元件芯片的制造方法與流程

本公開涉及由保持在保持片的基板制造元件芯片的方法。

背景技術：

作為切割具備由分割區域劃定的多個元件區域的基板的方法，已知對該分割區域進行等離子體蝕刻，從而將基板分割為多個元件芯片的等離子體切割。近年來，電子設備變得小型化以及薄型化，電子設備中搭載的ic芯片等的厚度變小。與此同時，成為等離子體切割的對象的用于形成ic芯片等的基板的厚度也變小，基板變得容易撓曲。

專利文獻1教導了下述內容：為了提高運輸、拾取等中的基板或者元件芯片的操作性，在使基板保持在具備框架和覆蓋其開口部的保持片的運輸載體的狀態下，載置到等離子體處理裝置具備的載置臺，進行等離子體切割。在使用保持片的情況下，若保持片變得高溫，則會伸長或損傷等，從而單片化了的元件芯片脫落，或者從保持片拾取元件芯片變得困難。因此，載置臺具備用于粘著保持片的靜電吸附機構并且被冷卻。通過使保持片靜電吸附到被冷卻了的載置臺，從而等離子體處理中的保持片也被冷卻。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2012/164857號小冊子

將具備包含絕緣膜的電路層的基板保持在保持片的狀態下進行等離子體切割的情況下，對埋設在載置臺的高頻電極施加較大的高頻電力，施加較高的偏置電壓的同時進行等離子體處理。據此，蝕刻速度變快，能夠提高吞吐量。另一方面，若施加較高的偏置電壓，則保持片容易變得高溫。因此，根據提高吞吐量的觀點，也需要在等離子體處理中使保持片高效地冷卻。

然而，在處理對象不是保持于保持片的基板，而是具有足夠的厚度的基板單體的情況下，為了提高基板的冷卻效率，有時使基板靜電吸附于載置臺，同時從設置在載置臺表面的氣孔向基板與載置臺之間供給氦氣(he)等導熱氣體作為冷卻用氣體。此時，通過提高供給到基板與載置臺之間的導熱氣體的壓力，從而進一步提高基板的冷卻效率。

但是，在使用保持片的情況下，有時難以提高供給到載置臺與保持片之間的導熱氣體的壓力。因為保持片對載置臺的靜電吸附力，比基板單體對載置臺的靜電吸附力弱。而且，若伴隨等離子體蝕刻的進展而基板的分割區域的厚度變小，則基板難以保持平坦的形狀。因此，通過經由保持片的來自載置臺側的導熱氣體的壓力，基板變得容易以分割區域為起點而與保持片一起從載置臺浮起。若基板從載置臺浮起，則容易產生加工形狀的異常、異常放電等問題。而且，因為保持片與載置臺的粘著性降低，所以不能充分地冷卻保持片。

此外，進行等離子體切割的情況下，存在靜電吸附力容易變得不穩定的課題。一般靜電吸附所使用的靜電吸附用電極(以下稱為esc電極)，存在利用約翰遜-拉貝克(johnsen-rahbek)力的esc電極和利用庫侖(coulomb)力的esc電極。在等離子體切割中，基板需要經由保持片而吸附到載置臺。如保持片為絕緣性的情況那樣，在約翰遜-拉貝克力難以發揮作用的情況下，優選使用利用庫侖力的esc電極。

在利用庫侖力的esc電極的情況下，在基板以及保持片的表面所帶電的電荷與設置在載置臺內部的esc電極之間產生靜電吸附力。在等離子體切割中，基板在保持片上被單片化為元件芯片。此時，由于基板的膜厚分布、等離子體的分布等的影響，對于被單片化的時機，在基板面內產生偏差。因此，若在等離子體切割的過程開始基板的單片化，則基板表面所帶電的電荷的面內分布變得不均勻，靜電吸附力容易變得不穩定。

另一方面，在利用約翰遜-拉貝克力的esc電極的情況下，通過在保持片以及基板流過微小電流而進行靜電吸附。該情況下，也在等離子體切割中基板被單片化為元件芯片時，經由保持片向基板的背面流過的微小電流的路徑發生變化。因此，在基板被單片化的前后，靜電吸附力容易變得不穩定。

如上所述，在通過等離子體處理而將基板進行單片化的等離子體切割中，存在單片化的前后靜電吸附力容易變得不穩定這樣的課題。因此，難以在載置臺與保持片之間導入導熱氣體。

技術實現要素：

本公開的一方面涉及一種元件芯片的制造方法，將具備第1主面以及與第1主面相反的一側的第2主面且具備由分割區域劃定的多個元件區域的基板在分割區域進行分割從而形成多個元件芯片，包括準備工序、載置工序和等離子體切割工序。準備工序，準備將第1主面粘接于保持片從而被保持片保持的基板。載置工序，將保持了基板的保持片載置到等離子體處理裝置內所設置的載置臺。等離子體切割工序，將基板的分割區域從第2主面等離子體蝕刻到第1主面，從而將基板單片化為多個元件芯片。而且，等離子體切割工序包括第1等離子體蝕刻工序和作為第1等離子體蝕刻工序之后的工序的第2等離子體蝕刻工序。第1等離子體蝕刻工序，在載置臺與保持片之間供給冷卻用氣體，并且等離子體蝕刻分割區域的厚度的一部分。第2等離子體蝕刻工序，在第1等離子體蝕刻工序之后，停止所述冷卻用氣體的供給，等離子體蝕刻分割區域的剩余部分。

