特開 2022-191952 素子チップの製造方法、および、基板の加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022191952

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】素子チップの製造方法、および、基板の加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20221221BHJP

   H01L 21/302 20060101ALI20221221BHJP

   H01L 21/461 20060101ALI20221221BHJP

   B23K 26/351 20140101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

H01L21/78 S

H01L21/302 201B

H01L21/461

B23K26/351

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021100492

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002745

【氏名又は名称】弁理士法人河崎特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】置田 尚吾

(72)【発明者】

【氏名】唐崎 秀彦

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 英史

(72)【発明者】

【氏名】針貝 篤史

【テーマコード（参考）】

4E168

5F004

5F063

【Ｆターム（参考）】

4E168AD04

4E168DA02

4E168DA03

4E168DA04

4E168DA23

4E168DA24

4E168DA28

4E168DA34

4E168DA35

4E168DA38

4E168EA11

4E168EA13

4E168HA01

4E168JA12

4E168JA13

5F004BA20

5F004BB03

5F004BB22

5F004BB23

5F004CA06

5F004DA00

5F004DA18

5F004DB01

5F004EA28

5F004EB08

5F063AA02

5F063AA06

5F063AA15

5F063BA07

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5F063BA45

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5F063CB06

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5F063CB22

5F063CB27

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5F063DD31

5F063DD32

5F063DD42

5F063DD48

5F063DD51

5F063DF04

5F063DF17

5F063DF19

5F063DF20

5F063DF24

5F063EE07

5F063EE21

5F063FF05

(57)【要約】

【課題】素子チップの製造方法において、レーザグルービングによって配線層に開口を形成するに際して、半導体層の損傷を抑制しつつ、開口の側面におけるデブリの付着を抑制する。
【解決手段】素子チップの製造方法は、半導体層と半導体層に形成された配線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、分割領域における配線層にレーザ光を照射して、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、開口に露出する半導体層をプラズマエッチングし、複数の素子チップに基板を分割する個片化工程と、を備える。レーザグルービング工程は、第１レーザ光の照射により分割領域に半導体層が露出する第１溝を形成する工程と、第１溝の側壁の外側にビームの中心が位置づけられた第２レーザ光の照射により第１溝を拡幅し開口を形成する工程と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面および第２主面を備える半導体層と、前記半導体層の前記第１主面側に形成された配線層と、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、
前記分割領域における前記配線層に、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、前記素子領域を備える複数の素子チップに前記基板を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、
第１レーザ光を照射することにより、前記分割領域に前記半導体層が露出する第１溝を形成する溝形成工程と、
前記溝形成工程で形成された前記第１溝の幅方向における側壁の外側にビームの中心を位置づけて第２レーザ光を照射することにより、前記第１溝の幅を広げて、前記開口を形成する拡幅工程と、を備える、素子チップの製造方法。

【請求項2】

前記溝形成工程は、
前記分割領域の縁部にビームの中心を位置付けて第３レーザ光を照射することにより、第２溝を前記第１溝の一部として形成する工程と、
前記分割領域の前記縁部より内側にビームの中心を位置付けて第４レーザ光を照射することにより、前記縁部より内側の前記半導体層を露出させて前記第１溝を形成する工程と、を含む、請求項１に記載の素子チップの製造方法。

【請求項3】

前記拡幅工程において、前記第２レーザ光のビームの中心は、前記側壁から前記第２レーザ光のビーム径の１／３以上離れた位置に位置付けられる、請求項１または２に記載の素子チップの製造方法。

【請求項4】

第１主面および第２主面を備える半導体層と、前記半導体層の前記第１主面側に形成された配線層と、を備える基板の所定領域に前記半導体層が露出する開口を形成するための基板の加工方法であって、
前記所定領域における前記配線層に、前記第１主面側からレーザ光を照射する照射工程を有し、
前記照射工程は、
第１レーザ光を照射することにより、前記所定領域に前記半導体層が露出する第１溝を形成する溝形成工程と、
前記溝形成工程で形成された前記第１溝の幅方向における側壁の外側にビームの中心を位置づけて第２レーザ光を照射することにより、前記第１溝の幅を広げて、前記開口を形成する拡幅工程と、を備える、基板の加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体層を具備する基板をプラズマによってダイシングする工程を含む素子チップの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の集積回路を含む半導体ウエハをダイシングする方法として、集積回路を覆う保護層を半導体ウエハの上方に形成し、保護層にギャップをパターニングしてマスクを形成し、ギャップを介して半導体ウエハをエッチングする方法が提案されている。また、保護層のパターニングは、マルチステップレーザスクライビングにより行い、レーザにはガウシアンビームパスまたはトップハットビームパスを用いることが提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１５－５１９７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、配線層と半導体層とを備える基板をダイシングして素子チップを製造する方法として、ストリートと称される配線層の分割領域に溝状の開口（ギャップ）を形成し、開口から露出する半導体層にプラズマを照射して半導体層をエッチングする方法が開発されつつある。

