JP6775174B2 - 素子チップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、保持テープに保持された基板をプラズマエッチングする工程を含む素子チップの製造方法に関する。

基板の表面にレジストパターンを形成する方法が種々知られている。基板の厚みは年々薄くなる傾向にある。基板の厚みが薄くなるほど、基板の取扱いは困難になる。そこで、静電吸着により基板を保持する静電吸着キャリアを用いることが提案されている（特許文献１）。この場合、静電吸着キャリアに基板を吸着させた状態で、レジストの形成から、露光、現像が行われる。

一方、プラズマにより基板をエッチングする分野では、基板にレジストパターンを形成した後、フレームに支持されたテープに基板を貼り付けて、基板を保持することが提案されている（特許文献２）。

特開２０１５−１４２０２６号公報 特開２０１６−４８７１５号公報

しかし、レジストパターンを形成する際に、静電吸着キャリアに付着した状態の基板に対して複数の作業を施す作業は煩雑になりやすい。また、素子チップを大量生産する過程において、静電吸着キャリアを運用するには相当のコストが必要となる。

一方、プラズマにより基板をエッチングする場合、基板にレジストパターンを形成する前に基板を保持テープに保持することができれば、基板の取り扱い性が大幅に向上する。しかし、レジストパターンを形成するには、レジスト溶液を基板の表面にスピンコート法等で塗布した後、露光前の塗膜を、例えば９０℃以上の温度でベーキング（加熱処理）する必要がある。ベーキング時の温度が低いと、塗膜に許容範囲を超える溶媒が残留し、パターニングの精度が大きく低下する。一方、十分な高温でベーキングを行うと、耐熱温度の低い保持テープが劣化し、保持テープが本来の機能を果たせなくなる。

上記に鑑み、本発明の一態様は、第１の面および前記第１の面の反対側の第２の面を備えるとともに、複数の素子領域と、前記複数の素子領域を画定する分割領域と、を備え、かつ前記第２の面が保持テープで保持されている基板を準備する準備工程と、レジスト成分と溶媒とを含むレジスト溶液を前記基板の前記第１の面に向けてノズルからスプレーすることにより、前記ノズルと前記基板の前記第１の面との間の空間に前記レジスト溶液の粒子を生成させるスプレー工程と、前記スプレー工程で生成された前記粒子が前記基板の前記第１の面に到達する間に前記粒子から前記溶媒の一部を揮発させてから、前記粒子に含まれる前記レジスト成分を前記保持テープで保持された前記基板の前記第１の面に堆積させて、膜中に残留する前記溶媒の量が５質量％〜２０質量％になるように、レジスト膜を形成する膜形成工程と、前記レジスト膜をパターニングして、前記基板の前記第１の面において、前記分割領域を露出させるパターニング工程と、前記露出させた分割領域を前記第１の面からプラズマによりエッチングするエッチング工程と、を有する、素子チップの製造方法に関する。

本発明によれば、レジスト膜に残留する溶媒量が少ないため、レジスト膜をベーキングする工程を省くことができる。よって、保持テープに保持された状態の基板にレジスト膜を形成することができる。

保持テープに保持された基板の一例を概略的に示す上面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線での断面図（ｂ）である。 スプレー塗布装置の一例の概略構造を示す概念図である。 ドライエッチング装置の概略構造を断面で示す概念図である。 本発明の実施形態に係る素子チップの製造方法を示すフローチャートである。 図４に示す素子チップの製造方法の一連の工程の前半を示す工程図である。 図４に示す素子チップの製造方法の一連の工程の後半を示す工程図である。 本発明の別の実施形態に係る素子チップの製造方法を示すフローチャートである。 図６に示す素子チップの製造方法の一連の工程の前半を示す工程図である。 図６に示す素子チップの製造方法の一連の工程の後半を示す工程図である。 回路層を具備する基板を準備する工程の前半を示す工程図である。 回路層を具備する基板を準備する工程の後半を示す工程図である。

本発明の実施形態に係る素子チップの製造方法は、（i）保持テープに保持された基板を準備する準備工程と、（ii）基板の所定の表面に向けてレジスト溶液をスプレーするスプレー工程と、（iii）レジスト成分を基板の表面に堆積させてレジスト膜を形成する膜形成工程と、（iv）レジスト膜をパターニングするパターニング工程と、（v）基板をプラズマによりエッチングするエッチング工程と、を具備する。

