用于對半導體晶圓進行等離子體切片的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法。所述方法包括：提供具有壁的處理室；鄰近于處理室的壁提供等離子體源；在處理室內(nèi)提供工件支撐件；將襯底放置在載體支撐件上以形成工件；提供置于襯底與框架之間的中間環(huán)；將工件裝載到工件支撐件上；通過等離子體源來產(chǎn)生等離子體；以及通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻工件。
【專利說明】用于對半導體晶圓進行等離子體切片的方法和設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請主張2011年3月14日提交的名為“用于對半導體晶圓進行等離子體切片的設(shè)備(Apparatus for Plasma Dicing a Sem1-conductor Wafer)” 的共同擁有的第61/452,450號美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)且與其相關(guān)，該臨時專利申請以引用方式并入本文。本申請是2012年3月5日提交的名為“用于對半導體晶圓進行等離子體切片的方法和設(shè)備(Method and Apparatus for Plasma Dicing a Sem1-conductor Wafer)，，的共同未決的第13/412，119號專利申請的部分接續(xù)申請，該專利申請的內(nèi)容被并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于從半導體晶圓形成單獨的器件芯片的設(shè)備的用途，且具體而言，涉及使用等離子體蝕刻將晶圓分離為單獨的管芯的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]半導體器件在呈薄晶圓的形式的襯底上被制造。通常將硅用作襯底材料，但也使用其它材料，例如，II1-V族元素化合物(例如，GaAs和InP)。在一些情形(例如，LED的制造)下，襯底是藍寶石或碳化硅晶圓，半導材料的薄層被沉積在該藍寶石或碳化硅晶圓上。這些襯底的直徑的范圍是從2英寸和3英寸到200mm、300mm和450mm，且存在許多標準(例如，SEMI)來描述這些襯底大小。
[0005]等離子體蝕刻設(shè)備被廣泛用于處理這些襯底以生產(chǎn)半導體器件。此設(shè)備通常包含真空室，該真空室配備有用于確保成本有效制造所需的高蝕刻速率的高密度等離子體源，例如，感應(yīng)耦合等離子體(ICP)。為了移除在處理期間產(chǎn)生的熱，襯底通常被夾持到溫度控制式支撐件。加壓流體，通常為例如氦氣等氣體被維持在襯底與支撐件之間以提供用于熱傳遞的熱傳導路徑。可使用將向下的力施加到襯底的頂面的機械夾持機構(gòu)，但這可由于夾鉗與襯底之間的接觸而導致污染。當使用機械夾鉗時，還可能發(fā)生工件彎曲，這是因為通常在工件的邊緣處進行接觸，且加壓流體將力施加在工件的背部上。靜電夾盤(ESC)較頻繁地用于提供夾持力。
[0006]已開發(fā)適用于待蝕刻的材料的許多氣體化學制劑。這些氣體化學制劑通常采用鹵素(氟、氯、溴或碘)或含有鹵素的氣體以及額外氣體，其中額外氣體被添加以提高蝕刻的質(zhì)量(例如，蝕刻各向異性、掩模選擇性和蝕刻均勻性)。含有氟的氣體(例如，SF6、F2SNF3)用于以高速率蝕刻硅。具體而言，交替進行高速率硅蝕刻步驟和鈍化步驟以控制蝕刻側(cè)壁的處理(Bosch或TDM)通常用于將深特征蝕刻到硅中。含有氯和溴的氣體通常用于蝕刻II1-V族元素材料。
[0007]等離子體蝕刻不限于半導襯底和器件。該技術(shù)可應(yīng)用到適用于蝕刻襯底的氣體化學制劑適用的任何襯底類型。其它襯底類型可包含含有碳的襯底(包含聚合襯底)、陶瓷襯底(例如，AlTiC和藍寶石)、金屬襯底、玻璃襯底和管芯附接膜。
[0008]為了確保結(jié)果一致、破損率低且便于操作，機器人晶圓處置通常用于制造過程中。處置機被設(shè)計成以最小的接觸支撐晶圓，以使可能的污染最小化，且減少微粒的產(chǎn)生。通常單獨采用邊緣接觸，或采用僅在幾個位置處接近晶圓邊緣(通常在晶圓邊緣的3mm到6_內(nèi))的下側(cè)接觸。包含晶圓盒、機器人臂和處于處理室內(nèi)的夾具(包含晶圓支撐件和ESC)的處置方案被設(shè)計成處置如上所述的標準晶圓大小。
[0009]在襯底上制造后，單獨的器件(管芯或芯片)在封裝或用于其它電子電路中之前被彼此分離。許多年來，機械手段已用于將管芯彼此分離。這些機械手段已包含沿著與襯底晶軸對準的劃分線來切斷晶圓，或使用高速金剛石鋸在管芯之間的區(qū)(格線)中鋸到襯底中或鋸穿襯底。最近，激光已用于促進劃線過程。
[0010]這些機械晶圓切片技術(shù)具有影響此做法的成本效益的限制。沿著管芯邊緣的碎肩和裂紋可能減少所生產(chǎn)的良好管芯的數(shù)量，且隨著晶圓厚度減小而變得更加有問題。由鋸帶(切縫)消耗的區(qū)域可大于100微米，而這是不可用于管芯生產(chǎn)的有價值的區(qū)域。對于含有小管芯(例如，具有500微米X500微米的管芯大小的單獨的半導體器件)的晶圓來說，這可表示大于20%的損耗。此外，對于具有許多小管芯且因此具有許多格線的晶圓來說，切片時間增加，且生產(chǎn)率降低，這是因為每一格線被單獨地切割。機械手段也限于沿著直線的分離和正方形或長方形的芯片的生產(chǎn)。這可能并不表示基礎(chǔ)器件拓撲(例如，高功率二極管是圓形的)，且因此直線管芯格式導致可用的襯底區(qū)域的顯著損耗。激光切片還因為在管芯表面上留下殘余材料或?qū)?yīng)力引入到管芯中而具有限制。
[0011 ]重要的是注意到，鋸切技術(shù)與激光切片技術(shù)兩者是本質(zhì)上連續(xù)的操作。因此，隨著器件大小減小，對晶圓進行切片的時間與晶圓上的總切片格線長度成比例地增加。
[0012]最近，已提出等離子體蝕刻技術(shù)作為分離管芯且克服這些限制中的一些的手段。在器件制造后，以適當掩模材料掩蔽襯底，從而在管芯之間留下開放區(qū)域。接著使用反應(yīng)性氣體等離子體來處理所掩蔽的襯底，其中反應(yīng)性氣體等離子體蝕刻在管芯之間暴露的襯底材料。襯底的等離子體蝕刻可部分或完全穿過襯底而進行。在部分等離子體蝕刻的狀況下，通過后續(xù)割開步驟來分離管芯，從而使單獨的管芯分離。該技術(shù)相比機械切片提供數(shù)個益處:
[0013]裂紋和碎肩減少；
[0014]切縫尺寸可減小到大大小于20微米；
[0015]處理時間不隨著管芯的數(shù)目增加而顯著增加；
[0016]處理時間對于較薄晶圓來說減少;并且
[0017]管芯拓撲不限于直線格式。
[0018]在器件制造后，但在管芯分離之前，可通過機械研磨或類似處理而使襯底減薄到幾百微米乃至小于一百微米的厚度。
[0019]在切片過程之前，襯底通常被安裝在切片夾具上。此夾具通常包括支撐粘合隔膜的剛性框架。待切片的襯底被粘合到隔膜上。此夾具固持所分離的管芯以進行后續(xù)下游操作。用于晶圓切片的大多數(shù)工具(鋸或基于激光的工具)被設(shè)計成以此構(gòu)造處置襯底，且數(shù)個標準夾具已被設(shè)立;然而，這些夾具與其支撐的襯底極其不同。雖然這些夾具被優(yōu)化以用于當前晶圓切片設(shè)備中，但這些夾具無法在已被設(shè)計成處理標準襯底的設(shè)備中處理。因此，當前自動化等離子體蝕刻設(shè)備不適用于處理被夾住以進行切片的襯底，且難以實現(xiàn)等離子體蝕刻技術(shù)對于管芯分離應(yīng)具有的益處。
