JP2021524675A - ダイ付着フィルムをダイシングする方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供する。サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物が提供される。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。複合フィルムは、基板とサポート・フィルムとの間に置かれる。基板エッチング・プロセスを使用して複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料がエッチングされる。第１のエッチング・プロセスを使用して複合フィルムの第１の成分がエッチングされる。第２のエッチング・プロセスを使用して複合フィルムの露出されている部分の第２の成分がプラズマ・エッチングされる。

Description

本発明は、半導体ウエハから個々のデバイス・チップを形成するための装置の使用及びダイ付着フィルムに関する。

半導体デバイスは、薄いウエハの形態である基板上に製作される。

シリコンは、基板材料として通常使用されるが、ＩＩＩ−Ｖ族化合物（たとえばＧａＡｓ及びＩｎＰ）など、他の材料も使用される。いくつかの実例では（たとえば、ＬＥＤの製造）、基板は、サファイア又は炭化ケイ素のウエハであり得、その上に半導体の材料の薄層が堆積される。そのような基板の直径は、５０．８ｍｍ（２インチ）及び７６．２ｍｍ（３インチ）から２００ｍｍ、３００ｍｍ及び４５０ｍｍまでの範囲に及び、そのような基板サイズを記述するために、多くの規格が存在する（たとえば、ＳＥＭＩ）。

これらの基板を処理して半導体デバイスを生産することにおいて、プラズマ・エッチング設備が広範囲にわたって使用される。そのような設備は、通常、費用効率の高い製造に必要な高いエッチング速度を確保するために使用される誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）など、高密度のプラズマ源が取り付けられた真空チャンバを含む。処理の間に発生された熱を除去するために、基板は、通常、温度が制御されるサポートにクランプされる。通常ヘリウムなどのガスである加圧流体が、基板とサポートの間に維持されて、熱伝達のための熱伝導経路になる。基板の上部側に下向きの力を加える機械的なクランプ機構は、クランプと基板の間の接触のために汚染を引き起こす恐れがあるけれども、使用することができる。また、機械的なクランプを使用したとき、加工物の反りが起きる恐れがある、というのは、加工物の縁部で通常接触し、加圧流体が加工物の背面に対して力を発揮するからである。さらにしばしば、静電チャック（ＥＳＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｃｈｕｃｋ）がクランプ力を与えるために使用される。

エッチングされる材料に適切な多数のガスの化学物質が、開発されている。これらは、ハロゲン（たとえば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など）又はハロゲン含有ガスを、エッチングの品質（たとえば、エッチング異方性、マスク選択性及びエッチング均一性）を向上させるために追加して加えられるガスとともに、しばしば用いる。ＳＦ_６、Ｆ_２又はＮＦ_３など、フッ素含有ガスは、高速でシリコンをエッチングするために使用される。具体的には、高速シリコン・エッチング・ステップを不動態化ステップと交互に実施してエッチング側壁を制御するプロセス（ボッシュ又はＴＤＭ）が、シリコン中に深い形状をエッチングするために通常使用される。塩素及び臭素含有ガスは、通常ＩＩＩ−Ｖ族材料をエッチングするために使用される。

プラズマ・エッチングは、半導体の基板及びデバイスに限定されない。この技法は、基板をエッチングするのに適切なガスの化学物質が利用できる、いずれもの基板タイプに適用することができる。他の基板タイプは、炭素含有基板（ポリマ基板を含む）、セラミック基板（たとえば、ＡｌＴｉＣ及びサファイア）、金属基板及びガラス基板を含むことができる。

一貫性のある結果、低破損及び操作の容易さを確保するために、ロボットによるウエハの取扱いが、製造プロセスにおいて通常使用される。通常、起こり得る汚染を最小にし、微粒子の発生を減少させるために、接触を最低限にしてウエハを支持するように、ハンドラが設計される。縁部接触のみ、又は数か所だけのウエハ縁部に近い下面の接触（通常ウエハ縁部の３から６ｍｍ内）が、しばしば用いられる。ウエハ・カセット、ロボット・アーム及びウエハ・サポート及びＥＳＣを含む処理チャンバ内冶具を含む取扱いスキームが、前に注記したような標準のウエハ・サイズを取り扱うように設計される。

個々のデバイス（ダイ又はチップ）は通常、基板上に製作した後、パッケージングする、又は他の電子回路構成に用いられる前に、互いに分割される。長年の間、機械的手段が、互いにダイを分割するために使用されてきた。そのような機械的手段は、基板の結晶軸と位置合わせされたケガキ線に沿ってウエハを切るステップ、又は高速のダイヤモンドのこぎりを使用することによって、ダイの間の領域（ストリート）中の基板中を、又はそれを通ってのこぎりで切るステップを含んでいた。つい最近、レーザも、スクライビング・プロセス及びダイシング・プロセスを容易にするために使用されてきた。

そのような機械的なウエハ・ダイシング技法は、このアプローチの費用対効果に影響する制約がある。ダイ縁部に沿った欠け及び破損は、良好なダイの生産数を減少させる恐れがあり、プロセスは、ウエハ厚さが減少するにつれて、より問題になっている。のこぎり刃（切り口）によって使い果たされる領域は、１００ミクロンより大きくなることがあり、そこは、貴重な領域であるがダイ生産に使用できない。小さいダイ（たとえば、個々の半導体デバイスのダイ・サイズが５００ミクロン×５００ミクロン）を含むウエハの場合、これは、ロスが２０％より大きいことを示すことがある。さらに、多くの小さなダイ、それゆえ多数のストリートを有するウエハの場合、ダイシング時間が長くなり、生産性が低下する、というのは、各ストリートが連続的に切断されるからである。また、機械的手段は、直線に沿った分割及び正方形又は長方形の形状のチップの生産に限定される。これは、基本的なデバイスのトポロジ（たとえば、高出力ダイオードは円形であることがある）を表すことができない、したがって直線的なダイ・フォーマットは、使用できる基板領域をかなり失うことになる。また、レーザ・ダイシングは、ダイ表面上に残存材料を残す、又はストレスをダイ中に誘導することによる制約がある。

のこぎり切断及びレーザ・ダイシングの技法が、基本的に連続的な操作であることに留意することが重要である。その結果として、デバイス・サイズが減少するにつれて、ウエハをダイシングする時間が、ウエハ上のダイシングする総ストリート長さに比例して長くなる。

最近、ダイを分割し、これらの制約のいくつかを克服する手段として、プラズマ・エッチング技法が提案されている。基板は、デバイス製作後、適切なマスク材料によってマスクされ、それによってダイの間の領域を開けておくことができる。次いで、マスクされた基板は、ダイの間の露出された基板材料をエッチングする反応性ガスのプラズマを使用して処理されることができる。基板のプラズマ・エッチングは、基板の至る所で部分的に、又は完全に進行することができる。部分的なプラズマ・エッチングの場合、ダイは、その後の切断するステップによって分割されて、個々のダイが分割されたままになることがある。この技法は、機械的ダイシングより多くの利点をもたらす、すなわち、
１）破損及び欠けが減少する
２）切り口寸法を２０ミクロンより十分小さくなるまで減少させることができる
３）ダイの数が増加したとき、処理時間が著しくは長くならない
４）より薄いウエハには、処理時間が減少する
５）ダイ・トポロジが直線的なフォーマットに限定されない。

基板は、デバイス製作後、しかしダイ分割の前、数百ミクロンの厚さまで、又は百ミクロンよりまさに薄い厚さまで、機械的な研削又は同様なプロセスによって薄くすることができる。

基板は、通常、ダイシング・プロセスの前、ダイシング冶具上に取り付けられる。この冶具は、通常、接着サポート・フィルムを支持する剛体フレームから構成される。ダイシングされる基板は、サポート・フィルムに付着される。この冶具は、その後の下流の操作のために、分割されたダイを保持する。ウエハ・ダイシングのために使用されるほとんどのツール（のこぎり又はレーザ・ベースのツール）は、この構成で基板を取り扱うように設計され、多くの標準冶具が確立されている。しかし、そのような冶具は、支持する基板と極めて異なっている。そのような冶具が、現在のウエハ・ダイシング設備で使用するために最適化されるとはいえ、それら冶具は、標準基板を処理するように設計されている設備では扱うことができない。したがって、現在の自動化されたプラズマ・エッチング設備は、ダイシングのために固定された基板を処理するのに適していない、そしてプラズマ・エッチング技法がダイ分割について有すべき利点を実現することは、困難である。