【0005】

分割領域をスクライブするとき、特許文献１が提案するようなガウシアンビームまたはトップハットビームを用いると、開口両側の側壁付近ではビーム強度が開口底部と比べて低下する。結果、側壁付近のビームのエネルギー密度が不十分になり、溶融した配線層の物質（以下において、「デブリ」とも称する）が側壁に付着しやすくなる。側壁にデブリが付着すると、その後のプラズマエッチング工程においてチップ断面に筋が入り、抗折強度が低下することがある。

【0006】

一方で、側壁へのデブリ付着を抑制するために、側壁付近においても十分に高いエネルギー密度を有するビームを用いると、開口底部におけるエネルギー密度が必要以上に高くなり、熱影響層が拡張し、チップ（半導体層）に損傷が入ることがある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記を鑑み、本発明の一側面は、第１主面および第２主面を備える半導体層と、前記半導体層の前記第１主面側に形成された配線層と、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、前記分割領域における前記配線層に、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、前記素子領域を備える複数の素子チップに前記基板を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、第１レーザ光を照射することにより、前記分割領域に前記半導体層が露出する第１溝を形成する溝形成工程と、前記溝形成工程で形成された前記第１溝の幅方向における側壁の外側にビームの中心を位置づけて第２レーザ光を照射することにより、前記第１溝の幅を広げて、前記開口を形成する拡幅工程と、を備える、素子チップの製造方法に関する。

【0008】

本発明の別の側面は、第１主面および第２主面を備える半導体層と、前記半導体層の前記第１主面側に形成された配線層と、を備える基板の所定領域に前記半導体層が露出する開口を形成するための基板の加工方法であって、前記所定領域における前記配線層に、前記第１主面側からレーザ光を照射する照射工程を有し、前記照射工程は、第１レーザ光を照射することにより、前記所定領域に前記半導体層が露出する第１溝を形成する溝形成工程と、前記溝形成工程で形成された前記第１溝の幅方向における側壁の外側にビームの中心を位置づけて第２レーザ光を照射することにより、前記第１溝の幅を広げて、前記開口を形成する拡幅工程と、を備える、基板の加工方法に関する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、レーザグルービング工程によって配線層に開口を形成する際に、半導体層の損傷を抑制しつつ、側面におけるデブリ付着が抑制された開口を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施形態に係る素子チップの製造方法を模式的に示す工程断面図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る素子チップの製造方法を模式的に示す工程断面図であり、図１（Ｂ）に示す溝形成工程の他の例を示す。

【図3】レーザ光を出力する装置の一例の構成を示す概念図である。

【図4】ダイシング工程に使用されるプラズマ処理装置の一例の概念図である。

【図5】基板を支持した搬送キャリアを示す上面図（ａ）およびそのＹ－Ｙ線での断面図（ｂ）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の実施形態に係る素子チップの製造方法は、第１主面および第２主面を備える半導体層と、半導体層の第１主面側に形成された配線層と、を備える基板を準備する工程を具備する。基板は、複数の素子領域と、素子領域を画定する分割領域（ストリート）とを備える。配線層は、回路層と、回路層の表面を保護する樹脂層とを備えてもよい。通常、回路層は金属材料を含み、樹脂層は樹脂材料を含む。分割領域は、基板の第１主面側に、所定パターンでライン状に設けられる。

