem Snell'schen Gesetz oder dergleichen durch Konvergieren des Laserlichts am Objekt auftritt), und einen Zustand, in dem Bruchlinien, die sich jeweils von dem modifizierten Bereich in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind. Ferner bezeichnet „Tact-Up-Verarbeitung, Fläche: HC“ einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf einer Flächenseite von der einen Flächenseite getrennt ist, und eine Bruchlinie die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, in einem Fall, in dem das Laserlicht derart konvergiert wird, dass die Länge eines Konvergenzpunkts in einer optischen Achsenrichtung kürzer als die natürliche sphärische Aberration durch Aberrationskorrektur wird, und einen Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich jeweils von dem modifizierten Bereich in der Dickenrichtung erstrecken, an schwarzen Streifenabschnitten miteinander verbunden sind, wie in (a) in 11 gezeigt.
„VL Musterverarbeitungsfläche: HC“ kennzeichnet einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf einer Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist, und eine Bruchlinie die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche erreicht, in einem Fall, in dem das Laserlicht derart konvergiert wird, dass durch Übertragen der Aberration die Länge des Konvergenzpunkts in der optischen Achsenrichtung länger als die natürliche sphärische Aberration wird. „VL Musterverarbeitungsfläche: ST“ kennzeichnet einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf einer Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist, und eine Bruchlinie nicht die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche erreicht, in einem Fall, in dem das Laserlicht derart konvergiert wird, dass durch Übermitteln der Aberration die Länge des Konvergenzpunkts in der optischen Achsenrichtung länger als die natürliche sphärische Aberration wird. „VL Musterverarbeitungsfläche: Ablation“ bezeichnet einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf einer Flächenseite zu der einen Fläche freiliegt, in einem Fall, in dem das Laserlicht derart konvergiert wird, dass durch Übertragen der Aberration die Länge des Konvergenzpunkts in der optischen Achsenrichtung länger als die natürliche sphärische Aberration wird.
Nachdem die modifizierten Bereiche wie zuvor beschrieben gebildet wurden, wurde reaktives lonenätzen mit CF₄ (Kohlenstofftetrafluorid) auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats für 60 Minuten durchgeführt. 12 zeigt die Ergebnisse davon, (a) in 12 zeigt eine Draufsicht des Silizium-Einkristallsubstrats nach der Durchführung des reaktiven lonenätzens. (b) in 12 zeigt eine Schnittansicht (eine Ansicht einer Schnittfläche senkrecht zur Trennlinie) des Silizium-Einkristallsubstrats nach der Durchführung des reaktiven lonenätzens.
Im Nachfolgenden werden die in 12 dargestellten Begriffsdefinitionen mit Bezug auf 13 beschrieben. „Nutbreite“ bezeichnet eine Breite W einer Öffnung einer Nut, die durch Trockenätzen gebildet wird. „Nuttiefe“ bezeichnet eine Tiefe D der durch Trockenätzen gebildeten Nut. „Nutaspektverhältnis“ bezeichnet einen Wert, der erhalten wird, indem D durch W dividiert wird. „Si-Ätzbetrag“ bezeichnet einen Wert E1, der erhalten wird, indem die Dicke des Silizium-Einkristallsubstrats, die trockengeätzt wurde, von der Dicke (ursprüngliche Dicke) des Silizium-Einkristallsubstrats vor der Durchführung des Trockenätzens abgezogen wird. „SD-Ätzbetrag“ bezeichnet einen Wert E2, der erhalten wird, indem D und E1 addiert werden. „Ätzzeit“ bezeichnet einen Zeitraum T, in dem das Trockenätzen durchgeführt wurde. „Si-Ätzrate“ bezeichnet einen Wert, der erhalten wird, indem E1 durch T dividiert wird. „SD-Ätzrate“ bezeichnet einen Wert, der erhalten wird, indem E2 durch T dividiert wird. „Ätzratenverhältnis“ bezeichnet einen Wert, der erhalten wird, indem E2 durch E1 dividiert wird.
Aus den Ergebnissen des ersten Experiments, das in 12 gezeigt ist, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen. Das heißt, wenn die Bruchlinie die eine Fläche erreicht (eine Fläche, in einem Fall, in dem das Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat von der einen Flächenseite aus durchgeführt wird), verläuft das Trockenätzen selektiv (d. h., mit einem hohen Ätzratenverhältnis) von der einen Flächenseite entlang der Bruchlinie in einem Bereich, in dem die Bruchlinien miteinander verbunden sind. Auf diese Weise entsteht eine Nut mit einer Öffnung, die eine schmale Breite aufweist und tief ist (d. h., das Nutaspektverhältnis ist hoch) (Vergleich von „VL Musterverarbeitungsfläche: ST“ und „VL Musterbearbeitungsfläche: Ablation“ mit „Standardbearbeitungsfläche: HC“). Die Bruchlinie trägt stärker zum selektiven Voranschreiten des Trockenätzens bei als der modifizierte Bereich selbst (Vergleich von „VL Musterbearbeitungsfläche: HC“ und „VL Musterbearbeitungsfläche: Ablation“ mit „Standardbearbeitungsfläche: HC“). Sind die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, nicht miteinander verbunden, wird das selektive Vorantreiben des Trockenätzens an einem Abschnitt (schwarzer Streifenabschnitt, siehe (a) in 11), in dem die Bruchlinien nicht miteinander verbunden sind, gestoppt (Vergleich von „Tact-Up-Bearbeitungsfläche: HC“ mit „Standardbearbeitungsfläche: HC“). Das Anhalten des selektiven Voranschreitens des Trockenätzens bedeutet, dass eine Geschwindigkeit des Trockenätzprozesses abnimmt.