いくつかのグループは、プラズマを使用して、ダイをウエハ基板から単体化することを考えてきた。米国特許第６，６４２，１２７号には、基板ウエハが、まず接着材料を介してキャリア・ウエハに取り付けられ、その後シリコン・ウエハを処理するように設計された設備でプラズマ処理されるプラズマ・ダイシング技法が記載されている。この技法は、ダイシングされる基板のフォーム・ファクタを標準のウエハ処理設備に対応するように適合させることを提案している。この技法は、標準のプラズマ設備によってウエハをダイシングすることを可能にするが、提案された技法は、ダイシング操作の下流の標準設備に対応しない。下流の設備を適合させる、又は標準の下流設備のために基板のフォーム・ファクタを戻す、いずれかのために、追加のステップが必要になるはずである。

米国特許出願第２０１０／００４８００１号では、薄膜に付着されフレーム内に支持されたウエハの使用が考えられている。しかし、第２０１０／００４８００１号出願では、マスキング・プロセスは、プラズマ処理の前、マスク材料をウエハの背面に付着させ、レーザを使用してエッチング・ストリートを画定することによって達成される。基板を前面から単体化する標準のダイシング技法と対照的に、この技法は、追加の複雑で費用の掛かるステップを導入し、それによってプラズマ・ダイシングの利点のいくつかが無効になる虞ある。また、この技法は、背面のマスクを前側のデバイス・パターンと位置合わせするという追加の要求が必要になる。

米国特許第６，６４２，１２７号明細書 米国特許出願第２０１０／００４８００１号明細書

したがって、必要なものは、半導体基板を個々のダイにダイシングするために使用することができ、サポート・フィルム上に取り付けられフレーム中に支持された基板を取り扱う確立されたウエハ・ダイシング技法に対応し、そして標準の前面マスキング技法にも対応するプラズマ・エッチング装置である。

先行技術のいずれも、本発明に伴う利点をもたらさない。

したがって、本発明の目的は、先行技術の装置の欠点を克服し、プラズマ・エッチング装置を使用する半導体基板のダイシングの進歩に大いに寄与する改良を行うことである。

本発明の別の目的は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することであり、この方法は、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、基板は、上部表面及び底部表面を有し、基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
基板とサポート・フィルムとの間に置かれる複合フィルムを提供するステップと、
基板エッチング・プロセスを使用して複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップと、
第１のエッチング・プロセスを使用して複合フィルムの第１の成分をエッチングするステップと、
第２のエッチング・プロセスを使用して複合フィルムの露出されている部分の第２の成分をプラズマ・エッチングするステップとを含む。

本発明のまた別の目的は、ダイ付着フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することであり、この方法は、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、基板は、上部表面及び底部表面を有し、基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
基板とサポート・フィルムとの間に置かれるダイ付着フィルムを提供するステップと、
基板エッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップと、
第１のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの第１の成分をエッチングするステップと、
第２のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの露出されている部分の第２の成分をプラズマ・エッチングするステップとを含む。

本発明のなおまた別の目的は、ダイ付着フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することであり、この方法は、
サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、基板は、上部表面及び底部表面を有し、基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
基板とサポート・フィルムとの間に置かれるダイ付着フィルムを提供するステップと、
基板エッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップと、
第１のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの第１の成分を等方的にエッチングするステップと、
第２のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの露出されている部分の第２の成分を異方的にプラズマ・エッチングするステップとを含む。

前述事項は、本発明の適切な目的のいくつかについて概要を述べている。これらの目的は、意図する発明のより優れた特徴及び用途のいくつかを単に例示するものとして解釈すべきである。多くの他の有利な成果は、開示する発明を異なる方法で適用する、又は本開示の範囲内で本発明を修正することによって獲得することができる。それゆえ、本発明の他の目的及びより十分な理解は、本発明の概要及び好ましい実例の詳細な記述を、請求項によって定義される本発明の範囲に加えて、添付図面と併せて参照することによって得ることができる。

本発明は、半導体基板のプラズマ・ダイシングを可能にするプラズマ処理装置を述べる。デバイス製作及びいずれかのウエハ薄膜化の後、基板の前面（回路側）が、回路構成要素を保護しダイの間の保護されない領域をそのままにしておく従来のマスキング技法を使用してマスクされることができる。基板は、剛体フレーム内で支持される薄いサポート・フィルム上に取り付けられる。基板／サポート・フィルム／フレーム組立体が、真空処理チャンバ中に移送され、そして反応性ガスのプラズマに晒され、ダイの間の保護されない領域が、エッチング除去される。このプロセスの間、フレーム及びサポート・フィルムは、反応性ガスのプラズマによる損傷から保護される。この処理によって、ダイが完全に分割され、そのままにしておかれ得る。エッチング後、基板／サポート・フィルム／フレーム組立体は、プラズマにさらに晒されて、基板表面から損傷させる恐れがある残留物が除去され得る。処理チャンバから基板／サポート・フィルム／フレーム組立体を移送した後、ダイは、既知の技法を使用してサポート・フィルムから取り外され、次いで、必要ならさらに処理される（たとえば、パッケージングされる）。

本発明の別の特徴は、複合フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することである。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。複合フィルムは、基板とサポート・フィルムとの間に置かれる。基板エッチング・プロセスを使用して複合フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料がエッチングされる。第１のエッチング・プロセスを使用して複合フィルムの第１の成分がエッチングされる。第２のエッチング・プロセスを使用して複合フィルムの露出されている部分の第２の成分がプラズマ・エッチングされる。複合フィルムは、マトリックス・ベースの材料を含むことができる。第１の成分は、補強成分とすることができる。第２の成分は、マトリックス成分とすることができる。第１のエッチング・プロセスは、少なくとも部分的に等方性とすることができる。第１のエッチング・プロセスは等方性とすることができる。第１のエッチング・プロセスは、第２のエッチング・プロセスとは異なるプロセス化学を有することができる。第２のエッチング・プロセスは、少なくとも部分的に異方性とすることができる。第２のエッチング・プロセスは異方性とすることができる。基板材料のエッチングは、真空チャンバ内で行うことができ、複合フィルムのエッチングは、真空チャンバ内で行うことができる。基板はケイ素などの半導体層を有することができ、及び／又は、基板は、ＧａＡｓなどの層を有することができる。基板は、基板の回路側にパターン形成されているフォトレジスト層などの保護層を有することができる。基板は、加工物サポート上の処理チャンバ内に配置することができる。プラズマ源が、処理チャンバと連通することができる。プラズマ源は、高密度プラズマ源とすることができる。静電チャックを、加工物サポート中に組み込むことができる。静電チャックは、加工物を加工物サポートにクランプすることができる。加工物サポートから加工物にヘリウムなどの加圧ガスを供給することによって、加工物と加工物サポートの間で熱的に連通させることができる。処理チャンバ内の圧力は、真空ポンプを通じて低下させることができ、ガス注入口を通じてプロセス・ガスを処理チャンバ中に導入することができる。処理チャンバと連通する真空適合移送モジュールを提供することができる。加工物は、真空適合移送モジュール中の移送アーム上に載せることができ、それによって処理チャンバは、真空適合移送モジュールから処理チャンバへの加工物の移送の間、真空下に維持される。

本発明のまた別の特徴は、ダイ付着フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することである。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。ダイ付着フィルムは、基板とサポート・フィルムとの間に置かれる。基板エッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料がエッチングされる。第１のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの第１の成分がエッチングされる。第２のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの露出されている部分の第２の成分がプラズマ・エッチングされる。第１のエッチング・プロセスは、少なくとも部分的に等方性とすることができる。第１のエッチング・プロセスは等方性とすることができる。第１のエッチング・プロセスは、第２のエッチング・プロセスとは異なるプロセス化学を有することができる。第２のエッチング・プロセスは、少なくとも部分的に異方性とすることができる。第２のエッチング・プロセスは異方性とすることができる。基板はケイ素などの半導体層を含むことができ、及び／又は、基板は、ＧａＡｓなどの層を含むことができる。半導体層は、通常、基板の前面（たとえば、回路側）にある。基板は、基板の回路側にパターン形成されているフォトレジスト層などの保護層を有することができる。基板は、加工物サポート上の処理チャンバ内に配置することができる。プラズマ源が、処理チャンバと連通することができる。プラズマ源は、高密度プラズマ源とすることができる。静電チャックを、加工物サポート中に組み込むことができる。静電チャックは、加工物を加工物サポートにクランプすることができる。加工物サポートから加工物にヘリウムなどの加圧ガスを供給することによって、加工物と加工物サポートの間で熱的に連通させることができる。処理チャンバ内の圧力は、真空ポンプを通じて低下させることができ、ガス注入口を通じてプロセス・ガスを処理チャンバ中に導入することができる。処理チャンバと連通する真空適合移送モジュールを提供することができる。加工物は、真空適合移送モジュール中の移送アーム上に載せることができ、それによって処理チャンバは、真空適合移送モジュールから処理チャンバへの加工物の移送の間、真空下に維持される。