【0012】

半導体層は、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）等により構成されている。

【0013】

配線層は、通常、回路層と、その表面を保護する樹脂層とを備える。回路層は、例えば、ｌｏｗ－ｋ（低誘電率）材料、銅（Ｃｕ）配線層、金属材料、絶縁膜（二酸化ケイ素、窒化ケイ素等）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）等を含む。樹脂層は、例えば、ポリイミド等の熱硬化性樹脂、フェノール樹脂等のフォトレジスト、アクリル樹脂等の水溶性レジスト等を含む。

【0014】

素子チップの製造方法は、分割領域における配線層に、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（ギャップ）を形成するレーザグルービング工程を具備する。このレーザグルービング工程は、スクライブ工程またはレーザスクライビング工程とも呼ばれる。開口は、通常、ライン状の分割領域に沿って、溝状に形成される。分割領域の幅方向は、溝状に形成される開口（ギャップ）の幅の方向と同義であり、ストリートの長さ方向に直行する方向である。基板を有効活用する観点から、溝状の開口幅は狭いほど好ましい。開口両側の配線層の側面の垂直性が向上するほど開口幅を狭くすることが容易となる。

【0015】

レーザグルービング工程では、先ず、第１レーザ光を分割領域における配線層に照射し、半導体層が露出する第１溝を形成する溝形成工程が行われる。第１溝の幅は、分割領域の幅よりも狭いことが好ましい。このとき、第１溝の側壁には配線層に由来するデブリが付着する場合があるが、続く拡幅工程により除去される。分割領域の幅をＷ_０とすると、第１溝の幅Ｗ_１は、Ｗ_０の５０％～９０％でよい。また、第１レーザ光のビーム径Ｄ_１は、Ｗ_１に応じて決定すればよい。

【0016】

次に、溝形成工程で形成された第１溝の側壁に第２レーザ光を照射して、開口を形成する拡幅工程が行われる。拡幅工程では、第１溝の幅方向における側壁の外側に第２レーザ光のビームの中心を位置づけて第２レーザ光を照射する。これにより、第１溝が拡幅され開口が形成されるとともに、第１溝の側壁に付着していたデブリが除去され、デブリ付着が抑制された開口を形成できる。また、第１レーザ光のエネルギー密度を第１溝の中央底部において必要以上に高くする必要がないため、レーザ照射による熱影響層の拡張が抑制される。よって、半導体層の損傷も抑制される。第２レーザ光のビーム径Ｄ_２は、例えば、Ｄ_１＋２Ｄ_２がＷ_０の９５％～１０５％となるように決定してもよい。

【0017】

拡幅工程において、第２レーザ光のビームの中心は、例えば、第１溝の側壁から第２レーザ光のビーム径の１／３以上素子領域側に離れた位置に位置付けられていればよい。第２レーザ光のビームの中心と第１溝の側壁との距離は、例えば、第２レーザ光のビーム径の１／３以上１倍以下であり、第２レーザ光のビーム径の１／２以上４／５以下が好ましい。
ここで、ビーム径とは、ビームパワーの８６％が含まれる円の直径（Ｄ８６径）を意味する。

【0018】

溝形成工程は、分割領域の縁部にビームの中心を位置付けて第３レーザ光を照射することにより、第２溝を第１溝の一部として形成する工程と、分割領域の縁部より内側にビームの中心を位置付けて第４レーザ光を照射することにより、内側領域の半導体層を露出させて第１溝を形成する工程と、を含んでもよい。第３レーザ光により形成する第２溝は、その後の第４レーザ光の照射で生じる熱によりクラックが素子領域に進展するのを防止する。また、第２溝を形成しておくことにより、第４レーザ光によるデブリの付着が抑制される。第３レーザ光のビーム径Ｄ_３および第４レーザ光のビーム径Ｄ_４は、例えば、２Ｄ_３＋Ｄ_４が第１溝の幅Ｗ_１の９５％～１０５％であってもよい。

【0019】

レーザグルービング工程の後、基板の個片化工程が行われる。個片化工程では、形成された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する。半導体層の素子領域は、配線層によりマスクされているため、開口から露出する半導体層の分割領域がプラズマによりエッチングされる。これにより、基板は、素子領域を備える複数の素子チップに分割される。

