專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體芯片的制造方法及半導(dǎo)體芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片及半導(dǎo)體芯片的制造方法，用于形成排列在由 半導(dǎo)體晶片第一表面上分割區(qū)域限定的多個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件， 并沿所述分割區(qū)域?qū)雽?dǎo)體晶片的器件形成區(qū)分開(kāi)成個(gè)體，來(lái)制造包括單 個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片。
背景技術(shù)：
按常規(guī)，作為用該半導(dǎo)體芯片制造方法將半導(dǎo)體晶片分割成單個(gè)半導(dǎo) 體芯片的方法，已知的有各種方法。例如，通過(guò)借助切塊機(jī)(旋轉(zhuǎn)刀刃) 機(jī)械切割晶片，即，機(jī)械切片，來(lái)分割半導(dǎo)體晶片的方法是已知的。然而，當(dāng)對(duì)已經(jīng)被制造得越來(lái)越薄且易受到外力影響的半導(dǎo)體晶片受 到上述機(jī)械切塊時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)在切割時(shí)損壞半導(dǎo)體晶片的情況，這不可避 免地導(dǎo)致了加工產(chǎn)量減少的問(wèn)題。像這樣的損壞，是由于例如銳利的切割 形狀而使半導(dǎo)體芯片的角部(邊緣)出現(xiàn)破碎造成的。近年來(lái)，用等離子體蝕刻取代上述的傳統(tǒng)機(jī)械切塊已經(jīng)引起了注意。例如，參考日本待審專(zhuān)利公開(kāi)No.2004—172365A。在此參考圖18A至18E 所示的示意說(shuō)明圖來(lái)描述利用傳統(tǒng)等離子體切塊把半導(dǎo)體晶片分割成單 個(gè)半導(dǎo)體芯片的方法。首先，如圖18A所示，使半導(dǎo)體晶片510進(jìn)入在由半導(dǎo)體晶片的電路 形成面501a上的分割區(qū)域R2限定的各個(gè)器件形成區(qū)Rl中形成半導(dǎo)體器 件502的狀態(tài)。每個(gè)半導(dǎo)體器件502由直接形成在電路形成面501a上的 氧化硅551，和形成在氧化硅551上的器件層552構(gòu)成。氧化硅551和器 件層552都不形成在與電路形成面501a的分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分。接下來(lái)，如圖18所示，通過(guò)粘合劑將保護(hù)片可剝離地粘貼到電路形 成面501a，使得半導(dǎo)體晶片501的電路形成面501a不受到損壞。隨后， 將掩模(掩模圖案)505布置在要處理的表面501b上，或與電路形成面 501a相對(duì)的表面，使得與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分露出。接下來(lái)，通過(guò)對(duì)在上面如此形成掩模505的半導(dǎo)體晶片501進(jìn)行等離 子體蝕刻，對(duì)未被掩模505覆蓋的表面501b的露出表面進(jìn)行時(shí)刻，去除 與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分。通過(guò)該處理，如圖18C所示，將分離器件形 成區(qū)Rl分開(kāi)成個(gè)體，形成包括半導(dǎo)體器件502的單個(gè)半導(dǎo)體芯片510塊。 因此，沿分割區(qū)域R2將半導(dǎo)體晶片501分割成包括相應(yīng)的半導(dǎo)體器件502 的單個(gè)半導(dǎo)體芯片塊510。隨后，如圖18D所示，通過(guò)執(zhí)行例如灰化處理，去除分離的半導(dǎo)體芯 片510要被處理的表面501b上保留的掩模505。隨后，如圖18E所示，將 粘合片(切塊片)506粘貼到半導(dǎo)體晶片501要被處理的表面501b，并剝 離保護(hù)半導(dǎo)體晶片501的電路形成面501a的保護(hù)片504。結(jié)果是，以將半 導(dǎo)體芯片510分離成單塊的狀態(tài)在粘合片上排列半導(dǎo)體芯片510。通過(guò)利用上述傳統(tǒng)的等離子體切塊來(lái)分割半導(dǎo)體晶片501，與上述機(jī) 械切塊相比，能夠減少對(duì)制造的半導(dǎo)體晶片510造成的損壞。發(fā)明內(nèi)容然而，即使是用上述傳統(tǒng)的等離子態(tài)切塊分成單個(gè)塊的半導(dǎo)體芯片 510也有因分離而形成的銳利角部553 (邊緣)，如圖18C至18E所示。因 此，存在著如上所述在半導(dǎo)體芯片510上形成銳利角部時(shí)不可避免地出現(xiàn) 碎裂問(wèn)題。特別是，上述傳統(tǒng)的等離子體切塊具有在達(dá)到蝕刻底部時(shí)，隨著越接 近底部，等離子體中的離子難以增加的特性。因此，有時(shí)出現(xiàn)在分開(kāi)的半 導(dǎo)體芯片510的下端部形成突出的銳利角部553的情況，例如，如圖19 所示的蝕刻分割區(qū)域R2的局部放大示意圖所示。這種情況下，存在著角 部553變得更容易碎裂，并且降低了半導(dǎo)體芯片的抗破碎強(qiáng)度的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，并提供一種半導(dǎo)體芯片，和通過(guò)分割 半導(dǎo)體晶片形成單個(gè)半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體芯片制造方法，使半導(dǎo)體芯片具 有高抗破碎強(qiáng)度，而不損壞半導(dǎo)體芯片。為了實(shí)現(xiàn)該目的，如下構(gòu)成本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括 在半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有 第一表面和第二表面，所述第一表面上形成有布置在由分割區(qū)域限定的多 個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件和布置在分割區(qū)域中的絕緣膜，所述第二表 面上布置有用于限定所述分割區(qū)域的掩模，所述第二表面與所述第一表面 相對(duì)設(shè)置，由此去除與所述分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并從蝕刻的底部露出所 述絕緣膜；通過(guò)在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)所述絕緣膜的露出表面充電 的狀態(tài)中連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除所述器件形成區(qū)域中與所述絕緣 膜接觸的角部；和隨后，去除露出的絕緣膜，使得器件形成區(qū)域被分割成個(gè)體，由此制 造每個(gè)半導(dǎo)體芯片包括單個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供如第一方面所述的半導(dǎo)體芯片的制造方 法，其中在露出的絕緣膜的去除中，所述絕緣膜是在半導(dǎo)體晶片的第一表 面上由二氧化硅(Si02)制成的膜。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供如第一方面所述的半導(dǎo)體芯片的制造方 法，其中在露出的絕緣膜的去除中，所述絕緣膜是由聚酰亞胺(PI)制成 的表面保護(hù)膜，所述表面保護(hù)模保護(hù)所述半導(dǎo)體晶片的所述第一表面上布 置的所述半導(dǎo)體器件的表面。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括在半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有 第一表面和第二表面，所述第一表面上形成有布置在由分割區(qū)域限定的多 個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件和布置在分割區(qū)域中的絕緣膜，所述第二表 面上布置有用于限定所述分割區(qū)域的掩模，所述第二表面與所述第一表面 相對(duì)設(shè)置，由此去除與所述分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并從蝕刻的底部露出所 述絕緣膜；通過(guò)在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)所述絕緣膜的露出表面充電 的狀態(tài)連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除所述器件形成區(qū)域中與所述絕緣膜 接觸的角部時(shí)，去除露出的絕緣膜，由此將所述器件形成區(qū)域分割成個(gè)體， 并因此制造每個(gè)半導(dǎo)體芯片包括單個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供如第四方面所述的半導(dǎo)體芯片的制造方 法，其中在露出的絕緣膜的去除中，所述絕緣膜是由氮化硅(Si3N4)制成的 表面保護(hù)膜，所述保護(hù)模保護(hù)布置在所述半導(dǎo)體晶片的所述第一表面上的 半導(dǎo)體器件的表面。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括 在半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有 第一表面和第二表面，所述第一表面上形成有布置在由分割區(qū)域限定的多 個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件，并且向所述第一表面粘貼具有絕緣特性的 保護(hù)片，所述第二表面上布置有用于限定所述分割區(qū)域的掩模，所述第二 表面與所述第一表面相對(duì)設(shè)置，由此去除與所述分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并 從蝕刻的底部露出絕緣保護(hù)片，然后將所述器件形成區(qū)域分割成個(gè)體，并 因此制造每個(gè)半導(dǎo)體芯片包括單個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片；和通過(guò)在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)所述絕緣保護(hù)片的露出表面 充電的狀態(tài)中連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除與露出的絕緣保護(hù)片接觸的 半導(dǎo)體芯片的角部。