JP2019175976A - 素子チップの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザグルービング工程およびプラズマによる個片化工程を備える素子チップの製造方法において、得られる素子チップの品質を高める。【解決手段】第１主面および第２主面を備え、半導体層と、半導体層の第１主面側に形成された配線層と、配線層の第１主面側に形成された樹脂層と、を備える基板であって、複数の素子領域と、素子領域を画定する分割領域と、を備える基板を準備する工程と、分割領域に、第１主面側からレーザ光を照射して、分割領域に半導体層が露出する開口を形成するレーザグルービング工程と、レーザグルービング工程の後、開口に露出する半導体層をプラズマにより第２主面に達するまでエッチングして、基板を、素子領域を備える複数の素子チップに分割する個片化工程と、を備え、レーザグルービング工程は、分割領域に露出した半導体層の表面を溶融させる工程を含む、素子チップの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、素子チップの製造方法に関し、詳細には、レーザグルービング工程およびプラズマによる個片化工程を含む素子チップの製造方法に関する。
素子チップは、半導体層と配線層等とを備える基板を個片化（ダイシング）することによって製造される。基板は、通常、複数の素子領域と当該素子領域を画定する複数の分割領域とを備えており、分割領域を除去することにより、基板はダイシングされて、複数の素子チップが形成される。特許文献１は、分割領域の一部をレーザ光によってスクライビング（レーザグルービング加工）した後、切削ブレードによって分割領域の残部を切断して、基板をダイシングすることを教示している。
特開２００５−６４２３１号公報
レーザグルービング加工では、熱による影響を抑制するため、通常、パルスレーザ光が用いられる。パルスレーザ光によるレーザ加工の場合、アブレーションにより加工対象物の表面から飛散した物質が、デブリと呼ばれる微粒子となって、当該表面に再付着することが知られている。しかし、特許文献１のように、レーザグルービング加工の後、機械的に分割領域の残部を切断する場合、分割領域上に付着するデブリは、素子チップの加工品質に大きな影響を与えない。
近年、基板をダイシングする方法として、分割領域の一部をレーザ光によってスクライビングした後、分割領域の残部をプラズマによりエッチングするプラズマダイシングが提案されている。プラズマ発生に用いられる原料ガスやプラズマ発生条件は、加工対象物の材料や厚み等によって異なる。そのため、このプラズマを用いたエッチングにおいて、分割領域上に存在するデブリの組成および分割領域の平坦性は、素子チップの加工品質に大きく影響する。
本発明の一局面は、第１主面および第２主面を備え、半導体層と、前記半導体層の前記第１主面側に形成された配線層と、前記配線層の前記第１主面側に形成された樹脂層と、を備える基板であって、複数の素子領域と、前記素子領域を画定する分割領域と、を備える基板を準備する工程と、前記分割領域に、前記第１主面側からレーザ光を照射して、前記分割領域に前記半導体層が露出する開口を形成するレーザグルービング工程と、前記レーザグルービング工程の後、前記開口に露出する前記半導体層をプラズマにより前記第２主面に達するまでエッチングして、前記基板を、前記素子領域を備える複数の素子チップに分割する個片化工程と、を備え、前記レーザグルービング工程は、前記分割領域に露出した前記半導体層の表面を溶融させる工程を含む、素子チップの製造方法に関する。
本発明によれば、個片化工程の前に、分割領域を均質にする工程を行うため、プラズマを用いたエッチングによって、所望の素子チップが高品質で得られる。
本発明の第１実施形態に係る製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の加工対象物である基板を模式的に示す上面図（ａ）、および、Ｘ−Ｘ線における断面図（ｂ）である。 基板の要部を拡大して模式的に示す上面図（ａ）、および、Ｙ−Ｙ線における断面図（ｂ）である。 本発明の第１実施形態に係るレーザグルービング工程における基板の一部を模式的に示す断面図である（（ａ）〜（ｃ））。 本発明の実施形態に係るレーザ加工機の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る第１工程後の基板表面の写真である。 本発明の第１実施形態に係る第２工程後の基板表面の写真である。 本発明の第１実施形態に係るクリーニング工程後の基板表面の写真である。 本発明の実施形態に係る個片化工程における基板の一部を模式的に示す断面図である（（ａ）、（ｂ））。 本発明の実施形態に係る搬送キャリアとこれに支持された基板を概略的に示す上面図（ａ）およびそのＺ−Ｚ線での断面図（ｂ）である。 本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構造を断面で示す概念図である。 本発明の第２実施形態に係る製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るレーザグルービング工程における基板の一部を模式的に示す断面図である（（ａ）〜（ｄ））。 本発明の第３実施形態に係る製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る第２工程における基板の一部を模式的に示す上面図である。
レーザグルービング工程では、分割領域における樹脂層および配線層の全部が除去され、さらには、半導体層の一部が除去され得る。これにより、後工程である、プラズマによる個片化工程が効率的に行われる。
分割領域は、通常、絶縁膜を含む。分割領域において、絶縁膜の内部には、多くの場合、ＴＥＧ（Test Element Group）が配置されている。分割領域には、さらに、金属配線が配置されている場合がある。分割領域に配置されるＴＥＧおよび金属配線（以下、金属材料と総称する場合がある。）の大きさ、組成、形状、厚み等は、様々である。一方、ラインタクトの観点から、分割領域をスクライブする際のレーザ光の照射は、分割領域に設定された照射予定線に沿って、一定の出力でレーザ光を照射しながら行われる場合が多い。そのため、配線層を除去する工程において、レーザ光は、通常、最も除去しにくい（つまり、大きくて厚みが大きい、あるいは、レーザ光吸収率の低い）金属材料を除去できる条件で、照射される。このときのレーザ光の出力は、絶縁膜が除去される照射条件よりもはるかに高い。
そのため、分割領域のうち、金属材料の配置されていない絶縁膜単独の部分（以下、金属非含有領域と称す。）では、金属材料が配置されている部分（以下、金属含有領域と称す。）に比べて、厚み方向に深くスクライビングされる。このとき、金属非含有領域に対応する半導体層が大きく除去される。その結果、形成されたトレンチの金属非含有領域に対応する領域は大きく凹み、トレンチの底面に凹凸が形成される。ここで、金属含有領域および金属非含有領域は、分割領域を厚み方向に分割する領域である。
さらに、レーザグルービング工程によれば、分割領域は、その幅方向における断面形状がテーパ状になるようにスクライブされ易い。そのため、分割領域内に配置された金属材料の影響により、トレンチの側面にも凹凸が形成される場合がある。さらに、金属含有領域の近傍では、レーザによるアブレーションが金属非含有領域よりも生じにくいため、テーパ角が小さくなる傾向にある。つまり、分割領域に金属含有領域と金属非含有領域が混在していると、トレンチの幅が一定にならない場合がある。
個片化工程は、例えば、膜堆積ステップとエッチングステップとを交互に繰り返すボッシュプロセスで行われる。ボッシュプロセスでは、膜堆積ステップにおいてトレンチの内部（底面および側面）に膜を形成してから、エッチングステップにおいてトレンチの底面を被覆する膜を除去して半導体層を露出させた後、露出した半導体層を除去する。このとき、膜堆積ステップおよびエッチングステップの条件は、膜堆積ステップにおいてトレンチの側面に形成された膜が、エッチングステップ後にも残存するように設定されている。これにより、半導体層はほぼ垂直にエッチングされる。言い換えれば、半導体層を垂直にエッチングして素子チップの加工形状を安定化するためには、膜堆積ステップにおいて、トレンチ内部に均一な厚みの膜を形成することが重要である。
しかし、上述のように、レーザグルービング工程でトレンチの内部に凹凸が形成されると、膜堆積ステップにおいてトレンチ内部に形成される膜の厚みは不均一になり易い。よって、得られる素子チップの加工形状が安定せず、端面に縦縞模様が形成されたり、半導体層と配線層との界面にサイドエッチングが生じたりする。その結果、外観性および抗折強度が低下し易くなる。さらに、トレンチの幅が一定でない場合、得られる素子チップの品質も安定しない。
