等离子切割方法及等离子切割装置的制造方法

文档序号:9218518阅读:483来源:国知局
等离子切割方法及等离子切割装置的制造方法
【专利说明】等离子切割方法及等离子切割装置
[0001]相关申请
[0002]本申请享受以日本专利申请2014 — 53705号(申请日:2014年3月17日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及等离子切割(dicing)方法及等离子切割装置。
【背景技术】
[0004]伴随电子设备的小型化,半导体装置的小型化进展,要求半导体元件的进一步的薄型化。薄化的半导体元件在切割工序中容易受到裂纹或碎屑(chipping)的损伤,担心加工成品率的下降。作为将这样的薄化的半导体元件单片化的方法,代替使用刀片的机械性的切断方法,而提出了通过等离子蚀刻将半导体晶片切断的等离子切割方法。
[0005]在等离子切割方法中,在晶片状态的基板上形成半导体元件后,将基板的表面侧或背面侧粘贴到支承带(薄片)上,在与支承带相反侧的面上形成光敏抗蚀剂或金属等的掩模层,通过将切割区域的掩模层除去,形成等离子切割用的掩模图案。
[0006]但是,为了在将晶片粘贴在支承带上的状态下形成切割用掩模图案,要求高成本的复杂的处理工序,可能带来切割工序整体的成本提高。