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供如第六方面所述的半導(dǎo)體芯片的制造方 法，其中在通過(guò)連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻而去除半導(dǎo)體的角部后，剝離所 述絕緣保護(hù)片，并從所述半導(dǎo)體晶片的第一表面去除所述絕緣保護(hù)片。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種半導(dǎo)體芯片，具有通過(guò)將半導(dǎo)體晶 片分割成單個(gè)半導(dǎo)體器件塊而獲得的粗糙矩形形狀，在所述半導(dǎo)體晶片的 一個(gè)表面上形成多個(gè)半導(dǎo)體器件，其中去除所述一個(gè)表面上粗糙矩形的所 有脊線(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供如第八方面所述的半導(dǎo)體芯片，其中在 與所述一個(gè)表面上粗糙矩形的去除脊線(xiàn)對(duì)應(yīng)的每個(gè)部分中形成彎曲的凸 面部分。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用在其上與所述第一表面的分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分 中布置絕緣膜的半導(dǎo)體晶片作為半導(dǎo)體晶片，并通過(guò)在所述第二表面上進(jìn) 行等離子體蝕刻處理去除形成的半導(dǎo)體芯片的角部，能夠?qū)崿F(xiàn)可以在去除的角部形成例如R部分(圓形部分或彎曲的凸面部分)并且改善抗破碎強(qiáng)度的半導(dǎo)體芯片制造方法。具體地講，通過(guò)在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行等離子體蝕刻處理來(lái)去除與分割
區(qū)域?qū)?yīng)的部分，從蝕刻的底部露出絕緣膜。隨后，通過(guò)繼續(xù)進(jìn)行等離子 體蝕刻處理，因等離子體中的離子而能夠用正電荷對(duì)露出的絕緣膜充電。 通過(guò)利用上述電荷使施加的離子的軌道彎曲，能夠去除半導(dǎo)體芯片與絕緣 膜接觸的角部。通過(guò)去除半導(dǎo)體芯片的銳利角部，能夠制造可以抑制制造的半導(dǎo)體芯 片中出現(xiàn)碎裂并且可以改善其抗破碎強(qiáng)度的半導(dǎo)體芯片。此外，當(dāng)用二氧化硅或聚酰亞胺制成露出的絕緣膜時(shí)，通過(guò)改變例如 氣體的種類(lèi)進(jìn)行等離子體蝕刻，能夠確定地蝕刻絕緣膜，并可靠地實(shí)現(xiàn)去 除。此外，當(dāng)用氮化硅構(gòu)成露出的絕緣膜時(shí)，可以在針對(duì)角部的去除進(jìn)行 蝕刻的同時(shí)蝕刻露出的絕緣膜。此外，通過(guò)采用絕緣保護(hù)片作為為了保護(hù)半導(dǎo)體晶片的第一表面而粘 貼布置的保護(hù)片，為了露出絕緣保護(hù)片而去除與分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，此 后以對(duì)露出的絕緣保護(hù)片充電的狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行等離子體蝕刻，能夠去除半 導(dǎo)體芯片的角部，意味著能夠獲得與上述效果類(lèi)似的效果。
通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，將使本發(fā)明的 這些和其它方面和特性變得更清楚。圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的示意結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1的等離子體處理裝置的下電極的局部放大截面圖；圖3A是圖1的等離子體處理裝置的示意結(jié)構(gòu)圖，或顯示通過(guò)驅(qū)動(dòng)用于靜電吸弓I的電源而用負(fù)電荷對(duì)下電極的表面充電的狀態(tài)的示意結(jié)構(gòu)圖； 圖3B是顯示通過(guò)驅(qū)動(dòng)射頻電源而在處理室中產(chǎn)生等離子體的狀態(tài)的示意結(jié)構(gòu)圖；圖4是顯示圖1的等離子體產(chǎn)生裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的控制方框圖；圖5是說(shuō)明第一實(shí)施方式中使用的等離子體分塊處理方法的原理的示 意圖，顯示了未從蝕刻的底部露出絕緣膜的狀態(tài)；
圖6是說(shuō)明第一實(shí)施方式中使用的等離子體分塊處理方法的原理的示 意圖，顯示了利用從蝕刻的底部露出絕緣膜進(jìn)行槽口形成的狀態(tài)；
圖7是顯示根據(jù)第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片分割方法的過(guò)程的流程
圖8A至8E是顯示根據(jù)第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法的過(guò)程的
半導(dǎo)體晶片示意圖，其中
圖8A是處理開(kāi)始前的狀態(tài)示意圖，
圖8B是粘貼布置保護(hù)片的狀態(tài)的示意圖，
圖8C是形成抗蝕膜的狀態(tài)的示意圖，
圖8D是形成用于限定分割區(qū)域的掩模圖案的狀態(tài)的示意圖， 圖8E是執(zhí)行露出二氧化硅的等離子體切塊處理的狀態(tài)的示意圖； 圖9A至9E是顯示從圖8E繼續(xù)的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方 法的過(guò)程的半導(dǎo)體晶片示意圖，其中
圖9A是執(zhí)行槽口形成的等離子體切塊處理的狀態(tài)示意圖， 圖9B是執(zhí)行二氧化硅去除處理的狀態(tài)的示意圖， 圖9C是執(zhí)行灰化步驟的狀態(tài)的示意圖，
圖9D是在半導(dǎo)體芯片的掩模布置面上布置粘貼片的狀態(tài)的示意圖， 圖9E是從電路形成面剝離保護(hù)片的示意截面圖； 圖10是等離子體處理裝置在裝載半導(dǎo)體晶片狀態(tài)中的示意截面圖； 圖11是等離子體處理裝置在執(zhí)行等離子體切塊步驟狀態(tài)中的示意截 面圖12是等離子體處理裝置在執(zhí)行等離子體灰化步驟狀態(tài)中的示意截 面圖13A至13E是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法 的過(guò)程的半導(dǎo)體晶片的示意圖，其中 圖13A是處理開(kāi)始前的狀態(tài)示意圖， 圖13B是粘貼布置保護(hù)片的狀態(tài)的示意圖， 圖13C是形成抗蝕膜的狀態(tài)的示意圖，
圖13D是形成用于限定分割區(qū)域的掩模圖案的狀態(tài)的示意圖，
圖13E是執(zhí)行露出聚酰亞胺膜的等離子體切塊處理的狀態(tài)的示意圖；圖14A至14D是顯示從圖13E繼續(xù)的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造 方法的過(guò)程的半導(dǎo)體晶片的示意圖，其中-
圖14A是執(zhí)行槽口形成的等離子體切塊處理的狀態(tài)示意圖，
圖14B是執(zhí)行聚酰亞胺膜去除處理的狀態(tài)的示意圖，
圖14C是通過(guò)將粘貼片粘貼到半導(dǎo)體芯片的掩模布置面來(lái)執(zhí)行灰化步 驟的狀態(tài)的示意圖，
圖14D是從電路形成面剝離保護(hù)片的示意截面圖15是顯示根據(jù)第二實(shí)施方式的改進(jìn)實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制造方法 的半導(dǎo)體晶片的示意截面圖16A至16E是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法 的過(guò)程的半導(dǎo)體晶片的示意圖，其中
圖16A是處理開(kāi)始前的狀態(tài)示意圖，
圖16B是粘貼布置絕緣保護(hù)片的狀態(tài)的示意圖，
圖16C是形成抗蝕膜的狀態(tài)的示意圖，
圖16D是形成用于限定分割區(qū)域的掩模圖案的狀態(tài)的示意圖， 圖16E是執(zhí)行露出絕緣保護(hù)片的等離子體切塊處理的狀態(tài)的示意圖； 圖17A至17D是顯示從圖16繼續(xù)的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造 方法的過(guò)程的半導(dǎo)體晶片的示意圖，其中
圖17A是執(zhí)行槽口形成的等離子體切塊處理的狀態(tài)示意圖， 圖17B是執(zhí)行灰化去除處理的狀態(tài)的示意圖，
圖17C是通過(guò)將粘貼片粘貼到半導(dǎo)體芯片的掩模布置面的狀態(tài)的示意
圖，
圖17D是從電路形成面剝離絕緣保護(hù)片的示意截面圖； 圖18A至18E是顯示傳統(tǒng)半導(dǎo)體芯片制造方法的半導(dǎo)體晶片示意圖， 其中
圖18A是處理開(kāi)始前的狀態(tài)示意圖，
圖18B是形成用于限定分割區(qū)域的掩模圖案的狀態(tài)的示意圖，
圖18C是執(zhí)行等離子體切塊處理的狀態(tài)的示意圖，
圖18D是執(zhí)行灰化處理的狀態(tài)的示意圖，和
圖18E是從電路形成面剝離保護(hù)膜的狀態(tài)的示意圖19是在執(zhí)行傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片的等離子體切塊處理的狀態(tài)中，半 導(dǎo)體晶片的分割區(qū)域的鄰居中的局部放大示意圖20是半導(dǎo)體芯片在第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法執(zhí)行的灰 化的狀態(tài)中的半導(dǎo)體芯片的示意平面圖，和
圖21是顯示由第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法形成的半導(dǎo)體芯 片的外觀的示意透視圖(包括部分去除的橫截面)。
具體實(shí)施例方式
在描述本發(fā)明之前，應(yīng)該指出，在整個(gè)附圖中用相同的參考數(shù)字指示 相同的部分。
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一種實(shí)施方式。
第一實(shí)施方式 等離子體處理裝置的構(gòu)成
圖1是示意性地示出了等離子體處理裝置101的結(jié)構(gòu)的示意結(jié)構(gòu)圖， 等離子體處理裝置101用于利用本發(fā)明第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片的制造 方法分割半導(dǎo)體晶片。應(yīng)該指出，圖1是顯示等離子體處理裝置101的縱 向截面圖的示意結(jié)構(gòu)圖。等離子體處理裝置101是在形成有多個(gè)半導(dǎo)體器 件的電路形成面(第一表面)上，通過(guò)將半導(dǎo)體晶片分割成包括半導(dǎo)體器 件的單個(gè)半導(dǎo)體芯片塊來(lái)制造半導(dǎo)體芯片的裝置。