ところで、レーザグルービング工程ではデブリが発生するため、通常、個片化工程の前に、デブリをエッチングやスクライブにより除去するクリーニング工程が行われる。クリーニング工程も、金属成分を多く含むデブリや、付着量の多いデブリ等、最も除去され難いデブリが除去される条件（例えば、処理時間を長くする）で行われる。しかし、金属非含有領域と金属含有領域とでは、デブリの内容物および飛散の様子が異なる。例えば、トレンチの金属含有領域に対応する領域の周辺には、金属成分を多く含むデブリが付着する。そのため、上記の条件でクリーニング工程が行われると、トレンチの金属非含有領域に対応する領域、特に金属含有領域の周辺以外に対応する領域は、さらに深くエッチングあるいはスクライブされることになる。つまり、クリーニング工程の前に形成されていたトレンチの凹凸は、クリーニング工程によってさらに強調される。
そこで、本実施形態では、レーザグルービング工程において、トレンチ（あるいはその前駆体。以下、同じ）を形成した後、半導体層を溶融させる。溶融した半導体層により、形成されるトレンチの底面の凹凸が平坦化されて、後に行われるプラズマエッチングの安定性が大きく向上する。
レーザグルービング工程は、分割領域にレーザ光（以下、アブレーションレーザ光）を照射し、樹脂層および配線層をアブレーションして、半導体層を露出させる第１工程と、分割領域に露出した半導体層に再びレーザ光（以下、溶融レーザ光）を照射して、半導体層の表面を溶融させる第２工程と、を備えてもよい。
第２工程では、半導体層が溶融する強度のレーザ光（以下、溶融レーザ光）がトレンチに照射される。そのため、第１工程によってトレンチの底面に露出した半導体層は、実質的にアブレーションしない。トレンチの平坦化は、トレンチの底面に露出した凹凸を備える半導体層の表面が、溶融（アモルファス化）して流動することにより行われる。その後、半導体は硬化して、トレンチの底面に平坦な新しい層を形成する。
第２工程では、溶融レーザ光によって半導体層が溶融されるとともに、トレンチの側面に付着していたデブリが拡散する。拡散したデブリの少なくとも一部は、溶融した半導体に巻き込まれて、トレンチ底面の新たな層に組み込まれる。つまり、第２工程では、デブリの偏在も解消されるため、トレンチの底面が均質化される。そのため、クリーニング工程の時間が短縮できるとともに、クリーニング後のトレンチの底面の平坦性が向上する。
さらに、第２工程では、溶融レーザ光によって、トレンチ側面に露出した配線層が溶融される。これにより、トレンチ側面の凹凸が減少するとともに、垂直性が向上する。また、トレンチの幅が一定になることにより、直線性が向上する。これにより、プラズマ処理の安定性が高くなって、得られる素子チップの品質も向上する。
［第１実施形態］
本実施形態に係る製造方法を、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。図２は、本実施形態の加工対象物である基板を模式的に示す上面図（ａ）、および、Ｘ−Ｘ線における断面図（ｂ）である。図３は、基板の要部を拡大して模式的に示す上面図（ａ）、および、Ｙ−Ｙ線における断面図（ｂ）である。図３（ａ）では、便宜的に、樹脂層１０３にドットを付している。
（１）準備工程（図１（ａ））
まず、ダイシングの対象となる基板１０を準備する。基板１０は、第１主面１０Ｘおよび第２主面１０Ｙを備えており、半導体層１０１と、半導体層１０１の第１主面１０Ｘ側に形成された配線層１０２と、配線層１０２の第１主面１０Ｘ側に形成された樹脂層１０３と、を備える。また、基板１０は、分割領域１１０を備えている。分割領域１１０は、素子領域１２０を画定する。
素子領域１２０には、半導体回路、電子部品素子、ＭＥＭＳ等の回路層（いずれも図示せず）が形成されていてもよい。分割領域１１０には、例えば、ＴＥＧといわれるテスト回路、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等を含む金属材料１０４が配置される。
分割領域１１０の形状は、直線に限られず、所望の素子チップ３０（図２（ｃ）参照）の形状に応じて設定されればよく、ジグザグであってもよいし、波線であってもよい。なお、素子チップ３０の形状としては、例えば、矩形、六角形等が挙げられる。
分割領域１１０の幅は特に限定されず、基板１０や素子チップ３０の大きさ等に応じて、適宜設定すればよい。分割領域１１０の幅は、例えば、１０〜３００μｍである。複数の分割領域１１０の幅は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。分割領域１１０は、通常、複数本、基板１０に配置されている。隣接する分割領域１１０同士のピッチも特に限定されず、基板１０や素子チップ３０の大きさ等に応じて、適宜設定すればよい。
半導体層１０１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等からなる。
配線層１０２は、多層配線層（例えば、ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）材料１０２ａとＣｕを含む金属配線１０２ｂとの積層体）、各種金属、絶縁膜（例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳＩｍＮ４）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３））等を含む。配線層１０２は、さらに、電極パッド、バンプ１０２ｃ等を含んでいてもよい。
樹脂層１０３は、素子領域１２０を保護するために設けられており、例えば、ポリイミド等の熱硬化性樹脂、ポリビニルアルコールおよび水溶性ポリエステル樹脂等の水溶性樹脂、フェノール樹脂等のフォトレジスト等の、いわゆるレジスト材料を含む。樹脂層１０３は、例えば、レジスト材料をシート状に成型した後、このシートを半導体層１０１あるいは樹脂層１０３が形成される前の配線層１０２に貼り付けたり、レジスト材料の原料液を、回転塗布やスプレー塗布等の方法を用いて、半導体層１０１あるいは樹脂層１０３が形成される前の配線層１０２に塗布することにより形成される。
（２）レーザグルービング工程
レーザグルービング工程では、分割領域１１０に第１主面１０Ｘ側からレーザ光を照射して、分割領域１１０に対応する、基板１０の厚みよりも浅い複数のトレンチ１１１（図４（ｃ）参照）を形成する。レーザグルービング工程は、ハンドリング性の観点から、基板１０を、後述する搬送キャリア２０（図９参照）で支持した状態で行ってもよい。
トレンチ１１１の深さは、例えば、基板１０の配線層１０２の厚みと同程度である。具体的には、トレンチ１１１の深さは、配線層１０２の厚みの８０〜１２０％であってもよく、配線層１０２の厚みの１００〜１２０％であってもよい。このように、レーザグルービング工程において、樹脂層１０３および配線層１０２の大部分あるいは全部が除去され、さらには、半導体層１０１の一部が除去される。
レーザグルービング工程は、第１工程と、第２工程と、を備える。
第１工程では、分割領域１１０における樹脂層１０３にアブレーションレーザ光Ｌａを照射して、樹脂層１０３および配線層１０２をアブレーションして、半導体層１０１を露出させる。
第２工程では、分割領域１１０に露出した半導体層１０１に溶融レーザ光Ｌｍを照射して、半導体層１０１の表面を溶融し、分割領域１１０を平坦化する。
以下、レーザグルービング工程を、図４を参照しながら詳細に説明する。図４（（ａ）〜（ｃ））は、本実施形態に係るレーザグルービング工程における基板の一部を模式的に示す断面図である。
（ａ）第１工程（図４（ｂ））
準備された基板（図４（ａ））の分割領域１１０における樹脂層１０３に、アブレーションレーザ光Ｌａを照射する。第１工程では、分割領域１１０の樹脂層１０３および配線層１０２のほぼすべてが除去される。そのため、形成されるトレンチ１１１の底面全体に、半導体層１０１が露出する。
アブレーションレーザ光Ｌａの照射は、樹脂層１０３および配線層１０２がアブレーションする条件で行われる。通常、樹脂層１０３がアブレーションする条件は、配線層１０２がアブレーションする条件よりも弱い。そのため、例えば、アブレーションレーザ光Ｌａのビーム強度Ｉａは、配線層１０２をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＢよりも強い（Ｉａ＞ＴＢ）。閾値ＴＢは、通常、半導体層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＤよりも強い（ＴＢ＞ＴＤ）。そのため、第１工程では、半導体層１０１の一部がアブレーションし得る。ビーム強度Ｉａは、アブレーションレーザ光Ｌａの中心強度である。ビーム強度Ｉｍ、Ｉｃ、Ｉａ１およびＩａ２についても同様である。