準備工程（i）において準備される基板は、第１の面および第１の面の反対側の第２の面を備えるとともに、複数の素子領域と、複数の素子領域を画定する分割領域とを備える。基板は、レジスト膜を形成する前に、その第２の面を保持テープに貼り付けることにより、保持テープに保持される。保持テープの外周部は環状のフレームに固定される。以下、保持テープとフレームとの組み合わせを搬送キャリアとも称する。基板を保持テープで保持することにより、基板の厚みが薄い場合であっても、後続の工程を行う際の基板の取り扱い（ハンドリング性）が容易になる。

スプレー工程（ii）は、レジスト溶液を基板の第１の表面に向けてスプレーする工程であり、このときレジスト溶液の粒子が生成する。レジスト溶液は、レジスト成分と溶媒とを含む。レジスト成分のタイプは、ポジ型とネガ型とを問わない。

膜形成工程（iii）は、レジスト溶液の粒子から溶媒を揮発させ、粒子に含まれるレジスト成分を保持テープで保持された基板の第１の面に堆積させてレジスト膜を形成する工程である。レジスト溶液の粒子から溶媒を揮発させることにより、レジスト膜に残留する溶媒の量を大きく低減することができる。膜形成工程では、レジスト膜中に残留する溶媒の量が５質量％〜２０質量％になるように、溶媒の揮発量を制御することが好ましい。溶媒の揮発量は、スプレー工程で生成させる粒子の大きさ、粒子の周囲の雰囲気などを選択することにより制御すればよい。適切な粒子の大きさや雰囲気は、溶媒の種類、所望のレジスト膜の厚さなどに応じて決定すればよい。

パターニング工程（iv）は、レジスト膜をパターニングして、基板の第１の面において、分割領域を露出させる工程である。レジスト膜に残留する溶媒の量が少なくなっているため、パターニングの前にレジスト膜を加熱するベーキング工程は不要である。ここで、パターニングとは、例えば、レジスト膜への露光、現像、現像後の洗浄などを含む工程である。

露光後のレジスト膜をエッチング液に接触させると、基板の第１の表面の分割領域に形成されたレジスト膜がエッチング液に溶解し、所定のパターンが現像される。エッチング液とこれに溶解したレジスト成分は、例えば、純水を用いた洗浄により除去される。

なお、パターニング工程は、レーザスクライブにより行われてもよい。この場合、基板の第１の面の分割領域にレーザ光を照射し、レーザ光を照射した部分のレジスト膜を取り除くことにより、所定のパターンが形成される。

エッチング工程（v）は、パターニング工程により露出させた基板の分割領域をプラズマに暴露することにより、分割領域を第１の面からプラズマによりエッチングする工程である。エッチング工程（v）は、分割領域を露出させた基板を、保持テープに保持された状態で、所定のドライエッチング装置内のステージに載置して行えばよい。

ドライエッチング装置は、内側が処理空間となるチャンバを具備する。基板を載置するステージは、処理空間内に設けられている。エッチングの際には、処理空間内の基板の周囲に所定のプロセスガスを含む雰囲気が形成される。引き続き、プロセスガスに高周波電力が印加されることにより、プラズマが生成する。生成したプラズマにより基板の分割領域がエッチングされる。

基板を保持する保持テープの耐熱温度は、通常６０℃程度である。既に述べたように、上記方法では、レジスト膜のベーキング工程を必要としないため、少なくともスプレー工程（ii）の開始からパターニング工程（iii）の開始までの期間は、基板および保持テープの温度を５０℃以下に維持することができる。

なお、パターニング工程（iii）の開始からエッチング工程（v）が終了するまでの期間でも、基板および保持テープの温度を５０℃以下に維持することが好ましい。すなわち、準備工程（i）の開始からエッチング工程（v）が終了するまでの期間を通して、基板および保持テープの温度は５０℃以下に維持されることが好ましい。

膜形成工程（iii）が終了してからパターニング工程（v）を開始するまでの間に、レジスト膜を大気圧よりも低い減圧下（例えば１００Ｐａ以下の雰囲気）に晒してもよい。これにより、レジスト膜に残留する溶媒を更に除去することができ、パターニングの精度を向上させることができる。

また、プラズマによるエッチングの精度を向上させる観点から、保持テープに保持された基板をドライエッチング装置の処理空間内のステージに載置した後、エッチングを開始する前に、処理空間内を減圧してもよい。これにより、レジストパターンに残留する溶媒を更に除去することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について更に詳細に説明する。
（搬送キャリア）
図１（ａ）は、基板１とこれを保持する搬送キャリア１０とを概略的に示す上面図である。図１（ｂ）は、基板１および搬送キャリア１０の図１（ａ）に示すＢ−Ｂ線での断面図である。図１（ａ）に示すように、搬送キャリア１０は、フレーム２および保持テープ３を備えている。保持テープ３は、その外周部がフレーム２に固定されている。基板１は、保持テープ３に貼り付けられている。
なお、図１では、基板１およびフレーム２が略円形である場合を図示するが、基板およびフレームの形状は、特に限定されない。