本発明のなおまた別の特徴は、ダイ付着フィルム上で基板をダイシングする方法を提供することである。この方法は、サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップを含む。基板は、上部表面及び底部表面を有する。基板の上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する。ダイ付着フィルムは、基板とサポート・フィルムとの間に置かれる。基板エッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの一部分を露出させるために少なくとも１つのストリート領域から基板材料がエッチングされる。第１のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの第１の成分が等方的にエッチングされる。第２のエッチング・プロセスを使用してダイ付着フィルムの露出されている部分の第２の成分が異方的にプラズマ・エッチングされる。この方法は、少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップ中に、ダイ付着フィルムの一部分を除去するステップをさらに含むことができる。第１のエッチング・プロセスは、第２のエッチング・プロセスとは異なる少なくとも１つのプロセス・ガスを使用することができる。第１のエッチング・プロセスは、第２のエッチング・プロセスとは異なるプロセス・ガスを使用することができる。基板はケイ素などの半導体層を含むことができ、及び／又は、基板は、ＧａＡｓなどの層を含むことができる。基板は、基板の回路側にパターン形成されているフォトレジスト層などの保護層を有することができる。基板は、加工物サポート上の処理チャンバ内に配置することができる。プラズマ源が、処理チャンバと連通することができる。プラズマ源は、高密度プラズマ源とすることができる。静電チャックを、加工物サポート中に組み込むことができる。静電チャックは、加工物を加工物サポートにクランプすることができる。加工物サポートから加工物にヘリウムなどの加圧ガスを供給することによって、加工物と加工物サポートの間で熱的に連通させることができる。処理チャンバ内の圧力は、真空ポンプを通じて低下させることができ、ガス注入口を通じてプロセス・ガスを処理チャンバ中に導入することができる。処理チャンバと連通する真空適合移送モジュールを提供することができる。加工物は、真空適合移送モジュール中の移送アーム上に載せることができ、それによって処理チャンバは、真空適合移送モジュールから処理チャンバへの加工物の移送の間、真空下に維持される。

前述事項は、次に続く本発明の詳細な記述をさらに良く理解することができ、それによって本発明のこの分野に対する寄与をさらに十分に正しく評価してもらうことができるようにするために、本発明のより適切で重要な特徴の概要をむしろ幅広く述べてきた。本発明の請求項の主題を形成する、本発明の追加の特徴は、以下で述べることにする。当業者は、本発明と同じ目的を実施するために、修正する、又は他の構造を設計するための基盤として、開示する観念及び具体的な実施例を容易に利用することができることを十分に理解すべきである。また、当業者は、そのような同等の構築が、添付の請求項で述べるような本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことを認識すべきである。

ストリートによって分離された個々のデバイスを例示する、半導体基板の上から見下ろした図である。 ストリートによって分離された個々のデバイスを例示する、半導体基板の横断面図である。 サポート・フィルム及びフレームに取り付けられた半導体基板の横断面図である。 プロセスによってエッチングされている、サポート・フィルム及びフレームに取り付けられた半導体基板の横断面図である。 サポート・フィルム及びフレームに取り付けられた、分割された半導体デバイスの横断面図である。 真空処理チャンバの横断面図である。 プロセス位置でのウエハ／フレームの横断面図である。 サポート・フィルムに取り付けられた半導体基板、及び、移送アームによって支持されるフレームの横断面図である。 移送位置でのウエハ／フレームの横断面図である。 本発明の一実施例による加工物の概略図である。 ストリート領域において基板材料が除去されている加工物の概略図である。 ダイシング・プロセス・フローの、ストリート領域において複合フィルムが少なくとも部分的に除去されている時点の概略図である。 本発明の一実施例による改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。 本発明の一実施例による改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。 本発明の一実施例による改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。 本発明の一実施例による改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。 ストリート領域において基板材料が除去されている加工物の概略図である。 複合フィルムの第１の成分を除去するために第１のプロセスが実施された後の加工物の概略図である。 複合フィルムの第２の成分を除去するために第２のプロセスが実施された後の加工物の概略図である。 本発明の一実施例による改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。 ストリート領域内の基板材料が除去された後の加工物の概略図である。 デバイスを保護するために被着されているバリア膜の概略図である。 ストリート領域の一部分からバリア膜が除去されており、複合フィルムが露出されている加工物の一部分の概略図である。 複合フィルムの第１の成分を除去するために第１のプロセスが実施された後の加工物の概略図である。 第２のプロセスによって複合フィルムの第２の成分が除去されている加工物の一部分の概略図である。 バリア膜が除去されている加工物の一部分の概略図である。

同様の参照文字は、図面のいくつかの図の至る所で同様の要素をいう。

デバイス製作後の代表的な半導体基板を図１に例示する。基板（１００）は、その表面上に、デバイス構造体（１１０）の個々のダイへの分割を可能にするストリート領域（１２０）によって分離されたデバイス構造体（１１０）を含む、多くの領域を有する。シリコンが基板材料として通常使用されるが、その特定の特性のために選択される他の材料が、しばしば用いられる。そのような基板材料は、ガリウムヒ素及び他のＩＩＩ−Ｖ族材料、又は半導体の材料が堆積されている非半導体基板（たとえば、薄膜半導体デバイスがポリマ上に作製されている高分子基板）を含む。さらなる基板タイプも、キャリア上に取り付けられたシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ：Silicon-On-Insulator）ウエハ及び半導体ウエハを含むことができる。上記の例がストリートによって分離されたダイを述べているが、本発明の態様は、基板上の他のパターン構成に都合よく適用することができる。

本発明では、図２の横断面図で示したように、デバイス構造体（１１０）は、そのとき保護材料（２００）によって被覆されており、一方ストリート領域（１２０）は、保護されていないままである。この保護材料（２００）は、フォトレジストとすることができ、既知の方法によって塗布しパターン形成することができる。いくつかのデバイスは、最終のプロセス・ステップとして、基板のすべてにわたって塗布され得る、二酸化ケイ素又はＰＳＧなどの保護誘電性層によって被覆される。これは、この産業において既知のように、フォトレジストを用いてパターン形成し、誘電性材料をエッチングすることによって、ストリート領域（１２０）から選択的に除去することができる。これによって、誘電性材料によって保護されたデバイス構造体（１１０）及びストリート領域（１２０）中の実質的に保護されていない基板（１００）が残される。なお、いくつかの場合、ウエハ品質をチェックするテスト形状をストリート領域（１２０）中に位置決めることができる。具体的なウエハ製作プロセスフローに応じて、これらのテスト形状は、ウエハ・ダイシング・プロセスの間、保護しても、しなくてもよい。例示したデバイス・パターンが長方形のダイを示しているが、これは必要でなく、個々のデバイス構造体（１１０）は、基板（１００）を最適に利用するのに最善に合わせるように、６角形など、いずれかの他の形状とすることができる。前の実例が、保護フィルムとして誘電性材料を考えているが、本発明は、半導体及び伝導性の保護フィルムを含む、幅広い範囲の保護フィルムを用いて実施することができることに留意することが重要である。さらにまた、保護層は、複数の材料から構成することができる。また、保護フィルムのある部分が最終のデバイス構造体と一体部分であることができる（たとえば、不動態化誘電体、金属ボンディング・パッドなど）ことに留意することが重要である。さらにまた、本発明は、また、デバイス又はデバイス構造体を有する必要性がない大量のウエハを用いて、有益に使用することができる。１つのそのような実例は、キャリア上に取り付けられた、又はそうしていない、エッチングされる構造体を画定するマスキング材料によって被覆された半導体基板（シリコン、ＩＩＩ−Ｖ族化合物など）とすることができる。また、基板は、たとえば絶縁層など、材料の性質が異なる少なくとも１つの追加の層を含むことができる。

基板（１００）は、通常研磨プロセスによって薄くすることができ、研磨プロセスは、基板厚さを数百ミクロン〜約３０ミクロン以下の範囲内の厚さまで減少させる。図３に示すように、次いで、薄くされた基板（１００）は、サポート・フィルム（３００）に付着され、それは、次いで剛体フレーム（３１０）に取り付けられて、加工物（３２０）が形成される。フレームは、代表的に金属又はプラスチックであるが、しかし他のフレーム材料も可能である。サポート・フィルム（３００）は、通常炭素含有のポリマ材料から作られ、そしてさらに、その表面に薄い伝導層を張り付けることができる。サポート・フィルム（３００）は、薄くされた基板（１００）のための支持するものになり、それは、そうしなければ、もろすぎて破損させずに取り扱うことができないことがある。パターン形成、薄膜化、次いで取り付けのシーケンスが重大ではなく、ステップは、特定のデバイス及び基板、及び使用される処理設備に最良に適合するように調節することができることに留意すべきである。前の実例が、基板（１００）を接着サポート・フィルム（３００）に取り付け、次いでそれをフレーム（３１０）に貼り付けるステップから構成される加工物（３２０）を考えているが、本発明は、ウエハ及びキャリアの構成によって限定されないことに留意することが重要である。ウエハ・キャリアは、様々な材料から構成することができる。キャリアは、プラズマ・ダイシング・プロセスの間、基板を支持する。さらにまた、ウエハは、接着剤を使用してキャリアに張り付ける必要はない、ウエハをキャリアに保持し、そして基板とカソードの間を熱的に連通させる手段を可能にするいずれかの方法が、十分である（たとえば、静電的にクランプされるキャリア、機械的なクランプ機構を備えるキャリアなど）。