在如上所述的半導(dǎo)體芯片的一系列制造步驟中，把由比，例如，作為 半導(dǎo)體晶片的主要材料的硅更不易蝕刻的材料構(gòu)成的保護(hù)片粘貼到半導(dǎo) 體晶片的電路形成面(即，上面形成有器件的表面)，所述保護(hù)片被粘貼 到大致按格柵形狀排列的分割區(qū)域限定的器件形成區(qū)域中形成半導(dǎo)體器 件的位置，并在作為與電路形成面相對(duì)的表面的掩模布置面(第二表面) 上形成掩模，所述掩模用于限定從半導(dǎo)體晶片把器件形成區(qū)域分離成單塊 的分割區(qū)域。然后，等離子體處理裝置101在該狀態(tài)下在目標(biāo)半導(dǎo)體晶片 上執(zhí)行諸如等離子體切塊之類(lèi)的等離子體蝕刻處理(等離子體處理)。
參考圖1具體描述等離子體處理裝置101的結(jié)構(gòu)。
在圖1的等離子體處理裝置101中，真空室1的內(nèi)部作為用于對(duì)目標(biāo)
半導(dǎo)體晶片進(jìn)行處理，并且能夠形成在減壓下產(chǎn)生等離子體的密封空間的 處理室2。下電極3 (第一電極)布置在處理室2內(nèi)部的下側(cè)上，上電極4
(第二電極)布置在下電極3之上，并與下電極3相對(duì)。下電極3和上電 極4大致為圓柱狀，并且同圓心地排列在處理室2中。
下電極3按下述狀態(tài)布置，其中下電極的外部被以?xún)蓪影惭b的絕緣部 件5A和5B包圍，以填充處理室2的底部，固定用于保持被處理目標(biāo)的下 電極的上表面，在處理室2的中部露出上表面。下電極3由諸如鋁之類(lèi)的 導(dǎo)體構(gòu)成，并包括用于保持被處理目標(biāo)的盤(pán)形電極部分3a，和從電極部分 3a的下表面向下伸出的、且其一端以整體狀態(tài)露出在真空室l之外形成的 柱形支撐部分3b。此外，由真空室1通過(guò)絕緣部件5C保持支撐部分3b， 下電極3以保持電絕緣的狀態(tài)附連到真空室1。
與下電極3類(lèi)似，上電極4由諸如鋁之類(lèi)的導(dǎo)體構(gòu)成，并包括盤(pán)形電 極部分4a，和從電極部分4a的上表面向上伸出的、且其一端以整體狀態(tài) 露出在真空室1之外形成的柱形支撐部分4b。此外，支撐部分4b電延續(xù) 到真空室l，并且可以由電極升高單元24升高(參見(jiàn)圖10)。利用電極升 高單元24可以在晶片裝載/卸載位置和放電空間形成位置之間使上電極4 升高。所述晶片裝載/卸載位置在升高的上端位置，并且在此形成用于在 上電極4和下電極3之間裝載和卸載半導(dǎo)體晶片的大空間。所述放電空間 形成位置在升高的下端位置，并且在此形成在上電極4和下電極3之間產(chǎn) 生用于等離子體處理的等離子體放電的放電空間。電極升高單元24起到 電極間距離改變裝置的作用，并且能夠通過(guò)上下移動(dòng)上電極4而改變下電 極3和上電極4之間的電極間距離D (參見(jiàn)圖2)。
下面描述下電極3和作為被處理目標(biāo)的半導(dǎo)體晶片的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。如圖 1所示，下電極3的上表面是上面布置半導(dǎo)體晶片6的平坦保持表面(保 持部分的一個(gè)實(shí)施例)，在保持表面的外邊緣部分的整個(gè)圓周周?chē)峁┙^ 緣涂層3f。絕緣涂層3f由諸如氧化鋁之類(lèi)的陶瓷材料制成，并且絕緣涂 層3f的外邊緣部分在下電極3安裝在真空室1內(nèi)部的狀態(tài)中，如圖1所 示，被絕緣部件5A所覆蓋。下電極3的外邊緣部分通過(guò)具有能夠防止產(chǎn) 生異常放電的結(jié)構(gòu)而與在放電空間中產(chǎn)生的等離子體絕緣。
圖2是顯示在開(kāi)始等離子體切開(kāi)之前，在下電極3上布置半導(dǎo)體晶片
6的狀態(tài)的局部示意截面圖。半導(dǎo)體晶片6是由主要材料是例如硅制成的
半導(dǎo)體襯底，將保護(hù)片30用粘合劑粘貼到半導(dǎo)體晶片6的表面(圖2中 的下表面?zhèn)?的電路形成面6a (第一表面)。在半導(dǎo)體晶片6被布置在作 為下電極3上表面的電極部分3a的保持表面3g上時(shí)，保護(hù)片30緊粘到 保持表面3g。
保護(hù)片30具有包括通過(guò)把諸如聚酰亞胺之類(lèi)的絕緣膜形成到大約 100 u m厚度的膜而獲得的絕緣層的結(jié)構(gòu)，并且用粘合劑材料可剝離地粘貼 到半導(dǎo)體晶片6的電路形成面6a。當(dāng)把粘貼了保護(hù)片30的半導(dǎo)體晶片6 保持到下電極3時(shí)，絕緣層在利用電極部分3a的保持表面3g靜電吸引半 導(dǎo)體晶片6的過(guò)程中作為電介質(zhì)，如下所述。
此外，關(guān)于保護(hù)片30的材料，優(yōu)選的是，在后面描述的等離子體切 塊期間，比作為半導(dǎo)體晶片6主要材料的硅更不易被蝕刻的材料。利用該 布置，即使在等離子體切塊的過(guò)程中由于等離子體而使蝕刻速度分布不均 勻以及半導(dǎo)體晶片的蝕刻速度中出現(xiàn)局部改變的情況下，保護(hù)片30能夠 起到蝕刻阻止層的作用。
此外，把上面布置有在后面描述的等離子體切塊階段中用于限定分割 區(qū)域的掩模的掩模布置面6b提供在電路形成面6a的相對(duì)側(cè)(圖2中的上 側(cè))。通過(guò)利用例如后面所述的機(jī)加工，對(duì)變?yōu)檠谀２贾妹?b的一側(cè)上的 表面進(jìn)行摩擦并且此后用抗蝕膜31a對(duì)表面進(jìn)行布圖來(lái)形成掩模，由此利 用抗蝕膜31a覆蓋除與受到等離子體蝕刻的分割區(qū)對(duì)應(yīng)的部分之外的區(qū) 域。就是說(shuō)，在半導(dǎo)體晶片6的掩模布置面6b上用抗蝕膜31a覆蓋與器 件形成區(qū)域?qū)?yīng)的部分，使得掩模切開(kāi)部分31b布置在與分割區(qū)域?qū)?yīng)的 部分中。
此外，如圖2所示，下電極3具有對(duì)保持面3g開(kāi)放的多個(gè)吸引孔3e， 吸引孔3e與下電極3上提供的吸入孔3c相通。如圖1所示，吸入孔3c 提供氣體管線(xiàn)切換閥11與真空吸入泵相連，氣體管線(xiàn)切換閥11與提供N2 氣體的N2供氣單元13相連。通過(guò)切換氣體管線(xiàn)切換閥11，可以把吸入孔 3c有選擇地連接到真空吸入泵12或N2供氣單元13。
具體地講，通過(guò)在吸入孔3c與真空吸入泵12相通的狀態(tài)由氣體管線(xiàn) 切換閥11選擇真空吸入泵12并驅(qū)動(dòng)真空吸入泵12，可以通過(guò)吸引孔3e
產(chǎn)生的真空吸入效果，利用真空吸引來(lái)保持下電極3上布置的半導(dǎo)體晶片
6。因此，吸引孔3e、吸入孔3c和真空吸入泵12起到真空吸入裝置的作 用，用于在通過(guò)對(duì)下電極3的保持表面3g開(kāi)放的吸引孔3e利用吸入效果 把保護(hù)片30緊密地裝配到電極部分3a的保持表面3g的狀態(tài)中，利用真 空吸力保持半導(dǎo)體晶片6。
此外，通過(guò)用氣體管線(xiàn)切換閥11選擇N2供氣單元13，并把吸入孔3c 連接到N2供氣單元13，可以通過(guò)吸引孔3e對(duì)著保護(hù)片30的下表面流出 N2氣體。N2氣體是為了如后面所述從保持表面3g強(qiáng)行分離保護(hù)片30而吹 出的氣體。
此外，如圖1所示，在下電極3中設(shè)置用于冷卻的制冷通道，并使制 冷通道3d連接到冷卻單元10。通過(guò)驅(qū)動(dòng)冷卻單元IO，諸如冷卻水之類(lèi)的 制冷劑在制冷通道3d內(nèi)循環(huán)，由此通過(guò)其溫度被等離子體處理期間產(chǎn)生 的熱量升高的下電極3和下電極3上的保護(hù)片30來(lái)冷卻半導(dǎo)體晶片6。應(yīng) 該指出，制冷通道10和冷卻機(jī)構(gòu)10作為用于冷卻下電極3的冷卻裝置。
此外，在圖1的等離子體處理裝置IOI中，真空泵8通過(guò)排氣切換閥 7連接到與處理室2相通設(shè)置的排氣口 la。通過(guò)把排氣切換閥7切換到排 氣側(cè)來(lái)驅(qū)動(dòng)真空泵8，排空真空室1的處理室2的內(nèi)部，允許處理室2內(nèi) 部減壓。此外，處理室2具有壓力傳感器28 (見(jiàn)圖4，圖1中未示出)， 通過(guò)用后面描述的控制單元33 (見(jiàn)圖4)根據(jù)壓力傳感器28的壓力測(cè)量 結(jié)果控制真空泵8，能夠?qū)⑻幚硎?的內(nèi)部減壓到所希望的壓力?？梢岳?用例如可變?nèi)萘啃妥鳛檎婵毡?或在抽排路徑上設(shè)置開(kāi)放調(diào)節(jié)閥(碟閥等) 直接控制真空泵8本身的抽排能夠，和通過(guò)控制開(kāi)度間接控制抽排能力來(lái) 控制真空泵8減壓到希望的壓力。應(yīng)該指出，真空泵8和排氣切換閥7作 為將處理室2的內(nèi)部減壓到希望壓力的抽排單元(減壓裝置)。此外，通 過(guò)把排氣切換閥7切換到大氣開(kāi)放側(cè)，通過(guò)排氣口 la把大氣引入到處理 室2，使處理室2的內(nèi)部壓力恢復(fù)到大氣壓。
下面描述上電極4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。上電極4具有中部電極部分4a和由 絕緣膜構(gòu)成的環(huán)形部件4f ，環(huán)形部件4f設(shè)置裝備到電極的外周部分以包 圍電極部分4a。環(huán)形部件4f的內(nèi)徑大致等于上電極4的電極部分4a的外 徑，并且以向下電極3的圓周表面延伸的形狀同圓心排列。環(huán)形部件4f
起到保持上電極4的下中部中布置的盤(pán)形吹氣部分4e的作用。
吹氣部分4e提供用于在上電極4和下電極3之間形成的放電空間中 產(chǎn)生等離子體放電的等離子體產(chǎn)生氣體。吹氣部分4e是通過(guò)把內(nèi)部具有 許多微孔的多孔材料加工成盤(pán)形而獲得的部件，并且能夠以均勻狀態(tài)提供 產(chǎn)生提供給氣體保持空間4g的氣體的等離子體，上電極4的電極部分4a 的下表面、吹氣部分4e的上表面和環(huán)形部件4f的內(nèi)周表面包圍所述氣體 保持空間4g，使氣體被通過(guò)微孔均勻地吹入放電空間。
在支撐部分4b中設(shè)置與氣體保持空間4g相通的供氣孔4c，供氣孔 4c與布置在真空室1之外的等離子體產(chǎn)生供氣單元相連。等離子體產(chǎn)生裝 置具有第一供氣單元20A，第二供氣單元20B和第三供氣單元20C，作為 單獨(dú)提供不同種氣體的多個(gè)供氣單元；對(duì)從供氣單元20A、 20B和20C提 供的氣體進(jìn)行混合，并把氣體組合成均勻狀態(tài)的氣體混合部分(管道結(jié)合) 19;和布置在氣體混合部分19與供氣單元20A、 20B和20C之間，并且單 獨(dú)地調(diào)節(jié)提供給氣體混合部分19的氣體提供流量的氣體流量調(diào)節(jié)部分 21。