[0020]一些團體已預(yù)期使用等離子體來從晶圓襯底對管芯進行單體化。第6，642，127號美國專利描述一種等離子體切片技術(shù)，其中在被設(shè)計成處理硅晶圓的設(shè)備中進行等離子體處理之前，襯底晶圓首先經(jīng)由粘合材料而附接到載體晶圓。此技術(shù)提出調(diào)適待切片的襯底的形狀因素以與標準晶圓處理設(shè)備兼容。雖然此技術(shù)允許標準等離子體設(shè)備對晶圓進行切片，但所提出的技術(shù)將不與切片操作的下游的標準設(shè)備兼容。將需要額外步驟以調(diào)適下游設(shè)備或針對標準下游設(shè)備而恢復襯底形狀因素。
[0021]第2010/0048001號美國專利申請預(yù)期使用粘合到薄隔膜且支撐在框架內(nèi)的晶圓。然而，在第2010/0048001號申請中，通過將掩模材料粘合到晶圓的背面且在等離子體處理之前使用激光來界定蝕刻格線而實現(xiàn)掩蔽處理。與從前側(cè)對襯底進行單體化的標準切片技術(shù)相比，此技術(shù)引入額外復雜且昂貴的步驟，而這些步驟可抵消等離子體切片的一些優(yōu)點。還要求另外需要將背面掩模與前側(cè)器件圖案對準。
[0022]因此，需要一種等離子體蝕刻設(shè)備，該等離子體蝕刻設(shè)備可用于將半導體襯底切片為單獨的管芯，且與處置安裝在膠帶上且支撐在框架中的襯底的已設(shè)立晶圓切片技術(shù)兼容，且還與標準前側(cè)掩蔽技術(shù)兼容。
[0023]現(xiàn)有技術(shù)不能提供本發(fā)明的益處。
[0024]因此，本發(fā)明的目標是提供一種改進，該改進克服現(xiàn)有技術(shù)器件的不足，且顯著促進使用等離子體蝕刻設(shè)備的半導體襯底的切片的進步。
[0025]本發(fā)明的另一目標是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法，該方法包括:提供具有壁的處理室；鄰近于處理室的壁提供等離子體源；在處理室內(nèi)提供工件支撐件;將襯底放置在載體支撐件上以形成工件;提供置于襯底與框架之間的中間環(huán);將工件裝載到工件支撐件上;通過等離子體源產(chǎn)生等離子體；以及通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻工件。
[0026]本發(fā)明的又一目標是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法，該方法包括:提供具有壁的處理室；鄰近于處理室的壁提供等離子體源；在處理室內(nèi)提供工件支撐件;將襯底放置在載體支撐件上以形成工件;提供置于襯底與框架之間的中間環(huán);在等離子體源與工件之間提供蓋環(huán);將工件裝載到工件支撐件上;通過等離子體源產(chǎn)生等離子體；以及通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻工件。
[0027]本發(fā)明的再一目標是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法，該方法包括:提供具有壁的處理室；鄰近于處理室的壁提供等離子體源；在處理室內(nèi)提供工件支撐件，工件支撐件具有靜電夾盤;將襯底放置在載體支撐件上以形成工件;提供置于襯底與框架之間的中間環(huán);將工件裝載到工件支撐件上;通過等離子體源產(chǎn)生等離子體；以及通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻工件。
[0028]本發(fā)明的另一目標是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法，該方法包括:組裝具有剛性框架、中間環(huán)、柔性隔膜和至少一個襯底的工件;將該工件轉(zhuǎn)移到處理室中；使該工件的襯底暴露于等離子體;通過移除剛性框架來修改該工件；以及處理修改后的工件。
[0029]前文已概述本發(fā)明的一些相關(guān)目標。這些目標應(yīng)被解釋為僅說明本發(fā)明的一些較顯著的特征和應(yīng)用?？赏ㄟ^以不同方式應(yīng)用所公開的發(fā)明或在本公開的范圍內(nèi)修改本發(fā)明來獲得許多其它有益結(jié)果。因此，除權(quán)利要求結(jié)合附圖所界定的本發(fā)明的范圍外，還通過參考
【發(fā)明內(nèi)容】
和【具體實施方式】來獲得本發(fā)明的其它目標和更全面的理解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0030]本發(fā)明描述一種實現(xiàn)半導體襯底的等離子體切片的等離子體處理設(shè)備。在器件制造和晶圓減薄后，使用常規(guī)掩蔽技術(shù)來掩蔽襯底的前側(cè)(電路側(cè))，這會保護電路部件且在管芯之間留下不受保護的區(qū)域。襯底被安裝在薄膠帶上，其中薄膠帶被支撐在剛性框架內(nèi)。襯底/膠帶/框架組件被轉(zhuǎn)移到真空處理室中，且暴露于反應(yīng)性氣體等離子體，其中管芯之間的不受保護的區(qū)域被蝕刻掉。在此過程期間，框架和膠帶受到保護而未被反應(yīng)性氣體等離子體損壞。該處理使管芯完全分離。在蝕刻后，襯底/膠帶/框架組件另外暴露于等離子體，該等離子體從襯底表面移除潛在損壞性的殘留物。在從處理室轉(zhuǎn)移出襯底/膠帶/框架組件后，管芯使用熟知的技術(shù)而從膠帶移除，且接著視需要進行進一步處理(例如，封裝)。
[0031]本發(fā)明的另一特征是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法。襯底可具有半導層，例如，娃，且/或襯底可具有II1-V族元素層，例如，GaAs。襯底可具有圖案化在襯底的電路側(cè)上的保護層，例如，光致抗蝕劑層。提供具有壁的處理室以及鄰近于處理室的壁的等離子體源。等離子體源可以是高密度等離子體源?？商峁┡c處理室流體連通的真空栗以及與處理室流體連通的氣體入口。在處理室內(nèi)提供工件支撐件。通過將襯底放置在載體支撐件上來形成工件?？赏ㄟ^將襯底粘合到支撐膜且接著將具有支撐膜的襯底安裝到框架來形成工件。支撐膜可具有上表面和下表面。支撐膜可具有聚合物層和/或?qū)щ妼?。支撐膜可以是標準切片膠帶?？蚣芸删哂袑щ妼雍?或金屬層。接著將工件裝載到工件支撐件上以進行等離子體處理?？蓪F電源耦合到工件支撐件以在工件周圍產(chǎn)生等離子體?？赏ㄟ^將例如氦氣等加壓氣體從工件支撐件供應(yīng)到工件而提供工件與工件支撐件之間的熱連通?？蓪㈧o電夾盤并入到工件支撐件中，進而靜電夾盤可將支撐膜夾持到靜電夾盤。在襯底與框架之間置入中間環(huán)。中間環(huán)可接觸支撐膜。中間環(huán)可還包括內(nèi)徑，并且襯底可還包括外徑，其中中間環(huán)的內(nèi)徑的大小大于襯底的外徑。中間環(huán)可被定位成與襯底共面。中間環(huán)可包括一個或更多個構(gòu)件。中間環(huán)可被定位在支撐膜的上表面上，并且襯底可被定位在支撐膜的上表面上?？赏ㄟ^真空栗降低處理室內(nèi)的壓力，且可通過氣體入口將處理氣體引入到處理室中。通過等離子體源產(chǎn)生等離子體，進而通過所產(chǎn)生的等離子體來處理工件?？商峁┡c處理室連通的真空兼容轉(zhuǎn)移模塊?？蓪⒐ぜb載到真空兼容轉(zhuǎn)移模塊中的轉(zhuǎn)移臂上，進而在將工件從真空兼容轉(zhuǎn)移模塊轉(zhuǎn)移到處理室期間，將處理室維持在真空下。