分割領域１１０の金属材料１０４が配置されていない金属非含有領域１１０ｂでは、金属材料１０４が配置されている金属含有領域１１０ａに比べて、厚み方向に深くスクライビングされる。そのため、形成されたトレンチ１１１の金属非含有領域１１０ｂに対応する半導体層１０１は大きく凹み、トレンチ１１１の底面に凹凸が形成され得る。
アブレーションレーザ光Ｌａの照射は、１回以上（Ｎａ≧１）行われ、２回以上（Ｎａ≧２）行われてもよい。Ｎａ≧２の場合、アブレーションレーザ光Ｌａの照射は、同じ条件で行われてもよいし、条件を変えて行われてもよい。レーザ光の照射回数とは、分割領域１１０に走査させるレーザ光の走査回数のことであり、パルス数を意味するものではない。
アブレーションレーザ光Ｌａのプロファイルは特に限定されない。アブレーションレーザ光Ｌａの幅方向プロファイルは、ガウシアン分布を有していてもよいし、トップハット分布を有していてもよい。ガウシアン分布とは正規分布である。トップハット分布は、分割領域の幅方向全体にわたって強度が同程度であり、端部（強度が急激に低くなり始めるショルダー部分）の強度は、中心強度と大きく変わらず、例えば中心強度の９０％〜９８％である。なかでも、アブレーションレーザ光Ｌａの少なくとも幅方向プロファイルが、トップハット分布を有することが好ましい。トップハット分布を有するアブレーションレーザ光Ｌａは、中心強度を大きくし易い。そのため、高いパワーを必要とする配線層１０２の除去を、効率よく行うことができる。
（ｂ）第２工程（図４（ｃ））
分割領域１１０に露出した半導体層１０１に溶融レーザ光Ｌｍを照射して、半導体層１０１の表面を溶融させる。
溶融レーザ光Ｌｍの照射は、半導体層１０１が溶融する条件で行われる。この条件は、半導体層１０１がアブレーションする条件よりも弱い。つまり、溶融レーザ光Ｌｍのビーム強度Ｉｍは、半導体層１０１を溶融するために必要なビーム強度の閾値ＴＣ以上であって、半導体層１０１をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＤよりも弱い（ＴＤ＞Ｉｍ≧ＴＣ）。
上記の通り、通常、配線層１０２をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＢは、半導体層１０１をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＤよりも強い（ＴＢ＞ＴＤ）。一方、閾値ＴＤは、半導体層１０１を溶融するために必要なビーム強度の閾値ＴＣよりも強い（ＴＤ＞ＴＣ）。これらを考慮すると、溶融レーザ光Ｌｍのビーム強度Ｉｍは、アブレーションレーザ光Ｌａのビーム強度Ｉａよりも弱い（Ｉａ＞Ｉｍ）。各閾値と各ビーム強度とは、例えば、Ｉａ＞ＴＢ＞ＴＤ＞Ｉｍ≧ＴＣ＞ＴＡの関係を満たす。
溶融レーザ光Ｌｍを照射することにより、トレンチ１１１の底面に露出した凹凸を備える半導体層の表面が溶融する。溶融した半導体は、凹部に向かって流動し、表面粗さが低減する。その後、溶融した半導体は硬化して、トレンチ１１１の底面に新たな平坦な層が形成される。例えば、第１工程により生じたトレンチ１１１底面の表面粗さよりも、第２工程後のトレンチ１１１底面の表面粗さは小さくなる。第２工程後のトレンチ１１１底面の表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１における算術平均粗さＲａ）は、例えば、０．５μｍ以下である。
このとき、トレンチ１１１の側面に付着していたデブリは、溶融レーザ光Ｌｍのエネルギーによって拡散するとともに、少なくとも一部は溶融した半導体に巻き込まれて、トレンチ１１１の底面に形成される新たな層に組み込まれる。これにより、トレンチ１１１の金属含有領域１１０ａに対応する領域の周辺に偏在していたデブリは、トレンチ１１１の底面全体に広がる。つまり、本工程により、トレンチ１１１の底面は、平坦化されるだけでなく、その組成も均質化される。したがって、クリーニング工程において、デブリは効率的に除去され、その後の個片化工程におけるプラズマ処理が安定化する。
なお、素子領域１２０上に付着したデブリは、レーザグルービング工程または個片化工程の後、基板１０を洗浄することにより除去され得る。あるいは、素子領域１２０上に付着したデブリは、レーザグルービング工程または個片化工程の後、樹脂層１０３を溶解させる薬液で基板１０を洗浄することにより、樹脂層１０３とともに除去され得る。また、素子領域１２０上に付着したデブリは、個片化工程の後、アッシングにより樹脂層１０３とともに除去され得る。
溶融レーザ光Ｌｍの照射は、１回以上（Ｎｍ≧１）行われ、２回以上（Ｎｍ≧２）行われてもよい。Ｎｍ≧２の場合、溶融レーザ光Ｌｍの照射は、同じ条件で行われてもよいし、条件を変えて行われてもよい。
溶融レーザ光Ｌｍのプロファイルは、少なくとも幅方向プロファイルが、トップハット分布を有することが好ましい。トップハット分布では、端部の強度も高いため、トレンチ１１１の底面全体の半導体層１０１を効率よく溶融させることができるとともに、側面のテーパや未スクライブ部分を効率よく除去することができる。よって、トレンチ１１１の形状が一定になる。
溶融レーザ光Ｌｍの分割領域１１０の幅方向における照射幅は、アブレーションレーザ光Ｌａの分割領域１１０の幅方向における照射幅よりも広いことが好ましい。この場合も、トレンチ１１１の側面のテーパや未スクライブ部分が効率よく除去されて、トレンチ１１１の形状が一定になる。レーザ光の照射幅とは、レーザ光が照射された領域の分割領域１１０の幅方向における長さである。通常、アブレーションレーザ光Ｌａの照射幅は、分割領域１１０の幅と同程度である。
レーザグルービング工程に用いられるレーザ加工機の一例を図５に示す。図５は、レーザ加工機の構成を模式的に示す斜視図である。
レーザ加工機３００は、例えば、レーザ発振器３０１、コリメータレンズ３０２、マスク３０３、ベンドミラー３０４および集光レンズ３０５を備える。レーザ発振器３０１から出力されたレーザ光Ｌは、コリメータレンズ３０２に入射する。コリメータレンズ３０２は、レーザ光Ｌのビーム径を、マスク３０３に対応した適正値に調整する。コリメータレンズ３０２から出射したレーザ光Ｌは、マスク３０３に入射する。マスク３０３は、レーザ光Ｌのビーム径を、基板１０に設けられた分割領域１１０の幅に対応するように整形する。マスク３０３を出射したレーザ光Ｌは、ベンドミラー３０４で反射された後、集光レンズ３０５に入射し、その後、基板１０に照射される。
トップハット分布を有するレーザ光Ｌは、ガウシアン分布を有するレーザ光をビーム整形することにより生成させることができる。ビーム整形には、例えば、回折光学素子（diffractive Optical Element：ＤＯＥ）や非球面ビームシェイパーが用いられる。
レーザ発振器３０１としては、パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器が好ましい。連続発振と比較して、基板１０に与える熱影響が小さいためである。レーザ光Ｌをパルス波形で発振する機構は特に限定されず、ビーム出力をメカニカルシャッターでオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）する方式、レーザ光Ｌの励起源をパルス制御する方式、ビーム出力をスイッチングする方式等が挙げられる。レーザ発振器３０１のレーザ発振機構も特に限定されず、レーザ発振の媒体として半導体を用いる半導体レーザ、媒体として炭酸ガス（ＣＯ２）等の気体を用いる気体レーザ、ＹＡＧ等を用いる固体レーザ、および、ファイバレーザ等が挙げられる。これらは単独で、あるいは、２以上を組み合わせて用いられる。
基板１０に照射されるレーザ光Ｌのパルス幅は特に限定されないが、熱影響が小さくなる点で、５００ナノ秒以下であることが好ましく、２００ナノ秒以下であることがより好ましい。レーザ光Ｌの波長も特に限定されないが、基板１０によるレーザ光Ｌの吸収が高くなる点で、紫外線域（波長２００〜４００ｎｍ）であることが好ましい。レーザ光Ｌの周波数も特に限定されないが、例えば、１〜２００ｋＨｚであってもよく、１０〜３００ｋＨｚであってもよい。高周波になるほど高速加工が可能となる。
図６Ａは、第１工程を行った後の基板表面の写真である。第１工程では、周波数６０ｋＨｚ、パルスエネルギー７．５μＪ、ビーム径１４．５μｍのトップハット分布を有するレーザ光（アブレーションレーザ光Ｌａ）を用いた。アブレーションレーザ光Ｌａを、分割領域１１０の幅方向に互いに１０μｍ離れた２本の照射予定線に沿って、スキャン速度９０ｍｍ／秒で２回照射した。
図６Ｂは、図６Ａの基板に対して、さらに第２工程を行った後の基板表面の写真である。第２工程では、周波数２００ｋＨｚ、パルスエネルギー２．５μＪ、ビーム径１４．５μｍのトップハット分布を有するレーザ光（溶融レーザ光Ｌｍ）を用いた。溶融レーザ光Ｌｍを、分割領域１１０の幅方向に互いに１０μｍ離れた２本の照射予定線に沿って、スキャン速度２００ｍｍ／秒の照射条件で１回照射した。