氣體流量調(diào)節(jié)部分21具有第一流量控制閥23A,用于單獨(dú)地調(diào)節(jié)從第 一供氣單元20A提供的氣體的流量；第一通/斷閥22A，能夠中斷供氣；第 二流量控制閥23B，用于單獨(dú)地調(diào)節(jié)從第二供氣單元20B提供的氣體的流 量；第二通/斷閎22B，能夠中斷供氣；第三流量控制閥23C，用于單獨(dú)地 調(diào)節(jié)從第三供氣單元20C提供的氣體的流量；和第三通/斷閥22C，能夠中 斷供氣。由控制單元33執(zhí)行閥的操作控制和通/斷控制，將在后面描述。
第一實(shí)施方式的等離子體處理裝置101能夠，例如，從第一供氣單元 20A提供六氟化硫氣體(SF6)，從第二供氣單元20B提供三氟甲垸(CHF3), 和從第三供氣單元20C提供氧氣(02)。如上構(gòu)成的等離子體產(chǎn)生氣體供給 單元使其能夠利用氣體流量調(diào)節(jié)部分21單獨(dú)調(diào)節(jié)從供氣單元20A、 20B、 和20C選擇的一個(gè)供氣單元提供的氣體，或從多個(gè)供氣單元提供的氣體的 流量，把所希望的氣體成分和流量的混合氣體提供給氣體混合部分19，并 把在氣體混合部分19中混合的氣體(混合氣體)通過(guò)供氣孔4c，氣體保 持空間4g和吹氣部分4e提供給放電空間。
此外，利用能夠單獨(dú)調(diào)節(jié)每種氣體的流量的氣體流量調(diào)節(jié)部分21的 功能，通過(guò)只改變供給流量而不改變氣體成分，即氣體供給比，能夠控制 處理室2的內(nèi)部壓力。具體地講，提供由控制單元33根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力條
件和由壓力傳感器28檢測(cè)的處理室2的內(nèi)部壓力來(lái)控制氣體流量調(diào)節(jié)部 分21，能夠?qū)⑻幚硎?的內(nèi)部壓力調(diào)節(jié)成與壓力條件一致。因此，氣體流 量調(diào)節(jié)部分21同時(shí)具有調(diào)節(jié)提供給處理室2的氣體的成分的功能和控制 處理室2的內(nèi)部壓力的功能。
此外，如圖1所示，下電極3通過(guò)匹配電路16與射頻電源 (radio—frequency power unit) 17電連接。通過(guò)馬區(qū)動(dòng)身寸步頁(yè)電源17，身寸 頻電壓被施加在電延續(xù)到與接地到接地部分9的真空室1和下電極3之間。 結(jié)果是，在處理室2中的上電極4和下電極3之間的放電空間中產(chǎn)生等離 子體放電，產(chǎn)生提供給處理室2的氣體的等離子體進(jìn)行向等離子體狀態(tài)的 轉(zhuǎn)變。此外，匹配電路16具有在產(chǎn)生等離子體時(shí)將處理室2中的等離子 體放電電路的阻抗與射頻電源17匹配的功能。在本實(shí)施方式中，射頻電 源17和匹配電路16作為射頻電力施加設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
另外，用于靜電吸引的DC電源18通過(guò)RF濾波器15與下電極3相連。 通過(guò)驅(qū)動(dòng)靜電吸引的DC電源18，用如圖3A的等離子體處理裝置101的示 意圖中所示的負(fù)電荷(在圖中用"_"表示)對(duì)下電極3的表面充電。如 圖3B的等離子體處理裝置101的示意圖中所示，如果在該狀態(tài)下提供驅(qū) 動(dòng)射頻電源17在處理室2中產(chǎn)生等離子體34 (在圖中由虛線(xiàn)部分表示)， 在處理室2中形成將保持表面3g上布置的半導(dǎo)體晶片6通過(guò)保護(hù)片30連 接到接地部分9的直流施加電路32。結(jié)果是，形成了依次連接下電極3， RF濾波器15，靜電吸引的直流電源18，接地部分9，等離子體34和半導(dǎo) 體晶片6的閉合電路，并用正電荷(在圖正用"+ " bsh )對(duì)半導(dǎo)體晶片6 充電。
然后，庫(kù)侖力在由導(dǎo)體形成的下電極3的保持表面3g中的負(fù)電荷"一 " 和半導(dǎo)體晶片6中的正電荷"+ "之間通過(guò)包括作為電介質(zhì)的絕緣層的保 護(hù)層30開(kāi)始發(fā)生作用，由庫(kù)侖力使半導(dǎo)體晶片6保持在下電極3上。此 時(shí)，RF濾波器15防止射頻電源17的射頻電壓被直接施加到靜電吸引的 DC電源18。應(yīng)該指出，可以反轉(zhuǎn)靜電吸引的DC電源18的極性。如上所 述，在等離子體處理裝置101中，對(duì)等離子體的產(chǎn)生做出充分貢獻(xiàn)的組件
也可以被稱(chēng)為等離子體產(chǎn)生裝置。
此外，在上述結(jié)構(gòu)中，靜電吸引的直流電源18作為靜電吸引裝置， 該靜電吸引裝置利用通過(guò)向下電極3施加直流電壓而在由保護(hù)片30分開(kāi)
的半導(dǎo)體晶片6和下電極3之間產(chǎn)生效應(yīng)的庫(kù)侖力來(lái)靜電吸引半導(dǎo)體晶片 6。就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)用于在下電極3上保持半導(dǎo)體晶片6的保持裝置，能夠 適當(dāng)?shù)厥褂脙煞N類(lèi)型的真空吸入裝置，用于提供對(duì)保持表面3g和靜電吸 引裝置開(kāi)放的多個(gè)吸引孔3e來(lái)真空吸引保護(hù)片30。
此外，如圖下電極3中那樣，在上電極4中提供用于冷卻使用的制冷 通道4d，制冷通道與冷卻單元10相連。提供驅(qū)動(dòng)冷卻單元10使諸如冷卻 水之類(lèi)的制冷劑在制冷通道4d中循環(huán)，這樣使其能夠冷卻其溫度已經(jīng)被 等離子體處理期間產(chǎn)生的熱量升高的上電極4。
此外，裝載和卸載作為被處理對(duì)象的半導(dǎo)體晶片6的開(kāi)口 lb被設(shè)置 在處理室2的側(cè)面上(見(jiàn)圖10)。由門(mén)開(kāi)/關(guān)單元26上下移動(dòng)的門(mén)25被設(shè) 置在開(kāi)口 lb的外側(cè)，提供上下移動(dòng)門(mén)25來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉開(kāi)口 lb。圖10示 出了利用通過(guò)由門(mén)開(kāi)/關(guān)單元26上下移動(dòng)門(mén)25開(kāi)啟的開(kāi)口 1 b來(lái)裝載和卸 載半導(dǎo)體晶片6的狀態(tài)。
此外，如圖10所示，通過(guò)在半導(dǎo)體晶片6的裝載和卸載期間由電極 升高單元24把上電極4向上移動(dòng)到電極在晶片裝載/卸載位置中的位置， 在上電極4和下電極3之間保護(hù)用于運(yùn)送的空間。這種狀態(tài)下，通過(guò)操作 臂27a使抽吸和保持半導(dǎo)體晶片6的吸入頭27通過(guò)開(kāi)口 lb進(jìn)入處理室2。 利用該操作，執(zhí)行向下電極3上裝載半導(dǎo)體晶片6和卸載經(jīng)處理的半導(dǎo)體 晶片6 (半導(dǎo)體器件)。
控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
下面參考圖4所示的控制系統(tǒng)的方框圖描述具有上述結(jié)構(gòu)的等離子體 處理裝置101的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，控制單元33存儲(chǔ)部分92，用于存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)和處理程 序；和處理控制部分91，用于通過(guò)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和處理程序?qū)Φ入x子體處 理裝置101的組件執(zhí)行操作控制來(lái)執(zhí)行等離子體處理的控制。存儲(chǔ)部分92 存儲(chǔ)等離子體處理?xiàng)l件81 (允許的等離子體條件或工作條件)和等離子體
處理的操作程序82，處理控制部分91根據(jù)操作程序82和等離子體處理?xiàng)l 件81來(lái)執(zhí)行對(duì)等離子體處理的控制。操作/輸入部分94是諸如鍵盤(pán)之類(lèi) 的輸入裝置，并且執(zhí)行等離子體處理?xiàng)l件等的輸入和操作命令的輸入。顯 示部分93是在操作輸入時(shí)顯示指導(dǎo)屏幕等顯示設(shè)備。雖然未示出，可以 是控制單元33具有輸入/輸出接口和執(zhí)行與設(shè)備的外部交換信息的情況。
這種情況下，在此描述在本第一實(shí)施方式的等離子體處理裝置101中 使用的等離子體處理?xiàng)l件。在本第一實(shí)施方式中執(zhí)行的等離子體處理大致 包括三種處理，它們是如后面描述的等離子體切塊處理，絕緣膜去除處理 和掩模去除處理，初步單獨(dú)地確定用于執(zhí)行這些處理的等離子體處理?xiàng)l件 81。具體地講，由例如等離子體產(chǎn)生氣體的氣體成分、處理室2的內(nèi)部壓 力和施加在上電極4與下電極3之間的射頻的頻率(放電頻率)的組合條 件來(lái)確定等離子體處理?xiàng)l件81。
具體地講，由SR和02以10:2的比例構(gòu)成的混合氣體(即，氣體的混 合物比例)的氣體成分，壓力為100Pa，頻率為60MHz的組合條件提供針 對(duì)等離子體切塊處理的等離子體處理?xiàng)l件81A。作為除等離子體切塊處理 條件之外的條件，還有上電極4和下電極3之間的電極間距離D，例如， 設(shè)定認(rèn)為電極間距離D在5至50mm范圍為最佳的值(假設(shè)為電極間距離 Dl)作為等離子體處理?xiàng)l件81A。此外，作為針對(duì)絕緣膜去除處理的等離 子體處理?xiàng)l件81B，當(dāng)例如如后面所述使用二氧化硅作為絕緣膜時(shí)，以使 用包括CHF3的混合氣體作為混合氣體的氣體成分為條件。另外，作為針 對(duì)掩模去除處理的等離子體處理?xiàng)l件81C，例如，射頻輸出在100至1000W 的范圍內(nèi)，壓力在5至100Pa的范圍內(nèi)，以及當(dāng)電極間距離D被設(shè)定在50 至100mm的范圍內(nèi)時(shí)被認(rèn)為最佳的值(假設(shè)為電極間距離D2)。此外，等離 子體處理?xiàng)l件81包括處理執(zhí)行時(shí)間的條件。
如上所述的針對(duì)等離子體切塊處理的等離子體處理?xiàng)l件81A，針對(duì)絕 緣膜去除處理的等離子體處理?xiàng)l件81B，和針對(duì)掩模去除處理的等離子體 處理?xiàng)l件81C被存儲(chǔ)在控制單元33的存儲(chǔ)部分92中。根據(jù)操作程序82 選擇每個(gè)步驟所需的等離子體處理?xiàng)l件81，處理控制部分91根據(jù)所選的 等離子體處理?xiàng)l件81執(zhí)行等離子體處理。
在根據(jù)操作程序82執(zhí)行的等離子體處理期間，如圖4所示，由處理
控制部分91控制作為氣體流量調(diào)節(jié)部分21，氣體管線(xiàn)切換閥ll，射頻電
源17，用于靜電吸引的直流單元18，排氣切換閥7，真空泵8，真空吸入 泵12，門(mén)開(kāi)/關(guān)單元26和電極升高單元24的組件。