[0032]本發(fā)明的又一特征是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法。襯底可具有半導層，例如，娃，且/或襯底可具有II1-V族元素層，例如，GaAs。襯底可具有圖案化在襯底的電路側(cè)上的保護層，例如，光致抗蝕劑層。提供具有壁的處理室以及鄰近于處理室的壁的等離子體源。等離子體源可以是高密度等離子體源?？商峁┡c處理室流體連通的真空栗以及與處理室流體連通的氣體入口。在處理室內(nèi)提供工件支撐件。通過將襯底放置在載體支撐件上來形成工件?？赏ㄟ^將襯底粘合到支撐膜且接著將具有支撐膜的襯底安裝到框架來形成工件。支撐膜可具有上表面和下表面。支撐膜可具有聚合物層和/或?qū)щ妼?。支撐膜可以是標準切片膠帶?？蚣芸删哂袑щ妼雍?或金屬層。接著將工件裝載到工件支撐件上以進行等離子體處理?？蓪F電源耦合到工件支撐件以在工件周圍產(chǎn)生等離子體?？赏ㄟ^將例如氦氣等加壓氣體從工件支撐件供應(yīng)到工件而提供工件與工件支撐件之間的熱連通?？蓪㈧o電夾盤并入到工件支撐件中，進而靜電夾盤可將支撐膜夾持到靜電夾盤?？稍诘入x子體源與工件之間置入蓋環(huán)。在襯底與框架之間置入中間環(huán)。中間環(huán)可不重疊蓋環(huán)。中間環(huán)可還包括內(nèi)徑，并且襯底可還包括外徑，其中中間環(huán)的內(nèi)徑的大小大于襯底的外徑。中間環(huán)可被定位成與襯底共面。中間環(huán)可包括一個或更多個構(gòu)件。中間環(huán)可被定位在支撐膜的上表面上，并且襯底可被定位在支撐膜的上表面上?？赏ㄟ^真空栗降低處理室內(nèi)的壓力，且可通過氣體入口將處理氣體引入到處理室中。通過等離子體源產(chǎn)生等離子體，進而通過所產(chǎn)生的等離子體來處理工件。可提供與處理室連通的真空兼容轉(zhuǎn)移模塊?？蓪⒐ぜb載到真空兼容轉(zhuǎn)移模塊中的轉(zhuǎn)移臂上，進而在將工件從真空兼容轉(zhuǎn)移模塊轉(zhuǎn)移到處理室期間，將處理室維持在真空下。
[0033]本發(fā)明的再一特征是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法。襯底可具有半導層，例如，娃，且/或襯底可具有II1-V族元素層，例如，GaAs。襯底可具有圖案化在襯底的電路側(cè)上的保護層，例如，光致抗蝕劑層。提供具有壁的處理室以及鄰近于處理室的壁的等離子體源。等離子體源可以是高密度等離子體源?？商峁┡c處理室流體連通的真空栗以及與處理室流體連通的氣體入口。在處理室內(nèi)提供工件支撐件。通過將襯底放置在載體支撐件上來形成工件?？赏ㄟ^將襯底粘合到支撐膜且接著將具有支撐膜的襯底安裝到框架來形成工件。支撐膜可具有上表面和下表面。支撐膜可具有聚合物層和/或?qū)щ妼印Ｖ文た梢允菢藴是衅z帶?？蚣芸删哂袑щ妼雍?或金屬層。接著將工件裝載到工件支撐件上以進行等離子體處理?？蓪F電源耦合到工件支撐件以在工件周圍產(chǎn)生等離子體?？赏ㄟ^將例如氦氣等加壓氣體從工件支撐件供應(yīng)到工件而提供工件與工件支撐件之間的熱連通。將靜電夾盤并入到工件支撐件中，進而靜電夾盤可將支撐膜夾持到靜電夾盤。靜電夾盤可具有至少一個夾持電極。在襯底與框架之間置入中間環(huán)。中間環(huán)可重疊靜電夾盤的夾持電極。中間環(huán)可完全重疊靜電夾盤的夾持電極。中間環(huán)可還包括內(nèi)徑，并且襯底可還包括外徑，其中中間環(huán)的內(nèi)徑的大小大于襯底的外徑。中間環(huán)可被定位成與襯底共面。中間環(huán)可包括一個或更多個構(gòu)件。中間環(huán)可被定位在支撐膜的上表面上，并且襯底可被定位在支撐膜的上表面上。可通過真空栗降低處理室內(nèi)的壓力，且可通過氣體入口將處理氣體引入到處理室中。通過等離子體源產(chǎn)生等離子體，進而通過所產(chǎn)生的等離子體來處理工件。可提供與處理室連通的真空兼容轉(zhuǎn)移模塊?？蓪⒐ぜb載到真空兼容轉(zhuǎn)移模塊中的轉(zhuǎn)移臂上，進而在將工件從真空兼容轉(zhuǎn)移模塊轉(zhuǎn)移到處理室期間，將處理室維持在真空下。
[0034]本發(fā)明的另一特征是提供一種用于對襯底進行等離子體切片的方法。使用剛性框架、中間環(huán)、柔性隔膜和至少一個襯底來組裝工件。襯底可具有半導層，例如，硅，且/或襯底可具有II1-V族元素層，例如，GaAs。襯底可具有圖案化在襯底的電路側(cè)上的保護層，例如，光致抗蝕劑層。柔性隔膜可具有聚合物層和/或?qū)щ妼?。柔性隔膜可以是標準切片膠帶?？蚣芸删哂袑щ妼雍?或金屬層。中間環(huán)可被定位成與襯底共面。中間環(huán)可包括一個或更多個構(gòu)件。中間環(huán)可被定位在支撐膜的上表面上，并且襯底可被定位在支撐膜的上表面上。接著將工件轉(zhuǎn)移到處理室中。使工件的襯底暴露于等離子體。在等離子體處理之后，通過移除剛性框架來修改工件。接著，發(fā)送修改后的工件以進行下游處理。
[0035]前文已相當寬泛地概述本發(fā)明的較相關(guān)和重要的特征，以便可較好地理解下文的【具體實施方式】，以可更全面地理解對本領(lǐng)域的當前貢獻。將在下文描述本發(fā)明的額外特征，其中所述特征形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所公開的概念和具體實施例可容易用作用于修改或設(shè)計執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)理解，這些等同構(gòu)造不偏離所附權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說明】
[0036]圖1是圖示由格線分離的單獨的器件的半導體襯底的俯視圖；
[0037]圖2是圖示由格線分離的單獨的器件的半導體襯底的橫截面圖；
[0038]圖3是圖示安裝到膠帶和框架的半導體襯底的橫截面圖；
[0039]圖4是圖示正通過等離子體處理蝕刻的安裝到膠帶和框架的半導體襯底的橫截面圖；
[0040]圖5是安裝到膠帶和框架的被分離的半導體器件的橫截面圖；
[0041 ]圖6是真空處理室的橫截面圖；
[0042]圖7是處于處理位置中的晶圓/框架的橫截面圖；
[0043]圖8是處于真空處理室中的框架和蓋環(huán)的放大的橫截面圖；
[0044]圖9是具有安裝到室壁的蓋環(huán)的室內(nèi)的部分的橫截面圖；
[0045]圖10是具有安裝到內(nèi)部散熱片的蓋環(huán)的室內(nèi)的部分的橫截面圖；
[0046]圖11是由轉(zhuǎn)移臂支撐的安裝到膠帶和框架的半導體襯底的俯視圖；
[0047]圖12是由轉(zhuǎn)移臂支撐的安裝到膠帶和框架的半導體襯底的橫截面圖；