【0020】

開口両側の配線層の側面の垂直性が不十分である場合、半導体層をプラズマでエッチングすると、形成される素子チップの側壁が乱れ、素子チップの抗折強度が低下しやすい。一方、配線層の側面の垂直性を向上させ、開口の品質を向上させることで、プラズマによりエッチングされる半導体層の側壁が乱れにくくなり、抗折強度に優れた高品質な素子チップを得ることができる。また、配線層の側面の垂直性が高いほど、溝状の開口幅を狭く（小さく）することができるため、基板のロスが少なくなる。

【0021】

個片化工程においてプラズマエッチングを利用する場合、開口もしくは溝の側壁および底部の汚染にも留意する必要がある。例えば、配線層が回路層および回路層を保護する樹脂層を備える場合、半導体層の加工損傷を抑制するために強度を制限したガウシアン分布またはトップハット分布を有するレーザ光では、ビーム端部において樹脂層をアブレーションする十分なエネルギー密度が得られず、樹脂が液化して表面張力により丸くなり、開口底部の端部に樹脂玉がデブリとして付着しやすい。

【0022】

樹脂玉は、ブレードなどにより、機械的に半導体層をダイシングする場合には問題にならない。しかし、プラズマによって半導体層をエッチングする際には、樹脂玉が、プラズマと半導体層との反応を阻害するため、プラズマによりエッチングされる半導体層の側壁が乱れやすくなり、素子チップの品質が低下する場合がある。

【0023】

しかしながら、本開示の方法によれば、レーザグルービング工程において開口側壁への樹脂玉もしくはデブリの付着は抑制されているため、続く個片化工程では、プラズマによりエッチングされる半導体層の側壁の乱れが抑制される。例えば、プラズマによりエッチングされる半導体層の側壁に縦筋が入ることが抑制される。結果、抗折強度に優れた高品質な素子チップを得ることができる。また、半導体層の側面をより垂直に近づけてエッチングすることができため、開口の幅（分割領域の幅）を小さくできる。

【0024】

本開示の方法は、素子チップの製造用途に限られるものではなく、配線層が形成された半導体層を有する基板に対し、レーザ加工により開口を形成する用途に利用可能である。本実施形態の基板の加工方法は、第１主面および第２主面を備える半導体層と、半導体層の第１主面側に形成された配線層と、を備える基板の所定領域に半導体層が露出する開口を形成するための基板の加工方法であり、所定領域における配線層に、第１主面側からレーザ光を照射する照射工程を有する。照射工程は、第１レーザ光を照射することにより、所定領域に半導体層が露出する第１溝を形成する溝形成工程と、溝形成工程で形成された第１溝の幅方向における側壁の外側にビームの中心を位置づけて第２レーザ光を照射することにより、第１溝の幅を広げて、開口を形成する拡幅工程と、を備える。これにより、半導体層の損傷が抑制され、且つデブリ付着が抑制された開口を形成できる。

【0025】

図１は、本開示の一実施形態に係る素子チップの製造方法を模式的に示す工程断面図であり、特にレーザグルービング工程の一例を説明する工程断面図である。

【0026】

先ず、図１（Ａ）に示すように、基板１０を準備する（準備工程）。基板１０は、第１主面１１Ａおよび第２主面１１Ｂを有する半導体層１１と、半導体層１１の第１主面１１Ａ側に形成された配線層１２を具備する。配線層１２は、例えば、回路層１３ａと、回路層を保護する樹脂層１３ｂとを具備する。基板１０には、複数の素子領域Ｒｘと、素子領域Ｒｘを画定する分割領域Ｒｙが設けられている。

【0027】

次に、図１（Ｂ）に示すように、第１レーザ光Ｌ１を分割領域Ｒｙに照射し、第１溝１４を形成する（溝形成工程）。第１レーザ光Ｌ１の照射は、第１溝１４内において、半導体層１１が露出するまで行われる。第１レーザ光Ｌ１は、ガウシアン分布を有するレーザビームであってもよいし、トップハット分布を有するレーザビームであってもよい。なお、トップハット分布を有するレーザビームとは、ビームの中心からの距離が所定の範囲内において略一定のビーム強度を有するレーザビームである。トップハット分布の端部（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。トップハット分布へのビーム整形には、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などの公知の技術を用いることができる。