加工物（３２０）は、基板（１００）がサポート・フィルム（３００）によってダイシング・フレーム（３１０）中に取り付けられた後、真空処理チャンバ中に移送される。好ましくは、移送モジュールは、また、真空下にあり、それは、処理チャンバが移送の間真空状態にとどまることを可能にし、処理時間を短縮し、そして処理チャンバを大気に晒して起こり得る汚染を防止する。図６に示すように、真空処理チャンバ（６００）は、ガス注入口（６１０）、誘電結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）など、高密度プラズマを発生する高密度プラズマ源（６２０）、加工物（３２０）を支持する加工物サポート（６３０）、加工物サポート（６３０）を介してＲＦパワーを加工物（３２０）に結合するＲＦパワー源（６４０）、及び処理チャンバ（６００）からガスをポンプで送るための真空ポンプ（６５０）を備える。処理の間、基板（１００）の非保護領域（１２０）は、図４に示すように、反応性プラズマ・エッチング・プロセス（４００）を使用してエッチング除去され得る。これによって、図５に示すように、デバイス（１１０）が個々のダイ（５００）に分割されて残され得る。本発明の別の実施例では、基板（１００）の非保護領域（１２０）は、反応性プラズマ・エッチング・プロセス（４００）を使用して、部分的にエッチング除去される。この場合、機械的切断操作など、下流の操作を、ダイを完全に分割するために使用することができる。これらの下流の方法は、この分野では既知である。

前の実例が、真空チャンバを高密度プラズマ（たとえば、ＥＣＲ、ＩＣＰ、ヘリコン及び磁気的に強化されるプラズマ源）とともに使用する本発明を記述しているが、また、広い範囲のプラズマ・プロセスを使用して基板の非保護領域をエッチングすることが可能である。たとえば、当業者は、真空チャンバ中で低密度プラズマ源を使用する、或いはまさに大気圧で、又はほぼ大気圧でプラズマを使用する本発明の変形形態を想像することができる。

加工物（基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）が、プラズマ処理のための位置にあるとき、フレーム（３１０）は、プラズマ（４００）への晒しから保護することができる。プラズマ（４００）への晒しによって、フレーム（３１０）を加熱する可能性があり、次いでサポート・フィルム（３００）を局所的に加熱する恐れがある。一般的に使用されるダイシング・テープについて、約１００℃より高い温度では、サポート・フィルム（３００）の物理的な性質及びその接着性能は、劣化する恐れがあり、それは、もうフレーム（３１０）に付着しなくなる。さらに、フレーム（３１０）の反応性プラズマ・ガスへの晒しは、フレーム（３１０）を劣化させる恐れがある。フレーム（３１０）は、通常、ウエハ・ダイシングの後、再使用されるので、これは、フレーム（３１０）の有効寿命を限定する恐れがある。また、プラズマ（４００）へのフレーム（３１０）の晒しは、エッチング・プロセスに悪影響を及ぼす恐れがある。たとえば、フレーム材料が、プロセス・ガスと反応することができ、事実上プラズマ中のその濃度を減少させ、それは、基板材料のエッチング速度を低下させる恐れがあり、それゆえプロセス時間が長くなる。フレーム（３１０）を保護するために、保護カバー・リング（６６０）が、図６及び７に示すように、フレーム（３１０）の上に位置付けられる。一実施例では、カバー・リング（６６０）は、フレーム（３１０）に接触しない、というのは、フレーム（３１０）との接触（これは、処理チャンバ（６００）中への移送の間、起きることになるはずである）によって、不要な粒子が発生する恐れがあるからである。

加工物（基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）は、移送アーム（１１００）によって、処理チャンバ（６００）中に、及びそこから両方で移送され、移送アームは、フレーム（３１０）及び基板（１００）を支持する。移送アーム（１１００）は、サポート・フィルム（３００）及びフレーム（３１０）の両方、又はフレーム（３１０）のみを支持することができるが、しかし薄くされた基板（１００）の性質がもろいため、組立体（３２０）が基板（１００）の領域のみの下で支持されないということが重要である。移送アーム（１１００）は、位置合わせ冶具（１１１０）がそれに取り付けられ、位置合わせ冶具は、繰り返し可能にフレーム（３１０）を所定の位置に位置合わせし、その後移送アームは、処理チャンバ（６００）中に移送される。また、フレーム（３１０）は、半導体処理で既知の他の技法（たとえば、光学的位置合わせ）によって位置合わせすることができる。また、位置合わせは、そのような既知の技法によって基板（１００）に対して実施することができる。加工物（基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）は、以下で説明するようなミス処理を避けるために、位置合わせされ、その後処理チャンバ（６００）内に置かれることが重要である。

加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）が、処理チャンバ（６００）中に移送されたとき、それは、リフティング機構（６８０）上に置かれて、移送アーム（１１００）から取り外される。その逆のプロセスは、処理チャンバ（６００）からの加工物（たとえば、基板／テープ／フレーム組立体）（３２０）の移送の間行われる。リフティング機構（６８０）は、フレーム（３１０）領域に接触して、基板（１００）に点接触しない。基板（１００）に重なる加工物への点接触は、特にダイ分割及び加工物（３２０）の荷下ろしの後、基板（１００）を損傷させる恐れがある、というのはサポート・フィルム（３００）の柔軟性のために、ダイが互いに接触して損傷する恐れがあるからである。図９は、底側からフレーム（３１０）を持ち上げるリフティング機構（６８０）を示す。しかし、フレーム（３１０）は、また、クランプ・デバイスを使用して、フレーム（３１０）の上部表面、底部表面、外径、又はこれらのいずれかの組合せとの接触によって、移送アーム（１１００）から取り外すことができる。基板（１００）を処理するために加工物サポート（６３０）上に加工物（３２０）を置くのに十分なクリアランスを設けるために、フレーム（３１０）、加工物サポート（６３０）及びカバー・リング（６６０）は、互いに対して相対的に移動することができる。これは、カバー・リング（６６０）、加工物サポート（６３０）又はリフティング機構（６８０）、又はこの３つのいずれかの組合せを移動させることによって、達成することができる。

プラズマ処理の間、プラズマが接触する、基板（１００）、サポート・フィルム（３００）及びフレーム（３１０）を含む表面のすべてに、熱が伝達される。カバー・リング（６６０）は、サポート・フィルム（３００）及びフレーム（３１０）の領域への熱伝達を最小限にするが、しかし基板（１００）は、処理のためにプラズマ（４００）に晒されなければならない。

図６に示すように、穴の開いた機械的隔壁（６９０）を、プラズマ源（６２０）と加工物サポート（６３０）の間に置くことができる。機械的隔壁（６９０）は、電気的に伝導性とすることができる（たとえば、金属から作る、又は金属で被覆する）。機械的隔壁（６９０）は、アルミニウムから作ることができる。機械的隔壁（６９０）は、加工物に到達するイオン密度、さらにまたプラズマ発光強度を低下させる助けとなることができ、さらに高レベルの中性種が加工物に到達することを可能にする。本発明は、加工物に到達するイオン密度及びプラズマ発光強度に対する制御をもたらす。プラズマ源（６２０）から加工物に到達するイオン密度及びプラズマ発光強度が、機械的隔壁によって１０％から９９％よりも大きい範囲中で減衰されることは、本発明に関連する用途にとって好ましい。１つの好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰を１０％よりも大きくすることができる。１つの好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰を３０％よりも大きくすることができる。また別の好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰を５０％よりも大きくことができる。また別の好ましい実施例では、機械的隔壁による減衰は９０％よりも大きい。

図６の概略図が、１つの機械的隔壁（６９０）を備える処理チャンバ（６００）を示しているが、２つ以上の機械的隔壁（６９０）をプラズマ源（６２０）と基板（１００）の間に配置することは、有益になる可能性がある。機械的隔壁（６９０）は、同じサイズ及び形状とすることができる、又は互いに異なるサイズ及び形状とすることができる。複数の機械的隔壁（６９０）は、同じ平面上に、又は異なる平面上に構成することができる（たとえば、覆われた、又は積み重ねられた隔壁）。複数の機械的隔壁（６９０）は、互いに同一である、又は異なった貫通穴の形状、サイズ及びパターンを有することができる。