保持テープ３は、粘着剤を有する面（粘着面３ａ）と、粘着剤を有しない面（非粘着面３ｂ）とを備えている。粘着面３ａの外周縁は、環状のフレーム２の一方の面に貼り付けられている。これにより、フレーム２の開口は、保持テープ３により覆われている。保持テープ３の粘着面３ａのフレーム２の開口から露出した部分に、基板１が貼り付けられることにより、基板１は保持テープ３に保持される。

粘着面３ａは、紫外線（ＵＶ光）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。ダイシング後にＵＶ光照射を行うことにより、個片化された基板（電子部品）が粘着面３ａから容易に剥離され、ピックアップされ易いためである。例えば、フィルム状の基材３ｓ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、粘着層３ｔが形成される。

基材３ｓの材質は、特に限定されないが、ポリエチレン、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。基材３ｓ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））、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。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。基材３ｓの厚みは、例えば、５０μｍ〜１５０μｍである。プラズマエッチングの際、搬送キャリア１０は、ステージと非粘着面３ｂとが接するように、ステージに載置される。

保持テープ３は、後続のパターニング工程において、現像液、洗浄液等に接触する場合もある。ただし、現像液や洗浄液は、少なくとも、既に基板１の第２の表面やフレーム２と接着している部分の粘着剤を劣化させることはなく、上記のような材質の基材を劣化させることもない。

フレーム２は、基板１の全体と同じか、それ以上の面積の開口を有した環状の枠体であり、所定幅および略一定の薄い厚みを有している。フレーム２は、保持テープ３および基板１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２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２には、位置決めのためのノッチ２ａやコーナーカット２ｂが設けられていてもよい。フレーム２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。フレーム２の一方の面には、保持テープ３の一方の面の外周縁付近が貼着される。

（基板）
基板１は、プラズマエッチングの対象物である。基板１は、様々な回路部材であり得るため、特に限定されないが、シリコンウエハのような半導体基板、フレキシブルプリント基板のような樹脂基板、セラミックス基板などが挙げられる。半導体基板を構成する半導体としては、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）等が挙げられる。

半導体基板は、その第１の面１ａに、半導体回路、電子部品素子、ＭＥＭＳ等の回路層を有してもよい。回路層は、通常、絶縁膜を含んでおり、その他、金属材料、樹脂保護層、電極パッドなどを含んでもよい。絶縁膜は、配線用の金属材料との積層体（多層配線層）として含まれてもよい。絶縁膜は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）、ポリイミドなどの樹脂膜、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）等を含む。このような基板は、回路層を形成した後、回路層とは反対側の裏面を研削し、基板の厚みを薄くすることにより作製される。

基板１の大きさは、特に限定されず、例えば、最大径５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。基板１の厚みは、通常、１５０μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが多く、１０μｍ以下になることもある。基板１が薄くなる程、基板１を個片化する工程としてのプラズマエッチングの優位性が高くなる。

基板１の形状も、特に限定されず、例えば、円形、角型である。基板１には、オリエンテーションフラット（オリフラ）、ノッチ等の切欠き（いずれも図示せず）が設けられていてもよい。

（スプレー塗布装置）
スプレー工程および膜形成工程は、スプレー塗布装置により行うことができる。スプレー塗布装置は、レジスト溶液を噴霧できるものであればよい。スプレー塗布装置は、インクジェット方式でもよく、静電スプレー方式でもよい。インクジェット方式とは、レジスト溶液の粒子を基板の第１の面に向けて飛ばして堆積させる方式である。静電スプレー方式は、帯電させたレジスト溶液を、逆極性を有する基板の第１の面に噴霧する方式である。

噴霧により生成するレジスト溶液の粒子から溶媒を迅速に揮発させる観点から、噴霧により生成する粒子の大きさは、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましい。

図２は、スプレー塗布装置の一例の概略構成を示す概念図である。図示例のスプレー塗布装置は、レジスト溶液を噴霧する複数の噴霧孔を具備するノズル２０と、ノズル２０を縦横方向に移動させる横方向レール２２と縦方向レール２４とを具備する。ノズル２０は、図示しない制御装置の指令により、各レールに沿って縦横に移動しながら、保持テープ３に保持された基板１の第１の面１ａに向けてレジスト溶液を噴霧する。