In einem zweiten Experiment (siehe 14 und 15), wurde eine Vielzahl von Trennlinien in Streifen auf einem Silizium-Einkristallsubstrat, das eine Dicke von 100 µm aufweist, in einem Abstand von 100 µm vorgesehen. Anschließend wurden zwei Reihen modifizierter Bereiche, die in einer Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats angeordnet sind, in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien gebildet. Dabei ist ein Zustand aufgetreten, bei dem die modifizierten Bereiche, die in der Dickenrichtung benachbart zueinander sind, voneinander getrennt waren, und die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in Dickenrichtung erstrecken, sowohl die eine Fläche als auch die andere Fläche (die Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite der einen Fläche) erreichten. Es wurde reaktives lonenätzen mit CF₄ auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats durchgeführt.
14 und 15 zeigen die Ergebnisse des zweiten Experiments. In 14 und 15 kennzeichnet „CF₄: 60 Min“ einen Fall, bei dem das reaktive lonenätzen mit CF₄ für 60 Minuten durchgeführt wurde. „CF₄: 120 Min“ kennzeichnet einen Fall, in dem das reaktive lonenätzen mit CF₄ für 120 Minuten durchgeführt wurde, (a) in 14 zeigt eine Draufsicht (Ansicht der einen Fläche) des Silizium-Einkristallsubstrats vor der Durchführung des reaktiven lonenätzens. (b) in 14 zeigt eine Unteransicht (Ansicht von der anderen Fläche) des Silizium-Einkristallsubstrats nach der Durchführung des reaktiven lonenätzens. (a) in 15 zeigt eine Seitenansicht eines Silizium-Einkristallchips, der durch Vereinzeln des Silizium-Einkristallsubstrats entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien erhalten wird. (b) in 15 ist ein Diagramm, das die Abmessungen des Silizium-Einkristallchips darstellt. In (a) und (b) in 15 befindet sich die eine Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats auf der Unterseite.
Aus den Ergebnissen des zweiten Experiments, das in den 14 und 15 dargestellt ist, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen. Das heißt, wenn die Bruchlinie eine Fläche erreicht (eine Fläche in einem Fall, in dem das Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat von der Flächenseite aus durchgeführt wird, wird das Trockenätzen selektiv (d. h., mit einem hohen Ätzratenverhältnis) von der einen Flächenseite entlang des Risses in einem Bereich, in dem die Bruchlinien miteinander verbunden sind, vorangetrieben. Dadurch bildet sich eine Nut mit einer Öffnung, die eine schmale Breite aufweist und tief ist (d. h. das Nutaspektverhältnis ist hoch). Wenn die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, sowohl die eine Fläche als auch die andere Fläche erreichen, ist es möglich, dass das Silizium-Einkristallsubstrat durch Trockenätzen alleine vollständig zu teilen. Wird im Falle von „CF₄: 60 Min“ ein Ausdehnungsfilm, der auf der anderen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats haftet, auseinandergezogen, ist es möglich, das Silizium-Einkristallsubstrat mit einer rechteckigen Form von 50 mm x 50 mm in Chips von 100 µm x 100 µm im Verhältnis von 100 % zu vereinzeln.
In einem dritten Experiment (siehe 16) wurde eine Vielzahl von Trennlinien in Streifen auf einem Silizium-Einkristallsubstrat, das eine Dicke von 400 µm aufweist, in einem Abstand von 2 mm angeordnet. Dann wurde eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche, die in einer Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats angeordnet sind, in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien gebildet. Es traten ein Zustand, bei dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie die eine Fläche von der einen Reihe der modifizierten Bereiche erreicht, in einem Fall, in dem Laserlicht durch natürliche sphärische Aberration konvergiert wird, und ein Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind, auf. Das reaktive lonenätzen wurde auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats durchgeführt.
16 zeigt Ergebnisse des dritten Experiments. In 16 bezeichnet „CF₄ (RIE)“ einen Fall, in dem das reaktive lonenätzen mit CF₄ mit Hilfe einer reaktiven lonenätz-(RIE)-Vorrichtung durchgeführt wurde, „SF₆ (RIE)“ bezeichnet einen Fall, in dem das reaktive lonenätzen mit Schwefelhexafluorid (SF₆) mit Hilfe einer RIE-Vorrichtung durchgeführt wurde, und „SF₆ (DRIE)“ bezeichnet einen Fall, in dem das reaktive lonenätzen mit SF₆ mit Hilfe einer Vorrichtung zum tiefen reaktiven lonenätzen (DRIE) durchgeführt wurde. (a) in 16 zeigt eine Draufsicht des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen. (b) in 16 zeigt eine Schnittansicht (Ansicht einer geschnittenen Fläche senkrecht zur Trennlinie) des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen.
Aus den Ergebnissen des dritten Experiments, das in 16 gezeigt ist, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen. Das heißt, obwohl das reaktive lonenätzen mit CF₄ länger dauert als das reaktive lonenätzen mit SF₆, ist das reaktive lonenätzen mit CF₄ vorteilhafter als das reaktive lonenätzen mit SF₆, um einen einheitlichen Si-Ätzbetrag sicherzustellen, da es möglich ist, ein hohes Ätzratenverhältnis und ein hohes Nutaspektverhältnis zu gewährleisten.
In einem vierten Experiment (siehe 17) wurde eine Vielzahl von Trennlinien in Streifen auf einem Silizium-Einkristallsubstrat, das eine Dicke von 400 µm aufweist, in einem Abstand von 2 mm angeordnet. Anschließend wurde eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche, die in einer Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats angeordnet sind, in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder der Trennlinien gebildet. In 17 bezeichnen „CF₄ (RIE): 30 Min, Fläche: HC“, „CF₄ (RIE): 60 Min, Fläche: HC“ und „CF₄ (RIE): 6 H, Fläche: HC“ einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist, und eine Bruchlinie die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, in einem Fall, in dem das Laserlicht durch natürliche sphärische Aberration konvergiert wird, und einen Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind. „CF₄ (RIE : 6 H, Fläche: ST“ bezeichnet einen Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist, und eine Bruchlinie nicht die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, in einem Fall, in dem das Laserlicht durch natürliche sphärische Aberration konvergiert wird, und einen Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind.