此外，通過(guò)由處理控制部分91控制氣體流量調(diào)節(jié)部分21來(lái)調(diào)節(jié)氣體 的總供給量，能夠控制處理室2的內(nèi)部壓力與等離子體處理?xiàng)l件81 —致。
另外，如圖4所示，控制單元33具有處理時(shí)間測(cè)量部分95，用于測(cè) 量等離子體處理的處理時(shí)間，使得在測(cè)量結(jié)果達(dá)到等離子體處理?xiàng)l件81 中包括的處理時(shí)間條件時(shí)，由處理控制部分91結(jié)束該處理。
等離子體處理方法的原理
下面參考圖5和6所示的半導(dǎo)體晶片6的分割區(qū)域附近的局部放大示 意圖來(lái)描述第一實(shí)施方式中使用的等離子體蝕刻處理方法的原理。
圖5是顯示在與掩模切開(kāi)部分31對(duì)應(yīng)的部分上，即，從半導(dǎo)體晶片6 上掩模布置面6b到粘貼有保護(hù)片30且其上布置抗蝕膜31a的分割區(qū)域上， 執(zhí)行等離子體蝕刻處理，以限定掩模布置面6b上的分割區(qū)域的狀態(tài)的示 意圖。此外，如圖5所示，在本第一實(shí)施方式中使用的半導(dǎo)體晶片6是這 樣一種半導(dǎo)體晶片，即在該半導(dǎo)體晶片的電路形成面6a上，作為絕緣膜 (即，絕緣薄膜或絕緣層)的一個(gè)實(shí)施例，由二氧化硅(Si02)形成的二 氧化硅膜35也被形成在與分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分。該半導(dǎo)體晶片具有與傳 統(tǒng)半導(dǎo)體晶片不同的結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片上與分割區(qū)對(duì)應(yīng)的部分中 不形成該二氧化硅。應(yīng)該指出，保護(hù)片30被粘貼到位于所形成的二氧化 硅膜35 —側(cè)的電路形成面6a。
如圖5所示，由等離子體處理裝置101中產(chǎn)生的電場(chǎng)使等離子體中的 離子垂直入射在半導(dǎo)體晶片6上，入射的離子到達(dá)由蝕刻處理形成的槽部 的底部(蝕刻底部)，促進(jìn)蝕刻。已經(jīng)到達(dá)蝕刻底部的離子(具有正電荷) 與由作為半導(dǎo)體材料的硅制成的半導(dǎo)體晶片6中的電子重新組合。就是說(shuō)， 由于硅材料已經(jīng)具有作為導(dǎo)體的特性，蝕刻底部與半導(dǎo)體晶片6內(nèi)側(cè)之間 的電連續(xù)性使得已經(jīng)到達(dá)蝕刻底部且具有正電荷的離子與半導(dǎo)體晶片6中 的電子重新組合。只要實(shí)現(xiàn)電連續(xù)性，正電荷不對(duì)蝕刻底部充電。
另一方面，如圖6所示，當(dāng)蝕刻進(jìn)展到去除蝕刻底部并露出二氧化硅
膜35的表面的狀態(tài)時(shí)，在露出的二氧化硅膜35和半導(dǎo)體晶片6內(nèi)側(cè)之間 沒(méi)有達(dá)到電連續(xù)性時(shí)，因此，因離子的到達(dá)而露出的二氧化硅膜35是由 正電荷充電(電充電)的表面，以便正電荷充電。當(dāng)進(jìn)展到用正電荷對(duì)所 露出的二氧化硅膜35充電的狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入下一處的離子因正電荷的電場(chǎng) 而使其強(qiáng)度減弱，且其軌跡(軌道)被彎曲。因此，如圖6所示，離子到 達(dá)槽部的兩個(gè)角部，使得在兩個(gè)角部進(jìn)行蝕刻，在底部橫向方向銳利延伸 的槽部形成被稱(chēng)為槽口形狀的去除部分。這是第一實(shí)施方式中使用的等離 子體蝕刻處理方法的原理。
通過(guò)在槽部的底部形成槽口，能夠?qū)崿F(xiàn)去除分離的半導(dǎo)體芯片的角 部，或例如，從半導(dǎo)體晶片6偵ij，或被蝕刻的一側(cè)看去時(shí)形成圓形部分。 此外，對(duì)于如上所述的等離子體處理方法的原理，優(yōu)選的是進(jìn)行各向異性 的蝕刻，使得應(yīng)用的等離子體中的離子容易到達(dá)圖5所示狀態(tài)中，即未露 出二氧化硅膜35的狀態(tài)中的蝕刻底部。此外，等離子體處理?xiàng)l件81A中 包括露出二氧化硅膜35所需的處理時(shí)間和在等離子體切塊處理中露出二 氧化硅膜35后形成規(guī)定尺寸的槽口所需的處理時(shí)間(即去除角部，例如 切成斜面，形成圓形部分)。
半導(dǎo)體芯片制造方法
接下來(lái)，描述由具有上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置101執(zhí)行的半導(dǎo)體 芯片制造方法，和通過(guò)該半導(dǎo)體芯片制造方法的處理執(zhí)行的半導(dǎo)體晶片分 割方法(等離子體切塊處理)。圖7示出了半導(dǎo)體晶片切割方法的一系列 過(guò)程的流程圖，圖8A至8E和圖9A至9E示出了解釋半導(dǎo)體芯片制造方法 的一系列處理內(nèi)容的示意說(shuō)明圖。這要參考這些圖進(jìn)行說(shuō)明。
半導(dǎo)體晶片6具有盤(pán)形形狀，在其電路形成面6a上以矩陣形式排列 多個(gè)器件形成區(qū)域Rl 。根據(jù)在制造的且例如排列在矩形區(qū)域中的半導(dǎo)體芯 片的尺寸來(lái)確定器件形成區(qū)域R1的尺寸。圖8A示出了局部放大的半導(dǎo)體 晶片6的示意截面圖，如圖8A所示，具有規(guī)定寬度尺寸的大致為帶狀區(qū) 域(即寬度方向明顯小于其長(zhǎng)度方向的區(qū)域)的分割區(qū)域R2排列在相互 鄰近的器件形成區(qū)域Rl之間。分割區(qū)域R2作為在半導(dǎo)體晶片6的電路形 成面6a上以大致格柵狀排列的、且限定電路形成面6a的區(qū)域，并且就其
與一個(gè)器件形成區(qū)域R1的關(guān)系而言，也作為在器件形成區(qū)域R1的周邊之
外排列的框狀區(qū)域。另外，分割區(qū)域R2位于器件形成區(qū)域R1在等離子體 切塊處理中被分成單個(gè)塊的位置。此外，在各個(gè)器件形成區(qū)域Rl形成半 導(dǎo)體器件44。
具體地講，如圖8A所示，由盤(pán)形形狀的二氧化硅襯底45構(gòu)成半導(dǎo)體 晶片6，作為二氧化硅膜的二氧化硅膜35形成在半導(dǎo)體晶片6的電路形成 面6a上。另外，通過(guò)在與電路形成面6a的器件形成區(qū)域Rl對(duì)應(yīng)的部分 中，經(jīng)由二氧化硅膜35形成器件層43來(lái)形成半導(dǎo)體器件44。
如圖8B所示，為使電路形成面6a在依次對(duì)半導(dǎo)體晶片6進(jìn)行的每種 處理期間部受到損壞，優(yōu)選的是通過(guò)粘合劑把保護(hù)片30粘貼到電路形成 面6a。對(duì)于保護(hù)片30，使用成形為與半導(dǎo)體晶片6的外形相同形狀的保 護(hù)片，使得保護(hù)片覆蓋電路形成面6a的整個(gè)表面，而不從半導(dǎo)體晶片6 伸出。利用這種形狀的保護(hù)片30，在諸如等離子體處理之類(lèi)的后續(xù)處理中 能夠防止發(fā)生等離子體損壞從半導(dǎo)體晶片6伸出的保護(hù)片30。
接下來(lái)，如圖8C所示，在作為半導(dǎo)體晶片6的電路形成面6a的背面 的掩模布置面6b上形成限定用于將半導(dǎo)體晶片6分割成各個(gè)半導(dǎo)體芯片 塊的分割區(qū)域R2的掩模。具體地講，形成由例如樹(shù)脂制成的抗蝕膜31作 為覆蓋半導(dǎo)體晶片6的掩模布置面6b的掩模。隨后，如圖8D所示，通過(guò) 用照相制版對(duì)抗蝕膜31進(jìn)行布圖，和只去除與例如20um寬度的分割區(qū) 域R2對(duì)應(yīng)的部分來(lái)形成掩模切開(kāi)部分31b。結(jié)果是，在半導(dǎo)體晶片6的掩 模布置面6b上形成掩模圖案，使得用抗蝕膜31a覆蓋與期間形成區(qū)域Rl 對(duì)應(yīng)的部分，并在掩模切開(kāi)部分31b露出與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分。在 該狀態(tài)下提供由掩模的半導(dǎo)體晶片6變成要受到后面描述的等離子體處理 的對(duì)象。
下面參考圖10至12所示的等離子體處理裝置101的示意圖，根據(jù)圖 7的流程圖描述把提供由掩模的半導(dǎo)體晶片6分割成各個(gè)半導(dǎo)體芯片塊的 方法。應(yīng)該指出，通過(guò)由處理控制部分91根據(jù)控制單元33的存儲(chǔ)部分92 至存儲(chǔ)的操作程序82控制組件對(duì)等離子體處理裝置101至每個(gè)后續(xù)操作 進(jìn)行控制。
首先，在圖7的流程圖的步驟S1，把提供有掩模的半導(dǎo)體晶片6裝載
到如圖10所示的處理室2。在裝載操作期間，在由電極升高單元24上移
上電極4的狀態(tài)中，提供操作臂27a，由吸入頭27通過(guò)掩模保持的半導(dǎo)體 晶片6通過(guò)開(kāi)口 lb裝載到處理室2中，并提供保護(hù)片30把半導(dǎo)體晶片6 布置在下電極3上。
接下來(lái)，驅(qū)動(dòng)真空泵12通過(guò)開(kāi)啟半導(dǎo)體晶片6的真空吸引的吸引孔 3e來(lái)實(shí)現(xiàn)真空吸入，并接通靜電吸引的直流電源18 (步驟S2)。利用真空 吸引，由下電極3把半導(dǎo)體晶片在處理室2中保持在保護(hù)片30緊密地粘 附到下電極3的保持表面3g的狀態(tài)。
隨后，如圖11所示關(guān)閉門(mén)25，并由電極升高單元24向下移動(dòng)上電極 4 (步驟S3)。此時(shí)，選擇用于等離子體切塊處理的等離子體處理?xiàng)l件81A， 并由處理控制部分91根據(jù)操作程序82取出控制單元33的存儲(chǔ)部分92中 存儲(chǔ)的等離子體處理?xiàng)l件81，根據(jù)用于等離子體切塊處理的等離子體處理 條件81A中包括的電極間距離的條件，將上電極4和下電極3之間的電極 間距離D設(shè)定為在例如5至50腿范圍內(nèi)的規(guī)定條件(即，電極間距離Dl )。
接下來(lái)，操作真空泵8以開(kāi)始對(duì)處理室2中減壓(步驟S4)。當(dāng)處理 室2內(nèi)達(dá)到規(guī)定的真空度時(shí)，根據(jù)用于等離子體切塊處理的所選等離子體 處理?xiàng)l件81A，把由氣體流量調(diào)節(jié)部分21選擇的氣體調(diào)節(jié)到規(guī)定的氣體成 分和規(guī)定流量，并提供到處理室2 (步驟S5)。具體地講，根據(jù)用于等離 子體切塊的等離子體處理?xiàng)l件81A，打開(kāi)第一通/斷閥22A，把SF6從第一 供氣單元20A以第一流量控制閥調(diào)節(jié)的其給供給流量提供到氣體混合部分 19。另外，打開(kāi)第三通/斷閥22C，把02從第三供氣單元20C以第三流量 控制閥調(diào)節(jié)的其給供給流量提供到氣體混合部分19。此時(shí)，第二通/斷閥 22B處在關(guān)閉狀態(tài)，不提供CHF3。此外，在氣體混合部分19將SF6和02 以10:2的其他成分混合在一起，并提供給處理室2。