第１工程後の図６Ａの分割領域１１０は、比較的暗く見える部分が多い。これは、分割領域１１０に残存する微細な凹凸によって、観察光が乱反射したためであると考えられる。これに対し、第２工程後の図６Ｂの分割領域１１０は、図６Ａと比べて明るく見える部分が多い。これは、分割領域１１０が平坦化されて、観察光の乱反射が抑制されたためであると考えられる。
（３）クリーニング工程
レーザグルービング工程の後、個片化工程の前に、トレンチ１１１に残存するデブリを除去するためのクリーニング工程を行ってもよい。これにより、さらに安定化したプラズマ処理を行うことが可能になる。
クリーニング工程は、レーザ光（クリーニングレーザ光）を照射することにより行ってもよい。
クリーニングレーザ光の照射は、トレンチ１１１に残存するデブリが除去されるビーム強度で行われる。通常、クリーニングレーザ光のビーム強度Ｉｃは、溶融レーザ光Ｌｍのビーム強度Ｉｍよりも高い。例えば、クリーニングレーザ光のビーム強度Ｉｃは、配線層１０２をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＢと同程度である。この場合、クリーニングレーザ光の照射ピッチをレーザグルービング工程におけるレーザ光の照射ピッチよりも大きく（すなわちスキャン速度を速く）する方が、クリーニング効果が高まり、好ましい。
クリーニングレーザ光のビーム強度Ｉｃを閾値ＴＢ以上にする場合、クリーニングレーザ光の照射の後、溶融レーザ光Ｌｍと同程度のビーム強度を有するレーザ光（第２の溶融レーザ光）を照射することが好ましい。これにより、クリーニングレーザ光によってトレンチ１１１の底面に凹凸が形成されても、再びトレンチ１１１の底面を平坦化することができる。
クリーニング工程では、例えば、クリーニングレーザ光として、周波数６０ｋＨｚ、パルスエネルギー７．５μＪ、ビーム径１４．５μｍのトップハット分布を有するレーザ光を用いてもよい。このクリーニングレーザ光は、分割領域の幅方向に互いに１０μｍ離れた２本の照射予定線に沿って、スキャン速度６００ｍｍ／秒で１〜２回照射されてもよい。
第２の溶融レーザ光としては、例えば、周波数２００ｋＨｚ、パルスエネルギー２．５μＪ、ビーム径１４．５μｍのトップハット分布を有するレーザ光が用いられる。第２の溶融レーザ光は、分割領域の幅方向に互いに１０μｍ離れた２本の照射予定線に沿って、スキャン速度２００ｍｍ／秒で１回照射されてもよい。
図７は、図６Ｂに示す基板に対して、クリーニングレーザ光および第２の溶融レーザ光を照射した後の基板表面の写真である。クリーニングレーザ光および第２の溶融レーザ光の照射は、それぞれ上記の条件に従って行った。図６Ｂおよび図７の分割領域１１０を比較すると、図７の分割領域１１０の方が、明るく見える部分がより多い。このことから、クリーニング工程により、分割領域１１０はさらに平坦化されたことがわかる。
クリーニングレーザ光の照射は、１回以上（Ｎｃ≧１）行われ、２回以上（Ｎｃ≧２）行われてもよい。Ｎｃ≧２の場合、クリーニングレーザ光の照射は、同じ条件で行われてもよいし、条件を変えて行われてもよい。クリーニングレーザ光のビーム強度、ビームプロファイル等は特に限定されず、例えば、ガウシアン分布を有していてもよいし、トップハット分布を有していてもよい。
クリーニング工程は、プラズマ処理により行ってもよい。トレンチ１１１をクリーニングするためのプラズマは、個片化工程の際に発生させるプラズマとは異なる条件で発生させてもよい。クリーニング工程におけるプラズマ処理には、半導体層１０１を構成する成分（例えば、ＳｉおよびＳｉ酸化物）が除去される原料ガスを用いることが好ましい。
プラズマ処理によるクリーニング工程は、例えば、後述するプラズマ処理装置を用い、ＳＦ６およびＯ２の混合ガスを２００ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ内の圧力を５Ｐａに調圧し、アンテナに１０００〜２０００Ｗの高周波電力を印加してプラズマを発生させて、１〜２分程度処理することにより行われる。このとき、ステージが備える高周波電極部に１５０Ｗ程度の高周波電力を印加すると、デブリの除去効果が高まる。
次に、個片化工程を、図８を参照しながら詳細に説明する。図８は、本実施形態に係る個片化工程における基板の一部を模式的に示す断面図である（（ａ）、（ｂ））。
（４）個片化工程（図８（ａ）、（ｂ））
形成されたトレンチ１１１をプラズマに晒すことにより、分割領域１１０における基板１０の厚み方向の残部をエッチングして、基板１０を、素子領域１２０を備える複数の素子チップ３０に分割する。このとき、基板１０の最外に配置されている樹脂層１０３は、素子領域１２０のマスクとして機能する。
個片化工程は、ハンドリング性の観点から、基板１０を支持部材２２で支持した状態で行われることが好ましい。このとき、基板１０の第２主面１０Ｙを、支持部材２２に当接させる。支持部材２２の材質は特に限定されない。なかでも、基板１０が支持部材２２で支持された状態でダイシングされることを考慮すると、得られる素子チップ３０がピックアップし易い点で、支持部材２２は、柔軟性のある樹脂フィルムであることが好ましい。このとき、ハンドリング性の観点から、図９に示すように、支持部材２２はフレーム２１に固定される。以下、フレーム２１と、フレーム２１に固定された支持部材２２とを併せて、搬送キャリア２０と称する。図９は、搬送キャリア２０と支持部材２２に支持された基板１０とを示す上面図（ａ）およびＺ−Ｚ線での断面図（ｂ）である。
上記樹脂フィルムの材質は特に限定されず、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。樹脂フィルムには、伸縮性を付加するためのゴム成分（例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等）、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、導電性材料等の各種添加剤が配合されていてもよい。また、上記熱可塑性樹脂は、アクリル基等の光重合反応を示す官能基を有していてもよい。
支持部材２２は、例えば、粘着剤を有する面（粘着面２２ａ）と粘着剤を有しない面（非粘着面２２ｂ）とを備えている。粘着面２２ａの外周縁は、フレーム２１の一方の面に貼着しており、フレーム２１の開口を覆っている。粘着面２２ａのフレーム２１の開口から露出した部分に、基板１０の第２主面１０Ｙが貼着されて支持される。プラズマ処理の際、支持部材２２は、プラズマ処理ステージ（以下、単にステージと称す）と非粘着面２２ｂとが接するように、ステージに載置される。
粘着面２２ａは、紫外線（ＵＶ）の照射によって粘着力が減少する粘着成分からなることが好ましい。これにより、プラズマダイシング後に素子チップ３０をピックアップする際、ＵＶ照射を行うことにより、素子チップ３０が粘着面２２ａから容易に剥離されて、ピックアップし易くなる。例えば、支持部材２２は、樹脂フィルムの片面にＵＶ硬化型アクリル粘着剤を、５〜２０μｍの厚みに塗布することにより得られる。
フレーム２１は、基板１０の全体と同じかそれ以上の面積の開口を有した枠体であり、所定の幅および略一定の薄い厚みを有している。フレーム２１は、支持部材２２および基板１０を保持した状態で搬送できる程度の剛性を有している。フレーム２１の開口の形状は特に限定されないが、例えば、円形や、矩形、六角形など多角形であってもよい。フレーム２１には、位置決めのためのノッチ２１ａやコーナーカット２１ｂが設けられていてもよい。フレーム２１の材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、樹脂等が挙げられる。
次に、図１０を参照しながら、個片化工程に使用されるプラズマ処理装置２００を具体的に説明するが、プラズマ処理装置はこれに限定されるものではない。図１０は、本実施形態に用いられるプラズマ処理装置２００の構造の断面を概略的に示している。
プラズマ処理装置２００は、ステージ２１１を備えている。搬送キャリア２０は、支持部材２２の基板１０を保持している面（粘着面２２ａ）が上方を向くように、ステージ２１１に搭載される。ステージ２１１の上方には、フレーム２１および支持部材２２の少なくとも一部を覆うとともに、基板１０の少なくとも一部を露出させるための窓部２２４Ｗを有するカバー２２４が配置されている。カバー２２４には、フレーム２１がステージ２１１に載置されている状態のとき、フレーム２１を押圧するための押さえ部材２０７が配置されている。押さえ部材２０７は、フレーム２１と点接触できる部材（例えば、コイルバネや弾力性を有する樹脂）であることが好ましい。これにより、フレーム２１およびカバー２２４の熱が互いに影響し合うことを抑制しながら、フレーム２１の歪みを矯正することができる。