Das reaktive lonenätzen mit CF₄ wurde auf der einen Flächenseite des Silizium-Einkristallsubstrats durchgeführt. In 17 bedeutet „CF₄ (RIE): 30 Min, Fläche: HC“, „CF₄ (RIE): 60 Min, Fläche: HC“, „CF₄ (RIE): 6 H, Fläche: HC“ und „CF₄ (RIE): 6 H, Fläche: ST“, dass das reaktive lonenätzen mit CF₄ mit Hilfe der RIE-Vorrichtung jeweils für 30 Minuten, 60 Minuten, 6 Stunden und 6 Stunden durchgeführt wurde.
17 zeigt die Ergebnisse des vierten Experiments. (a) in 17 zeigt eine Schnittansicht (Ansicht einer Schnittfläche senkrecht zur Trennlinie) des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen.
Aus den Ergebnissen des vierten Experiments, das in 17 gezeigt ist, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen. Das heißt, wenn die Bruchlinie die eine Fläche erreicht (eine Fläche in einem Fall, in dem das Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat von der einen Flächenseite aus durchgeführt wird), wird der selektive Ablauf des Trockenätzens in einem Bereich, in dem die Bruchlinien miteinander verbunden sind, nicht angehalten (d. h., es wird ein hohes Ätzratenverhältnis beibehalten). Obwohl der Bruchlinie die eine Fläche nicht erreicht, wird das Ätzen von der einen Fläche aus fortgesetzt. Wenn die Bruchlinie auf der einen Fläche auftritt, beginnt das selektive Durchführen des Trockenätzens entlang der Bruchlinie. Da es schwierig ist, die Ausdehnung des Risses in einer vorbestimmten Tiefe von der einen Fläche aus zu stoppen, ändert sich der Zeitpunkt, zu dem die Bruchlinie auf der einen Fläche durch das Fortschreiten des Ätzens auftritt, leicht in Abhängigkeit von der Position. Folglich ändert sich die Breite und Tiefe einer Öffnung der Nut, die gebildet werden soll, leicht in Abhängigkeit von der Position. Wenn somit eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite gebildet wird, ist es wichtig, die modifizierten Bereiche derart zu bilden, dass eine Bruchlinie die eine Fläche erreicht.
Gemäß einem fünften Experiment (siehe 18) wurde eine Vielzahl von Trennlinien in einem Gitter auf einem Silizium-Einkristallsubstrat, das eine Dicke von 320 µm aufweist, in einem Abstand von 3 mm angeordnet. Dann wurde eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche, die in einer Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats angeordnet sind, in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien gebildet. Es traten ein Zustand, in dem eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, in einem Fall, in dem das Laserlicht durch natürliche sphärische Aberration konvergiert wird, und ein Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind, auf.
Das reaktive lonenätzen wurde auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats durchgeführt. In 18 bedeutet „CF₄ (RIE), Fläche: HC“, dass das reaktive lonenätzen mit CF₄ mit Hilfe einer RIE-Vorrichtung durchgeführt wurde. „XeF₂, Fläche: HC“ bedeutet, dass das reaktive lonenätzen mit Xenondifluorid (XeF₂) mit Hilfe einer Opferschichtätzvorrichtung durchgeführt wurde. „XeF₂, Fläche: HC, SiO₂-Ätzschutzschicht“ bedeutet, dass das reaktive lonenätzen mit XeF₂ mit Hilfe einer Opferschichtätzvorrichtung in einem Zustand durchgeführt wurde, indem eine Ätzschutzschicht aus Siliziumdioxid (SiO₂) auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats gebildet wurde, und eine Bruchlinie eine Fläche (Außenfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Silizium-Einkristallsubstrats) der Ätzschutzschicht von der einen Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite erreicht.
18 zeigt die Ergebnisse des fünften Experiments. (a) in 18 zeigt eine Draufsicht des Silizium-Einkristallsubstrats vor dem reaktiven lonenätzen. (b) in 18 zeigt eine Draufsicht des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen. (c) in 18 zeigt eine Schnittansicht (Ansicht einer Schnittfläche senkrecht zur Trennlinie) des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen. Eine Abtragungsbreite ist eine Breite einer Öffnung auf der anderen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats in einem Fall, in dem die Nut bis zur anderen Fläche reicht.
Aus den Ergebnissen des fünften Experiments, das in 18 gezeigt ist, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen. Das heißt, wenn die Ätzschutzschicht aus SiO₂ nicht auf einer Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats gebildet wird (die eine Fläche in einem Fall, in dem das Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat von der einen Flächenseite durchgeführt wird), ist ein Unterschied zwischen dem reaktiven lonenätzen mit CF₄ und dem reaktiven lonenätzen mit XeF₂ vom Gesichtspunkt der Gewährleistung eines hohen Ätzratenverhältnisses und eines hohen Nutaspektverhältnisses nicht groß. Wenn die Ätzschutzschicht aus SiO₂ auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats gebildet wird und die Bruchlinie die Fläche der Ätzschutzschicht von der einen Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite erreicht, erhöhen sich das Ätzratenverhältnis und das Nutaspektverhältnis deutlich.
In einem sechsten Experiment (siehe 19) wurde eine Vielzahl von Trennlinien in einem Gitter auf dem Silizium-Einkristallsubstrat, das eine Dicke von 220 µm aufweist und das eine Ätzschutzschicht aus SiO₂ auf einer Fläche umfasst, mit einem Abstand von 3 mm angeordnet. Anschließend wurde eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche, die in einer Dickenrichtung des Silizium-Einkristallsubstrats angeordnet sind, in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien gebildet. Es wurde reaktives Gasätzen mit XeF₂ auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats unter Verwendung einer Opferschichtätzvorrichtung für 180 Minuten durchgeführt.