基板は、半導体産業で既知の技法を使用して処理することができる。シリコン基板は、ＳＦ_６など、フッ素ベースの化学物質を使用して一般に処理される。ＳＦ_６／Ｏ_２の化学物質は、その高速及び異方性のプロフィールのため、シリコンをエッチングするために通常使用される。この化学物質の欠点は、マスキング材料に対するその比較的低い選択性である、たとえばフォトレジストに対して１５〜２０：１である。或いは、堆積とエッチングを交互に繰り返す時分割多重（ＴＤＭ）プロセスは、高異方性の深いプロフィールを生成するために使用することができる。たとえば、シリコンをエッチングする交互に繰り返すプロセスは、Ｃ_４Ｆ_８ステップを使用して、シリコン基板の晒された表面すべて（すなわち、マスク表面、エッチング側壁及びエッチング床面）上にポリマを堆積させ、そして次いで、ＳＦ_６ステップが使用されて、エッチング床面から選択的にポリマを除去し、次いで等方的にわずかな量のシリコンをエッチングする。ステップは、終了するまで繰り返され得る。そのようなＴＤＭプロセスは、２００：１より大きいマスキング層に対する選択性を用いて、異方性の形状をシリコン中に深く生成することができる。ひいては、これは、ＴＤＭプロセスのために、シリコン基板のプラズマ分割のための望ましいアプローチになる。本発明は、フッ素含有化学物質又は時分割多重（ＴＤＭ）プロセスの使用に限定されないことに留意されたい。たとえば、シリコン基板は、この分野で知られているように、また、Ｃｌ、ＨＢｒ又はＩ含有化学物質を用いてエッチングすることができる。

ＧａＡｓなど、ＩＩＩ−Ｖ族基板には、塩素ベースの化学物質が、半導体産業で広範囲にわたって使用される。ＲＦ無線デバイスの製作では、薄膜化ＧａＡｓ基板が、キャリア上にデバイス側を下にして取り付けられ、次いで、それらは、薄くされてフォトレジストによってパターン形成される。ＧａＡｓがエッチング除去されて、前面回路構成との電気的コンタクトが露出される。また、この既知のプロセスは、上記に言及した発明で述べた前面処理によってデバイスを分割するために使用することができる。また、他の半導体基板及び適切なプラズマ・プロセスを、上記に言及した発明におけるダイの分割のために使用することができる。

上記の実例が、ダイを分割（ダイシング）するためのプラズマの使用を議論しているが、本発明の態様は、プラズマ・エッチングによる基板の薄膜化など、関連する用途に役立つことができる。この用途では、基板（１００）は、エッチングされる表面上にいくつかの形状を有することができる、或いは、エッチングされる表面は、特徴がなくてもよい（たとえば、バルク基板の薄膜化）。

プラズマ・ダイシングは、広い範囲のデバイスを効率的に単体化することができる。しかしながら、一部のダイ構造体は、デバイスに危害（たとえば、損傷）を加えずにプラズマ・エッチングすることが困難であり得る少なくとも１つの複合層を含む。そのような構造体の一例は、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）を含む、単体化されるシリコン・デバイスである。ダイ付着フィルムは、チップを互いに接合するために使用することができる接着層である。ダイは、接合操作の前に単体化することができる。集積回路デバイス製造中、ＤＡＦはマルチチップ積層パッケージを作製するために使用することができる。

必要な機械的及び電気的フィルム特性を得るために、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）はしばしば、複合材料を使用して設計される。たとえば、ダイ付着フィルムは、フィラー材料（たとえば、ＳｉＯ_２粒子など）を埋め込まれている高分子マトリックス（たとえば、エポキシ樹脂など）から構成することができる。この実例における両方の材料（エポキシ及びＳｉＯ_２）は、プラズマ・エッチングされることが可能である。たとえば、ポリマ・マトリックスは、酸素含有プラズマにおいてエッチングすることができる。二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）成分もプラズマ・エッチングすることができるが、酸素結合に対するケイ素の強度に起因して、商業的に実現可能なＳｉＯ_２プラズマ・エッチ速度を得るために、イオン・エネルギー又はより高いウエハ温度がしばしば必要とされる。これらのより高いイオン・エネルギー及び／又はより高い温度の条件は、ＤＡＦフィルム中のＳｉＯ_２成分をエッチングするが、これらの条件はまた、通常、デバイス構造体の露出した材料もエッチングし、デバイスを損傷させる可能性がある（たとえば、デバイス性能及び／又は歩留まりの劣化）。したがって、単体化されているデバイスを大きく損傷することなく、ダイシング・プロセス・フロー中に複合材料を除去することが可能であることが必要とされている。

図１０は、加工物（２８００）の一例を示す。加工物（２８００）は、加工物（３２０）と同様であるが、単体化される少なくとも１つの複合層（２８１０）が加わっている。加工物は、少なくとも１つのデバイス構造体（１１０）及び少なくとも１つのストリート領域（１２０）を含む基板（１００）を含むことができる。デバイス構造体（１１０）は、保護フィルム（２００）によって少なくとも部分的に被覆することができる。

すべての実施例において、複合層（２８１０）は、２つ以上の成分から構成され得る。複合フィルムの成分は、化学的特性（たとえば、組成）若しくは物理的特性（たとえば、材料相、材料構造など）又は両方が互いに異なり得る。複合層（２８１０）の厚さは、１００ミクロン未満とすることができる。複合層（２８１０）の厚さは、５０ミクロン未満とすることができる。複合層（２８１０）の厚さは、２５ミクロン未満とすることができる。

すべての実施例において、複合材料は、炭素（たとえば、高分子材料、グラファイト、ＳｉＣなど）を含み得る。複合材料は、ケイ素（たとえば、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ＳｉＮなど）を含み得る。複合材料は、金属を含み得る。

すべての実施例において、複合層は基板（１００）と接触することができる。複合層はサポート・フィルム（３００）と接触することができる。複合材料は基板（１００）とサポート・フィルム（３００）の両方と接触することができる。複合フィルムは、基板（１００）に接着することができる。複合層（２８１０）は、基板（１００）とサポート・フィルムとの間に置くことができる。複合層は、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）とすることができる。複合フィルムは、フィラー材料を含むＤＡＦとすることができる。ＤＡＦフィラー材料は、Ｓｉを含むことができる。ＤＡＦフィラー材料は、ＳｉＯ_２とすることができる。

複合層は、プラズマ中でエッチングするためにイオン・アシスト・プラズマ・エッチング・メカニズムを必要とする材料を含み得る。複合層は、蒸気フッ化水素に対して浸透性である材料を含み得る。

複合材料は、マトリックス成分を含み得る。マトリックス成分は、金属を含み得る。マトリックス成分は、炭素（たとえば、ポリマなど）を含み得る。マトリックス成分は、高分子マトリックスとすることができる。ポリマ・マトリックスは、熱硬化性とすることができる。ポリマ・マトリックスは、熱可塑性とすることができる。高分子マトリックスは、以下の樹脂、すなわち、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどのうちのいずれかを含み得る。マトリックスは、２つ以上の成分（たとえば、樹脂、コポリマ、混合ポリマなど）を含み得る。マトリックス成分は、炭素とすることができる。マトリックス成分は、フィラー成分を封入することができる。

複合材料は、複合補強材（たとえば、フィラーなど）を含み得る。補強材料は、５％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、２５％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、５０％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、７５％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、９０％を超える複合材料を含み得る。補強材料は、複合材料中の個別の領域内にあり得る（たとえば、フィラー粒子）。複合補強材は、炭素含有材料、ケイ素含有材料、金属含有材料、セラミックなどを含む、広い範囲の材料を含むことができる。複合補強材は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含み得る。複合補強材は、等方性又は異方性の組成を有し得る。複合材料は、繊維補強複合材であり得る。繊維補強複合材は、長繊維、短繊維、又は両方の組合せを含んでもよい。複合材料は、フレーク補強複合材であり得る。複合材料は、粒子補強複合材であり得る。粒子補強複合材は、球形粒子を含み得る。粒子は、中実、中空、又は両方の組合せであってもよい。複合材料は、層状補強複合材であり得る。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、単体化プロセスの様々な段階における加工物（２８００）を示す。