[0048]圖13是處于轉(zhuǎn)移位置中的晶圓/框架的橫截面圖；
[0049]圖14是篩網(wǎng)的頂視圖；
[0050]圖15是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的靜電夾盤的頂視圖；
[0051 ]圖16是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多區(qū)靜電夾盤的頂視圖；
[0052]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤的頂視圖；
[0053]圖18是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的靜電夾盤上的襯底的橫截面圖；
[0054]圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤上的工件的橫截面圖；
[0055]圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤的橫截面圖；
[0056]圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤的橫截面圖；
[0057]圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有多個襯底的工件的俯視圖；
[0058]圖23a到圖23c是根據(jù)本發(fā)明的機械隔板的變化的橫截面圖；
[0059]圖24是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的所蝕刻的特征的橫截面圖；
[0060]圖25是根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)整機械隔板的方法的流程圖；
[0061]圖26是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤的橫截面；
[0062]圖27是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤的橫截面；
[0063]圖28是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)的俯視圖；
[0064]圖29是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)和ESC的橫截面；
[0065]圖30是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)和ESC的橫截面；
[0066]圖31a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一組單獨的器件的頂視圖；
[0067]圖31b是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一組單獨的器件和一個過程控制監(jiān)控器的頂視圖；
[0068]圖32是根據(jù)本發(fā)明的一組單獨的器件的頂視圖；
[0069]圖33是根據(jù)本發(fā)明的一組單獨的器件和一個過程控制監(jiān)控器的俯視圖；
[0070]圖34是根據(jù)本發(fā)明的一組單獨的器件和一個過程控制監(jiān)控器的俯視圖；
[0071 ]圖35是根據(jù)本發(fā)明的一組單獨的器件和多個過程控制監(jiān)控器的俯視圖；
[0072]圖36是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由格線分離的單獨的器件的半導體襯底的俯視圖；
[0073]圖37是圖示根據(jù)本發(fā)明的由格線分離的單獨的器件的半導體襯底的俯視圖；
[0074]圖38是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)的俯視圖；
[0075]圖39是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)的俯視圖；
[0076]圖40是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)的俯視圖；
[0077]圖41是根據(jù)本發(fā)明的蓋環(huán)的俯視圖；
[0078]圖42是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的安裝到膠帶和含有中間環(huán)的框架的半導體襯底的橫截面圖；
[0079]圖43是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有蓋環(huán)以及含有中間環(huán)的工件的室內(nèi)的部分的橫截面圖；
[0080]圖44是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的靜電夾盤上的含有中間環(huán)的工件的橫截面圖；以及
[0081]圖45是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處理含有中間環(huán)的工件的方法的流程圖。
[0082]類似的附圖標記遍及附圖的若干視圖表示類似的部分。
【具體實施方式】
[0083]器件制造后的典型半導體襯底被圖示在圖1中。襯底(100)在其表面上具有含有由格線區(qū)域(120)分離的器件結(jié)構(gòu)(110)的數(shù)個區(qū)域，其中，格線區(qū)域(120)允許將器件結(jié)構(gòu)分離為單獨的管芯。雖然硅通常用作襯底材料，但因特定特性而被選擇的其它材料被頻繁采用。這些襯底材料包含砷化鎵和其它II1-V族元素材料或已被沉積半導層的非半導體襯底。其它襯底類型還可包含絕緣體上硅(SOI)晶圓和安裝在載體上的半導體晶圓。雖然以上實例描述由格線分離的管芯，但本發(fā)明的方面可有益地應(yīng)用到襯底上的其它圖案構(gòu)造。
[0084]在本發(fā)明中，如圖2的橫截面圖所示，器件結(jié)構(gòu)(110)接著被覆蓋保護材料(200)，同時格線區(qū)域(120)保持不受保護。此保護材料(200)可以是通過熟知技術(shù)涂覆和圖案化的光致抗蝕劑。作為最終處理步驟，一些器件被涂布橫跨整個襯底涂覆的保護介電層，例如，二氧化硅或PSG。如工業(yè)中所熟知的，可通過以光致抗蝕劑進行圖案化且蝕刻介電材料而從格線區(qū)域(120)選擇性移除保護介電層。這使器件結(jié)構(gòu)(110)由介電材料保護，且襯底(100)在格線區(qū)域(120)中實質(zhì)上不受保護。應(yīng)注意，在一些狀況下，用于檢查晶圓質(zhì)量的測試特征可位于格線區(qū)域(120)中。取決于具體晶圓制造過程流程，這些測試特征在晶圓切片過程期間可受到保護或可不受到保護。雖然所圖示的器件圖案示出長方形管芯，但這不是必要的，且單獨的器件結(jié)構(gòu)(110)可以是最佳地適用于襯底(100)的最優(yōu)利用的任何其它形狀，例如，六邊形。重要的是注意到，雖然先前實例考慮將介電材料用作保護膜，但本發(fā)明可通過廣泛范圍的保護膜來實踐，該保護膜包含半導電保護膜和導電保護膜。此外，保護層可由多種材料組成。還重要的是注意到，保護膜的某一部分可以是最終器件結(jié)構(gòu)的整體部分(例如，鈍化介電質(zhì)、金屬焊盤等)。此外，本發(fā)明還可有益地用于塊體晶圓，而不必具有器件或器件結(jié)構(gòu)。一個這種實例可以是由界定待蝕刻的結(jié)構(gòu)的掩蔽材料覆蓋的半導體襯底(硅、II1-V族元素化合物)，該半導體襯底被安裝在載體上或不被安裝。襯底還可含有具有不同材料性質(zhì)的至少一個額外層，例如，絕緣層。