ステージ２１１およびカバー２２４は、反応室（真空チャンバ２０３）内に配置されている。真空チャンバ２０３は、上部が開口した概ね円筒状であり、上部開口は蓋体である誘電体部材２０８により閉鎖されている。真空チャンバ２０３を構成する材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、表面をアルマイト加工したアルミニウム等が例示できる。誘電体部材２０８を構成する材料としては、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、石英（ＳｉＯ2）等の誘電体材料が例示できる。誘電体部材２０８の上方には、上部電極としてのアンテナ２０９が配置されている。アンテナ２０９は、第１高周波電源２１０Ａと電気的に接続されている。ステージ２１１は、真空チャンバ２０３内の底部側に配置される。
真空チャンバ２０３には、ガス導入口２０３ａが接続されている。ガス導入口２０３ａには、原料ガスの供給原である原料ガス源（プロセスガス源２１２）およびアッシングガス源２１３が、それぞれ配管によって接続されている。また、真空チャンバ２０３には、排気口２０３ｂが設けられており、排気口２０３ｂには、真空チャンバ２０３内のガスを排気して減圧するための真空ポンプを含む減圧機構２１４が接続されている。
ステージ２１１は、それぞれ略円形の電極層２１５と、金属層２１６と、電極層２１５および金属層２１６を支持する基台２１７と、電極層２１５、金属層２１６および基台２１７を取り囲む外周部２１８とを備える。外周部２１８は導電性および耐エッチング性を有する金属により構成されており、電極層２１５、金属層２１６および基台２１７をプラズマから保護する。外周部２１８の上面には、円環状の外周リング２２９が配置されている。外周リング２２９は、外周部２１８の上面をプラズマから保護する役割をもつ。電極層２１５および外周リング２２９は、例えば、上記の誘電体材料により構成される。
電極層２１５の内部には、静電吸着機構を構成する電極部（以下、ＥＳＣ電極２１９と称す。）と、第２高周波電源２１０Ｂに電気的に接続された高周波電極部２２０とが配置されている。ＥＳＣ電極２１９には、直流電源２２６が電気的に接続されている。静電吸着機構は、ＥＳＣ電極２１９および直流電源２２６により構成されている。
金属層２１６は、例えば、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等により構成される。金属層２１６内には、冷媒流路２２７が形成されている。冷媒流路２２７は、ステージ２１１を冷却する。ステージ２１１が冷却されることにより、ステージ２１１に搭載された支持部材２２が冷却されるとともに、ステージ２１１にその一部が接触しているカバー２２４も冷却される。これにより、基板１０や支持部材２２が、プラズマ処理中に加熱されることによって損傷されることが抑制される。冷媒流路２２７内の冷媒は、冷媒循環装置２２５により循環される。
ステージ２１１の外周付近には、ステージ２１１を貫通する複数の支持部２２２が配置されている。支持部２２２は、搬送キャリア２０のフレーム２１を支持する。支持部２２２は、昇降機構２２３Ａにより昇降駆動される。搬送キャリア２０が真空チャンバ２０３内に搬送されると、所定の位置まで上昇した支持部２２２に受け渡される。支持部２２２の上端面がステージ２１１と同じレベル以下にまで降下することにより、搬送キャリア２０は、ステージ２１１の所定の位置に搭載される。
カバー２２４の端部には、複数の昇降ロッド２２１が連結しており、カバー２２４を昇降可能にしている。昇降ロッド２２１は、昇降機構２２３Ｂにより昇降駆動される。昇降機構２２３Ｂによるカバー２２４の昇降の動作は、昇降機構２２３Ａとは独立して行うことができる。
制御装置２２８は、第１高周波電源２１０Ａ、第２高周波電源２１０Ｂ、プロセスガス源２１２、アッシングガス源２１３、減圧機構２１４、冷媒循環装置２２５、昇降機構２２３Ａ、昇降機構２２３Ｂおよび静電吸着機構を含むプラズマ処理装置２００を構成する要素の動作を制御する。
プラズマは、基板１０の残部（主に半導体層１０１）がエッチングされる条件により発生させる。上記エッチング条件は、半導体層１０１の材質に応じて適宜選択することができる。半導体層１０１がＳｉの場合、各分割領域（溝）のエッチングには、いわゆるボッシュプロセスを用いることができる。ボッシュプロセスにおいては、膜堆積ステップと、膜エッチングステップと、Ｓｉエッチングステップとを順次繰り返すことにより、各溝を深さ方向に掘り進む。
膜堆積ステップは、例えば、原料ガスとしてＣ４Ｆ８を１５０〜２５０ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ２０３内の圧力を１５〜２５Ｐａに調整し、第１高周波電源２１０Ａからアンテナ２０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗとして、第２高周波電源２１０Ｂから高周波電極部２２０への投入電力を０Ｗとして、５〜１５秒間、処理する条件で行われる。
膜エッチングステップは、例えば、原料ガスとしてＳＦ６を２００〜４００ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ２０３内の圧力を５〜１５Ｐａに調整し、第１高周波電源２１０Ａからアンテナ２０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗとして、第２高周波電源２１０Ｂから高周波電極部２２０への投入電力を１００〜３００Ｗとして、２〜１０秒間、処理する条件で行われる。
Ｓｉエッチングステップは、例えば、原料ガスとしてＳＦ６を２００〜４００ｓｃｃｍで供給しながら、真空チャンバ２０３内の圧力を５〜１５Ｐａに調整し、第１高周波電源２１０Ａからアンテナ２０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗとして、第２高周波電源２１０Ｂから高周波電極部２２０への投入電力を５０〜２００Ｗとして、１０〜２０秒間、処理する条件で行われる。
上記のような条件で、膜堆積ステップ、膜エッチングステップ、および、Ｓｉエッチングステップを繰り返すことにより、各溝は、１０μｍ／分の速度で深さ方向に垂直にエッチングされ得る。プラズマの発生においては、複数種類の原料ガスを併用してもよい。この場合、複数種類の原料ガスを時間差で真空チャンバ２０３内に導入してもよいし、複数種類の原料ガスを混合して、真空チャンバ２０３内に導入してもよい。
このようにして、基板１０は、支持部材２２により支持された状態で、素子領域１２０を備える複数の素子チップ３０に分割される（図８（ａ））。個片化工程の終了後、支持部材２２に支持された複数の素子チップ３０は、ピックアップ工程に送られる。ピックアップ工程では、複数の素子チップ３０は、それぞれ支持部材２２から剥離されて、素子チップ３０が得られる。
個片化工程の後、素子チップ３０に残存する樹脂層１０３を、アッシングや洗浄により除去してもよい（図８（ｂ））。このとき、レーザグルービング工程において素子領域１２０上の樹脂層１０３に付着したデブリは、樹脂層１０３とともに除去される。
［第２実施形態］
本実施形態は、レーザグルービング工程の第１工程が、樹脂層をアブレーションする第１のアブレーション工程と、配線層をアブレーションする第２のアブレーション工程を含むこと以外、第１実施形態と同様である。図１１は、本実施形態に係る製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。図１２は、本実施形態に係るレーザグルービング工程における基板の一部を模式的に示す断面図である。
（ａ）第１のアブレーション工程（図１２（ｂ））
準備された基板（図１２（ａ））の分割領域１１０における樹脂層１０３に、第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１を照射して、配線層１０２を露出させる。
第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１の照射は、樹脂層１０３がアブレーションする条件で行われる。通常、樹脂層１０３がアブレーションする条件は、配線層１０２がアブレーションする条件よりも弱い。そのため、例えば、第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１のビーム強度Ｉａ１は、樹脂層１０３をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＡよりも強く、配線層１０２をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＢよりも弱い（ＴＢ＞Ｉａ１＞ＴＡ）。