図１１Ａは、ストリート領域（１２０）において基板材料（１００）が除去されている加工物（２８００）を示す。基板エッチング・プロセスを使用して、少なくとも１つのストリート領域（１２０）から基板材料を除去することができる。基板除去プロセスは、実質的にすべてのストリート領域（１２０）から基板材料（１００）を除去することができる。基板除去プロセスは、少なくとも１つのストリート領域からすべての基板材料を除去することができる。基板除去プロセスは、実質的にすべてのストリート領域から実質的にすべての基板材料を除去することができる。基板エッチング・プロセス中、加工物温度は通常、サポート・フィルム・テープを損傷する恐れがある最大値未満に保持される。多くのサポート・フィルム（たとえば、ダイシング・テープ）が、約１００℃まで適合性がある。一部のサポート・フィルムは、２００℃以上まで適合性があり得る。

基板エッチング・プロセスは真空プロセスであり得る。基板エッチング・プロセスはプラズマ・エッチング・プロセスであり得る。プラズマ・エッチング・プロセスは、循環プロセスであり得る（たとえば、ボッシュ・プロセス、深掘り反応性イオン・エッチング（ＤＲＩＥ）プロセス、時分割多重（ＴＤＭ）プロセスなど）。基板エッチング・プロセスは、少なくとも部分的に異方性とすることができる。基板エッチング・プロセスは完全に異方性とすることができる。

基板エッチング・プロセスは、ストリート領域（１２０）が重なる複合フィルム（１２０）の少なくとも一部分を露出させることができる。基板エッチング・プロセスは、ストリート領域（１２０）が重なる複合層のすべてを露出させることができる。

基板エッチング・プロセスは、保護材料（２００）が重なる基板材料の一部分を除去するように設計することができる（たとえば、基板エッチング特徴プロファイルは、内側に窪んだものであり得る。言い換えれば、基板エッチングによって形成される基板エッチング特徴（たとえば、基板内のダイシング・ストリート）の幅は、基板の対向する面における特徴幅と比較して、デバイス（１１０）を含む基板表面においてより狭くなり得る）。

基板エッチング・プロセスは、基板材料を、複合材料よりも速く除去し得る（たとえば、基板エッチング・プロセスは、１よりも大きい基板：複合材エッチング選択性（基板除去の速度／複合フィルム除去の速度）を有し得る）。基板エッチング・プロセスは、１０よりも大きい基板：複合材エッチング選択性を有し得る。基板エッチング・プロセスは、１００よりも大きい基板：複合材エッチング選択性を有し得る。複合材料は、基板エッチング・プロセスのエッチング停止部として作用し得る。

基板エッチング・プロセスは複合材料をエッチングし得る。基板は、複合材料の一部分を除去し得る。基板除去プロセス自体は、複合フィルムがストリート領域と重なり合うストリート領域においてサポート・フィルムを露出させない。基板エッチング・プロセスは単独では複合フィルムを貫通してエッチングしない。

図１１Ｂは、ダイシング・プロセス・フローの、少なくとも１つのストリート領域（１２０）において複合フィルム（２８１０）が少なくとも部分的に除去されている時点を示す。複合フィルム（２８１０）は、少なくとも１つのストリート領域（１２０）において完全に除去され得る。複合層（２８１０）は、ダイを単体化するために損傷又は除去され得る。複合フィルムは、ストリート領域（１２０）において完全に除去され得る。

図１２Ａは、改善された基板ダイシング・シーケンスの一部分のフロー・チャートである。基板材料が少なくとも１つのストリート領域（１２０）において除去されると、複合フィルムは単体化プロセスを継続するために処理される必要がある。複合フィルム・プロセスはエッチング・プロセスであり得る。複合フィルム・プロセスは複数のステップから構成され得る。

複合フィルムを処理するために、改善されたプロセスは、複合フィルムの第１の成分をエッチングするための第１のプロセスを使用することができる。第１のプロセスは、複合フィルムの第１の成分を選択的にエッチングすることができる。除去プロセスの２つの材料の間の選択性は、２つの材料のプロセス材料除去速度の比として定義される。第１のプロセスのプロセス選択性（たとえば、第１の複合フィルム成分の除去速度／別の複合フィルム成分の除去速度（第１の成分：別の成分））は、１：１よりも大きくなり得る。第１のプロセスの第１の成分：別の成分の選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。第１のプロセスの第１の成分：別の成分の選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。第１の複合フィルム成分は、補強成分とすることができる。

第１のプロセスは、少なくとも部分的に等方性であるように材料を除去することができる。第１の除去プロセスは完全に等方性とすることができる。

第１のプロセスは、複合フィルムの少なくとも一部分から第１の複合フィルム成分を除去することができる。第１のプロセスは、複合フィルムが基板と重ならない複合フィルムの少なくとも一部分から第１の成分を除去することができる。第１のプロセスは、ストリート領域が重なる複合フィルムの少なくとも一部分を除去することができる。第１のプロセスは、ストリート領域が重なる複合フィルムの第１の成分を除去することができる。第１のプロセスは、ストリート領域が重なる複合材料中の、複合材料の第１の成分のすべてを除去することができる。第１のプロセスは、複合フィルムの少なくとも一部分から第１の複合材成分の実質的にすべてを除去することができる。

第１のプロセスは、基板に対して選択的であり得る（たとえば、第１の複合フィルム成分の除去速度／基板の除去速度（第１の成分：基板）が１：１よりも大きい）。第１のプロセスの第１の成分：基板の選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。第１のプロセスの第１の成分：基板の選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。

第１のプロセスは、サポート・フィルムに対して選択的であり得る（たとえば、第１の複合フィルム成分の除去速度／サポート・フィルムの除去速度（第１の成分：サポート・フィルム）が１：１よりも大きい）。第１のプロセスの第１の成分：サポート・フィルムの選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。第１のプロセスの第１の成分：サポート・フィルムの選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。

第１のプロセスは気相プロセスとすることができる。第１のプロセスはプラズマを含まないプロセスとすることができる。第１のプロセスはフッ素含有プロセス・ガスを含むことができる。フッ素含有プロセス・ガスは、フッ化水素蒸気（ＶＨＦ）であり得る。第１のプロセスにおける少なくとも１つの反応物質は、複合材料の成分を通じて拡散することができる（たとえば、ＶＨＦは、一部の種類のポリマ層を通じて容易に拡散することができる）。第１のプロセスは、露出されていない第１の複合材料を除去することが可能であり得る（たとえば、第１の複合材が複合材料中に埋め込まれている−たとえば、高分子マトリックスを有するＳｉＯ_２補強複合材中のＳｉＯ_２を除去するためのＶＨＦ含有プロセス）。第１の複合材料エッチング・プロセスがデバイスを損傷しないことが好ましい。第１のプロセスは真空プロセスとすることができる。第１のプロセスの圧力は、基板エッチング・プロセスの圧力よりも高くすることができる。

第１のプロセスの後、第２のプロセスを複合フィルムに適用することができる。第２のプロセスはエッチング・プロセスであり得る。第２のプロセスはプラズマ・エッチング・プロセスであり得る。第２のプロセスは、複合フィルムの第２の成分を除去することができる。第２のプロセスは、複合フィルムの第２の成分を選択的に除去することができる。第２のプロセスは、複合フィルムの第２の成分の少なくとも一部分を除去することができる。第２のプロセスは真空プロセスとすることができる。第２のプロセスは、第１のプロセスよりも低い圧力で行われ得る。

第２のプロセスは、第１のプロセスとは異なるプロセス化学を利用し得る。第２のプロセスは、第１のプロセスとは異なる少なくとも１つのプロセス・ガスを含み得る。第２のプロセスは、第１のプロセスとは異なる２つ以上のプロセス・ガスを含み得る。第２のプロセスは、第１のプロセスと共通のプロセス・ガスを有しなくてもよい。第２のプロセスは、酸素含有反応物質（たとえば、Ｏ_２、Ｏ_３、ＣＯ_２、ＣＯ、ＳＯ_２など）を利用し得る。第２のプロセスは、窒素含有反応物質（たとえば、Ｎ_２、Ｎ_２Ｏ、Ｃ_ｘＨ_ｙＯＨなど）を利用し得る。第２のプロセスは、水素含有反応物質（たとえば、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｏなど）を利用し得る。

加工物（２８００）を含む実施例において、第２のプロセスのプロセス選択性（たとえば、第２の複合フィルム成分の除去速度／別の複合フィルム成分の除去速度（第２の成分：別の成分））は、１：１よりも大きくなり得る。第２のプロセスの第２の成分：別の成分の選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。第２のプロセスの第２の成分：別の成分の選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。第２の複合フィルム成分は、マトリックス成分とすることができる。

第２のプロセスは、少なくとも部分的に異方性であるように材料を除去することができる。第２のプロセスは完全に異方性とすることができる。第２のプロセスは、少なくとも部分的に異方性とすることができる。第２のプロセスは、サポート・フィルムの平面に垂直な方向において、テープの平面に平行な方向よりも速く第２の成分を除去することができる。第２のプロセスは、等方性とすることができる。