[0085]襯底(100)可通常通過研磨過程來減薄，這會將襯底厚度減小到幾百微米到薄達約30微米或更小。如圖3所示，減薄的襯底(100)接著粘合到膠帶(300)，而膠帶(300)轉(zhuǎn)而安裝在剛性框架(310)中以形成工件(320)。膠帶(300)可以是如本領(lǐng)域中所知的UV釋放膠帶(例如，UV釋放切片膠帶)?？蚣芡ǔ榻饘倩蛩芰希渌蚣懿牧弦彩强尚械?。框架(310)可以是任何形狀，包含不對稱形狀。膠帶(300)通常由含有碳的聚合物材料制成，且可另外具有涂覆到其表面的薄導電層。膠帶(300)提供對減薄的襯底(100)的支撐，否則減薄的襯底(100)過于易碎而不能在不出現(xiàn)裂紋的情況下處置。應(yīng)注意，圖案化、減薄且接著安裝的順序并不是關(guān)鍵的，且步驟可被調(diào)整以最佳地適配特定器件和襯底以及所使用的處理設(shè)備。重要的是注意到，雖然先前實例考慮由如下過程組成的工件(320)，即將襯底(100)安裝在粘合膠帶(300)上，粘合膠帶(300)轉(zhuǎn)而被附接到框架(310)，但本發(fā)明不受晶圓和載體的構(gòu)造的限制。晶圓載體可包括各種材料。在等離子體切片過程期間，載體支撐襯底。此外，晶圓不需要使用粘合劑附接到載體，將晶圓固持到載體且允許襯底到陰極的裝置熱連通的任何方法是足夠的(例如，靜電夾持的載體、具有機械夾持機構(gòu)的載體等)。
[0086]在將具有膠帶(300)的襯底(100)安裝在切片框架(310)中后，工件(320)被轉(zhuǎn)移到真空處理室中。理想地，轉(zhuǎn)移模塊也處于真空下，這使處理室在轉(zhuǎn)移期間保持在真空下，從而減少處理時間，且防止處理室暴露于大氣和可能的污染。如圖6所示，真空處理室(600)配備有:氣體入口(610);高密度等離子體源(620)，用于產(chǎn)生高密度等離子體，例如，感應(yīng)耦合等離子體(ICP) JCP源通常由接近介電壁(622)的天線(624)組成。RF能量從天線(624)通過介電壁(622)而耦合到真空處理室中以形成等離子體(697)。高密度等離子體源(620)通常由RF電源(637)通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(642)供能。高密度等離子體源通常以約100W到數(shù)十kW的RF電力操作。RF電源(637)通常以IkHz到200MHz的頻率操作。ICP等離子體源可含有一個以上天線，如本領(lǐng)域中所知。真空處理室(600)還含有:工件支撐件(630)，工件支撐件(630)用于支撐工件(320) ;RF偏壓電源(640)，RF偏壓電源(640)通過工件支撐件(630)將RF電力耦合到工件(320);以及真空栗(650)，真空栗(650)用于從處理室(600)栗吸氣體。RF偏壓電源(640)可通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(641)耦合以將RF能量更有效地耦合到工件支撐件(630)。在處理期間，襯底(100)的不受保護的區(qū)域(120)使用如圖4所示的反應(yīng)性等離子體蝕刻過程(400)而被蝕刻掉。這使器件(110)分離為單獨的管芯(500)，如圖5所示。在本發(fā)明的另一實施例中，襯底(100)的不受保護的區(qū)域(120)使用反應(yīng)性等離子體蝕刻過程(400)而被部分蝕刻掉。在這狀況下，下游操作例如機械斷裂操作可用于完成管芯分離。這些下游方法在本領(lǐng)域中是熟知的。
[0087]雖然先前實例描述了本發(fā)明結(jié)合高密度等離子體(例如，ECR、ICP、螺旋波和磁增強等離子體源)使用真空室，但還能夠使用廣泛范圍的等離子體處理來蝕刻襯底的不受保護的區(qū)域。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想象到本發(fā)明的變化，即在真空室中使用低密度等離子體源或者甚至在大氣壓下或接近大氣壓使用等離子體。
[0088]當工件(襯底/膠帶/框架組件)(320)處于用于等離子體處理的位置中時，框架(310)可受到保護而不暴露于等離子體(400)。暴露于等離子體(400)可導致框架(310)的加熱，而框架(310)的加熱轉(zhuǎn)而可導致安裝膠帶(300)的局部加熱。在高于約100°C的溫度下，膠帶(300)的物理性質(zhì)及其粘合能力可能惡化，且將不再粘合到框架(310)。此外，將框架(310)暴露于反應(yīng)性等離子體氣體可導致框架(310)的劣化。因為框架(310)通常在晶圓切片后被重新使用，所以這可限制框架(310)的使用壽命。將框架(310)暴露于等離子體(400)還可負面影響蝕刻過程:例如，框架材料可與處理氣體反應(yīng)，從而實際上降低處理氣體在等離子體中的濃度，同時這可降低襯底材料的蝕刻速率，因此增加處理時間。為了保護框架(310)，如圖6、圖7和圖8所示的保護蓋環(huán)(660)被定位在框架(310)上方。在一個實施例中，蓋環(huán)(660)不觸碰框架(310)，這是因為與框架(310)的接觸(這會在轉(zhuǎn)移到處理室(600)中期間發(fā)生)可產(chǎn)生不良的顆粒。
[0089]在圖8中，尺寸(800)表示蓋環(huán)(660)與框架(310)之間的距離。此尺寸的范圍可以是從大于約0.1mm到小于約20mm，其中最優(yōu)值為4mm。如果距離(800)過大，那么等離子體將接觸框架(310)，且蓋環(huán)(660)的益處可能喪失。
[0090]在一個實施例中，蓋環(huán)(660)是溫度控制式的。在沒有冷卻的情況下，蓋環(huán)(660)的溫度可由于暴露于等離子體而升高，且轉(zhuǎn)而經(jīng)由熱輻射而加熱膠帶(300)和框架(310)，因而導致如上所述的劣化。對于蓋環(huán)(660)被冷卻的狀況來說，蓋環(huán)(660)的冷卻通過使其與冷卻本體，例如，圖9所示的處理室(600)的壁或圖10所示的位于處理室(600)內(nèi)的散熱片(1000)直接接觸來實現(xiàn)。為了確保熱從蓋環(huán)(660)充分移除到散熱片(1000)，蓋環(huán)(660)應(yīng)由具有良好熱導率的材料制成。這些材料包含許多金屬例如鋁，但其它導熱材料例如氮化鋁和其它陶瓷可被使用。蓋環(huán)材料的選擇被選擇為與所使用的等離子體處理氣體兼容。雖然鋁對于基于氟的處理來說是令人滿意的，但當使用基于氯的處理時，替代材料例如氮化鋁或保護涂層例如氧化鋁的添加可以是必要的。在等離子體處理期間的蓋環(huán)(660)的操作溫度的范圍為從約25 °C到約350°C。優(yōu)選地，蓋環(huán)(660)的溫度被保持在50 V到90 °C的范圍中，這使到膠帶(300)和框架(310)的熱輻射最小化，且確保膠帶(300)維持其機械完整性?；蛘撸w環(huán)(660)可通過使蓋環(huán)(660)與溫度控制式流體接觸而為溫度控制式的。此流體可以是液體或氣體。在蓋環(huán)(660)溫度由流體控制的狀況下，蓋環(huán)(660)可含有數(shù)個流體通道以促進熱傳遞。這些流體通道可處于蓋環(huán)(660)內(nèi)部，是外部附接的，或兩種情況的某一組入口 ο