發明效果

根據本公開所涉及的發明，在對保持在保持片的基板進行等離子體處理時，能夠抑制基板從載置臺浮起，并且使用冷卻用氣體來有效地冷卻保持片，因此吞吐量以及產品的成品率提高。

附圖說明

圖1a是概略表示本公開的實施方式所涉及的保持了基板的運輸載體的俯視圖。

圖1b是圖1a的b-b線處的剖視圖。

圖2是用剖面表示本公開的實施方式所涉及的等離子體處理裝置的概略構造的概念圖。

圖3a是表示本公開的第1實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖3b是表示該第1實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖3c是表示該第1實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖4是表示等離子體處理裝置的載置臺以及冷卻用氣孔的配置的俯視圖。

圖5a是表示本公開的第2實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖5b是表示本公開的第2實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖5c是表示本公開的第2實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖6a是表示本公開的第3實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖6b是表示本公開的第3實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖6c是表示本公開的第3實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖7a是表示本公開的第4實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖7b是表示本公開的第4實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖7c是表示本公開的第4實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖8a是表示本公開的第5實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖8b是表示本公開的第5實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

圖8c是表示本公開的第5實施方式所涉及的等離子體處理方法的工序的一部分的剖視圖。

符號說明

10：基板

11：本體層

12：電路層

121：多層布線層

122：電極焊盤

123：抗蝕劑層

13：背金屬層

110：元件芯片

20：運輸載體

21：框架

21a：凹口

21b：切角

22：保持片

22a：粘合層

22b：樹脂膜

200：等離子體處理裝置

203：真空腔

203a：氣體導入口

103b：排氣口

208：電介質構件

209：天線

210a：第1高頻電源

210b：第2高頻電源

211：載置臺

211a：第1區域

211b：第2區域

211c：第3區域

212：工藝氣體源

213：灰化氣體源

214：減壓機構

215：電極層

216：金屬層

217：基臺

218：外周部

219：esc電極

220：高頻電極部

221：升降桿

222：支承部

223a、223b：升降機構

224：蓋

224w：窗部

225：冷媒循環裝置

226：直流電源

227：冷媒流路

228：控制裝置

229：外周環

230：冷卻用氣孔

231：氣體導入路徑

232：冷卻用氣體源

具體實施方式

在本實施方式中，考慮基板的分割區域的厚度，同時在載置臺與保持片之間供給冷卻用氣體。也就是說，從等離子體切割工序的初期到變得容易產生保持片的浮起為止的期間，通過冷卻用氣體有效地冷卻保持片，同時進行等離子體蝕刻。另一方面，在等離子體切割工序的后期的變得容易產生保持片的浮起的狀態下，停止冷卻用氣體的供給，進行等離子體蝕刻。據此，能夠通過冷卻用氣體來抑制保持片浮起現象，并且不使保持片損傷地高效地進行等離子體切割。

即，本實施方式所涉及的元件芯片的制造方法，是將具備第1主面以及與第1主面相反的一側的第2主面且具備由分割區域劃定的多個元件區域的基板在分割區域進行分割來形成多個元件芯片的方法。該元件芯片的制造方法包括準備工序、載置工序和等離子體切割工序。準備工序，準備將第1主面粘接于保持片從而被保持片保持的基板。載置工序，將保持了基板的保持片載置到等離子體處理裝置內所設置的載置臺。等離子體切割工序，將基板的分割區域從第2主面等離子體蝕刻到第1主面，從而將基板單片化為多個元件芯片。而且，等離子體切割工序包括第1等離子體蝕刻工序和作為第1等離子體蝕刻工序之后的工序的第2等離子體蝕刻工序。第1等離子體蝕刻工序，在載置臺與保持片之間供給冷卻用氣體，并且等離子體蝕刻分割區域的厚度的一部分。第2等離子體蝕刻工序，停止冷卻用氣體的供給，來等離子體蝕刻分割區域的剩余部分。

等離子體切割工序，也可以在對載置臺施加了高頻電力(偏置電壓)的狀態下進行。此時，在供給冷卻用氣體的同時進行等離子體蝕刻的第1等離子體蝕刻工序中，能夠施加比第2等離子體蝕刻工序高的偏置電壓。因此，第1等離子體蝕刻工序中的蝕刻速度變快，吞吐量提高。該方法尤其在基板具備絕緣膜、金屬材料的情況下有用。因為在基板具備絕緣膜、金屬材料的情況下，根據處理的高速化觀點，通常會施加較高的偏置電壓來進行等離子體處理。

首先，參照圖1a以及圖1b來說明本公開所涉及的發明所使用的運輸載體的一實施方式。圖1a是概略表示基板10和保持基板10的運輸載體20的俯視圖，圖1b是基板10以及運輸載體20的圖1a中所示的ib-ib線處的剖視圖。另外，在圖1a以及圖1b中，對于框架21以及基板10均為大致圓形的情況進行了圖示，但并不限定于此。

(基板)

基板10是等離子體處理的對象物，被區劃為分割區域r1和由分割區域r1劃定的多個元件區域r2(參照圖3a)。基板10具備本體層11和電路層12，電路層12例如具備半導體電路、電子部件元件、mems等。通過蝕刻基板10的分割區域r1，從而得到具有上述電路層12的元件芯片110(參照圖3a～圖3c)。