生成したレジスト溶液の粒子２６からは、直ちに溶媒が揮発しはじめ、粒子２６が第１の面１ａに到達するときには、レジスト膜２８の露光、現像によるパターニング、あるいは、レジスト膜２８のレーザスクライブによるパターニングを妨げない量にまで低減する。

レジスト溶液を噴霧するノズル２０の最先端と、基板１の第１の面１ａとの距離Ｌは、長距離であるほど溶媒を揮発させるのに有利である。ただし、距離Ｌが過度に長くなると、第１の面１ａの必要部分以外にレジスト溶液が飛散するため、レジスト溶液の使用量が多くなる。ノズル２０の最先端と基板１の第１の面１ａとの距離Ｌは、２０ｍｍ〜１５０ｍｍとすることが好ましい。

レジスト溶液の粒子を生成させる雰囲気は、大気中でもよいが、露点が−２０〜−１０℃の乾燥空気中であることが好ましい。これにより、より迅速に、レジスト溶液の粒子２６から十分量の溶媒を揮発させることができる。よって、ノズル２０の最先端と基板１の第１の面１ａとの距離Ｌを極力短くすることができ、レジスト溶液の使用量を削減することができる。

（ドライエッチング装置）
次に、プラズマエッチングを行う際に使用されるドライエッチング装置の一例について説明する。ただし、ドライエッチング装置はこれに限定されるものではない。

ドライエッチング装置１００は、真空チャンバ１０３を備え、その内側の処理空間にステージ１１１を備えている。真空チャンバ１０３には、ガス導入口１０３ａおよび排気口１０３ｂが設けられている。ガス導入口１０３ａには、プロセスガス源１１２およびアッシングガス源１１３が、それぞれ接続されている。排気口１０３ｂには、真空チャンバ１０３内のガスを排気して減圧する真空ポンプを含む減圧機構１１４が接続されている。

ステージ１１１には、搬送キャリア１０（保持テープ３）に保持された基板１が載置される。保持テープ３は、基板１の第２の面を貼り付けるための粘着面３ａを有している。ステージ１１１の外周には昇降機構１２３Ａにより昇降駆動される複数の支持部１２２が配置されており、真空チャンバ１０３内に搬入された搬送キャリア１０が支持部１２２に受け渡され、ステージ１１１上に搭載される。

ステージ１１１の上方には、少なくとも搬送キャリア１０のフレーム２を覆うとともに基板１を露出させる窓部１２４Ｗを有するカバー１２４が配置されている。カバー１２４は複数の昇降ロッド１２１と連結しており、昇降機構１２３Ｂにより昇降駆動される。真空チャンバ１０３の上部は誘電体部材１０８により閉鎖され、誘電体部材１０８の上方に上部電極としてアンテナ１０９が配置されている。アンテナ１０９は、第１高周波電源１１０Ａと接続されている。

ステージ１１１は、上方から順に配置された電極層１１５、金属層１１６および基台１１７を具備し、これらは外周部１１８で取り囲まれ、外周部１１８の上面には保護用の外周リング１２９が配置されている。電極層１１５の内部には、静電吸着用の電極部（ＥＳＣ電極）１１９と、第２高周波電源１１０Ｂに接続された高周波電極部１２０とが配置されている。ＥＳＣ電極１１９は直流電源１２６と接続されている。高周波電極部１２０に高周波電力を印加することで、エッチング工程を、バイアス電圧を印加しながら行うことができる。金属層１１６内には、ステージ１１１を冷却するための冷媒流路１２７が形成され、冷媒循環装置１２５により冷媒が循環される。

制御装置１２８は、第１高周波電源１１０Ａ、第２高周波電源１１０Ｂ、プロセスガス源１１２、アッシングガス源１１３、減圧機構１１４、冷媒循環装置１２５、昇降機構１２３Ａ、昇降機構１２３Ｂおよび静電吸着機構を含むドライエッチング装置１００の動作を制御する。

（第１実施形態）
次に、図４に示されるフローチャートと、図５Ａ、Ｂに示す模式的な工程図を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る素子チップの製造方法の一例について説明する。ここでは、シリコンウエハのような半導体基板を個片化する場合について説明する。

（i）準備工程
まず、半導体基板１が準備される（図４（ａ）、図５Ａ（ａ））。半導体基板１は、第１の面１ａおよびその反対側の第２の面１ｂを有するとともに、複数の素子領域Ｒ１と、複数の素子領域Ｒ１を画定する分割領域Ｒ２とを備えている。第１の面１ａは、後続の工程においてレジスト膜が形成される面である。