[0091]在一個實施例中，蓋環(huán)(660)可從襯底直徑連續(xù)延伸到室內(nèi)直徑。為了避免栗吸傳導的損失(這可負面影響處理室(600)內(nèi)的壓力控制)，多個栗吸孔(1010)可被添加到蓋環(huán)
(660)，這在仍提供從蓋環(huán)(660)進行熱移除的路徑的同時允許處理氣體的充分傳導。在圖9和圖10中，示出了以具體幾何結(jié)構(gòu)布置的多個孔(1010)，但孔(1010)的形狀、密度、大小、圖案和對稱性可取決于所需的處理室(600)尺寸和栗吸傳導而變化。優(yōu)選的是，孔(1010)不重疊膠帶(300)。在另一實施例中，孔(1010)不重疊工件(320)。
[0092]工件(襯底/膠帶/框架組件)(320)由轉(zhuǎn)移臂(1100)轉(zhuǎn)移進出處理室(600)，其中轉(zhuǎn)移臂(1100)支撐框架(310)和襯底(100)，以使得框架(310)和襯底(100)被維持近乎共面，如圖11和圖12所示。轉(zhuǎn)移臂(1100)可支撐膠帶(300)與框架(310)兩者，或單獨支撐框架(310)，但重要的是，組件(320)由于減薄的襯底(100)的易碎性質(zhì)而不能單獨在襯底(100)區(qū)域之下支撐。轉(zhuǎn)移臂(1100)具有附接到轉(zhuǎn)移臂(1100)的對準夾具(1110)，其中對準夾具(1110)在框架(310)被轉(zhuǎn)移到處理室(600)之前在可重復的位置中對準框架(310)。框架(310)還可通過半導體處理中熟知的其它技術(shù)(例如，光學對準)來對準。還可通過這些熟知技術(shù)來對襯底(100)執(zhí)行對準。重要的是，工件(襯底/膠帶/框架組件)(320)在放置在處理室(600)內(nèi)之前被對準，以避免如下文解釋的錯誤處理。
[0093]在圖8中，襯底到框架的尺寸(810)表示襯底(100)的外徑與框架(310)的內(nèi)徑之間的距離。該尺寸可以是20mm到30mm(例如，對于200mm的襯底來說，Disco公司的切片框架具有約250mm的內(nèi)徑，以使得襯底到框架的尺寸(810)為標稱25mm)。在將晶圓(100)在框架(310)內(nèi)安裝在膠帶(300)上期間，晶圓(100)放置的偏差可多達2mm，以使得作為襯底(100)外徑與蓋環(huán)(660)的內(nèi)徑之間的距離的蓋環(huán)到襯底的距離(820)也可在組件間變化多達2mm。如果某時蓋環(huán)到襯底的距離(820)小于零，那么蓋環(huán)(660)將覆蓋襯底(100)的邊緣。襯底的此區(qū)域?qū)⒈徽趽跚冶蛔柚刮g刻，這可阻止管芯分離且在后續(xù)處理步驟中導致問題。優(yōu)選的是，蓋環(huán)(660)不重疊襯底(100)。在轉(zhuǎn)移之前需要襯底/膠帶/框架組件(320)的對準以防止這些問題。此外，為了另外確保蓋環(huán)到襯底的距離(820)不小于零，蓋環(huán)內(nèi)徑應(yīng)大于襯底(100)的直徑。優(yōu)選的是，蓋環(huán)內(nèi)徑比襯底直徑大5mm(例如，針對200mm的襯底，蓋環(huán)內(nèi)徑為205mm)。圖8中的蓋環(huán)懸凸尺寸(830)表示從蓋環(huán)(660)的內(nèi)徑到框架(310)的內(nèi)徑的距離。在轉(zhuǎn)移到處理室(600)之前的框架(310)的對準確保蓋環(huán)懸凸尺寸(830)對圍繞襯底(100)的整個周界保持基本上恒定，且膠帶(300)的不被靜電夾盤(ESC)(670)接觸的任何部分從等離子體實質(zhì)上被遮擋。在優(yōu)選實施例中，不與ESC(670)熱接觸的任何膠帶(300)被蓋環(huán)(660)重疊。在一個實施例中，蓋環(huán)(660)和襯底(100)位于不同平面中。因此，蓋環(huán)的內(nèi)周
(661)不鄰近于襯底的外周(101)。
[0094]當工件(例如，襯底/膠帶/框架組件)(320)被轉(zhuǎn)移到處理室(600)中時，工件(例如，襯底/膠帶/框架組件)(320)被放置到提升機構(gòu)(680)上且從轉(zhuǎn)移臂(1100)移除。在將工件(例如，襯底/膠帶/框架組件)(320)轉(zhuǎn)移出處理室(600)期間，發(fā)生反向過程。提升機構(gòu)(680)觸碰框架(310)區(qū)域，且不對襯底(100)提供點接觸。對襯底(I 00)進行點接觸可尤其在管芯分離和工件(320)的卸載后對襯底(100)造成損壞，這是因為膠帶(300)的柔性可導致管芯彼此接觸且發(fā)生損壞。圖13示出提升機構(gòu)(680)從底側(cè)提升框架(310);然而還可通過使用夾持裝置與框架(310)的頂表面、底表面、外徑或這些的組合接觸而從轉(zhuǎn)移臂(1100)移除框架(310)。為了具有足夠間距以將工件(320)放置在工件支撐件(630)上來處理襯底
(100)，框架(310)、工件支撐件(630)和蓋環(huán)(660)可相對于彼此移動。這可通過移動蓋環(huán)(660),工件支撐件(630)或提升機構(gòu)(680)或三者的任何組合來實現(xiàn)。
[0095]在等離子體處理期間，熱被傳遞到等離子體觸碰的所有表面，包含襯底(100)、膠帶(300)和框架(310)。蓋環(huán)(660)將使到膠帶(300)和框架(310)的區(qū)域的熱傳遞最小化，但襯底(100)必須暴露于等離子體(400)以供處理。
[0096]如圖6所示，穿孔機械隔板(690)可被置于等離子體源(620)與工件支撐件(630)之間。機械隔板(690)可以是導電的(例如，由金屬制成或涂有金屬)。金屬隔板(690)優(yōu)選由鋁制成。金屬隔板(690)可在允許高含量的中性物質(zhì)抵達工件的同時，幫助減小抵達工件的離子密度和等離子體發(fā)射強度。本發(fā)明提供對抵達工件的離子密度和等離子體發(fā)射強度的控制。對于與本發(fā)明相關(guān)的應(yīng)用來說，優(yōu)選的是，抵達工件的來自等離子體源(620)的離子密度和等離子體發(fā)射強度通過機械隔板以10%到50%的范圍衰減。在一個優(yōu)選實施例中，通過機械隔板進行的衰減可大于10%。在一個優(yōu)選實施例中，通過機械隔板進行的衰減可大于30%。在又一優(yōu)選實施例中，通過機械隔板進行的衰減可大于50%。
[0097]在一個實施例中，機械隔板(690)下方的等離子體通過由RF電力供應(yīng)器(640)經(jīng)由工件支撐件(630)和/或ESC(670)施加RF偏壓電力而持續(xù)。在這狀況下，作用在襯底(100)上的等離子體通過經(jīng)由工件支撐件(630)和/或ESC(670)施加RF偏壓電力而持續(xù)。