【发明内容】

[0007]本发明的实施方式提供一种能够抑制在焊盘开口部等露出的金属电极等的溅蚀的等离子切割方法及等离子切割装置。
[0008]根据技术方案的等离子切割方法,对包括基板、分离形成在上述基板上的多个半导体层、设在各个上述半导体层上的金属电极、和钝化膜在内的晶片上的上述多个半导体层之间的切割区域的上述基板进行等离子蚀刻,上述钝化膜将上述半导体层覆盖并具有使上述金属电极的一部分露出的焊盘开口部。此外,根据技术方案的等离子切割方法,包括如下处理,即:在含有第I气体的等离子体的气体环境中,使膜堆积到上述切割区域及在上述焊盘开口部露出的上述金属电极上的堆积处理、和在含有第2气体的等离子体的气体环境中,对支承上述晶片的下部电极赋予第I偏压电力而将上述膜蚀刻的蚀刻处理。此外,根据技术方案的等离子切割方法,在上述蚀刻处理中,当检测到上述切割区域的上述基板的伴随着蚀刻的发光时,使上述第I偏压电力下降到第2偏压电力,将上述基板蚀刻。
【附图说明】
[0009]图1是实施方式的等离子切割装置的示意图。
[0010]图2(a)及图2(b)是实施方式的晶片的示意剖视图。
[0011]图3(a)?图3(d)是表示实施方式的等离子切割方法的示意剖视图。
[0012]图4是表示实施方式的等离子切割方法的时序图。
【具体实施方式】
[0013]以下,参照附图对实施方式进行说明。另外,在各图中,对于相同的要素赋予了相同的标号。
[0014]在由晶片工艺形成半导体元件后另外形成等离子切割用的掩模图案会导致成本上升。所以,根据实施方式,将形成在半导体元件的表面上的元件保护用的钝化膜也兼用作等离子切割时的掩模。
[0015]钝化膜将半导体元件的半导体层及金属电极覆盖。此外,切割区域的基板不被钝化膜覆盖而露出。进而,金属电极的一部分也从钝化膜露出,露出的金属电极成为承担与外部电路的电连接的焊盘。
[0016]从生产效率这一点看,在切割前的晶片状态下,在全部的元件的钝化膜上一起形成焊盘开口部,使金属电极露出。
[0017]因而,金属电极的露出部在等离子切割时被暴露在等离子体中,有通过被朝向晶片加速的离子将金属电极溅蚀的担心。如果被溅蚀的金属成分飞散而附着到钝化膜上,则可能成为短路等的不良状况的原因。
[0018]所以,根据实施方式,提供一种将钝化膜用作掩模、并且能够防止露出到焊盘开口部的金属电极的溅蚀的等离子切割方法及等离子切割装置。
[0019]图1是实施方式的等离子切割装置的示意图。
[0020]在处理室52内设有下部电极53。下部电极53也兼作为晶片W的支承部,在下部电极53上支承着切割对象的晶片W。此外,下部电极53与设在处理室52之外的高频电源54连接,从高频电源54对下部电极53施加偏压电力。
[0021]实施方式的等离子切割装置具有例如ICP(电感稱合等离子体,InductivelyCoupled Plasma)型的等离子体发生机构。在处理室52的上部设有等离子体发生部58。在等离子体发生部58的周围卷绕着线圈64,线圈64与高频电源57连接。
[0022]或者,等离子体发生机构也可以是电容耦合型(平行平板型)、ECR(电子回旋共振,Electron Cyclotron Resonance)型等的其他机构。
[0023]在等离子体发生部58上连接着气体导入管63。气体导入管63与第I气体的供给源61和第2气体的供给源62连接。
[0024]此外,在处理室52之外设有传感器56。传感器56是检测被蚀刻物质的伴随着等离子蚀刻的发光的强度的例如分光计。
[0025]此外,实施方式的等离子切割装置具有控制部55。控制部55控制高频电源54、57的开启关闭及功率。此外,控制部55连接在传感器56上,接受传感器56的检测信号(发光强度)。
[0026]接着,图2 (a)是表示切割前的晶片W的截面构造的一例的示意剖视图。
[0027]晶片W具有基板11。基板11例如是娃(Si)基板。在基板11上形成有多个半导体元件10。此外,基板11也是半导体元件10的构成要素。半导体元件10例如是MOSFET(Metal — Oxide — Semiconductor Field Effect Transistor)、 IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)、二极管等的功率设备。
[0028]半导体元件10具有半导体层12、设在半导体层12上的金属电极13和将半导体元件10覆盖的钝化膜14。
[0029]多个半导体层12被相互分离而形成在基板11上。分离后的半导体层12之间的区域成为切割区域15。例如,在晶片状态下,以栅格状形成切割区域15。
[0030]与切割区域15相邻的半导体层12的侧面被钝化膜14覆盖。在切割区域15的底部,基板11露出。
[0031]此外,在半导体元件10的表面上的钝化膜14上形成有焊盘开口部14a,金属电极13的一部分在该焊盘开口部14a露出。金属电极13例如是铝(Al)电极。
[0032]在晶片W中,切割区域15及焊盘开口部14a以外的部分被钝化膜14覆盖而保护。钝化膜14例如是聚酰亚胺等的树脂膜或硅氧化膜等的无机膜。
[0033]接着,对实施方式的等离子切割方法进行说明。
[0034]以下说明的等离子切割装置的各要素的动作被控制部55控制。
[0035]基板11的背面(形成有金属电极13的面的相反侧的面)被粘贴在切割薄片(带)41上,晶片W支承在切割薄片41上。切割薄片41例如贴在环状的框架42的内侧。
[0036]将支承在切割薄片41上的晶片W向处理室52内送入,支承在下部电极53上。将切割区域15及金属电极13侧朝向上方。
[0037]通过未图示的真空排气系统将处理室52内减压,从气体导入管63向等离子体发生部(等离子体发生室)58导入气体。等离子体发生部58通到下部电极53的上方的空间。
[0038]并且,从高频电源57向线圈64流过高频电流,从而通过高电压和高频数的变动磁场使等离子体发生部58产生感应结合等离子体。此外,对于下部电极53,从高频电源54赋予(施加)偏压电力。
[0039]适当地控制排气量和气体导入量,在处理室52内,在希望的减压下维持希望的气体的等离子体气体环境。
[0040]在实施方式的等离子处理中,包括通过等离子体气体环境下的化学反应进行的膜的堆积(堆积处理)、和对由堆积处理形成的膜及蚀刻对象物各向异性地进行蚀刻的蚀刻处理。通过一边用由堆积处理形成的膜保护蚀刻区域的侧壁,一边使蚀刻在深度方向(基板11的厚度方向)上进展,能够抑制蚀刻区域的宽度方向上的扩大。
[0041]在将上述晶片W运入到处理室52内之后,首先进行堆积处理。例如,从气体供给源61将第I气体向等离子体发生部58导入,进行等离子化。即,在包含第I气体的等离子体的气体环境中,在晶片W上堆积含有第I气体中包含的元素的膜。
[0042]第I气体例如包括碳氟化合物类气体。例如,向处理室52 (等离子体发生部58)导入C4F8气体。并且,例如在晶片W上堆积CFx聚合物。
[0043]图3(a)是切割区域15的示意剖视图。通过上述堆积处理,槽形状的切割区域15的侧壁及底部上保角地堆积膜31。此外,在露出在焊盘开口部14a的金属电极13上也堆积膜31。
[0044]此时,由于焊盘开口部14a的纵横比(开口深度相对于宽度的比)比切割区域15的纵横比小,所以在焊盘开口部14a的金属电极13上容易比切割区域15的底部的基板11上厚地堆积膜31。
[0045]因而,堆积到切割区域15的基板11上的膜31的膜厚容易比堆积到焊盘开口部14a的金属电极13上的膜31的膜厚薄。
[0046]在将上述堆积处理进行规定时间后,通过控制部55的控制切换为蚀刻处理。例如,从气体供给源62将第2气体向等离子体发生部58导入,进行等离子化。第2气体例如包括氟类气体。例如,向处理
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