In 19 ist mit „Standardbearbeitung, Fläche: HC“ einen Zustand, in dem benachbarte modifizierte Bereiche in der Dickenrichtung voneinander getrennt sind, eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie eine Fläche (Außenfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Silizium-Einkristallsubstrats) der Ätzschutzschicht von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, und ein Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind, gemeint. „Standardbearbeitung, Fläche: ST“ bezeichnet einen Zustand, in dem die benachbarten modifizierten Bereiche in der Dickenrichtung voneinander getrennt sind, eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie nicht die eine Fläche von der einen Reihe modifizierter Bereiche erreicht, und einen Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind.
„Tact-Up-Bearbeitung 1, Fläche: HC“ bezeichnet einen Zustand, in dem die benachbarten modifizierten Bereiche in der Dickenrichtung voneinander getrennt sind, eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie die Fläche der Ätzschutzschicht von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, und einen Zustand, in dem die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind. „Tact-Up-Bearbeitung 2, Fläche: HC“ bezeichnet einen Zustand, in dem die benachbarten modifizierten Bereiche in der Dickenrichtung voneinander getrennt sind, eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie die Fläche der Ätzschutzschicht von der einen Reihe modifizierter Bereiche aus erreicht, und einen Zustand, in dem einige Bruchlinien, die sich von dem modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind.
„VL Musterbearbeitung, Fläche: HC“ bezeichnet einen Zustand, in dem die benachbarten modifizierten Bereiche in der Dickenrichtung miteinander verbunden sind, eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite von der einen Fläche getrennt ist und eine Bruchlinie die Fläche der Ätzschutzschicht von der einen Reihe der modifizierten Bereiche aus erreicht. „VL Musterbearbeitung, Fläche: Ablation“ bedeutet einen Zustand, in dem die benachbarten modifizierten Bereiche in der Dickenrichtung miteinander verbunden sind und die eine Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite zur Fläche der Ätzschutzschicht hin freiliegt.
19 zeigt Ergebnisse des sechsten Experiments. (a) in 19 zeigt eine Schnittansicht (Ansicht einer Schnittfläche senkrecht zur Trennlinie) des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen. (b) in 19 zeigt eine Ansicht einer Schnittfläche des Silizium-Einkristallsubstrats nach dem reaktiven lonenätzen.
Aus den Ergebnissen des fünften Experiments, das in 19 gezeigt ist, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen. Das heißt, wenn die Bruchlinie die Fläche der Ätzschutzschicht erreicht, verläuft das Trockenätzen selektiv (d. h. mit einem hohen Ätzratenverhältnis) von der einen Flächenseite entlang der Bruchlinie in einem Bereich, in dem die Bruchlinien miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine Nut mit einer Öffnung gebildet, die eine schmale Breite aufweist und tief ist (d. h. das Nutaspektverhältnis ist hoch). Sind die Bruchlinien, die sich von den modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung erstrecken, nicht miteinander verbunden, schreitet das Trockenätzen in einem Abschnitt, in dem die Bruchlinien nicht miteinander verbunden sind, isotrop voran (Ansicht des (a) Abschnitts in „Tact-Up-Bearbeitung 2, Fläche: HC“).
Die nachfolgenden Punkte ergeben sich aus den experimentellen Ergebnissen der zuvor beschriebenen Objektvereinzelungsverfahren. Das heißt, unter der Annahme, dass die Bruchlinie die eine Fläche einer Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite erreicht (eine Fläche beim Trockenätzen auf dem Silizium-Einkristallsubstrat von der einen Flächenseite aus) (in einem Fall, in dem die Ätzschutzschicht aus SiO₂ auf der Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats gebildet ist, erreicht die Bruchlinie die Fläche der Ätzschutzschicht), innerhalb eines Bereichs, in dem die Bruchlinien miteinander verbunden sind, wie in 20 gezeigt, können das reaktive lonenätzen mit CF₄ und das reaktive Gasätzen mit XeF₂ ein stärkeres reaktives Gasätzen als das reaktive lonenätzen mit SF₆ gewährleisten. Wenn ferner die Ätzschutzschicht aus SiO₂ auf der einen Fläche des Silizium-Einkristallsubstrats gebildet ist, und die Bruchlinien die Fläche der Ätzschutzschicht von einer Reihe modifizierter Bereiche auf der einen Flächenseite aus erreicht, nimmt das Ätzratenverhältnis deutlich zu. Mit Blick auf das Nutaspektverhältnis ist das reaktive Ionenätzen mit CF₄ besonders gut. Das reaktive Gasätzen mit XeF₂ ist dann vorteilhaft, wenn eine Abnahme der Festigkeit des Silizium-Einkristallsubstrats durch Plasma verhindert werden soll.
Das Prinzip, nach dem das Trockenätzen selektiv entlang einer Bruchlinie verläuft, wird im Nachfolgenden erläutert. Wenn sich der Konvergenzpunkt P des Laserlichts L, das pulsierend schwingt, im Objekt 1 befindet und der Konvergenzpunkt P relativ entlang der Trennlinie 5 bewegt wird, wie in 21 gezeigt, wird in dem Objekt 1 eine Vielzahl modifizierter Stellen 7a gebildet, die entlang der Trennlinie 5 angeordnet sind. Die Vielzahl modifizierter Stellen 7a, die entlang der Trennlinie 5 angeordnet sind, entspricht einer Reihe modifizierter Bereiche 7.
In einem Fall, in dem eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7, in der Dickenrichtung des Objekts 1 angeordnet sind, in dem Objekt 1 gebildet wird, wenn sich eine Bruchlinie 31 derart bildet, dass sie sich zwischen der zweiten Hauptfläche 1b und der einen Reihen modifizierter Bereiche auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b (zweite Hauptfläche 1b in einem Fall, in dem das Trockenätzen am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b aus durchgeführt wird) des Objekts 1 erstreckt, dringt ein Ätzgas in die Bruchlinien 31, die Abstände von einigen nm bis einigen µm aufweisen, mittels Kapillarwirkung ein (siehe Pfeil in 21). Dadurch wird das Trockenätzen selektiv entlang der Bruchlinien 31 vorangetrieben.