本體層11例如是由硅(si)、砷化鎵(gaas)、氮化鎵(gan)、碳化硅(sic)等構成的半導體層。電路層12至少包含絕緣膜，此外還可以包含金屬材料、樹脂保護層(例如，聚酰亞胺)、抗蝕劑層、電極焊盤、凸起(bump)等。還可以作為與布線用的金屬材料的層疊體(多層布線層)來包含絕緣膜。絕緣膜例如包含聚酰亞胺等的樹脂膜、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、低介電常數膜(low-k膜)、鉭酸鋰(litao3)、鈮酸鋰(linbo3)等。

本體層11的厚度沒有特別限定，例如是20～1000μm，也可以是100～300μm。絕緣膜的厚度也沒有特別限定，例如是2～10μm。多層布線層的厚度也沒有特別限定，例如是2～10μm。抗蝕劑層的厚度也沒有特別限定，例如是5～20μm。基板10的大小也沒有特別限定，例如，最大直徑是50mm～300mm左右。基板10的形狀也沒有特別限定，例如呈圓形、方型。此外，還可以在基板10設置定向平面(orientationflat)、凹口等缺口(均未圖示)。

而且，在本體層11的與電路層12相反的一側，可以配置背金屬層13(參照圖7a)。在得到的元件芯片110是功率器件的情況下等，配置背金屬層13。背金屬層13例如包括金(au)、鎳(ni)、鈦(ti)、鋁(al)、錫(sn)、銀(ag)、鉑(pt)、鈀(pd)等。這些可以單獨使用，也可以組合兩種以上進行使用。背金屬層13例如可以是單獨包含上述金屬的單層，也可以是單獨包含上述金屬的層的層疊體。背金屬層13的厚度沒有特別限定，例如是0.5～1.5μm。

(保持片)

保持片22的材質沒有特別限定。其中，根據容易粘接基板10的觀點，保持片22優選包含粘合層22a和具有柔韌性的樹脂膜22b。在該情況下，根據操作性的觀點，保持片22固定于框架21。以下，將框架21和固定于框架21的保持片22一起稱為運輸載體20。

樹脂膜22b的材質沒有特別限定，例如可以列舉，聚乙烯以及聚丙烯等聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯等的熱可塑性樹脂。在樹脂膜中，可以混合用于附加伸縮性的橡膠成分(例如，乙烯-丙烯橡膠(epm)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(epdm)等)、增塑劑、軟化劑、抗氧化劑、導電性材料等的各種添加劑。此外，上述熱可塑性樹脂也可以具有丙烯酸基等表現光聚合反應的官能基。樹脂膜22b的厚度沒有特別限定，例如是50～300μm，優選50～150μm。

粘合層22a的外周緣粘接到框架21的一個面上，覆蓋框架21的開口。在粘合層22a的從框架21的開口露出的部分粘接基板10的一個主面(第1主面10x)來進行支承。在等離子體處理時，保持片22被載置到載置臺，使得等離子體處理裝置內所設置的載置臺與樹脂膜22b相接。即，從與第1主面10x相反的主面(第2主面10y)側進行等離子體蝕刻。

粘合層22a優選由通過紫外線(uv)的照射而粘合力減小的粘合成分構成。據此，在等離子體切割后拾取元件芯片110時，通過進行uv照射，從而元件芯片110容易從粘合層22a剝離，變得易于拾取。例如，粘合層22a通過在樹脂膜22b的單面涂敷5～100μm(優選5～15μm)厚度的uv固化型丙烯酸粘合劑來得到。

(框架)

框架21是具有與基板10的整體相同或其以上的面積的開口的框體，具有規定寬度以及基本恒定的較薄的厚度。框架21具有在保持了保持片22以及基板10的狀態下能夠運輸的程度的剛性。框架21的開口的形狀沒有特別限定，例如可以是圓形、矩形、六邊形等多邊形。在框架21上可以設置用于定位的凹口21a、切角21b。作為框架21的材質，例如可以列舉鋁、不銹鋼等金屬、樹脂等。

(等離子體處理裝置)

接下來，參照圖2來說明本發明的實施方式所涉及的等離子體處理裝置200的構造。圖2概略地示出等離子體處理裝置200的構造的剖面。

等離子體處理裝置200具備載置臺211。運輸載體20搭載在載置臺211上，使得保持片22的保持了基板10的面朝向上方。載置臺211具有能夠載置整個運輸載體20左右的大小。在載置臺211的上方，配置了覆蓋框架21以及保持片22的至少一部分并且具有用于使基板10的至少一部分露出的窗部224w的蓋224。

載置臺211以及蓋224配置在處理室(真空腔203)內。真空腔203呈上部開口了的大概圓筒狀，上部開口由作為蓋體的電介質構件208封閉。作為構成真空腔203的材料，可以例示鋁、不銹鋼(sus)、對表面進行了防蝕鋁加工的鋁等。作為構成電介質構件208的材料，可以例示氧化釔(y2o3)、氮化鋁(a1n)、氧化鋁(al2o3)、石英(sio2)等電介質材料。在電介質構件208的上方，配置了作為上部電極的天線209。天線209與第1高頻電源210a電連接。載置臺211配置在真空腔203內的底部側。