然后，在供氣過(guò)程中，由壓力傳感器28檢測(cè)處理室2的內(nèi)部壓力， 并與等離子體處理?xiàng)l件81A中的壓力條件(例如，100Pa)進(jìn)行比較，并 確認(rèn)檢測(cè)的壓力已經(jīng)達(dá)到壓力條件表示的壓力，就是說(shuō)，根據(jù)用于等離子 體切塊處理的等離子體處理?xiàng)l件81A，設(shè)定下電極3和上電極4之間的電 極間距離D，要提供給處理室2的氣體的成分，和處理室2的內(nèi)部壓力。
然后，完成條件設(shè)定之后，通過(guò)根據(jù)等離子體處理?xiàng)l件81A的射頻的
頻率和輸出條件驅(qū)動(dòng)射頻電源18，把與該條件一致的射頻電壓施加到上電
極4和下電極3之間，開(kāi)始等離子體放電(步驟S6)。結(jié)果是，所提供的 混合氣體在上電極4和下電極3之間的放電空間中進(jìn)行向等離子體狀態(tài)的 轉(zhuǎn)換。通過(guò)等離子體的產(chǎn)生，把等離子體中的離子從掩模側(cè)(抗蝕膜31a 側(cè))施加到半導(dǎo)體晶片6。通過(guò)離子的施加，只有與作為半導(dǎo)體晶片6的 主要材料的硅(即，硅襯底45)的抗蝕膜31a未覆蓋的分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng) 的部分被蝕刻。
與此同時(shí)，由等離子體在上電極4和下電極3之間的放電空間中形成 直流施加電路32 (參見(jiàn)圖3A和3B)。結(jié)果是，在下電極3和半導(dǎo)體晶片6 之間產(chǎn)生靜電吸引力，由下電極3利用靜電吸引力來(lái)保持半導(dǎo)體晶片6。 因此，保護(hù)片30被靜電緊密地粘附到下電極3的保持表面3g，并在等離 子體處理粘穩(wěn)定地保持半導(dǎo)體晶片6。另外，由為下電極3提供的冷卻功 能滿(mǎn)意地冷卻保護(hù)片30，防止因等離子體放電產(chǎn)生的熱對(duì)其造成的熱損 壞。
此外，由于根據(jù)用于等離子體切塊處理的等離子體處理?xiàng)l件81A進(jìn)行 各向異性的蝕刻，蝕刻特性在半導(dǎo)體晶片6的厚度方向增加。因此，如圖 8E所示，在厚度方向蝕刻與掩模分開(kāi)部分對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶片6的表面，由 此形成寬度大致等于掩模分開(kāi)部分31b的寬度，即分割區(qū)域R2的寬度的 槽部6c。
此外，在步驟S7，執(zhí)行步驟S6中的等離子體切塊處理，直到通過(guò)蝕 刻去除作為槽部6c底部的蝕刻底部，并從底部露出二氧化硅膜35的表面， 或者，例如，直到由處理時(shí)間測(cè)量部分95測(cè)量的時(shí)間達(dá)到等離子體81A 中包括的、露出二氧化硅膜35所需的規(guī)定時(shí)間的條件。通過(guò)提供在槽部 6c露出二氧化硅膜35的狀態(tài)，從硅襯底45去除與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部 分。
當(dāng)在步驟S7確定其達(dá)到規(guī)定時(shí)間時(shí)，在步驟S8在相同條件下繼續(xù)執(zhí) 行等離子體切塊處理，作為繼續(xù)槽口形成的等離子體切塊處理。結(jié)果是， 利用從內(nèi)側(cè)等離子體向槽部6c的底部施加的離子的正電荷對(duì)露出的二氧 化硅膜35充電，入射離子在槽部6c中的軌道因此而被彎曲，對(duì)分割的硅 襯底45進(jìn)行蝕刻，使得槽部6c的底部在寬度方向延伸。因此，如圖9A
所示，在槽部6c底部的兩個(gè)角部形成槽42，即，去除了與分割的硅襯底 45的每個(gè)塊的二氧化硅膜35接觸的部分的角部，形成了圓形部分40a。
在歩驟S9中執(zhí)行步驟S8中由于槽口形成的等離子體切塊處理，直到 形成規(guī)定尺寸的槽42和圓形部分40a，例如，由處理時(shí)間測(cè)量部分95測(cè) 量的時(shí)間達(dá)到形成等離子體處理?xiàng)l件81A中包括的軌道尺寸的槽口所需的 處理時(shí)間的條件。
如果在歩驟S9確定已經(jīng)達(dá)到處理時(shí)間，則結(jié)束等離子體切塊處理， 由處理控制部分91選擇用于絕緣膜去除處理的等離子體處理?xiàng)l件81B，和 根據(jù)條件把由氣體流量調(diào)節(jié)部分21選擇的氣體調(diào)節(jié)成規(guī)定的氣體成分和 規(guī)定的流量，并提供給處理室2 (步驟SIO)。具體地講，根據(jù)用于絕緣膜 去除處理的等離子體處理?xiàng)l件81B開(kāi)啟第二通/斷閥22B，以由第二流量控 制閥23B調(diào)節(jié)的其供給流量把CHF3從第二供氣單元20B提供給氣體混合部 分19。
然后，確認(rèn)壓力傳感器28檢測(cè)的處理室2的內(nèi)部壓力已經(jīng)達(dá)到供氣 處理中等離子體處理?xiàng)l件81B中的壓力條件。應(yīng)該指出，下電極3和上電 極4之間的電極間距離Dl保持為原樣。
此后，通過(guò)根據(jù)等離子體處理?xiàng)l件81B的頻率和輸出條件驅(qū)動(dòng)射頻電 源18來(lái)施加與上電極4和下電極3之間的條件一致的射頻電壓并開(kāi)始等 離子體放電，開(kāi)始去除在每個(gè)槽部6c露出的二氧化硅膜35的等離子體蝕 刻(步驟Sll)。
通過(guò)執(zhí)行等離子體蝕刻，如圖9B所示完全蝕刻已經(jīng)露出的二氧化硅 膜35，即，位于與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分的二氧化硅膜35，從而去除該 部分中的二氧化硅膜35。因此，從半導(dǎo)體晶片6完全去除了與分割區(qū)域 R2對(duì)應(yīng)的部分把器件形成區(qū)域Rl分成各個(gè)塊，形成包括半導(dǎo)體器件44 的半導(dǎo)體芯片40。應(yīng)該指出，執(zhí)行等離子體蝕刻直到處理時(shí)間測(cè)量部分 95測(cè)量的時(shí)間達(dá)到等離子體處理?xiàng)l件81B中包括的處理時(shí)間(步驟S12)。
如果在步驟S12中確定已經(jīng)達(dá)到規(guī)定的時(shí)間，則結(jié)束用于絕緣膜去除 處理的等離子體蝕刻處理。當(dāng)該處理結(jié)束時(shí)，停止混合氣體的供給和射頻 電壓的施加。此后，執(zhí)行向等離子體灰化步驟轉(zhuǎn)變的電極間距離改變(步 驟S13)。具體地講，由處理控制部分91選擇用于等離子體灰化的等離子
體處理?xiàng)l件81C，并如圖12所示，由電極是升高單元24根據(jù)這些條件向
上移動(dòng)上電極4，將上電極4和下電極3之間的電極間距離設(shè)定為電極間 距離D2。如上所述由等離子體灰化移動(dòng)掩模時(shí)的電極間距離D2比等離子 體切塊處理中的電極間距離D1寬。
此后，根據(jù)帶有氣體成分和調(diào)節(jié)的供給流量的等離子體處理?xiàng)l件81C， 從由供氣單元20A至20C中選擇的供氣單元提供等離子體灰化氣體(例如， 氧氣)(步驟S14)。然后，通過(guò)在供氣處理中檢測(cè)處理室2的內(nèi)部氣體壓 力，并將該壓力與等離子體處理?xiàng)l件的壓力比較，確認(rèn)該壓力已經(jīng)達(dá)到該 條件表示的壓力。
隨后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)射頻電源18在上電極4和下電極3之間施加射頻電 壓，開(kāi)始等離子體放電(步驟S15)。結(jié)果是，提供的氣體在上電極4和下 電極3之間的放電空間中進(jìn)行向等離子體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。所產(chǎn)生的等離子體 在半導(dǎo)體晶片6的掩模布置面6b上產(chǎn)生效應(yīng)，從而由等離子體灰化(燒 掉)由有機(jī)物質(zhì)制成的抗蝕膜31a。
然后，利用灰化處理，使抗蝕膜31a逐漸消失，最終，從半導(dǎo)體晶片 6完全去除掩模，即半導(dǎo)體芯片40的掩模布置面6b被形成單個(gè)塊，如圖 9C所示。根據(jù)等離子體處理?xiàng)l件設(shè)定掩模去除步驟中射頻電源的輸出為在 例如100至1000W的范圍內(nèi)設(shè)定的規(guī)定值。然后，在完全去除掩模之后， 停止等離子體放電。圖20示出了經(jīng)過(guò)灰化的半導(dǎo)體芯片40的示意平面圖 (從掩模布置面6b看去)。如圖20所示，在位于每個(gè)半導(dǎo)體芯片40的電 路形成面6a上的端部的整個(gè)周邊上，即四個(gè)側(cè)面上大致為矩形的端部的 整個(gè)周邊上形成圓形部分40a。
此后，停止真空泵8的工作(步驟S16)，切換排氣切換閥7，以釋放 大氣(步驟S17)。結(jié)果是，處理室2的內(nèi)部壓力恢復(fù)到大氣壓。然后，關(guān) 斷真空吸引，并關(guān)斷用于靜電吸引的直流電源(步驟S18)。結(jié)果是，釋放 了在將半導(dǎo)體晶片6分割成單個(gè)半導(dǎo)體芯片塊并由保護(hù)帶40保持的狀態(tài) 對(duì)半導(dǎo)體晶片6的吸引保持。
隨后，卸載經(jīng)過(guò)了等離子體處理的半導(dǎo)體晶片6 (步驟S19)。就是說(shuō)， 由吸入頭27吸入和保持半導(dǎo)體晶片6，并利用通過(guò)吸引孔3e吹入的N2氣 體將半導(dǎo)體晶片6卸載到處理室2之外。結(jié)果是，在等離子體處理裝置101
值結(jié)束用于持續(xù)執(zhí)行等離子體切塊處理，絕緣膜去除處理和灰化的等離子 體處理。
然后，把與保護(hù)片30 —起卸載的半導(dǎo)體晶片6轉(zhuǎn)移到片剝離處理，
從半導(dǎo)體芯片40的電路形成面6a剝離保護(hù)片30。如圖9D和9E所示，在 通過(guò)把用于保持的粘合劑片37粘貼半導(dǎo)體晶片40的掩膜布置面6b來(lái)將 半導(dǎo)體芯片40保持在粘合劑片37之后進(jìn)行片剝離。結(jié)果是，完成了半導(dǎo) 體芯片的制造處理。
如圖9E所示，能夠形成作為彎曲凸面部分的圓形部分40a，以便在所 形成的半導(dǎo)體芯片40上的電路形成面6a的端部去除銳利的角部。這種情 況下，圖21示出了顯示所形成的半導(dǎo)體芯片40的外觀的示意透視圖(包 括部分去除的截面部分)。如圖21所示，能夠形成作為彎曲凸面部分的圓 形部分40a，以便去除位于半導(dǎo)體芯片40的電路形成面6a側(cè)面上的端部 (即，所有四個(gè)側(cè)面的端部)的銳利角部。就是說(shuō)，可以去除半導(dǎo)體芯片 40的電路形成面6a側(cè)面上的所有角部和脊線(xiàn)。結(jié)果是，能夠抑制在制成 的半導(dǎo)體芯片40上因角部等處的碎裂而發(fā)生的破碎，并且能夠改善抗破 碎強(qiáng)度。在所形成的半導(dǎo)體芯片40中，分割區(qū)域R2的寬度例如是大約5 至20um，去除的角部的寬度尺寸，即，圓形部分40a的直徑尺寸大約是 0.5至20um，另外，去除的二氧化硅膜35的寬度尺寸不大于大約50ym。 應(yīng)該指出，如圖21所示，在半導(dǎo)體芯片40的電路形成面6a是形成多個(gè) 連接端子43a。