Wenn die Bruchlinie 31 derart gebildet wird, dass die sich zwischen den benachbarten modifizierten Bereichen 7 aus der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 erstreckt, wird angenommen, dass das Trockenätzen selektiv tiefer fortschreitet. Wenn ferner die Bruchlinie 31 so gebildet wird, dass sie sich zwischen den benachbarten modifizierten Stellen 7a aus der Vielzahl von modifizierten Stellen 7a, die entlang der Trennlinie 5 angeordnet sind, erstreckt, wird angenommen, dass das Trockenätzen mit höherer Effizienz selektiv fortschreitet. Zu diesem Zeitpunkt kommt das Ätzgas von der Umgebung der modifizierten Stelle 7a mit jeder modifizierten Stelle 7a in Kontakt. Somit wird angenommen, dass die modifizierte Stelle 7a mit einer Größe von etwa einigen µm schnell entfernt wird.
Hierin unterscheidet sich die Bruchlinie 31 von Mikrorissen, die in jeder modifizierten Stelle 7a vorhanden sind, von Mikrorissen, die willkürlich um jede modifizierte Stelle 7a herum ausgebildet sind, usw. Hier ist die Bruchlinie 31 ein Riss, der parallel zur Dickenrichtung des Objekts 1 verläuft und sich entlang einer Ebene, die die Trennlinie 5 umfasst, erstreckt. In einem Fall, in dem die Bruchlinie 31 in dem Silizium-Einkristallsubstrat ausgebildet ist, sind Flächen (Rissoberflächen, die in einem Abstand von einigen nm bis einigen µm einander zugewandt sind), die durch die Bruchlinie 31 gebildet werden, Flächen, auf denen einkristallines Silizium freiliegt. Die modifizierte Stelle 7a, die in dem Silizium-Einkristallsubstrat gebildet wird, umfasst einen polykristallinen Siliziumbereich, einen Bereich mit hoher Versetzungsdichte und dergleichen.
Im Nachfolgenden wird ein Objektvereinzelungsverfahren gemäß der einen Ausführungsform beschrieben. Jede in 22 bis 26 dargestellten Komponenten ist schematischer Natur, und Aspektverhältnisse und dergleichen jeder Komponente unterscheiden sich von den praktisch verwendeten.
Zunächst wird als erster Schritt, wie in 22(a) gezeigt, ein zu bearbeitendes Objekt 1 vorbereitet, das ein Silizium-Einkristallsubstrat 11 und eine Funktionsteileschicht 12, die auf einer Seite einer ersten Hauptfläche 1a vorgesehen ist, umfasst, und eine Schutzfolie 21 auf die erste Hauptfläche 1a des Objekts 1 geklebt.
Nach dem ersten Schritt, wird als zweiter Schritt, wie in 22(b) gezeigt, das Objekt 1 mit einem Laserlicht unter Verwendung einer zweiten Hauptfläche 1b als eine Laserlichteintrittsfläche bestrahlt, um eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 in dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 zu bilden, und um eine Bruchlinie 31 in dem Objekt 1 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 zu bilden. Die Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7, die entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet sind, ist in einer Dickenrichtung des Objekts 1 angeordnet. Jede Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 ist aus einer Vielzahl von modifizierten Stellen 7a gebildet, die entlang der Trennlinie 5 angeordnet sind (siehe 21). Die Bruchlinie 31 erstreckt sich zwischen einer Reihe modifizierter Bereiche 7, die auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b angeordnet ist, und der zweiten Hauptfläche 1b, und zwischen den benachbarten modifizierten Bereichen 7 aus der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7. Ferner erstreckt sich die Bruchlinie 31 zwischen den benachbarten modifizierten Stellen 7a aus der Vielzahl von modifizierten Stellen 7a (siehe 21).
Nach dem zweiten Schritt wird als dritter Schritt, wie in 23(a) gezeigt, das reaktive lonenätzen am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b aus durchgeführt, um Nuten 32 in dem Objekt 1 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 zu bilden, wie in 23(b) gezeigt. Die Nut 32 ist beispielsweise eine V-Nut (eine Nut mit einem V-förmigen Querschnitt), die sich der zweiten Hauptfläche 1b öffnet. Hier wird das reaktive lonenätzen unter Verwendung von CF₄ oder SF₆ am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b aus unter Verwendung von CF₄ oder SF₆ durchgeführt. Darüber hinaus wird durch Entfernen der einen Reihe modifizierter Bereiche 7, die sich auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b befinden, aus der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 das reaktive lonenätzen am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b derart durchgeführt, dass ein unebener Bereich 9 an der Innenfläche der Nut 32 gebildet wird, der eine ungleichmäßige Form entsprechend der einen Reihe modifizierter Bereiche 7, die entfernt wird, aufweist. Es sollte beachtet werden, dass im Falle des Bildens des unebenen Bereichs 9 das reaktive lonenätzen vorzugsweise solange durchgeführt wird, bis der modifizierte Bereich 7 (die modifizierte Stelle 7a) vollständig von der Innenfläche der Nut 32 entfernt ist. Andererseits wird das reaktive lonenätzen nicht solange durchgeführt, bis der unebene Bereich 9 vollständig entfernt ist.
Im dritten Schritt wird, wie in 23(c) gezeigt, während des reaktiven Ionenätzens O₂ (Sauerstoff) in das Ätzgas (d. h., CF₄ oder SF₆) gemischt, während das reaktive lonenätzen durchgeführt wird, um die schwarze Siliziumschicht 6 auf der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts und der Innenfläche der Nut 32 zu bilden. Die schwarze Siliziumschicht 6 wird derart ausgebildet, dass sie auf der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1 gestapelt ist und in die Nut 32 eindringt. Die schwarze Siliziumschicht 6 ist so ausgebildet, dass sie die Seite der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1 bedeckt. Auf diese Weise wird der selektive Verlauf des reaktiven Ionenätzens gestoppt oder beendet.