在真空腔203連接了氣體導入口203a。在氣體導入口203a分別通過配管連接了作為等離子體產生用氣體的供給源的工藝氣體源212以及灰化氣體源213。此外，在真空腔203設置了排氣口203b，在排氣口203b連接了包含用于排放真空腔203內的氣體從而減壓的真空泵的減壓機構214。

載置臺211具備分別呈大致圓形的電極層215、金屬層216、支承電極層215以及金屬層216的基臺217和包圍電極層215、金屬層216以及基臺217的外周部218。外周部218由具有導電性以及耐蝕刻性的金屬構成，從等離子體保護電極層215、金屬層216以及基臺217。在外周部218的上表面配置了圓環狀的外周環229。外周環229具有從等離子體保護外周部218的上表面的作用。電極層215以及外周環229例如由上述電介質材料構成。

在電極層215的內部配置了構成靜電吸附機構的esc電極219和電連接于第2高頻電源210b的高頻電極部220。在esc電極219電連接了直流電源226。靜電吸附機構由esc電極219以及直流電源226構成。通過靜電吸附機構，保持片22被吸附于載置臺211。

金屬層216例如由在表面形成了防蝕鋁被覆的鋁等構成。在金屬層216內形成了冷媒流路227。冷媒流路227對載置臺211進行冷卻。通過冷卻載置臺211，從而冷卻搭載在載置臺211上的保持片22，并且還冷卻其一部分與載置臺211接觸的蓋224。冷媒流路227內的冷媒通過冷媒循環裝置225而循環。

在載置臺211的外周附近配置了貫通載置臺211的多個支承部222。支承部222由升降機構223a進行升降驅動。若運輸載體20被運輸到真空腔203內，則交接給上升到規定位置的支承部222。支承部222支承運輸載體20的框架21。通過支承部222的上端面下降到與載置臺211相同的水平以下，從而運輸載體20搭載到載置臺211的規定位置。

在蓋224的端部聯結了多個升降桿221，使蓋224能夠升降。升降桿221通過升降機構223b進行升降驅動。基于升降機構223b的蓋224的升降動作，能夠與升降機構223a獨立地進行。

控制裝置228控制構成包括第1高頻電源210a、第2高頻電源210b、工藝氣體源212、灰化氣體源213、減壓機構214、冷媒循環裝置225、升降機構223a、升降機構223b以及靜電吸附機構的等離子體處理裝置200的要素的動作。

(第1實施方式)

以下，參照圖3a～圖3c來說明第1實施方式。圖3a～c是表示本實施方式中的等離子體處理方法的一部分的剖視圖。如圖3a所示，基板10具備作為半導體層的本體層11和電路層12，電路層12具備多層布線層121、電極焊盤122以及部分地被覆多層布線層121的抗蝕劑層123。抗蝕劑層123被覆元件區域r2，從等離子體保護元件區域r2。換言之，元件區域r2是具備抗蝕劑層123的區域，其他區域是分割區域r1。另外，電極焊盤122的一部分也可以從抗蝕劑層123露出。

(1)準備工序

首先，準備運輸載體20。運輸載體20通過將保持片22粘接并固定到框架21的一個面而得到。此時，如圖1b所示，使保持片22的粘合層22a與框架對置。接下來，通過在保持片22的粘合層22a粘接基板10的本體層11，從而使基板10保持于運輸載體20(圖3a)。即，在本實施方式中，基板10的粘接于保持片22的面(第1主面10x)是本體層11。

(2)搬入工序

接下來，將保持了基板10的運輸載體20搬入真空腔203內。

在真空腔203內，通過升降桿221的驅動，蓋224上升到規定位置。打開未圖示的閘閥搬入運輸載體20。多個支承部222在上升了的狀態下待機。若運輸載體20到達載置臺211上方的規定位置，則運輸載體20被交接給支承部222。運輸載體20被交接給支承部222的上端面，使得保持片22的粘合層22a朝向上方。

(3)載置工序

若運輸載體20被交接給支承部222，則閘閥關閉，反應室103處于密閉狀態。接下來，支承部222開始下降。通過支承部222的上端面下降到與載置臺211相同的水平以下，從而運輸載體20載置到載置臺211。接下來，升降桿221進行驅動。升降桿221使蓋224下降到規定位置。此時，調節蓋224與載置臺211的距離，使得蓋224能夠不與運輸載體20接觸地覆蓋框架21。據此，框架21以及保持片22的未保持基板10的部分，不與蓋224接觸地被蓋224覆蓋，基板10從蓋224的窗部224w露出。

蓋224例如是具有大致圓形的外形輪廓的環形，具有恒定的寬度以及薄的厚度。蓋224的內徑(窗部224w的直徑)比框架21的內徑小，蓋224的外徑比框架21的外徑大。因此，若將運輸載體20搭載到載置臺的規定位置，使蓋224下降，則蓋224能夠覆蓋框架21和保持片22的至少一部分。基板10的至少一部分從窗部224w露出。此時，蓋224與框架21、保持片22以及基板10都不接觸。蓋224例如由陶瓷(例如，氧化鋁、氮化鋁等)、石英等電介質、鋁或表面進行了防蝕鋁處理的鋁等金屬構成。