【0028】

第１レーザ光Ｌ１の照射は、形成される第１溝１４が素子領域Ｒｘと分割領域Ｒｙとの境界を跨がず、分割領域Ｒｙの素子領域Ｒｘに接する境界部において配線層１２で覆われた領域Ｒｚを残すように制御される。すなわち、分割領域Ｒｙの縁部Ｒｚは第１レーザ光Ｌ１の照射後も配線層１２で覆われている。

【0029】

第１レーザ光Ｌ１のビーム強度は、ビーム強度が最大となる照射位置においても配線層１２の下地の半導体層１１の損傷が十分抑制される値に制御され得る。この場合、ビーム端部では、配線層１２をアブレーションにより除去するに足る十分なエネルギー密度が得られず、第１溝１４の側壁には溶融した配線層に由来するデブリ１５が付着することがある。

【0030】

続いて、図１（Ｃ）に示すように、第２レーザ光Ｌ２を照射することにより、第１溝１４の幅を広げて、開口１６を形成する（拡幅工程）。このとき、第２レーザ光Ｌ２の照射は、第１溝１４の幅方向における側壁の外側（例えば、境界部Ｒｚ内）に第２レーザ光Ｌ２のビームの中心を位置づけて行われる。これにより、分割領域Ｒｙの縁部Ｒｅにおける半導体層の少なくとも一部が除去されるとともに、第１溝１４の側壁に付着していたデブリ１５も除去され、側壁にデブリ１５の付着が無い開口１６が得られる。

【0031】

第２レーザ光Ｌ２のビーム強度分布における最大値は、第１レーザ光Ｌ１のビーム強度分布における最大値と同程度であればよい。第２レーザ光Ｌ２のビーム形状は特に限定されないが、第２レーザ光Ｌ２のビーム強度は、その肩部分の幅（例えば、ビーム強度が最大値の５０％以上９０％以下となるビーム幅）が狭く、ビームの中心から離れるに従いビーム強度が急峻に立ち下がるものが好ましい。第２レーザ光Ｌ２は、ガウシアン分布を有するレーザビームであってもよい。

【0032】

第２レーザ光Ｌ２のビームの中心位置の第１溝１４の側壁からの離間距離は、例えば、第２レーザ光のビーム径（Ｄ８６径）の１／３以上１倍以下であってもよく、より好ましくは、第２レーザ光のビーム径の１／２以上４／５以下であってもよい。上記離間距離は、例えば、３μｍ以上６．５μｍ以下であってもよい。

【0033】

第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２のスポット形状は、特に限定されない。スポット形状とは、レーザ光の光軸に対して垂直な断面形状である。スポット形状は、円形でもよく、楕円形でもよく、多角形でもよい。

【0034】

第１レーザ光Ｌ１および／または第２レーザ光Ｌ２は、分割領域に１回だけ照射してもよいし、複数回照射してもよい。複数回に分けてレーザ光を照射することで、レーザによる熱の周囲への影響を低減できる。よって、開口両側の配線層の側面や開口の底部の半導体層の熱による損傷を生じにくくなる。ただし、レーザ光の照射回数とは、分割領域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。

【0035】

続いて、図１（Ｄ）に示すように、開口１６の底部に露出した半導体層１１を第２主面１１Ｂに達するまでプラズマによりエッチングする（個片化工程）。これにより、複数の素子領域を備える基板１０は、それぞれが対応する１つの素子領域を有する複数の素子チップに個片化される。

【0036】

開口１６の形成後、個片化工程を行う前に、開口１６をプラズマによりクリーニングする工程を行ってもよい。このプラズマは、通常、分割領域における半導体層１１のエッチングを行うために発生させるプラズマとは異なる条件で発生させる。このようなクリーニング工程は、例えば、レーザによる開口１６の形成工程に起因する残渣を更に低減する目的で行われる。これにより、更に高品質のプラズマダイシングを行うことが可能になる。

【0037】

図２は、本開示の一実施形態に係る素子チップの製造方法を模式的に示す工程断面図であり、溝形成工程の他の例を示す工程断面図である。準備工程、拡幅工程、および個片化工程は、それぞれ図１（Ａ）、図１（Ｃ）、および図１（Ｄ）と同様であり、説明を割愛する。