Die schwarze Siliziumschicht 6 wird durch das Phänomen des schwarzen Siliziums gebildet, bei dem eine Substanz auf SiO₂-Basis, die ein Reaktionsprodukt während des Trockenätzens ist, auf eine Ätzzielfläche abgeschieden wird. Die schwarze Siliziumschicht 6 weist feine nadelähnliche Unregelmäßigkeiten auf. Das Ende des reaktiven Ionenätzens betrifft einen Zustand, in dem das reaktive lonenätzen nicht weiter fortschreitet. Der Zeitpunkt, zu dem O₂ gemischt wird, ist ein Zeitpunkt, zu dem die Tiefe der Nut 32 eine gewünschte (eine beliebige) vorbestimmte Tiefe erreicht. Der Zeitpunkt, zu dem O₂ gemischt wird, kann beispielsweise durch Berechnung und/oder Experiment und/oder Erfahrung unter Verwendung eines Ätzratenverhältnisses und dergleichen festgelegt werden. Die Menge an O₂, die gemischt wird, kann gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge sein, um die schwarze Siliziumschicht 6 zu bilden. Die Menge an O₂, die gemischt wird, kann eine voreingestellte konstante Menge oder eine variable Menge sein.
Nach dem dritten Schritt wird als vierter Schritt, wie in 24(a) gezeigt, ein Ausdehnungsfilm 22 auf die schwarze Siliziumschicht auf der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1 geklebt (d. h., auf die Seite der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1) geklebt, und, wie in 24(b) gezeigt, die Schutzfolie 21 von der ersten Hauptfläche 1a des Objekts 1 entfernt. Anschließend wird, wie in 25(a) gezeigt, durch Auseinanderziehen des Ausdehnungsfilms 22 das Objekt 1 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 in eine Vielzahl von Halbleiterchips 15 vereinzelt, und die Halbleiterchips 15 werden, wie in 25(b) gezeigt, aufgenommen.
Im Nachfolgenden wird der Halbleiterchip 15 beschrieben, der durch das zuvor beschriebene Objektvereinzelungsverfahren erhalten wird. Wie in 26 gezeigt, umfasst der Halbleiterchip 15 ein Silizium-Einkristallsubstrat 110, eine Funktionsteileschicht 120, die auf einer Seite einer ersten Hauptfläche 110a des Silizium-Einkristallsubstrats 110 vorgesehen ist, sowie eine Ätzschutzschicht 230, die auf einer zweiten Hauptfläche 110b (Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Fläche 110a) des Silizium-Einkristallsubstrats 110 ausgebildet ist. Das Silizium-Einkristallsubstrat 110 ist ein Teil, der aus dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 des Objekts 1 ausgeschnitten wird. Die Funktionsteileschich 120 ist ein Teil, der aus der Funktionsteileschich 12 des Objekts 1 ausgeschnitten wird und ein Funktionsteil 12a umfasst. Die Ätzschutzschicht 230 ist ein Teil, der aus der Ätzschutzschicht 23 ausgeschnitten wird.
Das Silizium-Einkristallsubstrat 110 umfasst einen ersten Abschnitt 111x und einen zweiten Abschnitt 112. Der erste Abschnitt 111x ist ein Abschnitt auf der Seite der ersten Fläche 110a. Der zweite Abschnitt 112 ist ein Abschnitt auf der Seite der zweiten Fläche 110b. Der zweite Abschnitt 112 weist eine Form auf, die mit zunehmendem Abstand von der ersten Fläche 110a dünner wird. Der zweite Abschnitt 112 entspricht einem Abschnitt (d. h., ein Abschnitt, an dem das reaktive lonenätzen fortschreitet), indem die Nut 32 im Silizium-Einkristallsubstrat 11 des Objekts 1 ausgebildet ist. Beispielsweise weist der erste Abschnitt 111x eine viereckige Plattenform auf (rechteckige Parallelepipedform), und der zweite Abschnitt 112 weist eine viereckige kegelstumpfförmige Pyramidenform auf, die mit zunehmendem Abstand vom ersten Abschnitt 111x dünner wird.
Ein modifizierter Bereich 7 wird auf der Seitenfläche 111a des ersten Abschnitts 111x in der Form eines Bandes ausgebildet. Das heißt, die modifizierten Bereiche 7 erstrecken sich auf jeder Seitenfläche 111a in einer Richtung parallel zu der ersten Fläche 110a entlang jeder Seitenfläche 111a. Der modifizierte Bereich 7, der auf der Seite der ersten Fläche 110a angeordnet ist, ist von der ersten Fläche 110a getrennt. Der modifizierte Bereich 7 ist aus der Vielzahl von modifizierten Stellen 7a gebildet (siehe 21). Die Vielzahl von modifizierten Stellen 7a ist auf jeder Seitenfläche 111a in einer Richtung parallel zu der ersten Fläche 110a entlang jeder Seitenfläche 111a angeordnet. Der modifizierte Bereich 7 (genauer gesagt, jede modifizierte Stelle 7a) umfasst einen polykristallinen Siliziumbereich, einen Bereich mit hoher Versetzungsdichte usw.
Auf der Seitenfläche 112a des zweiten Abschnitts 112 wird der unebene Bereich 9 bandförmig ausgebildet. Das heißt, die unebenen Bereiche 9 erstrecken sich auf jeder Seitenfläche 112a in einer Richtung parallel zu der zweiten Fläche 110b entlang jeder Seitenfläche 112a. Der unebene Bereich 9 auf der Seite der zweiten Fläche 110b ist von der zweiten Fläche 110b getrennt. Der unebene Bereich 9 wird gebildet, indem der modifizierte Bereich 7 auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1 durch reaktives lonenätzen entfernt wird. Somit weist der unebene Bereich 9 eine ungleichmäßige Form auf, die dem modifizierten Bereich 7 entspricht, und das einkristalline Silizium ist im unebenen Bereich 9 freigelegt. Das heißt, die Seitenfläche 112a des zweiten Abschnitts 112 ist eine Fläche, an der das einkristalline Silizium freiliegt und die unebene Fläche des unebenen Bereichs 9 umfasst.