第２のプロセスは、複合フィルムの少なくとも一部分から第２の複合フィルム成分を除去することができる。第２のプロセスは、複合フィルムが基板と重ならない複合フィルムの少なくとも一部分から第２の成分を除去することができる。第２のプロセスは、ストリート領域が重なる複合フィルムの少なくとも一部分を除去することができる。第２のプロセスは、ストリート領域が重なる複合フィルムの第２の成分を除去することができる。第２のプロセスは、ストリート領域が重なる複合材料中の、複合材料の第２の成分のすべてを除去することができる。第２のプロセスは、複合フィルムの少なくとも一部分から第２の複合材成分の実質的にすべてを除去することができる。

第２のプロセスは、基板に対して選択的であり得る（たとえば、第２の複合フィルム成分の除去速度／基板の除去速度（第２の成分：基板）が１：１よりも大きい）。第２のプロセスの第２の成分：基板の選択性は、１０：１よりも大きくなり得る。第２のプロセスの第２の成分：基板の選択性は、１００：１よりも大きくなり得る。

第２のプロセスは、サポート・フィルムに対して非選択的であり得る（たとえば、第２の複合フィルム成分の除去速度／サポート・フィルムの除去速度（第２の成分：サポート・フィルム）が１：１以下である）。第２のプロセスは、サポート・フィルムを通じて完全にはエッチングしない。第２のプロセスは、サポート・フィルム内へとエッチングし得る。第２のプロセスは、少なくとも１つのストリート領域が重なる領域において、サポート・フィルム内へとエッチングし得る。第２のプロセスは、すべてのストリート領域が重なるすべての領域において、サポート・フィルム内へとエッチングし得る。第２のプロセスは、サポート・フィルム内へと１０ミクロン未満の深さまでエッチングし得る。第２のプロセスは、ストリート領域が重なる領域において、約１０ミクロン未満の深さまでエッチングし得る。第２のプロセスが完全に等方性ではない事例において、第２のプロセスは、基板が重なる少なくとも１つの領域において、第２の成分の少なくとも一部分を除去することができる。

図１２Ｂは、本発明の別の実施例を示す。第１のプロセス及び第２のプロセスがデバイスを損傷しないことが好ましい。図１２Ｂは、複合材料エッチング・プロセスのうちの少なくとも１つがデバイスに対する損傷を引き起こし得る、本発明の一実施例を示す。この実施例では、複合フィルム処理ステップの前に、バリア膜をデバイスに被着させることができる。バリア膜は基板エッチング・プロセスの前に被着させることができる。バリア膜は基板が加工物に組み付けられる前に被着させることができる。バリア膜は基板除去プロセスの後に被着させることができる。バリア膜は、複合フィルム除去プロセスの少なくとも１つのステップによってデバイスが劣化しないように保護する。バリア膜は真空コーティング・プロセスによって被着させることができる。バリア膜はケイ素を含有し得る。バリア膜はＳｉＮであり得る。バリア膜はケイ素を豊富に含むＳｉＮフィルムであり得る。バリア膜はケイ素（たとえば、非晶質Ｓｉなど）であり得る。バリア膜は炭素を含有し得る。バリア膜は有機材料を含み得る。バリア膜はポリイミドを含み得る。バリア膜はパラリン（ｐａｒａｌｙｎｅ）を含み得る。バリア膜は複合フィルム除去プロセスの後に除去することができる。基板エッチング・プロセスが実施された後、第１のプロセスが、複合フィルムの第１の成分をエッチングする。第１のプロセスが実施された後、第２のプロセスが、複合フィルムの第２の成分をエッチングする。第２のプロセスが実施された後、さらなる処理のために加工物を下流に送ることができる。

図１３Ａは、本発明の別の実施例を示す。この実施例では、基板は、少なくとも１つのストリート領域において除去され、複合層が露出される。基板エッチング・プロセスが実施された後、第１のプロセスが、複合フィルムの第１の成分をエッチングする。第１のプロセスが実施された後、第２のプロセスが、複合フィルムの第２の成分をエッチングする。第２のプロセスが実施された後、さらなる処理のために加工物を下流に送ることができる。

図１３Ｂは、本発明のまた別の実施例を示す。この実施例では、基板材料は、少なくとも１つのストリート領域から除去される。基板エッチング・プロセスが実施された後、第１のプロセスが、複合フィルムの第１の成分をエッチングする。第１のプロセスが実施された後、第２のプロセスが、複合フィルムの第２の成分をエッチングする。第２のプロセスの後、複合層がまだ十分に処理されていない場合、第１のプロセス及び第２のプロセスを繰り返すことができる。第１のプロセス及び第２のプロセスは、少なくとも１回繰り返すことができる。ループ・プロセスは、１つのプロセス・ステップ（たとえば、ステップを通じた少なくとも１つの後続の反復の間で変化又は変更される１ステップ・ループ）を含み得る。ループ・プロセスは、少なくとも２つのプロセス・ステップを含み得る。ループ・プロセスは、少なくとも１つのプロセス・ステップを実行することができ、その後、プロセス・ステップのうちの少なくとも１つを繰り返す。図１３Ｂは、ループ・プロセスの一例を示す。ループ・プロセスにおいては、少なくとも１つのプロセス・ステップを、２回以上繰り返すことができる。ループ・プロセスにおいてプロセス・ステップが繰り返される場合、プロセス条件は、以前の反復（又はループ）と同一であり得る。少なくとも１つのプロセス・ステップのプロセス条件は、２つの繰り返されるプロセス・ループの間で変化し得る。繰り返されるプロセス条件は、３つ以上の繰り返されるプロセス・ループの間で変化し得る。繰り返されるプロセス条件は、プロセス・ループが繰り返される毎に変化し得る。少なくとも１つのプロセス・ステップの繰り返されるプロセス条件は、ループ毎に変化し得る。図１４Ａ〜図１４Ｃは、本発明のプロセスの一部分の加工物条件を示す。図１４Ａは、ストリート領域において基板材料が除去されている加工物を示す。複合層（３２０５）が、ストリート領域において露出されている。図１４Ａの複合フィルムは、第１の成分（３２２０）及び第２の成分（３２１０）から構成される。図１４Ｂは、複合フィルム（３２０５）の第１の成分（３２２０）を除去するために第１のプロセスが実施された後の加工物を示す。第１の成分は、複合フィルムがストリート領域と重なる領域において、複合フィルム（３２０５）から除去されている。第１の成分（３２２０）の除去は、複合材料（３２１０）中に空所（３２３０）を残し得る。図１４Ｃは、複合フィルム（３２０５）の第２の成分（３２１０）を除去するために第２のプロセスが実施された後の加工物を示す。第２の成分は、複合フィルムがストリート領域と重なる領域において除去されている。図１４Ｃにおいて、ダイが単体化されている。

図１５は、本発明の別の実施例を示す。この実施例では、ストリート領域から基板材料を除去するために、基板除去プロセスが実施される。基板材料が除去された後、デバイスを後続のプロセスからの損傷から保護するために、バリア層を付加することができる。バリア膜は基板除去プロセスの前に被着させることができることに留意することが重要である。複合層が露出された後、第１の複合フィルム成分をエッチングするために、第１のプロセスが実施される。第２の複合フィルム成分をエッチングするために、第２のプロセスが実施される。デバイス上のバリア層が除去され得る。さらなる処理のために加工物を下流に送ることができる。

図１６Ａ〜図１６Ｆは、図１５に示すプロセス・フローの加工物の断面を示す。図１６Ａは、ストリート領域内の基板材料が除去されている加工物を示す。複合フィルムが、ストリート領域において露出されている。図１６Ｂは、デバイスを保護するために被着されているバリア膜を示す。バリア膜は基板除去プロセス中に露出した基板表面をコーティングすることができる。バリア膜は複合フィルムの露出面をコーティングすることができる。バリア膜は複合フィルム除去プロセスに抵抗するように設計されているため、バリア膜は、除去されるべき領域において、複合フィルムから除去されるべきである。バリア膜はストリート領域から除去することができる。図１６Ｃは、ストリート領域の一部分からバリア膜が除去されており、複合フィルムが露出されている加工物の一部分を示す。図１６Ｄは、複合フィルム（３４２０）の第１の成分（３２２０）を除去するために第１のプロセスが実施された後の加工物を示す。第１の成分（３２２０）の除去は、複合フィルム中に空所（３２３０）を残し得る。図１６Ｅは、第２のプロセスによって複合フィルムの第２の成分が除去されている加工物の一部分を示す。サポート・フィルム（３００）が露出されている。図１６Ｆは、バリア膜が除去されている加工物の一部分を示す。ダイ（５００）は、この時点において単体化されており、さらなる処理のために下流に送ることができる。