次に、半導体基板１の第２の面１ｂが、保持テープ３の粘着面３ａに貼り付けられることにより、基板１が保持テープ３に保持される（図４（ｂ）、図５Ａ（ｂ））。その後、保持テープ３の外周部は、環状のフレーム２（図示せず）に固定される。

（ii）スプレー工程
次に、スプレー塗布装置を用いて、半導体基板１の第１の面１ａに向けて、レジスト溶液をスプレーする（図４（ｃ）、図５Ａ（ｃ））。スプレー塗布装置のノズル２０からレジスト溶液を噴霧することで、ノズル２０と第１の面１ａとの間の空間（例えば大気中）にレジスト溶液の微小な粒子２６が生成する。

レジスト溶液は、例えば、レジスト樹脂、感光剤、添加剤などのレジスト成分と溶媒とを含む。レジスト樹脂は、特に限定されないが、例えばノボラック型樹脂が使用される。感光剤としては、例えば光照射により酸性度の強い有機酸を生成する酸発生剤を用いることができる。溶媒には、揮発性を高める観点から、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどを含めることが望ましい。

レジスト溶液に含まれる溶媒の含有量は、少量であることが好ましいが、溶媒量が少なすぎると溶液粘度が高くなり、スプレー工程で生成する粒子２６が大きくなる傾向がある。レジスト溶液に含まれる溶媒の含有量は、例えば、１５質量％〜５０質量％であればよい。

（iii）膜形成工程
レジスト溶液の粒子は、ノズル２０と第１の面１ａとの間の空間を浮遊する間に、溶媒を揮発させ、レジスト成分の濃度が十分に高められた状態で基板１の第１の面１ａに堆積する。これにより、残留する溶媒量が十分に低減されレジスト膜２８が形成される（図４（ｃ）、図５Ａ（ｃ））。このとき、レジスト膜２８中に残留する溶媒の量は、例えば５質量％〜２０質量％になるように制御される。

レジスト膜に残留する溶媒量は、膜形成工程の直後に上記範囲内になっていることが好ましい。一方、膜形成工程（iii）が終了してからパターニング工程（iv）を開始するまでの間に、レジスト膜２８中に残留する溶媒の量を上記範囲内に制御してもよい。例えば、レジスト膜を大気圧よりも低い減圧下（例えば１００Ｐａ以下の雰囲気）に晒すことにより、レジスト膜２８中に残留する溶媒量を更に低減することができる。

レジスト膜２８中に残留する溶媒の量は、レジスト膜２８が形成された基板を、９０℃で９０秒間加熱したときの重量減少量と、加熱する前のレジスト膜２８の質量とから算出することができる。加熱する前のレジスト膜２８の質量は、当該レジスト膜２８を有する基板１の質量を予め測定しておき、その後、レジスト膜２８が除去された基板１の質量を測定し、これらの差として算出すればよい。

レジスト膜２８の厚さＴは、例えば２μｍ〜２０μｍとすることが好ましい。分割領域Ｒ２の最小幅Ｗは、レジスト膜２８の厚みにもよるが、例えば５μｍ〜１０μｍである。

膜形成工程において、レジスト膜２８に残留する溶媒の量が低減されるため、パターニング工程が、露光と現像液による現像によって行われる場合でも、パターニングの精度の低下が抑制される。したがって、現像される前のレジスト膜２８を加熱するベーキング工程は不要である。同様に、パターニング工程が、レーザスクライブによって行われる場合にも、膜形成工程においてレジスト膜２８に残留する溶媒の量が低減されるため、パターニングの精度の低下が抑制される。したがって、レーザ光を照射する前のレジスト膜２８を加熱するベーキング工程は不要である。よって、膜形成工程（iii）の終了からパターニング工程（iv）の開始までの期間、基板１および保持テープ３の温度は５０℃以下に維持される。

（iv）パターニング工程
次に、レジスト膜２８をパターニングして、基板１の第１の面１ａにおいて、分割領域Ｒ２を露出させる。例えば、レジスト膜２８への露光、現像液による現像、現像後の洗浄が行われる。これにより、所定のレジストパターン２８ｐが形成される（図４（ｄ）、図５Ａ（ｄ））。パターニング工程の開始から終了までの期間においても、基板１および保持テープ３の温度は５０℃以下に維持される。

パターニング工程は、レーザスクライブにより行われてもよい。この場合、基板の第１の面１ａの分割領域にレーザ光を照射し、レーザ光を照射した部分のレジスト膜２８を取り除くことにより、所定のレジストパターン２８ｐが形成される。