Es sollte beachtet werden, dass der Halbleiterchip 15 keine Ätzschutzschicht 230 umfassen muss. Ein solcher Halbleiterchip 15 wird beispielsweise in einem Fall erhalten, in dem das reaktive lonenätzen von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b ausgeführt wird, um die Ätzschutzschicht 23 zu entfernen.
In 27(a) ist ein oberer Abschnitt ein Bild des unebenen Bereichs 9, und ein unterer Abschnitt ist ein ungleichmäßiges Profil des unebenen Abschnitts 9 entlang einer Einpunktkettenlinie des oberen Abschnitts. In 27(b) ist der obere Abschnitt ein Bild des modifizierten Bereichs 7 und der untere Abschnitt ist ein ungleichmäßiges Profil des modifizierten Bereichs 7 entlang einer Einpunktkettenlinie des oberen Abschnitts. Beim Vergleichen dieser Zeichnungen versteht sich, dass im unebenen Bereich 9 lediglich eine Vielzahl von relativ großen Vertiefungsabschnitten tendenziell gebildet werden, während im modifizierten Bereich 7 nicht nur eine Vielzahl von relativ großen Vertiefungsabschnitten, sondern auch eine Vielzahl von relativ großen Vorsprungabschnitten beliebig gebildet werden. 27(c) zeigt ein Bild und ein ungleichmäßiges Profil des „modifizierten Bereichs 7, der auf der Seite der zweiten Hauptfläche 1b angeordnet ist“ in dem Fall, in dem das Objekt 1 ohne Durchführen des reaktiven lonenätzens am Objekt 1 von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b vereinzelt wird. Auch bei diesem modifizierten Bereich 7 gibt es eine Tendenz, bei der nicht nur eine Vielzahl von relativ großen Vertiefungsabschnitten, sondern auch eine Vielzahl von relativ großen Vorsprungabschnitten beliebig gebildet werden. Somit versteht sich, dass die Tendenz, bei der lediglich eine Vielzahl von relativ großen Vertiefungsabschnitten im unebenen Bereich 9 gebildet wird dadurch entsteht, dass der modifizierte Bereich 7 durch reaktives lonenätzen entfernt wird. Im Halbleiterchip 15 dient zusätzlich zum unebenen Bereich 9 die schwarze Siliziumschicht 6 als eine Getterschicht, die Verunreinigungen einfängt.
Wie zuvor beschrieben, wird im Objektvereinzelungsverfahren das reaktive lonenätzen von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b aus auf dem Objekt 1 durchgeführt, in dem die Bruchlinie 31 derart gebildet ist, dass sie sich zwischen wenigstens einer Reihe modifizierter Bereiche 7 und der zweiten Hauptfläche 1b erstreckt. Folglich schreitet das reaktive Ionenätzen selektiv entlang der Bruchlinie 31 von der zweiten Hauptfläche 1b voran, und die Nut 32 mit einer schmalen und tiefen Öffnung wird entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet. Dabei ist es möglich, den Verlauf des reaktiven Ionenätzens unter Verwendung der schwarzen Siliziumschicht 6 zu beenden, indem die schwarze Siliziumschicht 6 auf der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1 und der Innenfläche der Nut 32 während des Durchführens des reaktiven Ionenätzens gebildet wird. Das heißt, es ist möglich, den reaktiven lonenätzverlauf zu steuern. Das reaktive lonenätzen kann zu jedem Zeitpunkt zuverlässig beendet werden, wodurch eine hochqualitative Ätzvereinzelung gewährleistet wird. Da das reaktive lonenätzen während des Ätzens gestoppt werden kann, kann verhindert werden, dass Ätzgas in die Funktionsteileschich 12 eindringt.
In dem Objektvereinzelungsverfahren kann im zweiten Schritt durch Bilden der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7, die in der Dickenrichtung des Objekts 1 angeordnet sind, wenigstens eine Reihe modifizierter Bereiche 7 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet werden, und die Bruchlinie 31 kann gebildet werden, um sich zwischen den benachbarten modifizierten Bereichen 7 unter der Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 zu erstrecken. Auf diese Weise ist es möglich, dass das reaktive lonenätzen tiefer und selektiv fortschreitet.
In dem Objektvereinzelungsverfahren kann im zweiten Schritt die wenigstens eine Reihe modifizierter Bereiche 7 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 durch Bilden der Vielzahl von modifizierten Stellen 7a, die entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 angeordnet sind, gebildet werden, und die Bruchlinie 31 kann gebildet werden, um sich zwischen den benachbarten modifizierten Stellen 7a unter der Vielzahl von modifizierten Stellen 7a zu erstrecken. Auf diese Weise ist es möglich, dass das reaktive lonenätzen mit höherer Effizienz selektiv fortschreitet.
In dem Objektvereinzelungsverfahren wird im dritten Schritt die schwarze Siliziumschicht 6 gebildet, in dem O₂ in das Ätzgas gemischt wird. Folglich kann insbesondere die Bildung der schwarzen Siliziumschicht realisiert werden.
In dem Objektvereinzelungsverfahren wird im dritten Schritt O₂ in das Ätzgas gemischt, wenn die Nut 32 eine vorbestimmte Tiefe aufweist. Folglich kann der Prozess des reaktiven Ionenätzens beendet werden, indem die schwarze Siliziumschicht 6 derart gebildet wird, dass die Nut 32 mit einer vorbestimmten Tiefe gebildet wird.