第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１の照射は、１回以上（Ｎａ１≧１）行われ、２回以上（Ｎａ１≧２）行われてもよい。Ｎａ１≧２の場合、第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１の照射は、同じ条件で行われてもよいし、条件を変えて行われてもよい。レーザ光の照射回数とは、分割領域１１０に走査させるレーザ光の走査回数のことであり、パルス数を意味するものではない。
第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１のプロファイルは特に限定されない。第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１の幅方向プロファイルは、ガウシアン分布を有していてもよいし、トップハット分布を有していてもよい。ガウシアン分布とは正規分布である。トップハット分布は、分割領域の幅方向全体にわたって強度が同程度である。
（ｂ）第２のアブレーション工程（図１２（ｃ））
分割領域１１０に露出した配線層１０２に第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２を照射して、半導体層１０１を露出させる。第２のアブレーション工程では、分割領域１１０の配線層１０２のほぼすべてが除去される。そのため、形成されるトレンチ１１１の底面全体に、半導体層１０１が露出する。
第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の照射は、配線層１０２がアブレーションする条件で行われる。例えば、第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２のビーム強度Ｉａ２は、配線層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＢよりも強い（Ｉａ２＞ＴＢ）。閾値ＴＢは、通常、半導体層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値ＴＤよりも強い（ＴＢ＞ＴＤ）。そのため、第２のアブレーション工程では、配線層１０２とともに、半導体層１０１の一部がアブレーションし得る。
このとき、分割領域１１０の金属材料１０４が配置されていない金属非含有領域１１０ｂでは、金属材料１０４が配置されている金属含有領域１１０ａに比べて、厚み方向に深くスクライビングされる。そのため、形成されたトレンチ１１１の金属非含有領域１１０ｂに対応する半導体層１０１は大きく凹み、トレンチ１１１の底面に凹凸が形成される。
第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の照射は、１回以上（Ｎａ２≧１）行われ、２回以上（Ｎａ２≧２）行われてもよい。Ｎａ２≧２の場合、第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の照射は、同じ条件で行われてもよいし、条件を変えて行われてもよい。
第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２のプロファイルは特に限定されないが、少なくとも幅方向プロファイルが、トップハット分布を有することが好ましい。トップハット分布を有する第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２により、高いパワーを必要とする配線層１０２の除去を効率よく行うことができる。
（ｃ）第２工程（図１２（ｄ））
分割領域１１０に露出した半導体層１０１に溶融レーザ光Ｌｍを照射して、半導体層１０１の表面を溶融させる。
溶融レーザ光Ｌｍのビーム強度Ｉｍは、第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２のビーム強度Ｉａ２よりも弱く、第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１のビーム強度Ｉａ１よりも強い（Ｉａ２＞Ｉｍ＞Ｉａ１）。各閾値と各ビーム強度とは、例えば、Ｉａ２＞ＴＢ＞ＴＤ＞Ｉｍ≧ＴＣ＞Ｉａ１＞ＴＡの関係を満たす。
溶融レーザ光Ｌｍの分割領域１１０の幅方向における照射幅は、第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の分割領域１１０の幅方向における照射幅よりも広いことが好ましい。この場合、トレンチ１１１の側面のテーパや未スクライブ部分が効率よく除去されて、トレンチ１１１の形状が一定になる。通常、第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の照射幅は、分割領域１１０の幅と同程度である。
［第３実施形態］
本実施形態では、レーザグルービング工程において、第１のアブレーション工程の後、第２のアブレーション工程と第２工程との組み合わせを、複数回繰り返すこと以外、第２実施形態と同様である。図１３は、本実施形態に係る製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。本実施形態によれば、第２のアブレーション工程により形成されたトレンチ１１１の前駆体の底面を平坦化し、かつ、その側面の垂直性を向上させながら、配線層を除去することができる。よって、効率的に、トレンチの形状を一定にすることができる。
繰り返しの回数は特に限定されず、既定の条件を満たすまで繰り返される。例えば、第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の照射および溶融レーザ光Ｌｍの照射が、それぞれ規定の回数行われるまで繰り返す。あるいは、トレンチ１１１の前駆体の底面が、所望の状態に平坦化されるまで、第２のアブレーション工程と第２工程との組み合わせを繰り返す。なお、１組の第２のアブレーション工程および第２工程の組み合わせにおいて、各レーザ光の照射回数は、１回であってもよいし、複数回であってもよい。
［第４実施形態］
本実施形態では、第２工程において、溶融レーザ光Ｌｍの照射が複数回（Ｎｍ≧２）行われる。複数回の溶融レーザ光Ｌｍの照射は、分割領域１１０の幅方向に互いに距離をあけて設定され、かつ、分割領域１１０の長さ方向に延びる複数の照射予定線に沿って行われる。本実施形態は、上記の点以外、第２実施形態と同様である。図１４は、本実施形態に係る第２工程における基板の一部を模式的に示す上面図である。
溶融レーザ光Ｌｍの分割領域１１０の幅方向におけるビーム幅Ｗを、分割領域１１０の幅よりも小さくする。さらに、隣接する照射予定線Ｙ間（例えば、図１４におけるＹ３とＹ１との間、Ｙ１とＹ２との間）の距離Ｗｙを、ビーム幅Ｗよりも小さくする。これにより、各照射予定線Ｙに沿って行われる溶融レーザ光Ｌｍの照射領域の一部が、互いに重なるため、トレンチ１１１の平坦化が効率的に行われる。第１のアブレーションレーザ光Ｌａ１および第２のアブレーションレーザ光Ｌａ２の照射についても同様に、複数の照射予定線を設け、各レーザ光の照射領域の一部が互いに重なるように行ってもよい。
溶融レーザ光Ｌｍによっても、デブリは発生し得る。発生したデブリは、溶融レーザ光Ｌｍの照射部分の外側に付着し易い。例えば、分割領域１１０（トレンチ１１１）の幅方向の中央付近に溶融レーザ光Ｌｍを照射すると、デブリは、分割領域１１０の幅方向の端部付近に付着し易い。同様に、分割領域１１０の幅方向の端部付近に溶融レーザ光Ｌｍを照射すると、デブリは、分割領域１１０の幅方向の中央付近に付着し易い。
そこで、ビーム幅の小さな溶融レーザ光Ｌｍを、３以上の照射予定線Ｙに沿って複数回照射する場合、最後の照射を、分割領域１１０の幅方向の一方の端部に最も近い照射予定線Ｙ（例えば、図１４におけるＹ３）に沿って行う。この場合、上記のように、最後の照射により生じたデブリは、分割領域１１０の幅方向の中央付近に付着し易い。しかし、後のクリーニング工程およびプラズマ処理では、トレンチ１１１の中央付近がエッチングされ易いため、デブリは容易に除去され得る。最後から２番目の照射は、分割領域１１０の幅方向の他方の端部に最も近い照射予定線Ｙ（例えば、図１４におけるＹ２）に沿って行われてもよい。最後から２番目の照射により生じたデブリも、分割領域１１０の幅方向の中央付近に付着し易いためである。なお、最後の照射以外で生じたデブリの少なくとも一部は、それまでの溶融レーザ光Ｌｍの照射により除去され得る。
溶融レーザ光Ｌｍの照射は、例えば、次のように行われる。まず、分割領域１１０の幅方向の中央付近に、溶融レーザ光Ｌｍを照射予定線Ｙ１に沿って照射する。次いで、分割領域１１０の幅方向の端部付近に、溶融レーザ光Ｌｍを照射予定線Ｙ２に沿って照射する。最後に、分割領域１１０の幅方向の他方の端部付近に、溶融レーザ光Ｌｍを照射予定線Ｙ３に沿って照射する。