すべての実施例において、基板エッチング・プロセス及び第１のプロセスは、同じ処理チャンバ内で実施され得る。第１のプロセス及び第２のプロセスは、同じ処理チャンバ内で実施され得る。基板エッチング・プロセス及び第２のプロセスは、同じチャンバ内で実施され得る。基板エッチング・プロセス、第１のプロセス、及び第２のプロセスは、すべて同じチャンバ内で実施され得る。

基板エッチング・プロセス及び第１のプロセスが両方とも真空プロセスである場合、両方のプロセスを、大気に加工物を晒すことなく実施することができる（たとえば、基板エッチング・プロセスが真空において行われ、その後、基板エッチングと第１のプロセスとの間に同じく真空における何らかの操作（たとえば、ウエハ移送など）を挟んで、第１のプロセスが真空において行われる）。

基板エッチング・プロセス及び第２のプロセスが両方とも真空プロセスである場合、両方のプロセスを、大気に加工物を晒すことなく実施することができる（たとえば、基板エッチング・プロセスが真空において行われ、その後、基板エッチングと第１のプロセスとの間に同じく真空における何らかの操作（たとえば、ウエハ移送など）を挟んで、第２のプロセスが真空において行われる）。

第１のプロセス及び第２のプロセスが両方とも真空プロセスである場合、両方のプロセスを、大気に加工物を晒すことなく実施することができる（たとえば、第１のエッチング・プロセスが真空において行われ、その後、基板エッチングと第１のプロセスとの間に同じく真空における何らかの操作（たとえば、ウエハ移送など）を挟んで、第２のプロセスが真空において行われる）。

基板エッチング、第１のプロセス及び第２のプロセスがすべて真空プロセスである場合、これらのプロセスを、すべて大気に加工物を晒すことなく実施することができる（たとえば、基板エッチング、第１のエッチング・プロセス、及び第２のプロセスが、それらのプロセスの間に同じく真空における何らかの操作（たとえば、ウエハ移送など）を挟んで、真空において行われる）。

例として、図１６は、ダイ付着フィルム（ＤＡＦ）を含む加工物に適用されるものとしての本発明を示す。図１６Ａを参照されたい。ＤＡＦフィルム（３２０５）は、エポキシ含有ポリマ・マトリックス（３２１０）中に約５０％のＳｉＯ_２フィラー（３２２０）を含む。ＳｉＯ_２粒子（３２２０）の直径は、約１ミクロンであった。深掘り反応性イオン・エッチング（ＤＲＩＥ）エッチング・プロセスを使用したプラズマ・エッチング・プロセスを使用して、ストリート領域から基板材料（図示せず）を除去した。プラズマ・エッチング・プロセスは、Ｐｌａｓｍａ−Ｔｈｅｒｍ， ＬＬＣ製の市販のＭＤＳ−１００プラズマ・エッチング・システム上で実施され、下記の表に示すように、ループ当たり３つのステップを使用した。

上記の例について、プラズマ・エッチングによってストリート領域内の基板材料が除去された後、加工物は、複合ＤＡＦ材料（３２０５）からＳｉＯ_２フィラーを除去するために、ＶＨＦを含む第１のプロセスに晒される。ＶＨＦ材料は、ＤＡＦのポリマ・マトリックスを通じて拡散することによって、露出したストリート領域内でＳｉＯ_２粒子を容易に除去する。ＶＨＦプロセスによって、ポリマ・マトリックス及び基板の損失を最小限にとどめながら、ＳｉＯ_２粒子が除去される。ＳｉＯ_２犠牲フィルムをエッチングするためのＶＨＦ処理は、当該技術分野において知られている。ＶＨＦプロセス・パラメータの一例を、下記の表に示す。

上記の例について、ＶＨＦによって複合ＤＡＦ材料からＳｉＯ_２フィラーが除去された後、ポリマ・マトリックスを完全に除去するために、単一ステップのプラズマ・エッチング・プロセスが適用される。この単一ステップのプラズマ・エッチング・プロセスの一例が、下記の表に記載される。

デバイスを損傷する恐れがある複合フィルム・プロセスの一例は、ＳｉＯ_２層を含むデバイスによって蒸気フッ化水素（ＶＨＦ）プロセスを使用することである。ＶＨＦ分子は、ＳｉＯ_２フィルムを容易にエッチングし、デバイス性能を劣化させる恐れがある。ＳｉＯ_２デバイス層が有機層（たとえば、レジスト、水溶性ポリマなど）によって被覆される場合であっても、有機層は、ＶＨＦに対して浸透性であり得、したがって、ＶＨＦエッチングからＳｉＯ_２層を保護し得ない。ＶＨＦ分子は、多くの有機（たとえば、高分子）フィルムを通じて拡散することができる。この場合は、バリア層が、ＶＨＦエッチャントからの損傷からのデバイス保護を可能にすることができる。

本開示は、添付の請求項に含まれる開示、さらにまた前述の開示を含む。本発明をその好ましい形態である程度具体的に述べてきたが、好ましい形態の本開示は、単に例として行い、且つ本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、要素の構築、組合せ及び配列の細部に対する多数の変更に訴えることができることを理解されたい。

Claims (20)

1. 複合フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
   サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、前記基板は、上部表面及び底部表面を有し、前記基板の前記上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
   前記基板と前記サポート・フィルムとの間に置かれる前記複合フィルムを提供するステップと、
   基板エッチング・プロセスを使用して前記複合フィルムの一部分を露出させるために前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップと、
   第１のエッチング・プロセスを使用して前記複合フィルムの第１の成分をエッチングするステップと、
   第２のエッチング・プロセスを使用して前記複合フィルムの露出されている部分の第２の成分をエッチングするステップと
   を含む、方法。
2. 前記複合フィルムが、マトリックス・ベースの材料を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の成分が補強成分である、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の成分がマトリックス成分である、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１のエッチング・プロセスが、少なくとも部分的に等方性である、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１のエッチング・プロセスが等方性である、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１のエッチング・プロセスが、前記第２のエッチング・プロセスとは異なるプロセス化学を有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記第２のエッチング・プロセスが、少なくとも部分的に異方性である、請求項１に記載の方法。
9. 前記第２のエッチング・プロセスが異方性である、請求項１に記載の方法。
10. 前記基板材料の前記エッチングを真空チャンバ内で行い、前記複合フィルムの前記エッチングを真空チャンバ内で行う、請求項１に記載の方法。
11. ダイ付着フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
    サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、前記基板は、上部表面及び底部表面を有し、前記基板の前記上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
    前記基板と前記サポート・フィルムとの間に置かれる前記ダイ付着フィルムを提供するステップと、
    基板エッチング・プロセスを使用して前記ダイ付着フィルムの一部分を露出させるために前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップと、
    第１のエッチング・プロセスを使用して前記ダイ付着フィルムの第１の成分をエッチングするステップと、
    第２のエッチング・プロセスを使用して前記ダイ付着フィルムの露出されている部分の第２の成分をプラズマ・エッチングするステップと
    を含む、方法。
12. 前記第１のエッチング・プロセスが、少なくとも部分的に等方性である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１のエッチング・プロセスが等方性である、請求項１１に記載の方法。
14. 前記第１のエッチング・プロセスが、前記第２のエッチング・プロセスとは異なるプロセス化学を有する、請求項１１に記載の方法。
15. 前記第２のエッチング・プロセスが、少なくとも部分的に異方性である、請求項１１に記載の方法。
16. 前記第２のエッチング・プロセスが異方性である、請求項１１に記載の方法。
17. ダイ付着フィルム上で基板をダイシングする方法であって、
    サポート・フィルム、フレーム及び基板を有する加工物を提供するステップであって、前記基板は、上部表面及び底部表面を有し、前記基板の前記上部表面は、少なくとも１つのダイ領域及び少なくとも１つのストリート領域を有する、加工物を提供するステップと、
    前記基板と前記サポート・フィルムとの間に置かれる前記ダイ付着フィルムを提供するステップと、
    基板エッチング・プロセスを使用して前記ダイ付着フィルムの一部分を露出させるために前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングするステップと、
    第１のエッチング・プロセスを使用して前記ダイ付着フィルムの第１の成分を等方的にエッチングするステップと、
    第２のエッチング・プロセスを使用して前記ダイ付着フィルムの露出されている部分の第２の成分を異方的にプラズマ・エッチングするステップとを含む、方法。
18. 前記少なくとも１つのストリート領域から基板材料をエッチングする前記ステップ中に、前記ダイ付着フィルムの一部分を除去するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１のエッチング・プロセスが、前記第２のエッチング・プロセスとは異なる少なくとも１つのプロセス・ガスを使用する、請求項１７に記載の方法。
20. 前記第１のエッチング・プロセスが、前記第２のエッチング・プロセスとは異なるプロセス・ガスを使用する、請求項１７に記載の方法。

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