（v）エッチング工程
次に、基板１の分割領域Ｒ２をプラズマでエッチングする。まず、第１の面１ａにレジストパターン２８ｐが形成され、かつ搬送キャリア１０の保持テープ３に保持された基板１を、ドライエッチング装置１００が備える真空チャンバ１０３の内側の処理空間に搬入し、ステージ１１１上に載置する（図３）。

プラズマによるエッチングを開始する前に、保持テープ３に保持された基板１をステージに載置した状態で、処理空間内の圧力を、例えば０．０１Ｐａ〜１Ｐａに減圧してもよい。これにより、レジストパターン２８ｐに残留している溶媒が更に除去され、プラズマによるエッチングの精度が高められる。

次に、真空チャンバ１０３内の処理空間に、ガス導入口１０３ａを介して、プロセスガス源１１２からプロセスガスが導入される。

ＥＳＣ電極１１９に電力を供給すると、保持テープ３がステージ１１１に密着する。続いて、誘電体部材１０８を介して上部に配置されたアンテナ１０９に第１高周波電源１１０Ａから電力を供給すると、磁場が生成し、プロセスガスからプラズマが生成する。プラズマは、基板１の分割領域Ｒ２を、第１の面１ａから第２の面１ｂに至るまでエッチングする。これにより、半導体基板１は個片化され、半導体基板１は、それぞれ素子領域Ｒ１を備える複数の素子チップ１１に分割される（図４（ｅ）、図５Ｂ（ｅ））。

エッチング工程のエッチング条件は、半導体基板１の材質に応じて適宜選択することができる。半導体基板１がシリコンの場合、分割領域Ｒ２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。ボッシュプロセスでは、堆積膜形成ステップと、堆積膜エッチングステップと、シリコンエッチングステップとが順次繰り返される。これにより、分割領域Ｒ２を深さ方向に掘り進むことができる。

堆積膜形成ステップでは、例えば、原料ガスとしてＣ₄Ｆ₈を１５０〜２５０ｓｃｃｍで供給しながら、処理空間内の圧力を１５Ｐａ〜２５Ｐａに調整し、第１高周波電源１１０Ａからアンテナ１０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗ、第２高周波電源１１０Ｂから高周波電極部１２０への投入電力を０Ｗ、処理時間を５〜１５秒とすればよい。

堆積膜エッチングステップでは、例えば、原料ガスとしてＳＦ₆を２００〜４００ｓｃｃｍで供給しながら、処理空間内の圧力を５Ｐａ〜１５Ｐａに調整し、第１高周波電源１１０Ａからアンテナ１０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗ、第２高周波電源１１０Ｂから高周波電極部１２０への投入電力を１００〜３００Ｗ、処理時間を２〜１０秒とすればよい。

シリコンエッチングステップでは、例えば、原料ガスとしてＳＦ₆を２００〜４００ｓｃｃｍで供給しながら、処理空間内の圧力を５Ｐａ〜１５Ｐａに調整し、第１高周波電源１１０Ａからアンテナ１０９への投入電力を１５００〜２５００Ｗ、第２高周波電源１１０Ｂから高周波電極部１２０への投入電力を５０〜２００Ｗ、処理時間を１０〜２０秒とすればよい。

上記の条件で、堆積膜形成ステップと、堆積膜エッチングステップと、シリコンエッチングステップとを繰り返すことにより、例えばシリコン基板を１０μｍ／分の速度で掘り進むことができる。

（vi）アッシング工程
次に、レジストパターン２８ｐを除去するアッシング工程を行ってもよい（図４（ｆ）、図５Ｂ（ｆ））。アッシング工程は、エッチング工程が行われた処理空間内で引き続き行うことができる。アッシングガス（例えば、酸素ガス）は、ガス導入口１０３ａを介してアッシングガス源１１３から処理空間内に導入される。所定圧力に維持された処理空間内に高周波電力を供給すると、プラズマが発生し、素子チップ１１の表面からレジストパターン２８ｐが除去される。

既に述べたように、ステージ１１１を構成する金属層１１６内には冷媒流路１２７が形成されており、冷媒循環装置１２５により冷媒流路１２７内に冷媒が循環される。よって、エッチング工程の開始から終了までの期間や、アッシング工程の開始から終了までの期間も、基板および保持テープの温度は５０℃以下に維持される。

（第２実施形態）
次に、図６に示されるフローチャートと図７Ａ、Ｂに示す模式的な工程図を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る素子チップの製造方法の一例について説明する。ここでは、半導体基板１の第１の面１ａに、回路層が形成されている場合について説明する。