【0038】

図２に示す例では、溝形成工程は、分割領域Ｒｙの縁部にビームの中心を位置付けて第３レーザ光を照射することにより、第２溝を形成する工程（図２（Ａ）参照）と、分割領域Ｒｙの縁部より内側にビームの中心を位置付けて第１レーザ光である第４レーザ光を照射することにより、縁部より内側の半導体層１１を露出させて第１溝１４を形成する工程（図２（Ａ）参照）と、を含む。

【0039】

溝形成工程では、図２（Ａ）に示すように、第１溝１４の形成に先立って、第１溝１４の両端となる位置に第３レーザ光Ｌ３を照射し、第２溝１７を形成しておく。第２溝１７は、第１溝１４を形成する際に、レーザ照射で生じる熱によりクラックが素子領域Ｒｙに進展するのを防止する役割を有する。このとき、第２溝１７の側壁には、第３レーザ光Ｌ３の照射により溶融した配線層に由来するデブリ１５が付着し得る。しかしながら、除去される配線層の体積が少ないことから、その量は図１（Ｂ）に示す第１レーザ光の照射の場合と比べて少ない。

【0040】

第２溝１７の幅は、例えば、４μｍ以上１０μｍ以下である。第３レーザ光Ｌ３の照射は、第２溝１７内において、半導体層１１が露出するまで行われることが好ましい。しかしながら、第２溝１７の深さはクラックの進展防止機能を有する限り特に限定されず、半導体層１１が露出しない程度の深さであってもよい。第３レーザ光Ｌ３のビーム径は、形成される第２溝１７の幅に応じて決定される。第３レーザ光Ｌ３のビーム強度は、ビーム強度分布における最大値が、第１レーザ光Ｌ１のビーム強度分布における最大値と同程度であればよい。

【0041】

第２溝１７が形成される縁部は、分割領域Ｒｙ内において分割領域の中央よりも素子領域Ｒｘ側に寄った位置にある。縁部の中心（第２溝１７の中心）から素子領域Ｒｘと分割領域Ｒｙとの間の境界までの距離は、例えば、分割領域Ｒｙの幅の２％～１５％であってもよい。

【0042】

続いて、図２（Ｂ）に示すように、第４レーザ光Ｌ４を照射し、第２溝１７で挟まれた領域の配線層を除去し、第１溝１４を形成する。第２溝１７を形成しておくことにより、第４レーザ光Ｌ４によるデブリの付着は抑制される。第２溝１７の形成工程で側壁に付着したデブリは、その後の拡幅工程（図１（Ｃ）参照）で除去される。第４レーザ光Ｌ４のビーム径およびビーム強度は、第１レーザ光Ｌ１と同程度であればよい。

【0043】

次に、レーザグルービング工程を行うための装置について説明する。
レーザグルービング工程に使用するレーザ光は、例えば、図３に示すような光学系を用いて得ることができる。図３の光学系は、レーザ発振器３０１と、ズームエキスパンダ３０２と、断面が半円形のシリンドリカルレンズ３０３と、ベンドミラー３０４と、ＤＯＥ３０５と、集光レンズ３０６とを備える。レーザ発振器３０１から出力された全方向においてガウシアン分布を有するレーザ光Ｌは、コリメート機能を有するズームエキスパンダ３０２に入射する。ズームエキスパンダ３０２は、レーザ光Ｌのビーム径を、シリンドリカルレンズ３０３を透過したレーザ光が入射するＤＯＥ３０５に対応した適正値に調整する。ズームエキスパンダ３０２から出射した円形のビームスポットを有するレーザ光Ｌは、シリンドリカルレンズ３０３を通過することで楕円形に変換され、ベンドミラー３０４に入射する。ＤＯＥ３０５は、レーザ光のスポット形状を矩形に変換する。変換後のレーザ光は、集光レンズ３０６に入射し、その後、基板１０に照射される。集光レンズ３０６から出射されるレーザ光のスポット径は、分割領域の幅方向において、例えば３５μｍ以下（好ましくは２０μｍ以下）に集約され、被加工物である基板（配線層）に照射される。

【0044】

ＤＯＥ３０５には、レーザ光のスポット形状を任意形状に変換する機能を持たせることができる。また、ＤＯＥには、ガウシアン分布を有するビーム強度分布をトップハット分布に変換する機能を持たせることができる。

【0045】

レーザ発振器３０１は、パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器であり、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ない。例えば、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、ファイバレーザ等が挙げられる。さらに、固体レーザには、波長変換をしたグリーンレーザや紫外線レーザも含まれる。