在運輸載體20被交接給支承部222后，從直流電源226對esc電極219施加電壓。據此，保持片22與載置臺211接觸的同時被載置臺211靜電吸附。另外，向esc電極219的電壓的施加，可以在將保持片22載置到載置臺211后(接觸之后)開始。

(4)等離子體切割工序

(4-1)第1等離子體蝕刻工序

在第1等離子體蝕刻工序中，從基板10的第2主面10y側進行蝕刻，通過與產生的等離子體p1的物理化學反應，僅除去分割區域r1的厚度的一部分(在本實施方式中，電路層12(多層布線層121))(圖3b)。此時，在載置臺211與保持片22之間供給冷卻用氣體g。據此，抑制第1等離子體蝕刻工序中的保持片22的溫度上升。作為冷卻用氣體g，沒有特別限定，例如可以列舉he等導熱氣體。

在第1等離子體蝕刻工序中僅除去分割區域r1的厚度的一部分。也就是說，第1等離子體蝕刻工序中，基板10在分割區域r1中具備用于維持其平坦的形狀而足夠的厚度。因此，即使在載置臺211與保持片22之間供給冷卻用氣體g，也可以抑制基板10從載置臺211的浮起。因此，跨基板10的整個面，在esc電極219(載置臺211)與保持片22之間產生庫侖力，從而基板10以及保持片22被載置臺211較強地靜電吸附。據此，加工形狀穩定，并且抑制異常放電等問題。

在冷卻了載置臺211的情況下，還抑制被載置臺211較強地靜電吸附的基板10以及保持片22的熱損傷。因此，能夠對埋設于載置臺211的高頻電極部220投入100khz以上(例如，400～500khz、或者13.56mhz)的高頻電力，從而施加較高的偏置電壓的同時進行等離子體蝕刻。據此，能夠高速加工，提高吞吐量。載置臺211的冷卻，通過冷媒循環裝置225在載置臺211內循環例如溫度-20℃～20℃的冷媒來進行。冷卻用氣體g的供給進而通過載置臺211的冷卻，等離子體處理中的保持片22的溫度被抑制在例如70℃以下。

另外，在本實施方式中，在第1等離子體蝕刻工序中除去了電路層12，但不限定于此。例如，在第1等離子體蝕刻工序中，可以僅除去電路層12的一部分，也可以將本體層11的一部分與電路層12一起除去。在任一種情況下，為了抑制在載置臺211與保持片22之間供給冷卻用氣體g引起的基板10從載置臺211的浮起，都優選在分割區域r1的剩余厚度大于20μm的時刻、優選大于50μm的時刻結束第1等離子體蝕刻工序。

冷卻用氣體g從配置在載置臺211的表面的冷卻用氣孔230(參照圖2)供給到載置臺211與保持片22之間。冷卻用氣孔230的位置沒有特別限定，優選配置在載置臺211(具體而言，電極層215)的表面的與框架21對置的位置。在該情況下，優選使載置臺211的表面(載置運輸載體20的面)中包含冷卻用氣孔230的環狀區域的表面粗糙度變粗(也就是說，使粗糙度變大)。具體而言，如圖4所示，載置臺211優選具備：包含冷卻用氣孔230的環狀的第1區域211a；具有比第1區域211a小的粗糙度，并且形成在第1區域211a的周圍的第2區域211b；和具有比第1區域211a小的粗糙度，并且形成在第1區域211a的內部的第3區域211c。第1區域211a的形狀沒有特別限定，但是根據能夠均勻地高效冷卻保持片22的觀點，優選是與框架21的形狀對應的形狀。第2區域211b的至少一部分，優選形成在與框架21對置的位置。即，優選跨第1區域211a以及第2區域211b來載置框架21。

從冷卻用氣孔230供給的冷卻用氣體g，首先，滯留在第1區域211a與保持片22之間。因為第1區域211a的粗糙度較大，所以在第1區域211a與保持片22之間形成了比較大的間隙。因此，能夠使較多的冷卻用氣體g滯留在第1區域211a與保持片22之間。而且，因為形成在第1區域211a的周圍的第2區域211b的粗糙度比較小，所以第2區域211b與保持片22的粘著性高。因此，冷卻用氣體g不易從第1區域211a向外側泄漏。也就是說，冷卻用氣體向第1區域211a的內部的第3區域211c流動，所以可以高效地冷卻保持片22。因為第3區域211c的粗糙度更小，所以保持片22與第3區域211c的粘著性也較高。因此，進一步提高冷卻效果。

各區域211a～211c的粗糙度，可以通過對載置臺211的表面進行研磨或者噴沙加工來調節。例如，在載置臺211的表面整體加工為光滑之后，通過對與第1區域211a相當的區域進行研磨或者噴沙加工，從而能夠使該區域的粗糙度變大。各區域211a～211c的粗糙度沒有特別限定，例如第1區域211a的算術平均粗糙度ral優選為1.6～2μm，第2區域211b的算術平均粗糙度ra2優選為0.1～1.2μm，第3區域211c的算術平均粗糙度ra3優選為0.1～1.2μm。