[0098]在本發(fā)明中，機械隔板(690)的溫度的范圍可介于(TC與350°C之間。優(yōu)選將機械隔板(690)維持在大于60°C的溫度。機械隔板可完全或部分地將工件與等離子體源分離。優(yōu)選的是，隔板重疊待蝕刻的襯底。在優(yōu)選實施例中，襯底(100)完全重疊機械隔板(690)。在又一實施例中，機械隔板(690)的直徑比襯底(100)的直徑大至少1 %。
[0099]機械隔板(690)應(yīng)被定位在襯底(100)與等離子體源(620)之間。機械隔板(690)可完全將等離子體源(620)中的區(qū)域與室(600)的剩余部分隔離。為了防止機械隔板(690)中的穿孔的圖案印刷在襯底(100)上，優(yōu)選的是，從襯底的頂部到重疊的機械隔板(690)的底表面的距離至少與襯底(100)的頂表面處的等離子體鞘一樣大。等離子體鞘的厚度是壓力、氣體組成和等離子體密度以及其它參數(shù)的函數(shù)。通常，等離子體鞘厚度的范圍是從約100微米到約2厘米。在一個實施例中，機械隔板(690)與襯底(100)的頂表面相距至少0.1mm。機械隔板(690)優(yōu)選與襯底(100)的頂表面相距至少lcm。
[0100]機械隔板(690)中的穿孔(695)允許等離子體擴散穿過且作用在襯底上。穿孔(695)可以是任何形狀和尺寸(例如，圓形、六邊形、橢圓形、任何多邊形等)。機械隔板厚度(2620)可被設(shè)計成影響作用在襯底的表面上的等離子體物質(zhì)組成。如圖23c所示，機械隔板(690)的厚度(2620)可橫跨隔板變化。厚度變化可以是連續(xù)的、離散的或兩者的組合。優(yōu)選地，機械隔板厚度(2620)小于約2.5cm。穿孔孔徑(2600)的范圍可以是從約0.1mm到約I cm。穿孔(695)的典型縱橫比可以是0.5:1到100:1之間，但優(yōu)選為0.5:1到1:1之間。在一個實施例中，機械隔板(690)將等離子體離子密度從等離子體源內(nèi)大于約111Cnf3減小到接近襯底表面小于約101()Cm—3。
[0101]機械隔板(690)中的穿孔(695)可按許多方式來布置。圖14示出機械隔板(690)的頂視圖，其中機械隔板(690)具有以直線圖案均勻地分布的穿孔(695)的圖案。雖然圖14示出穿孔(695)的直線圖案，但可使用包含六邊形、蜂窩形或圓形穿孔圖案的替代構(gòu)造。穿孔(2600)的尺寸可橫跨機械隔板(690)而變化(例如，圖23b和圖23c)。
[0102]在替代實施例中，機械隔板(690)中的穿孔圖案可被設(shè)計成使得穿孔(2610)之間的間隔是可變的(例如，圖23b和圖23c)。在又一實施例中，穿孔的大小和/或形狀可橫跨機械隔板(690)而變化。機械隔板(690)可具有如下穿孔圖案，使得穿孔大小(2600)與間隔(2610)兩者橫跨隔板而變化。
[0103]雖然圖6中的示意圖示出具有一個機械隔板(690)的處理室(600)，但具有設(shè)置在等離子體源(620)與襯底(100)之間的不止一個的機械隔板(690)可以是有益的。機械隔板(690)可以是相同大小和形狀，或可以是不同大小和/或形狀。多個機械隔板(690)可被構(gòu)造在同一平面中或不同平面中(例如，重疊或堆疊的隔板)。多個機械隔板(690)可具有彼此相同或不同的穿孔形狀、大小和圖案。
[0104]高密度等離子體源(620)可產(chǎn)生高水平的UV輻射。此UV輻射可導致不良的副反應(yīng)或損壞襯底(100)。在一些應(yīng)用中，希望將襯底從來自等離子體源(620)的UV發(fā)射屏蔽。減少此發(fā)射的一種方式是限制從等離子體源到襯底的UV發(fā)射的直接路徑(例如，限制從等離子體源到襯底的“視線”)。在處于不同平面且重疊的隔板的狀況下，確保隔板的重疊區(qū)中的穿孔(695)不重合(例如，隔板具有某一重疊區(qū)，其中隔板的穿孔不彼此重疊)可以是有益的。在重疊的隔板(695)的一個實施例中，隔板的重疊區(qū)中的至少一個穿孔(695)不與另一隔板中的穿孔重疊。在重疊的隔板的又一實施例中，隔板(695)中的穿孔都不彼此重疊。在此構(gòu)造中，不存在從等離子體源發(fā)射的光穿過隔板的重疊區(qū)而抵達襯底的直接路徑。
[0105]機械隔板(690)中的穿孔(695)的圖案可用于調(diào)整襯底(100)上的蝕刻均勻度。此調(diào)整可通過使隔板(2620)的厚度、穿孔大小(2600)、穿孔形狀、穿孔間隔(2610)或這些因素的任何組合變化來實現(xiàn)。
[0106]為了確定機械隔板(690)的正確穿孔(695)構(gòu)造，可針對給定的隔板構(gòu)造進行以下步驟(參見圖25):處理襯底、測量至少一個晶圓性質(zhì)(例如，材料蝕刻速率、選擇性比、特征輪廓等)、基于至少一個所測量的性質(zhì)來調(diào)整機械隔板(690)(例如，隔板間隔、從隔板到襯底的距離、隔板厚度和/或穿孔大小、間隔、形狀和/或縱橫比等)。處理另一晶圓，且若必要，重復機械隔板(690)以實現(xiàn)期望的一個或更多個晶圓性質(zhì)。
[0107]通常，在化學驅(qū)動式等離子體蝕刻過程中，希望在維持期望特征輪廓的同時，將襯底蝕刻速率與掩蔽材料蝕刻速率的比(蝕刻選擇性)最大化。在使用時分多路復用處理(例如，Bosch處理或DRIE)的硅蝕刻的狀況下，這通過經(jīng)由襯底支撐件將某一最小RF偏壓電力施加到襯底來實現(xiàn)，以便維持期望特征輪廓。通常，此RF偏壓電力小于約50W。在較高RF偏壓電力下，蝕刻選擇性(材料蝕刻速率/掩模蝕刻速率)可不良地減小。當機械隔板被放置在高密度等離子體源與襯底之間時，可用于蝕刻襯底的離子的密度顯著減小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這允許較高的RF偏壓電力有益地施加到襯底。在機械隔板處于等離子體源與襯底之間的情況下，有益的時分多路復用(例如，Bosch或DRIE)處理結(jié)果可在50W到150W的范圍中的施加到襯底的RF偏壓電力下實現(xiàn)。在優(yōu)選實施例中，施加到襯底的RF偏壓電力大于約50W。在另一優(yōu)選實施例中，施加到襯底的RF偏壓電力大于約100W。在另一優(yōu)選實施例中，施加到襯底的RF偏壓電力大于約150W。
[0108]在等離子體處理期間，襯底(100)的額外冷卻通常是通過使用靜電夾盤(ESC)(670)來提供的。圖15到圖17示出ESC(670)的實例，其中ESC(670)通常用于半導體處理中，以在加壓流體(通常為氣體，例如，氦氣)被維持在襯底(100)與ESC之間的間隙(2000)中時，將吸引力施加到襯底(100)。這確?？稍谝r底(100)與可為溫度控制式的工件支撐件(630)之間發(fā)生有效的熱傳遞。注意，在圖15和圖16中，出于說明的目的，虛線表示ESC的與晶圓(100)重疊的區(qū)域。在處理期間，晶圓(100)位于ESC( 670)的頂表面上。