雖然已經(jīng)描述了通過(guò)在半導(dǎo)體芯片40的角部形成槽口來(lái)形成圓形部 分40a的情況，本第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法不只限于這種情況， 它可以是在角部形成通過(guò)去除銳利部分而獲得的斜面部分。這是因?yàn)榧词?如上所述形成斜面部分，也能夠抑制破碎的發(fā)生。
此外，雖然已經(jīng)描述了半導(dǎo)體晶片6的主要部分是由硅制成的硅襯底 45的情況，即使是半導(dǎo)體晶片是由基于GaAs的材料制成、而不是上述硅 材料的情況下，也能夠類(lèi)似執(zhí)行本第一實(shí)施方式的槽口形成，并且能夠獲 得類(lèi)似的效果。應(yīng)該指出，應(yīng)該優(yōu)選使用基于氯的氣體組成的氣體作為等 離子體處理氣體，來(lái)代替用于蝕刻硅材料的、基于氟的氣體(SF6， CF4)。 當(dāng)如上所述使用基于GaAs的材料時(shí)，可以用二氧化硅作為絕緣膜。
根據(jù)第一實(shí)施方式，能夠獲得如下所述的各種效果。
利用在半導(dǎo)體晶片上與電路形成面6a的分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中布 置作為絕緣膜的二氧化硅膜35的半導(dǎo)體晶片作為半導(dǎo)體晶片6，并從掩模 布置面6b執(zhí)行等離子體切塊處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在形成的半導(dǎo)體芯片40的角 部形成圓形部分40a并改善抗破碎強(qiáng)度的半導(dǎo)體芯片制造。
具體地講，通過(guò)在對(duì)半導(dǎo)體晶片6進(jìn)行等離子體切塊處理而在分割區(qū) 域R2對(duì)應(yīng)部分形成槽部6c，并根據(jù)蝕刻的進(jìn)展從蝕刻的底部露出二氧化 硅膜35。隨后，通過(guò)繼續(xù)進(jìn)行等離子體切塊處理，能夠因等離子體中的離 子而用正電荷對(duì)露出的二氧化硅膜35充電，并通過(guò)因充電彎曲施加的離 子的軌道來(lái)去除半導(dǎo)體芯片40與二氧化硅膜35接觸的角部而能夠形成圓 形部分40a。
通過(guò)在半導(dǎo)體芯片40上所形成的圓形部分40a，能夠制造可以抑制制 成的半導(dǎo)體芯片40發(fā)生破碎并且改善抗破碎強(qiáng)度的半導(dǎo)體芯片。
此外，對(duì)應(yīng)露出的二氧化硅膜35，通過(guò)在例如切換氣體種類(lèi)時(shí)進(jìn)行等 離子體蝕刻，能夠確定地蝕刻二氧化硅膜35，可靠地改善去除。因此，在 與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中形成二氧化硅膜35的情況下，通過(guò)切換氣體 種類(lèi)來(lái)執(zhí)行等離子體蝕刻處理能夠去除二氧化硅膜35，在受到等離子體蝕 刻處理的傳統(tǒng)半導(dǎo)體晶片501中的分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中未形成該二 氧化硅膜35，并且能夠?qū)雽?dǎo)體晶片6可靠地分割成單個(gè)半導(dǎo)體芯片塊 40。
第二實(shí)施方式
本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，而是允許以各種模式投入應(yīng)用。例如， 下面參考圖13A至13E和圖14A至14D所示的示意說(shuō)明圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā) 明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片的制造方法。
第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于使 用聚酰亞胺(PI)作為絕緣膜，來(lái)代替如第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片6中， 使用二氧化硅膜作為在與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中形成的絕緣膜。下面 只描述其不同點(diǎn)。第一實(shí)施方式中使用的等離子體處理裝置101與第二實(shí) 施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法類(lèi)似使用的事實(shí)是相同的，因此，不對(duì)裝置
進(jìn)行描述。
首先，如圖13A所示，在與半導(dǎo)體晶片106的電路形成面106a上的 器件形成區(qū)域Rl對(duì)應(yīng)的部分中，通過(guò)二氧化硅膜135形成器件層143。應(yīng) 該指出，在與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中未形成二氧化硅膜135。半導(dǎo)體器 件144由二氧化硅膜135和器件層143制成。
此外，如圖13A所示，在半導(dǎo)體晶片6的電路形成面106a上，形成 聚酰亞胺膜146作為覆蓋形成的半導(dǎo)體器件144的表面保護(hù)膜。聚酰亞胺 膜146具有保護(hù)電路形成面106a上形成的半導(dǎo)體器件144的功能，并且 還布置為覆蓋與電路形成面106a上的分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分。應(yīng)該指出， 半導(dǎo)體晶片106的主體在由硅襯底45制成這一點(diǎn)上與第一實(shí)施方式中的 相同。
保護(hù)片30被粘貼到半導(dǎo)體晶片106，以便保護(hù)整個(gè)電路形成面106a， 如圖13B所示。此后，如圖13C和13D所示，形成抗蝕膜31a的掩模圖案 和掩膜分開(kāi)部分31b，以限定半導(dǎo)體晶片6的掩膜布置面106b上的分割區(qū) 域R2。
利用等離子體處理裝置101對(duì)設(shè)置有如上形成的掩模的半導(dǎo)體晶片 106進(jìn)行等離子體處理。
具體地講，首先從半導(dǎo)體晶片6的掩模布置面106b執(zhí)行等離子體切 塊處理，蝕刻與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中的硅襯底以進(jìn)行去除。通過(guò)該 處理，如圖13E所示，在與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中形成槽部106c。通 過(guò)該蝕刻處理，聚酰亞胺膜146從蝕刻的底部露出。如上所述露出作為絕 緣膜的聚酰亞胺膜146時(shí)，由等離子體中的離子的正電荷對(duì)露出的聚酰亞 胺膜146充電，施加離子的軌道被彎曲。因此，如圖14A所示，在槽部106c 的角部形成槽口 142,在與聚酰亞胺膜146接觸的分開(kāi)硅襯底45的角部形 成圓形部分140a。在形成規(guī)定尺寸的圓形部分140a時(shí)，結(jié)束等離子體切 塊處理。
接下來(lái)，開(kāi)始去除露出的聚酰亞胺膜146， 即，絕緣膜去除處理。然 而，由于用聚酰亞胺膜146作為第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片106的絕緣膜， 使用確實(shí)能夠?qū)埘啺纺?46產(chǎn)生等離子體蝕刻作用的蝕刻氣體。例如， 使用包含氧氣的氣體作為蝕刻氣體。在等離子體處理裝置IOI中，每個(gè)蝕刻處理中使用的氣體種類(lèi)被存儲(chǔ)在供氣單元20A、 20B和20C中。通過(guò)執(zhí) 行絕緣膜去除處理，如圖14B所示，從與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分去除露 出的聚酰亞胺膜146。因此，半導(dǎo)體晶片106被分割成單塊的器件形成區(qū) 域R1，并形成單個(gè)的半導(dǎo)體芯片塊140。
此后，通過(guò)執(zhí)行等離子體灰化從分開(kāi)的半導(dǎo)體芯片140的掩模布置面 106b去除抗蝕膜31a。另外，如圖14C和14D所示，將粘合片37粘貼到 掩模布置面106b，從電路形成面106a剝離保護(hù)片30。結(jié)果是，完成半導(dǎo) 體芯片40的制造過(guò)程。
如上所述，即使半導(dǎo)體晶片106使用作為表面保護(hù)膜的聚酰亞胺膜 146作為分割區(qū)域R2中布置的絕緣膜，能夠制造在等離子體切塊處理如第 一實(shí)施方式中那樣進(jìn)行槽口形成的半導(dǎo)體芯片，并改善抗破碎強(qiáng)度。
雖然已經(jīng)描述了使用形成為表面保護(hù)膜的聚酰亞胺膜146作為分割區(qū) 域R2中布置的絕緣膜的情況，第二實(shí)施方式不只限于這種情況。也可以 是例如使用由氮化硅(Si具)制成的氮化硅膜作為表面保護(hù)模的情況來(lái)代 替該情況。
對(duì)于用于蝕刻氮化硅膜的氣體，使用與作為蝕刻硅襯底145的氣體的 六氟化硫(SF6)相同的氣體。因此，在圖15顯示的將氮化硅膜246形成 為絕緣膜的半導(dǎo)體晶片206的等離子體切塊處理狀態(tài)的示意說(shuō)明圖中，當(dāng) 通過(guò)利用SF6蝕刻與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中的硅襯底245，從形成的槽 部206c的底部露出氮化硅膜246時(shí)，通過(guò)利用正電荷對(duì)露出的氮化硅膜 246充電來(lái)彎曲入射離子的軌道執(zhí)行凹部形成，并同時(shí)蝕刻露出的氮化硅 膜246。因此，通過(guò)執(zhí)行用于槽口形成的等離子體切塊處理，能夠去除露 出的氮化硅膜246。
如上所述，為了與凹坑形成和去除露出的氮化硅膜246同時(shí)進(jìn)行圓形 部分240a的形成，優(yōu)選的是考慮形成所希望的槽口所需的等離子體處理 時(shí)間來(lái)確定氮化硅膜246的形成厚度。
第三實(shí)施方式
接下來(lái)，參考圖16A至16E和圖17A至17D所示的示意說(shuō)明圖來(lái)描述 根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片的制造方法。與第一實(shí)施方式和第
二實(shí)施方式不同，通過(guò)第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法，利用具有絕 緣特性的保護(hù)片作為布置在分割區(qū)域R2中的絕緣膜來(lái)執(zhí)行槽口形成等。 下面只描述不同點(diǎn)。此外，可以用第一實(shí)施方式中使用的處理裝置101執(zhí) 行第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片制造方法。因此，不再對(duì)等離子體處理裝置 101的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行描述。