冷卻用氣孔230的數量沒有特別限定，但是根據均勻且高效地冷卻保持片22的觀點，優選為多個。在該情況下，冷卻用氣孔230優選等間隔(例如，5～100mm間隔、優選30～70mm間隔)地配置在第1區域。此外，冷卻用氣孔230的數量，可以根據框架21的直徑來設定。例如，在框架21的直徑為300mm的情況下，冷卻用氣孔230的數量優選為13～29個，在框架21的直徑為400mm的情況下，冷卻用氣孔230的數量優選為17～41個。冷卻用氣孔230的形狀沒有特別限制，可以是圓狀、橢圓狀、多邊形狀(四邊形、六邊形等)等。

根據高效地冷卻保持片22的觀點，冷卻用氣孔230的尺寸優選較大。另一方面，若冷卻用氣孔230過大，則在等離子體處理中在冷卻用氣孔230容易產生異常放電。因此，冷卻用氣孔230的尺寸，優選具有相同面積的等效圓的直徑例如為0.3～1.0mm，也可以是0.5～0.8mm。尤其，根據抑制異常放電的觀點，可以使冷卻用氣孔230的尺寸進一步小口徑化(例如，0.05～0.3mm)。在該情況下，為了彌補伴隨小口徑化的冷卻用氣體的供給量的降低，冷卻用氣孔230的數量優選比上述數量多。

冷卻用氣孔230與氣體導入路徑231連接。在有多個冷卻用氣孔230的情況下，可以使氣體導入路徑231分支，使全部冷卻用氣孔230與氣體導入路徑231連接。在氣體導入路徑231中，從冷卻用氣體源232供給冷卻用氣體g。在氣體導入路徑231，還可以連接未圖示的壓力計、控制冷卻用氣體g的流量的流量控制器等。從氣體導入路徑231例如供給壓力30～2000pa、流量1～100sccm的冷卻用氣體g，優選供給壓力30～400pa、流量1～20sccm的冷卻用氣體g。另外，sccm是流量的單位，1sccm是指一分鐘流過1cm³的標準狀態(0℃、一個大氣壓)的氣體的量。

如以下那樣產生等離子體p1。首先，從工藝氣體源212經由氣體導入口203a向真空腔203內部導入工藝氣體。另一方面，減壓機構214將真空腔203內的氣體從排氣口203b排出，將真空腔203內維持在規定壓力。接下來，從第1高頻電源210a對天線209投入高頻電力，使真空腔203內產生等離子體p1。所產生的等離子體p1由離子、電子、自由基等構成。

等離子體p1的產生條件，根據被蝕刻的層(在該情況下，電路層12)的材質等來設定。例如，在蝕刻包含金屬材料的多層布線層121的情況下，等離子體p1優選以包含氬氣(ar)的工藝氣體為原料來產生。在該情況下，進行基于等離子體p1的物理作用的離子性蝕刻。此時，如上所述，優選從第1高頻電源210a對天線209供給1000～5000w的頻率13.56mhz的高頻電力，并且從第2高頻電源210b對高頻電極部220投入100khz以上(例如，400～500khz、或者13.56mhz)的高頻電力。通過對高頻電極部220投入高頻電力，從而在載置臺211的表面產生偏置電壓，通過該偏置電壓，入射到基板10的離子被加速，增加蝕刻速度。

在第1等離子體蝕刻工序中，因為在載置臺211與保持片22之間供給冷卻用氣體g同時進行蝕刻，所以在第2等離子體蝕刻工序中能夠施加比施加給高頻電極部220的情況的高頻電力大的高頻電力。例如，在作為原料氣體而以150～250sccm供給cf4和ar的混合氣體(cf4∶ar＝50∶50)的情況下，能夠根據如下條件來產生等離子體p1，即：將處理室內的壓力調整為0.2～1.5pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為500～1800w。

此外，如上所述，在第1等離子體蝕刻工序中，在將本體層11的一部分與電路層12一起除去的情況下，可以切換條件來進行蝕刻。例如，可以通過以包含ar的工藝氣體為原料的等離子體除去了電路層12之后，切換為產生后述的等離子體p2的條件(或者通過波希(bosch)法)，從而除去本體層11的一部分。

(4-2)第2等離子體蝕刻工序

在第1等離子體工序之后，停止冷卻用氣體g的供給，從而通過等離子體p2對分割區域r1的剩余部分進行等離子體蝕刻(圖3c)。據此，基板10被單片化，在保持片22保持多個元件芯片110。

此外，等離子體p2的產生條件也根據被蝕刻的層(在該情況下，本體層11)的材質等來設定。例如，在蝕刻包含si的本體層11的情況下，等離子體p2優選以包含六氟化硫(sf6)的工藝氣體為原料來產生。在該情況下，例如，從工藝氣體源212以100～800sccm供給sf6氣體，同時由減壓機構214將反應室103的壓力控制在10～50pa。

在本體層11是由si構成的半導體層的情況下，為了在深度方向上垂直地蝕刻本體層11，能夠使用所謂的波希法。在波希法中，通過依次重復保護膜沉積步驟、保護膜蝕刻步驟和si蝕刻步驟，從而對本體層11在深度方向上挖入。

保護膜沉積步驟例如可以以如下條件進行，即：作為原料氣體以150～250sccm供給c4f8，并且將處理室內的壓力調整為15～25pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為0～50w，處理2～15秒鐘。

保護膜蝕刻步驟例如可以以如下條件進行，即：作為原料氣體以200～400sccm供給sf6，并且將處理室內的壓力調整為5～15pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為300～1000w，處理2～10秒鐘。

si蝕刻步驟例如可以以如下條件進行，即：作為原料氣體以200～400sccm供給sf6，并且將處理室內的壓力調整為5～15pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為50～5000w，處理10～20秒鐘。