（i）準備工程
まず、半導体基板１が準備される（図６（ａ）、図７Ａ（ａ））。半導体基板１の第１の面１ａの複数の素子領域Ｒ１には、それぞれ回路層が形成されている。回路層の構造は特に限定されないが、ここでは、回路層が、多層配線層３０と、多層配線層３０を保護する絶縁性の保護層３１と、多層配線層３０の端子部に接続された突起状のバンプ３２とを具備する場合について説明する。

回路層を具備する第１の面１ａは、バックグラインド（ＢＧ）テープ４で覆われている。ＢＧテープ４は、半導体基板１を第２の面１ｂから切削して、半導体基板１を薄化する際に、回路層を保護するために使用される。ＢＧテープ４は、粘着面を有する粘着層４ｔと、非粘着面を有する基材４ｓとで形成されている。半導体基板１の第１の面１ａは、粘着層４ｔと接着することによりＢＧテープ４で保護されている。

ＢＧテープ４で第１の面１ａの回路層が保護されている半導体基板１は、例えば、以下のような工程を経て製造される。
まず、第１の面１ａに多層配線層３０が形成された半導体基板１が供給される（図６（ａ−１）、図８Ａ（ａ−１））。次に、多層配線層３０の端子部以外に保護層３１が形成され、引き続き、保護層３１から露出する端子部に突起状のバンプ３２が形成される（図６（ａ−２）図８Ａ（ａ−２））。これにより、多層配線層３０、保護層３１、バンプ３２を具備する回路層が形成される。

次に、回路層の分割領域Ｒ２に対応する部分が、レーザもしくはブレードを用いたスクライビングまたはプラズマエッチングにより除去される（図６（ａ―３）、図８Ａ（ａ−３））。

次に、回路層を保護するために、ＢＧテープ４により半導体基板１の第１の面１ａを覆い（図６（ａ−４）、図８Ｂ（ａ−４））、半導体基板１を第２の面１ｂから切削し、半導体基板１を所定の厚みなるように薄化する（図６（ａ−５）、図８Ｂ（ａ−５））。これにより、ＢＧテープ４で第１の面１ａの回路層が保護され、かつ薄化された半導体基板１が準備される。

次に、半導体基板１の第２の面１ｂが、保持テープ３の粘着面３ａに貼り付けられることにより、基板１が保持テープ３に保持される。その後、保持テープ３の外周部は、環状のフレーム２（図示せず）に固定される。ＢＧテープ４は、第１の面１ａから剥がされる（図６（ｂ）、図７Ａ（ｂ））。

（ii）スプレー工程
次に、スプレー塗布装置を用いて、半導体基板１の回路層を具備する第１の面１ａに向けて、レジスト溶液をスプレーする（図６（ｃ）、図７Ａ（ｃ））。これにより、スプレー塗布装置のノズル２０と第１の面１ａとの間の空間に、レジスト溶液の微小な粒子２６が生成する。

（iii）膜形成工程
レジスト溶液の粒子は、溶媒の揮発によりレジスト成分の濃度が十分に高められた状態で、基板１の第１の面１ａに堆積し、レジスト膜２８を形成する（図６（ｃ）、図７Ａ（ｃ））。堆積したレジスト成分は、既に流動性をほとんど有さないため、突起状のバンプ３２の表面にも堆積し、その場に留まってバンプ３２の表面を被覆する。すなわち、本実施形態に係る膜形成工程では、半導体基板１の第１の面１ａが回路層を有し、そのため第１の面１ａが複雑な表面形状を有する場合でも、薄いレジスト膜２８で第１の面１ａを過不足なく覆うことができる。

一方、スピンコート法などでレジスト溶液を基板の表面に塗布する場合には、バンプのような突起状の部位を薄いレジスト膜で覆うことは困難である。また、バンプの先端部をレジスト膜で覆うためには、バンプの先端部が埋まるように、非常に厚いレジスト膜を形成する必要がある。この場合、レジスト溶液の使用量が多くなり、不経済である。

ここでも、レジスト膜２８中に残留する溶媒の量は、５質量％〜２０質量％になるように、粒子から溶媒を揮発させることが好ましい。また、膜形成工程（iii）が終了してからパターニング工程（iv）を開始するまでの間に、レジスト膜２８を減圧下に晒してもよい。

レジスト膜２８の厚さＴは、保護層３１から突出するバンプ３２の先端の突出高さよりも小さくてもよい。同様に、レジスト膜２８の厚さＴは、回路層の切削により形成された分割領域Ｒ２に沿った溝の深さ（多層配線層３０と保護層３１との合計厚さ）よりも小さくてもよい。