【0046】

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）や比較的短波長の可視域（波長４００～５５０ｎｍ）であることが好ましい。レーザ光Ｌの発振周波数も特に限定されないが、例えば、１～２００ｋＨｚであり、高周波になるほど高速加工が可能となる。

【0047】

次に、図４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について説明する。ただし、プラズマ処理装置はこれに限定されるものではない。
個片化工程は、ハンドリング性の観点から、図５に示すように、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の半導体層１１の第２主面１１Ｂ側を、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、素子チップ１０ｘがピックアップし易いように、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、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５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Ｙ－Ｙ線での断面図（ｂ）である。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。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。

【0048】

プラズマ処理装置２００は、真空チャンバ２０３を備え、その内側の処理空間にステージ２１１を備えている。真空チャンバ２０３には、ガス導入口２０３ａおよび排気口２０３ｂが設けられている。ガス導入口２０３ａには、プロセスガス源２１２およびアッシングガス源２１３が、それぞれ接続されている。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真空ポンプを含む減圧機構２１４が接続されている。

【0049】

ステージ２１１には、搬送キャリア２０に保持された基板１０が載置される。ステージ２１１の外周には昇降機構２２３Ａにより昇降駆動される複数の支持部２２２が配置されており、真空チャンバ２０３内に搬入された搬送キャリア２０が支持部２２２に受け渡され、ステージ２１１上に搭載される。

【0050】

ステージ２１１の上方には、少なくとも搬送キャリア２０のフレーム２１を覆うとともに基板１０を露出させる窓部２２４Ｗを有するカバー２２４が配置されている。カバー２２４は複数の昇降ロッド２２１と連結しており、昇降機構２２３Ｂにより昇降駆動される。真空チャンバ２０３の上部は誘電体部材２０８により閉鎖され、誘電体部材２０８の上方に上部電極としてアンテナ２０９が配置されている。アンテナ２０９は、第１高周波電源２１０Ａと接続されている。

【0051】

ステージ２１１は、上方から順に配置された電極層２１５、金属層２１６および基台２１７を具備し、これらは外周部２１８で取り囲まれ、外周部２１８の上面には保護用の外周リング２２９が配置されている。電極層２１５の内部には、静電吸着用の電極部（ＥＳＣ電極）２１９と、第２高周波電源２１０Ｂ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は直流電源２２６と接続されている。高周波電極部２２０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２１６内には、ステージ２１１を冷却するための冷媒流路２２７が形成され、冷媒循環装置２２５により冷媒が循環される。

【0052】

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の動作を制御する。

【0053】

プラズマは、基板１０の半導体層１１がエッチングされるような条件で発生させる。上記エッチング条件は、半導体層１１の材質に応じて適宜選択することができる。半導体層１１がＳｉの場合、半導体層１１の分割領域Ｒｙ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、保護膜堆積ステップと、保護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。

【0054】

保護膜堆積ステップは、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。

【0055】

保護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。

【0056】

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。

【0057】

上記のような条件で、保護膜堆積ステップ、保護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、分割領域Ｒｙは、１０μｍ／分程度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。

【0058】

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Ｒｘを備える複数の素子チップ１０ｘに分割される。プラズマダイシング工程の終了後、支持部材２２に支持された複数の素子チップ１０ｘ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１０ｘは、それぞれ支持部材２２から剥離される。

【0059】

プラズマダイシング工程の後、素子チップ１０ｘに残存する樹脂膜を、アッシングや洗浄により除去してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明の素子チップの製造方法によれば、品質の高いプラズマダイシングを行うことができるため、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。

【符号の説明】

【0061】

１０：基板
１０ｘ：素子チップ
１１：半導体層
１１Ａ：第１主面
１１Ｂ：第２主面
１２：配線層
１３ａ：回路層
１３ｂ：樹脂層
１４：第１溝
１５：デブリ
１６：開口
１７：第２溝
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
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
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
３０１：レーザ発振器
３０２：ズームエキスパンダ
３０３：シリンドリカルレンズ
３０４：ベンドミラー
３０５：ＤＯＥ
３０６：集光レンズ
Ｒｘ：素子領域
Ｒｙ：分割領域
Ｒｚ：境界部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】