図１４では、照射予定線Ｙを分割領域の幅方向に３本並べて設定しているが、照射予定線Ｙの数はこれに限定されない。溶融レーザ光Ｌｍを、４本以上の照射予定線Ｙに沿ってそれぞれ照射する場合であっても、最後の照射は、分割領域１１０の幅方向の一方の端部に最も近い照射予定線Ｙに沿って行われる。なお、図１４に示すビーム幅Ｗは、照射予定線Ｙ１に沿って照射される溶融レーザ光Ｌｍのビーム幅を示している。
本発明の素子チップの製造方法によれば、所望のプラズマダイシングが行われるため、種々の基板から素子チップを製造する方法として有用である。
１０：基板
１０Ｘ：第１主面
１０Ｙ：第２主面
１０１：半導体層
１０２：配線層
１０２ａ：ｌｏｗ−ｋ材料
１０２ｂ：金属配線
１０２ｃ：バンプ
１０３：樹脂層
１０４：金属材料
１１０：分割領域
１１０ａ：金属含有領域
１１０ｂ：金属非含有領域
１１１：トレンチ
１２０：素子領域
２０：搬送キャリア
２１：フレーム
２１ａ：ノッチ
２１ｂ：コーナーカット
２２：支持部材
２２ａ：粘着面
２２ｂ：非粘着面
３０：素子チップ
２００：プラズマ処理装置
２０３：真空チャンバ
２０３ａ：ガス導入口
２０３ｂ：排気口
２０７：押さえ部材
２０８：誘電体部材
２０９：アンテナ
２１０Ａ：第１高周波電源
２１０Ｂ：第２高周波電源
２１１：ステージ
２１２：プロセスガス源
２１３：アッシングガス源
２１４：減圧機構
２１５：電極層
２１６：金属層
２１７：基台
２１８：外周部
２１９：ＥＳＣ電極
２２０：高周波電極部
２２１：昇降ロッド
２２２：支持部
２２３Ａ、２２３Ｂ：昇降機構
２２４：カバー
２２４Ｗ：窓部
２２５：冷媒循環装置
２２６：直流電源
２２７：冷媒流路
２２８：制御装置
２２９：外周リング
３００：レーザ加工機
３０１：レーザ発振器
３０２：コリメータレンズ
３０３：マスク
３０４：ベンドミラー
３０５：集光レンズ

Claims (14)

  1. 第１主面および第２主面を備え、半導体層と、前記半導体層の前記第１主面側に形成された配線層と、前記配線層の前記第１主面側に形成された樹脂層と、を備える基板であって、複数の素子領域と、前記素子領域を画定する分割領域と、を備える基板を準備する工程と、
    前記分割領域に、前記第１主面側からレーザ光を照射して、前記分割領域に前記半導体層が露出する開口を形成するレーザグルービング工程と、
    前記レーザグルービング工程の後、前記開口に露出する前記半導体層をプラズマにより前記第２主面に達するまでエッチングして、前記基板を、前記素子領域を備える複数の素子チップに分割する個片化工程と、を備え、
    前記レーザグルービング工程は、前記分割領域に露出した前記半導体層の表面を溶融させる工程を含む、素子チップの製造方法。
  2. 前記レーザグルービング工程は、第１工程と第２工程とを備え、
    前記第１工程では、前記分割領域にアブレーションレーザ光を照射し、前記樹脂層および前記配線層をアブレーションして、前記半導体層を露出させ、
    前記第２工程では、前記分割領域に露出した前記半導体層に溶融レーザ光を照射して、前記半導体層の表面を溶融させる、請求項１に記載の素子チップの製造方法。
  3. 前記樹脂層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値をＴＡ、
    前記配線層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値をＴＢ、
    前記半導体層を溶融するために必要なビーム強度の閾値をＴＣ、および、
    前記半導体層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値をＴＤ、としたとき、
    ＴＢ＞ＴＤ＞ＴＣ＞ＴＡの関係を満たし、
    前記アブレーションレーザ光のビーム強度Ｉａと前記溶融レーザ光のビーム強度Ｉｍとは、
    Ｉａ＞Ｉｍ、および、ＴＤ＞Ｉｍ≧ＴＣの関係を満たす、請求項２に記載の素子チップの製造方法。
  4. 前記溶融レーザ光の前記分割領域の幅方向におけるビームプロファイルが、トップハット分布である、請求項２または３に記載の素子チップの製造方法。
  5. 前記溶融レーザ光の前記分割領域の幅方向における照射幅が、前記アブレーションレーザ光の前記分割領域の幅方向における照射幅よりも広い、請求項２〜４のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
  6. 前記溶融レーザ光の前記分割領域の幅方向におけるビーム幅が、前記分割領域の幅よりも小さく、
    前記第２工程では、複数回の前記溶融レーザ光の照射が、前記分割領域の幅方向に互いに距離をあけて設定され、かつ、前記分割領域の長さ方向に延びる複数の照射予定線に沿って行われ、
    隣接する前記照射予定線間の前記距離は、前記ビーム幅よりも小さい、請求項２〜５のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
  7. 前記第２工程では、３以上の前記照射予定線に沿った複数回の前記溶融レーザ光の照射が行われ、
    前記分割領域の幅方向の一方の端部に最も近い前記照射予定線に沿った照射が、最後に行われる、請求項６に記載の素子チップの製造方法。
  8. 前記レーザグルービング工程は、第１工程と第２工程とを備え、
    前記第１工程では、前記分割領域にアブレーションレーザ光を照射し、前記樹脂層および前記配線層をアブレーションして、前記半導体層を露出させ、
    前記第２工程では、前記分割領域に露出した前記半導体層に溶融レーザ光を照射して、前記半導体層の表面を溶融させ、
    前記第１工程は、第１のアブレーション工程と、第２のアブレーション工程と、を備え、
    前記アブレーションレーザ光として、第１のアブレーションレーザ光および第２のアブレーションレーザ光を用い、
    前記第１のアブレーション工程では、前記分割領域における前記樹脂層に前記第１のアブレーションレーザ光を照射して、前記配線層を露出させ、
    前記第２のアブレーション工程では、前記分割領域に露出した前記配線層に前記第２のアブレーションレーザ光を照射して、前記半導体層を露出させる、請求項１に記載の素子チップの製造方法。
  9. 前記樹脂層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値をＴＡ、
    前記配線層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値をＴＢ、
    前記半導体層を溶融するために必要なビーム強度の閾値をＴＣ、および、
    前記半導体層をアブレーションするために必要なビーム強度の閾値をＴＤ、としたとき、
    ＴＢ＞ＴＤ＞ＴＣ＞ＴＡの関係を満たし、
    前記第１のアブレーションレーザ光のビーム強度Ｉａ１、前記第２のアブレーションレーザ光のビーム強度Ｉａ２および前記溶融レーザ光のビーム強度Ｉｍは、
    Ｉａ２＞Ｉｍ＞Ｉａ１、および、ＴＤ＞Ｉｍ≧ＴＣの関係を満たす、請求項８に記載の素子チップの製造方法。
  10. 前記レーザグルービング工程において、前記第１のアブレーション工程の後、前記第２のアブレーション工程と前記第２工程との組み合わせを、複数回繰り返す、請求項８または９に記載の素子チップの製造方法。
  11. 前記溶融レーザ光の前記分割領域の幅方向におけるビームプロファイルが、トップハット分布である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
  12. 前記溶融レーザ光の前記分割領域の幅方向における照射幅が、前記第２のアブレーションレーザ光の前記分割領域の幅方向における照射幅よりも広い、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
  13. 前記溶融レーザ光の前記分割領域の幅方向におけるビーム幅が、前記分割領域の幅よりも小さく、
    前記第２工程では、複数回の前記溶融レーザ光の照射が、前記分割領域の幅方向に互いに距離をあけて設定され、かつ、前記分割領域の長さ方向に延びる複数の照射予定線に沿って行われ、
    隣接する前記照射予定線間の前記距離は、前記ビーム幅よりも小さい、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の素子チップの製造方法。
  14. 前記第２工程では、３以上の前記照射予定線に沿った複数回の前記溶融レーザ光の照射が行われ、
    前記分割領域の幅方向の一方の端部に最も近い前記照射予定線に沿った照射が、最後に行われる、請求項１３に記載の素子チップの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022215388A1 (ja) * 2021-04-08 2022-10-13 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