（iv）パターニング工程
次に、レジスト膜２８をパターニングして、基板１の第１の面１ａにおいて、分割領域Ｒ２を露出させる。これにより、所定のレジストパターン２８ｐが形成される（図６（ｄ）、図７Ａ（ｄ））。

（v）エッチング工程
次に、基板１の分割領域Ｒ２をプラズマでエッチングする（図６（ｅ）、図７Ｂ（ｅ））。このとき、回路層から突出するバンプ３２の先端までがレジストパターン２８ｐで覆われているため、プラズマによってバンプ３２が浸食されることがない。

（vi）アッシング工程
次に、レジストパターン２８ｐを除去するアッシング工程が行われる（図６（ｆ）、図７Ｂ（ｆ））。これにより、回路層を具備する複数の素子チップ１１が得られる。

上述したように、本実施形態に係る膜形成工程では、半導体基板１の第１の面１ａが回路層を有し、そのため第１の面１ａが複雑な表面形状を有する場合でも、薄いレジスト膜２８で第１の面１ａを過不足なく覆うことができる。したがって、スピンコート法などでレジスト溶液を基板の表面に塗布する場合に比べ、レジスト膜２８の厚さのばらつきが低減され、アッシング工程に要する時間を低減できる。

本発明に係る素子チップの製造方法は、保持テープに保持された基板を、ドライエッチング装置を用いてプラズマエッチングする工程を含み、例えば１５０μｍ以下の厚みを有する薄い基板を個片化する場合に有用である。

１：基板（半導体基板）、１ａ：第１の面、１ｂ：第２の面、２：フレーム、２ａ：ノッチ、２ｂ：コーナーカット、３：保持テープ、３ａ：粘着面、３ｂ：非粘着面、３ｓ：基材、３ｔ：粘着層、４：ＢＧテープ、４ｓ：基材、４ｔ：粘着層、Ｒ１：素子領域、Ｒ２：分割領域、１１：素子チップ、１０：搬送キャリア、２０：ノズル、２２：横方向レール、２４：縦方向レール、２６：レジスト溶液の粒子、２８：レジスト膜、２８ｐ：レジストパターン、３０：多層配線層、３１：保護層、３２：バンプ、１００：ドライエッチング装置、１０３：真空チャンバ、１０３ａ：ガス導入口、１０３ｂ：排気口、１０８：誘電体部材、１０９：アンテナ、１１０Ａ：第１高周波電源、１１０Ｂ：第２高周波電源、１１１：ステージ、１１２：プロセスガス源、１１３：アッシングガス源、１１４：減圧機構、１１５：電極層、１１６：金属層、１１７：基台、１１８：外周部、１１９：ＥＳＣ電極、１２０：高周波電極部、１２１：昇降ロッド、１２２：支持部、１２３Ａ，１２３Ｂ：昇降機構、１２４：カバー、１２４Ｗ：窓部、１２５：冷媒循環装置、１２６：直流電源、１２７：冷媒流路、１２８：制御装置、１２９：外周リング

Claims (3)

1. 第１の面および前記第１の面の反対側の第２の面を備えるとともに、複数の素子領域と、前記複数の素子領域を画定する分割領域と、を備え、かつ前記第２の面が保持テープで保持されている基板を準備する準備工程と、
   レジスト成分と溶媒とを含むレジスト溶液を前記基板の前記第１の面に向けてノズルからスプレーすることにより、前記ノズルと前記基板の前記第１の面との間の空間に前記レジスト溶液の粒子を生成させるスプレー工程と、
   前記スプレー工程で生成された前記粒子が前記基板の前記第１の面に到達する間に前記粒子から前記溶媒の一部を揮発させてから、前記粒子に含まれる前記レジスト成分を前記保持テープで保持された前記基板の前記第１の面に堆積させて、膜中に残留する前記溶媒の量が５質量％〜２０質量％になるように、レジスト膜を形成する膜形成工程と、
   前記レジスト膜をパターニングして、前記基板の前記第１の面において、前記分割領域を露出させるパターニング工程と、
   前記露出させた分割領域を前記第１の面からプラズマによりエッチングするエッチング工程と、を有する、素子チップの製造方法。
2. 前記素子領域がバンプを備え、
   前記膜形成工程において、前記レジスト膜が前記バンプの表面を覆うように形成される、請求項１に記載の素子チップの製造方法。
3. 前記スプレー工程において、前記レジスト溶液に含まれる溶媒の含有量が１５質量％〜５０質量％であり、
   前記スプレー工程が、前記ノズルの最先端と前記基板の前記第１の面との距離が２０ｍｍ〜１５０ｍｍの状態で行われる、請求項１または２に記載の素子チップの製造方法。
   

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