Das Objektvereinzelungsverfahren umfasst einen vierten Schritt, nach dem dritten Schritt, des Vereinzelns des Objekts 1 in eine Vielzahl von Halbleiterchips 15 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5, in dem der Ausdehnungsfilm 22 auf Seite der zweiten Hauptfläche 1b geklebt und der Ausdehnungsfilm 22 auseinandergezogen wird. Folglich ist es möglich, das Objekt 1 zuverlässig in die Vielzahl von Halbleiterchips 15 entlang jeder Trennlinie 5 zu vereinzeln. Da ferner die Vielzahl von Chips 15 auf dem Ausdehnungsfilm 22 voneinander getrennt sind, kann die Aufnahme der Halbleiterchips 15 vereinfacht werden.
Zuvor wurde die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben; jedoch ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann beispielsweise ein druckempfindliches Band mit Vakuumbeständigkeit, ein UV-Band oder dergleichen als Schutzfolie 21 verwendet werden. Anstelle der Schutzfolie 21 kann eine Wafer-Einspannvorrichtung mit Ätzbeständigkeit verwendet werden.
In der zuvor erwähnten Ausführungsform ist die Anzahl der Reihen modifizierter Bereiche 7, die in dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 vorgesehen sind, nicht auf eine Vielzahl von Reihen beschränkt und kann eine Reihe sein. Das heißt, es wird wenigstens eine Reihe modifizierter Bereiche 7 in dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet. In einem Fall, in dem eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 in dem Silizium-Einkristallsubstrat 11 entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien 5 gebildet wird, können die modifizierten Bereiche 7, die nebeneinanderliegen, miteinander verbunden sein.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann die Bruchlinie 31 ausgebildet sein, um sich zwischen der wenigstens einen Reihe modifizierter Bereiche 7 und der zweiten Hauptfläche 1b des Objekts 1 zu erstrecken. Das heißt, die Bruchlinie 31 muss die zweite Hauptfläche 1b nicht erreichen, wenn die Bruchlinie unterbrochen ist. Ferner muss die Bruchlinie 31 sich nicht zwischen den benachbarten modifizierten Stellen 7a erstrecken, solange die Bruchlinie 31 unterbrochen ist. Die Bruchlinie 31 muss sich nicht zwischen den benachbarten modifizierten Bereichen 7 erstrecken, solange die Bruchlinie 31 unterbrochen ist. Die Bruchlinie 31 kann die erste Hauptfläche 1a des Objekts 1 erreichen oder nicht.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann die Trockenätzung von der Seite der zweiten Hauptfläche 1b derart durchgeführt werden, dass die Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche 7 entfernt wird, um dadurch den unebenen Bereich 9 an der Innenfläche der Nut 32 zu bilden, der eine ungleichmäßige Form entsprechend der Vielzahl von Reihen von entfernten modifizierten Bereichen 7 aufweist und in dem das einkristalline Silizium freiliegt. Im Trockenätzschritt kann reaktives lonenätzen mit einem anderen Gas als CF₄ oder SF₆ durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Objekt
1a: Erste Hauptfläche
1b: Zweite Hauptfläche
5: Trennlinie
6: Schwarze Silikonschicht
7: Modifizierter Bereich
7a: Modifizierte Stelle
11: Silizium-Einkristallsubstrat
12: Funktionsteileschicht
15: Halbleiterchip
22: Ausdehnungsfilm
31: Bruchlinie
32: Nut
L: Laserlicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5197586 [0003]

Claims

Objektvereinzelungsverfahren, umfassend: einen ersten Schritt des Vorbereitens eines zu bearbeitenden Objekts, das ein Silizium-Einkristallsubstrat und eine Funktionsteileschicht auf einer Seite einer ersten Hauptfläche umfasst; einen zweiten Schritt, nach dem ersten Schritt, des Bestrahlens des Objekts mit Laserlicht, um mindestens eine Reihe modifizierter Bereiche in dem Silizium-Einkristallsubstrat entlang jeder einer Vielzahl von Trennlinien zu bilden, und um eine Bruchlinie in dem Objekt zu bilden, die sich zwischen der mindestens einen Reihe modifizierter Bereiche und einer zweiten Hauptfläche des Objekts entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien erstreckt; und einen dritten Schritt, nach dem zweiten Schritt, des Trockenätzens des Objekts von der zweiten Hauptflächenseite aus, um in dem Objekt entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien eine Nut zu bilden, die sich zur zweiten Hauptfläche öffnet, wobei im dritten Schritt während der Durchführung des reaktiven Ionenätzens eine schwarze Siliziumschicht auf der zweiten Hauptfläche des Objekts und einer Innenfläche der Nut gebildet wird.
Objektvereinzelungsverfahren nach Anspruch 1, wobei im zweiten Schritt die mindestens eine Reihe modifizierter Bereiche entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien gebildet wird, indem eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche gebildet wird, die in einer Dickenrichtung des Objekts angeordnet sind, und die Bruchlinie gebildet wird, um sich zwischen aneinandergrenzenden modifizierten Bereichen aus der Vielzahl der Reihen modifizierter Bereiche zu erstrecken.
Objektvereinzelungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im zweiten Schritt die mindestens eine Reihe modifizierter Bereiche entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien gebildet wird, indem eine Vielzahl modifizierter Stellen gebildet wird, die entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien angeordnet sind, und die Bruchlinie gebildet wird, um sich zwischen aneinandergrenzenden modifizierten Stellen aus der Vielzahl modifizierter Stellen zu erstrecken.
Objektvereinzelungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im dritten Schritt die schwarze Siliziumschicht gebildet wird, indem Sauerstoff in ein Ätzgas gemischt wird.
Objektvereinzelungsverfahren nach Anspruch 4, wobei im dritten Schritt der Sauerstoff in das Ätzgas gemischt wird, wenn die Nut eine vorbestimmte Tiefe aufweist.
Objektvereinzelungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: einen vierten Schritt, nach dem dritten Schritt, des Vereinzelns des Objekts in eine Vielzahl von Halbleiterchips entlang jeder der Vielzahl von Trennlinien, indem ein Ausdehnungsfilm auf die zweite Hauptflächenseite geklebt und der Ausdehnungsfilm auseinandergezogen wird.