根據上述那樣的條件，通過重復保護膜沉積步驟、保護膜蝕刻步驟、以及si蝕刻步驟，從而能夠對包含si的本體層11以10μm/分鐘的速度在深度方向上垂直地進行蝕刻。

在第2等離子體蝕刻工序中，能夠在施加比第1等離子體蝕刻工序低的偏置電壓的狀態下對例如本體層11進行高速加工。換言之，在第2等離子體蝕刻工序中，對高頻電極部220的投入功率，能夠設定得比第1等離子體蝕刻工序中的對高頻電極部220的投入功率小。因此，不需要冷卻用氣體g的冷卻。也就是說，在第2等離子體蝕刻工序中，也能夠以不產生基板10從載置臺211的浮起的條件高效地蝕刻本體層11。根據在第2等離子體蝕刻工序中能夠高速加工的觀點，優選在第1等離子體蝕刻工序中進行蝕刻使得僅殘留本體層11。另外，如上所述，在第1等離子體蝕刻工序中，也可以將本體層11的一部分與電路層12一起除去。

優選在停止了冷卻用氣體g的供給之后，也繼續直流電源226對esc電極219的電壓施加。據此，維持保持片22被載置臺211靜電吸附的狀態。因此，在停止了冷卻用氣體g的供給之后，保持片22也可以通過與載置臺211的接觸而被冷卻。若緊接停止了冷卻用氣體g的供給之后就停止直流電源226對esc電極219的電壓施加，則由于保持片22與載置臺211之間殘留的冷卻用氣體g的殘壓，有可能保持片22從載置臺211浮起。根據該觀點，也優選在停止了冷卻用氣體g的供給之后，繼續直流電源226對esc電極219的電壓施加。

(4-3)灰化工序

在通過等離子體切割工序將基板10單片化之后，執行灰化。將灰化用的工藝氣體(例如，氧氣(o2)、o2與包含氟的氣體的混合氣體等)從灰化氣體源213導入真空腔203內。另一方面，進行基于減壓機構214的排氣，將真空腔203內維持在規定壓力。通過自第1高頻電源210a的高頻電力的投入，從而在真空腔203內產生氧等離子體，除去從蓋224的窗部224w露出的單片化了的基板10(元件芯片110)的表面的抗蝕劑層123。

灰化例如可以以如下條件進行，即：作為原料氣體以150～300sccm供給cf4和o2的混合氣體(cf4∶o2＝50∶50)，并且將處理室內的壓力調整為5～15pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為0～300w。另外，灰化工序中的對高頻電極部220的投入功率，期望設定得比第1等離子體蝕刻工序中的對高頻電極部220的投入功率小。據此，在施加了比第1等離子體蝕刻工序低的偏置電壓的狀態下進行灰化。因此，不需要冷卻用氣體g的冷卻。

(5)搬出工序

灰化結束后，排出真空腔203內的氣體，打開閘閥。保持多個元件芯片110的運輸載體20，通過從閘閥進入的運輸機構從等離子體處理裝置200搬出。運輸載體20被搬出后，閘閥迅速關閉。運輸載體20的搬出工藝，可以以與上述那樣的將運輸載體20搭載到載置臺211的過程相反的過程進行。即，使蓋224上升到規定位置之后，將對esc電極229的施加電壓設為零，解除運輸載體20向載置臺211的吸附，使支承部222上升。支承部222上升到規定位置之后，搬出運輸載體20。

(第2實施方式)

如圖5a所示，本實施方式中，提供給第1等離子體蝕刻工序的基板10的分割區域r1中的多層布線層121的至少一部分已經被除去，除此以外與第1實施方式相同。對于多層布線層121，例如，在第1等離子體蝕刻工序之前，通過激光劃刻加工或者等離子體蝕刻加工，除去其至少一部分。在該情況下，在第1等離子體蝕刻工序(圖5b)中，也可以僅除去多層布線層121的剩余部分，或者將本體層11的一部分與多層布線層121的剩余部分一起除去。

另外，在本實施方式中，在提供給第1等離子體蝕刻工序的基板10的分割區域r1中，殘留了多層布線層121的一部分，但是也可以在第1等離子體蝕刻工序之前將分割區域r1中的多層布線層121全部除去。在該情況下，第1等離子體蝕刻工序，優選在分割區域r1(即，本體層11)的剩余厚度大于20μm的時刻、優選大于50μm的時刻結束。為了抑制冷卻用氣體g引起的基板10從載置臺211的浮起。在第1等離子體蝕刻工序之后，與第1實施方式同樣地進行第2等離子體蝕刻工序(圖5c)。

(第3實施方式)

如圖6a所示，本實施方式中，在提供給第1等離子體蝕刻工序的基板10不包含抗蝕劑層123，除此以外與第1實施方式相同。對于抗蝕劑層123，例如，存在在第1等離子體蝕刻工序之前除去的情況，也存在根本不形成抗蝕劑層123的情況(無掩模加工)。在該情況下，也是在第1等離子體蝕刻工序(圖6b)中，既可以僅除去多層布線層121，也可以將本體層11的一部分與多層布線層121一起除去。另外，在該情況下，也可以如第2實施方式那樣，在第1等離子體蝕刻工序之前除去多層布線層121的至少一部分。在第1等離子體蝕刻工序之后，與第1實施方式同樣地進行第2等離子體蝕刻工序(圖6c)。