如圖16A所示，在半導(dǎo)體晶片306的電路形成面306a上的器件形成 區(qū)域Rl中形成由二氧化硅膜335和器件層343構(gòu)成的半導(dǎo)體器件344。此 外，在與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分中不形成二氧化硅膜335。
首先，如圖16B所示，把保護(hù)片粘貼到半導(dǎo)體晶片306的電路形成面 306a以保護(hù)該表面。在第三實(shí)施方式中，使用具有電絕緣特性的絕緣保護(hù) 片330作為該保護(hù)片。此外，上述絕緣保護(hù)片330作為分割區(qū)域R2中布 置的絕緣膜的一個(gè)實(shí)例。
隨后，形成抗蝕膜31覆蓋半導(dǎo)體晶片306的掩模布置面306b，如圖 16C所示，形成由掩模分開(kāi)部分31b和抗蝕膜31a構(gòu)成的掩模圖案，使得 與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分露出，如圖16D所示。
利用等離子體處理裝置101對(duì)設(shè)置有所形成的掩模的半導(dǎo)體晶片306 進(jìn)行等離子體處理。首先，如圖16E所示，通過(guò)執(zhí)行等離子體切塊處理來(lái) 去除與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分。結(jié)果是，將半導(dǎo)體晶片306分割成單塊 的器件形成區(qū)域R1，以致形成單塊的半導(dǎo)體芯片340。
此外，如果如上所述去除與分割區(qū)域R2對(duì)應(yīng)的部分，在分割區(qū)域R2 中露出絕緣保護(hù)片330的表面。當(dāng)如上所述露出絕緣保護(hù)片330時(shí)，利用 等離子體中的離子的正電荷對(duì)露出的絕緣保護(hù)片330充電，在位于所示半 導(dǎo)體芯片340的下側(cè)上的角部，即圓形部分340a形成槽口 342。當(dāng)形成所 希望尺寸的圓形部分340a時(shí)，結(jié)束等離子體切塊處理。
此后，如圖17B所示執(zhí)行等離子體灰化以去除抗蝕膜31a，將粘貼片 37粘貼到半導(dǎo)體晶片306的掩模布置面306b，并從電路形成面306a剝離 絕緣保護(hù)片330，如圖17C和17D所示。結(jié)果是，制造了在電路形成面306a 的角部形成了圓形部分340a的半導(dǎo)體芯片340。
由于如上所述進(jìn)行槽口形成，即使在使用絕緣保護(hù)片330作為布置在 分割區(qū)域R2中的絕緣膜時(shí)，也能夠制造在制造的半導(dǎo)體芯片340時(shí)形成
圓形部分340a并改善抗破碎強(qiáng)度的半導(dǎo)體芯片。
此外，能夠提供這樣一種半導(dǎo)體芯片制造方法，利用能夠自由地粘貼
到半導(dǎo)體晶片306或從半導(dǎo)體晶片306剝離的絕緣保護(hù)片330作為絕緣膜， 能夠消除執(zhí)行去除絕緣膜的等離子體蝕刻處理的需求，并改善其效率。
應(yīng)該指出，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合上述各種實(shí)施方式種的任意實(shí)施方式，能 夠生產(chǎn)它們所擁有的效果。
雖然已經(jīng)參考附圖結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式全面地描述了本發(fā)明，應(yīng)該指 出，各種變換和改變對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是顯而易見(jiàn)的。可以理解，這 些變換和改變包括在如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非他們脫 離了本發(fā)明。
在此引入2005年1月24日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2005 — 15362的 公開(kāi)，包括說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求，其整體作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括在半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有第一表面和第二表面，所述第一表面上形成有布置在由分割區(qū)域限定的多個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件和布置在分割區(qū)域中的絕緣膜，所述第二表面上布置有用于限定所述分割區(qū)域的掩模，所述第二表面與所述第一表面相對(duì)設(shè)置，由此去除與所述分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并從蝕刻的底部露出所述絕緣膜；通過(guò)在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)所述絕緣膜的露出表面充電的狀態(tài)中連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除所述器件形成區(qū)域中與所述絕緣膜接觸的角部；和隨后，去除露出的絕緣膜，使得器件形成區(qū)域被分割成個(gè)體，由此制造每個(gè)半導(dǎo)體芯片包括單個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其中在露出的絕緣 膜的去除中，所述絕緣膜是在半導(dǎo)體晶片的第一表面上由二氧化硅(Si02) 制成的膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其中在露出的絕緣 膜的去除中，所述絕緣膜是由聚酰亞胺(PI)制成的表面保護(hù)膜，所述表 面保護(hù)模保護(hù)所述半導(dǎo)體晶片的所述第一表面上布置的所述半導(dǎo)體器件 的表面。
4. 一種半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括在半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有 第一表面和第二表面，所述第一表面上形成有布置在由分割區(qū)域限定的多 個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件和布置在分割區(qū)域中的絕緣膜，所述第二表 面上布置有用于限定所述分割區(qū)域的掩模，所述第二表面與所述第一表面 相對(duì)設(shè)置，由此去除與所述分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并從蝕刻的底部露出所 述絕緣膜；通過(guò)在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)所述絕緣膜的露出表面充電 的狀態(tài)連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除所述器件形成區(qū)域中與所述絕緣膜 接觸的角部時(shí)，去除露出的絕緣膜，由此將所述器件形成區(qū)域分割成個(gè)體， 并因此制造每個(gè)半導(dǎo)體芯片包括單個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其中在露出的絕緣膜的去除中，所述絕緣膜是由氮化硅(Si3N4)制成的表面保護(hù)膜，所述保護(hù)模保護(hù)布置在所述半導(dǎo)體晶片的所述第一表面上的半導(dǎo)體器件的表面。
6. —種半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括在半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有 第一表面和第二表面，所述第一表面上形成有布置在由分割區(qū)域限定的多 個(gè)器件形成區(qū)中的半導(dǎo)體器件，并且向所述第一表面粘貼具有絕緣特性的 保護(hù)片，所述第二表面上布置有用于限定所述分割區(qū)域的掩模，所述第二 表面與所述第一表面相對(duì)設(shè)置，由此去除與所述分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并 從蝕刻的底部露出絕緣保護(hù)片，然后將所述器件形成區(qū)域分割成個(gè)體，并 因此制造每個(gè)半導(dǎo)體芯片包括單個(gè)半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片；和通過(guò)在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)所述絕緣保護(hù)片的露出表面 充電的狀態(tài)中連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除與露出的絕緣保護(hù)片接觸的 半導(dǎo)體芯片的角部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其中在通過(guò)連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻而去除半導(dǎo)體的角部后，從所述半導(dǎo)體晶片的第一表面 剝離所述絕緣保護(hù)片，并去除所述絕緣保護(hù)片。
8. —種半導(dǎo)體芯片，具有通過(guò)將半導(dǎo)體晶片分割成單個(gè)的半導(dǎo)體器件塊而獲得的粗糙矩形形狀，在所述半導(dǎo)體晶片的一個(gè)表面上形成多個(gè)半導(dǎo) 體器件，其中去除所述一個(gè)表面上粗糙矩形的所有脊線(xiàn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片，其中在與所述一個(gè)表面上粗糙 矩形的去除脊線(xiàn)對(duì)應(yīng)的每個(gè)部分中形成彎曲的凸面部分。
全文摘要
對(duì)半導(dǎo)體晶片的第二表面上進(jìn)行等離子體蝕刻，所述半導(dǎo)體晶片具有第一表面和第二表面，第一表面上的分割區(qū)域布置有絕緣膜，第二表面上布置有限定所述分割區(qū)域的掩模，第二表面與第一表面相對(duì)設(shè)置，通過(guò)去除與分割區(qū)域?qū)?yīng)的部分從蝕刻的底部露出所述絕緣膜。此后，在因等離子體中的離子而用電荷對(duì)露出的絕緣膜表面充電的狀態(tài)中連續(xù)地進(jìn)行等離子體蝕刻，去除器件形成區(qū)域中與絕緣膜接觸的角部。由此制造具有高抗破碎強(qiáng)度的、單個(gè)半導(dǎo)體芯片。
文檔編號(hào)H01L21/68GK101107703SQ20068000308
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月24日
發(fā)明者有田潔 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社