WO2023145114A1 (ja) * 2022-01-28 2023-08-03 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11309177B2 (en) * 2018-11-06 2022-04-19 Stmicroelectronics S.R.L. Apparatus and method for manufacturing a wafer
CN109671672A (zh) * 2018-12-06 2019-04-23 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性基板切割方法
IT201900015416A1 (it) 2019-09-03 2021-03-03 St Microelectronics Srl Apparecchio per la crescita di una fetta di materiale semiconduttore, in particolare di carburo di silicio, e procedimento di fabbricazione associato
US20210107094A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-15 Haesung Ds Co., Ltd. Apparatus for and method of polishing surface of substrate
KR102439099B1 (ko) 2020-03-19 2022-09-02 매그나칩 반도체 유한회사 반도체 다이 형성 및 칩-온-플라스틱 패키징 방법
US11612965B2 (en) * 2020-03-27 2023-03-28 Integrated Silicon Solution Inc. Method of forming package structure
KR20220070641A (ko) 2020-11-23 2022-05-31 삼성전자주식회사 반도체 장치
JP2022096079A (ja) * 2020-12-17 2022-06-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 素子チップの製造方法
FR3125456B1 (fr) * 2021-07-20 2024-05-03 Centre Techn Ind Mecanique Procédé de surmoulage de matériau composite

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11309594A (ja) * 1998-04-23 1999-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置およびその加工部品
JP2006051517A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工方法
JP2006269507A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ光線を照射してウエーハに溝を形成する溝形成方法
JP2014523113A (ja) * 2011-06-15 2014-09-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド マルチステップ・非対称形状レーザビームスクライビング
JP2015519732A (ja) * 2012-04-10 2015-07-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ プラズマエッチングによるハイブリッドマルチステップレーザスクライビングプロセスを用いたウェハダイシング
US20160086851A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Jungrae Park Hybrid wafer dicing approach using an adaptive optics-controlled laser scribing process and plasma etch process
JP2016525018A (ja) * 2013-07-23 2016-08-22 ３デー−ミクロマク アクチェンゲゼルシャフト 平坦なワークピースを複数の部分に分割する方法及び装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064231A (ja) 2003-08-12 2005-03-10 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の分割方法
JP4422463B2 (ja) * 2003-11-07 2010-02-24 株式会社ディスコ 半導体ウエーハの分割方法
US8759197B2 (en) 2011-06-15 2014-06-24 Applied Materials, Inc. Multi-step and asymmetrically shaped laser beam scribing
US9040389B2 (en) * 2012-10-09 2015-05-26 Infineon Technologies Ag Singulation processes
JP6166034B2 (ja) * 2012-11-22 2017-07-19 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US20150255349A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-10 JAMES Matthew HOLDEN Approaches for cleaning a wafer during hybrid laser scribing and plasma etching wafer dicing processes
JP6587911B2 (ja) * 2015-11-16 2019-10-09 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11309594A (ja) * 1998-04-23 1999-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置およびその加工部品
JP2006051517A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工方法
JP2006269507A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ光線を照射してウエーハに溝を形成する溝形成方法
JP2014523113A (ja) * 2011-06-15 2014-09-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド マルチステップ・非対称形状レーザビームスクライビング
JP2015519732A (ja) * 2012-04-10 2015-07-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ プラズマエッチングによるハイブリッドマルチステップレーザスクライビングプロセスを用いたウェハダイシング
JP2016525018A (ja) * 2013-07-23 2016-08-22 ３デー−ミクロマク アクチェンゲゼルシャフト 平坦なワークピースを複数の部分に分割する方法及び装置
US20160086851A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Jungrae Park Hybrid wafer dicing approach using an adaptive optics-controlled laser scribing process and plasma etch process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022215388A1 (ja) * 2021-04-08 2022-10-13 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
WO2023145114A1 (ja) * 2022-01-28 2023-08-03 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置

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