在本實施方式中，在未由抗蝕劑層123保護元件區域r2的狀態下，進行第1等離子體蝕刻工序以及第2等離子體蝕刻工序。因此，在各蝕刻工序中，元件區域r2也可能被蝕刻。因此，可以以元件區域r2的表面不易被蝕刻的條件，進行第1等離子體蝕刻工序以及第2等離子體蝕刻工序。據此，抑制元件區域r2的蝕刻。或者，例如也可以預先掌握上述條件下的第1等離子體蝕刻工序以及第2等離子體蝕刻工序對元件區域r2的蝕刻程度，將元件區域r2設計得足夠厚。

(第4實施方式)

如圖7a所示，本實施方式中，提供給第1等離子體蝕刻工序的基板10在本體層11的與多層布線層121相反的一側具備背金屬層13，并且基板10的粘接到保持片22的面(第1主面10x)是具備多層布線層121的電極焊盤122的面，除此以外與第1實施方式相同。另外，在本實施方式中，抗蝕劑層123配置在背金屬層13的與本體層11相反的一側的表面。

在第1等離子體蝕刻工序中，至少蝕刻背金屬層13(圖7b)。為了不使吞吐量降低地對背金屬層13進行等離子體蝕刻，期望施加較高的偏置電壓。這里，在第1等離子體蝕刻工序中，在基板10的分割區域r1配置了本體層11以及電路層12，所以基板10保持其平坦的形狀。因此，能夠抑制基板10從載置臺211的浮起，同時在載置臺211與保持片22之間供給冷卻用氣體g。據此，抑制保持片22以及基板10的溫度上升。即，在本實施方式中，也可以施加較高的偏置電壓同時進行第1等離子體蝕刻工序，所以吞吐量提高。

在第1等離子體蝕刻工序中，優選將分割區域r1中的背金屬層13全部除去(圖7b)。這是為了進一步提高吞吐量。另外，在第1等離子體蝕刻工序中，也可以將本體層11的至少一部分與背金屬層13一起除去。在該情況下，為了抑制基板10從載置臺211的浮起，也優選在分割區域r1的剩余厚度大于20μm的時刻、優選大于50μm的時刻結束第1等離子體蝕刻工序。

第1等離子體蝕刻工序，例如使用以包含ar的工藝氣體為原料而產生的等離子體p1來進行。此時，如上所述，從第2高頻電源210b對高頻電極部220投入100khz以上(例如，400～500khz、或者13.56mhz)的高頻電力，施加較高的偏置電壓。具體而言，能夠根據如下條件來產生等離子體p1，即：作為原料氣體以150～250sccm供給cf4和ar的混合氣體(cf4∶ar＝50∶50)，并且將處理室內的壓力調整為0.2～1.5pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為500～1800w。

在第2等離子體蝕刻工序中，蝕刻分割區域r1的剩余部分(在圖7c中，本體層11以及多層布線層121)。據此，基板10被單片化，在保持片22保持多個元件芯片110。本體層11以及多層布線層121的蝕刻條件可以分別不同。例如，如上所述，可以在通過波希法加工除去了本體層11之后，通過以包含ar的工藝氣體作為原料的等離子體來除去多層布線層121。

多層布線層121的蝕刻，例如可以以如下條件來進行，即：作為原料氣體以150～250sccm供給cf4和ar的混合氣體(cf4∶ar＝50∶50)，并且將處理室內的壓力調整為0.2～1.5pa，將第1高頻電源210a對天線209的投入功率設為1500～2500w，將第2高頻電源210b對高頻電極部220的投入功率設為500～1000w。但是，因為在第2等離子體蝕刻工序(尤其，多層布線層121的除去)中，停止冷卻用氣體g的供給，所以優選不施加會導致溫度上升的較高的偏置電壓。

(第5實施方式)

如圖8a所示，本實施方式中，在提供給第1等離子體蝕刻工序的基板10的分割區域r1不包含多層布線層121，除此以外與第4實施方式相同。對于多層布線層121，存在在第1等離子體蝕刻工序之前通過激光劃刻加工或者等離子體蝕刻加工來除去的情況，也存在通過設法布局，從而在分割區域r1根本不形成的情況。另外，如圖8b所示，在使保持片22保持了基板10的狀態下，優選在相鄰的元件區域r2的多層布線層121彼此之間夾著保持片22的粘合層22a。這是為了進一步提高基板10對載置臺211的吸附力。

根據吞吐量提高的觀點，在第1等離子體蝕刻工序中，優選將分割區域r1中的背金屬層13全部除去(圖8c)。在該情況下，在第2等離子體蝕刻工序中，僅除去本體層11即可(圖8c)。因此，即使不能施加較高的偏置電壓，也能夠高速地進行波希法。也就是說，不需要冷卻用氣體g的冷卻。即，在第2等離子體蝕刻工序中，也能夠以不產生基板10從載置臺211的浮起的條件，高效地蝕刻本體層11。

(產業上的可利用性)

本公開的發明所涉及的制造方法，作為由保持在保持片且具備電路層的基板制造元件芯片的方法是有用的。