[0109]圖15示出如本領(lǐng)域中所知的靜電夾盤的頂視圖。ESC(670)通常將具有一個或更多個密封區(qū)(1700)以將加壓流體限定在ESC與正被夾持的襯底(100)之間。密封區(qū)(1700)通常被采用在ESC的周緣附近以及否則會導致加壓流體泄漏且使熱傳遞劣化的任何特征周圍。一些ESC利用如圖16所示的多個同心密封帶(1700)，以產(chǎn)生離散容積或區(qū)(1800、1810)，其中離散容積或區(qū)(1800、1810)允許獨立地控制相應(yīng)區(qū)內(nèi)的流體壓力。這些ESC通常被描述為多壓力區(qū)ESC。還可能的是，壓力區(qū)(1800、1810)不是離散的，且一些加壓流體在區(qū)之間泄漏。寬密封區(qū)(1700)通常不是優(yōu)選的。通常，橫跨重疊所述寬密封區(qū)的工件區(qū)域的熱梯度可負面地影響蝕刻的一些特性。相反，如果密封區(qū)不是足夠?qū)挘敲醇訅毫黧w可能泄漏，且熱傳遞可能劣化。如圖15所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，如上所述的密封區(qū)或密封帶(1700)不延伸超出襯底(100)，這是因為如果密封區(qū)或密封帶(1700)延伸超出襯底(100)，將會使密封帶(1700)的密封表面暴露于潛在腐蝕性的等離子體氣體，這可縮短ESC的使用壽命。圖18示出如本領(lǐng)域中所知的靜電夾盤上的剛性襯底(10)的橫截面圖。注意，密封帶(I700)被襯底(100)重疊。此外，本領(lǐng)域中通常使襯底(100)延伸超過密封表面(1700)的邊緣，以便在將晶圓放置在ESC(670)上期間適應(yīng)任何放置誤差。還重要的是，注意到，在現(xiàn)有技術(shù)中，用于將襯底提離ESC的提升銷孔(1720)和提升銷(2025)也位于襯底(100)下，處于最外部密封帶(17 O O)內(nèi)。最終，本領(lǐng)域中已知的E S C具有被限定到襯底(1 O)下方的區(qū)域的夾持電極(2010)。因此，夾持電極(2010)處于由外密封帶(1700)界定的區(qū)域內(nèi)，夾持電極(2010)與外密封帶(1700)兩者都處于晶圓周緣內(nèi)。
[0110]圖19示出本發(fā)明的一個實施例的橫截面圖。當夾持柔性工件(例如，含有膠帶(300)的工件(320)等)時，優(yōu)選使至少一個夾持電極(2010)重疊密封區(qū)(1700)，如圖19所描繪。這在工件的柔性區(qū)重疊密封區(qū)(1700)時是特別重要的。夾持電極(2010)與柔性工件(300)的重疊幫助將氦氣泄漏最小化。優(yōu)選地，此重疊(2200)大于Imm寬。重疊(2200)可包含密封帶周界的內(nèi)側(cè)邊緣、密封帶周緣的外邊緣、密封帶內(nèi)的區(qū)或這三種情況的某一組合。
[0111]在本發(fā)明的一個實施例中，由夾持電極(2010)和密封帶(1700)的重疊界定的區(qū)形成限定襯底(100)的連續(xù)邊界。在本發(fā)明的另一實施例中，密封帶(1700)可被夾持電極(2010)完全重疊。
[0112]在本發(fā)明的又一實施例中，夾持電極(2010)可重疊蓋環(huán)(660)。重疊(2240)通常處于約Imm到小于約1mm的范圍中。在一個優(yōu)選實施例中，重疊(2240)小于約1mm。在另一優(yōu)選實施例中，重疊(2240)小于約10mm。重疊(2240)可以是零。
[0113]在另一實施例中，密封帶(1700)的某一部分不被蓋環(huán)(660)重疊，該未屏蔽密封帶區(qū)(2250)示出在圖19中。在此構(gòu)造中，優(yōu)選的是，夾持電極(2010)重疊未屏蔽密封帶區(qū)(2250)的某一部分(例如，未被蓋環(huán)(660)覆蓋的密封帶(1700))。優(yōu)選的是，夾持電極(2010)與未屏蔽密封帶區(qū)(2250)的重疊大于約Imm寬。也優(yōu)選的是，夾持電極(2010)與未屏蔽密封帶區(qū)(2250)的重疊限定襯底(100)。在一個實施例中，夾持電極(2010)重疊未被蓋環(huán)(660)重疊的密封帶(1700)的整個未屏蔽密封帶區(qū)(2250)。
[0114]所述密封區(qū)(1700)通常為Imm到15mm寬，但優(yōu)選小于10mm。對于工件(襯底/膠帶/框架組件)(320)來說，襯底(100)的直徑外且框架(310)的內(nèi)徑內(nèi)的區(qū)域是膠帶(300)。
[0115]雖然前述實例是以具有一個密封帶的單區(qū)ESC而對ESC描述的，但這些實施例還可有益地應(yīng)用到具有多個壓力區(qū)(和多個密封帶)的靜電夾盤。
[0116]使用典型的ESC，因為蓋環(huán)(660)大于襯底(100)的直徑，所以將存在膠帶(300)的暴露于等離子體處理的區(qū)域，該區(qū)域未被ESC(670)夾持且進行溫度控制或由蓋環(huán)(660)從等離子體(400)屏蔽。膠帶(300)的此區(qū)域?qū)⑦_到高溫且可能出現(xiàn)故障。因此，圖8示出ESC(670)的使用，該ESC(670)被故意制造得大于襯底直徑，以使得在區(qū)(例如，由蓋環(huán)到襯底的距離(820)界定的區(qū)域)中暴露于等離子體的任何膠帶(300)也被夾持且進行溫度控制。ESC直徑可向外延伸到框架(310)的外周，但ESC直徑優(yōu)選比框架(310)的內(nèi)徑小至少0.2mm。對于其它框架形狀因素來說，ESC直徑優(yōu)選小于框架中的最大開口。
[0117]如圖15所示，如本領(lǐng)域中所知的且用于半導體處理的典型的ESC在其表面上具有圖案(1730)。圖案化表面(1730)被襯底(100)完全重疊，且處于密封帶(1700)內(nèi)。氦氣進入孔(1710)處于圖案化區(qū)域(1730)中。圖案通常被修整成控制某些ESC特性，例如(但不限于)熱傳遞、溫度均勻性、氦氣擴散和夾持力。圖案還可被修整成使顆粒產(chǎn)生最小化。如圖18所示，圖案化產(chǎn)生至少一個幾乎平面的表面(2020)，其中幾乎平面的表面(2020)處于ESC的襯底接觸表面(2030)下方，因此在襯底被夾持時形成至少一個間隙(2000)。此間隙(2000)通常被填充有加壓流體(例如，氦氣)以促進熱傳遞。
[0118]圖19示出本發(fā)明的另一實施例。對于工件含有柔性隔膜(300)的應(yīng)用如等離子體切片來說，優(yōu)選的是，圖案間隔(2210)被選擇成使隔膜(300)的變形最小化。對于等離子體切片來說，這在管芯(110)已分離(單體化)且僅實質(zhì)上由柔性膠帶(300)支撐之后是特別重要的。當圖案間隔(2210)大于單獨的管芯的至少一個尺寸(長度和/或?qū)挾?，但不是厚?時，有可能的是，管芯可能在分離之后傾斜且彼此接觸，而潛在地導致對管芯的損壞。在一個實施例中，ESC表面上的圖案具有小于最小管芯尺寸(長度和/或?qū)挾?的圖案間隔(2210)。圖案深度具有小于約50μηι到小于約10ym的優(yōu)選范圍。在優(yōu)選實施例中，優(yōu)選的是，圖案深度(2230)小于ΙΟΟμπι。在另一優(yōu)選實施例中，優(yōu)選的是，圖案深度(2230)小于50μπι。圖案深度(2230)可小于15μπι。管芯大小的范圍可以是從約數(shù)十微米到數(shù)厘米。
[0119]在另一實施例中，在平行于密封表面的平面中的圖案特征大小(2220)可介于0.1mm與30mm之間，但圖案特征大小(2220)優(yōu)選介于0.5mm與I Omm之間。圖案間隔(2210)通常至少為平行于密封表面的平面中的圖案特征大小(2220)，但優(yōu)選至少1.5倍于該圖案特征大小(2220)。雖然大小用于描述圖案特征的尺寸，但可以使用類似尺寸的不同形狀。圖案特征(2220)的大小和形狀可變化。類似地，圖案特征(2220)之間的圖案間隔(2210)的大小、形狀和深度也可變化。
[0120]在另一實施例中，一旦管芯分離，為了防止管芯彼此接觸，與襯底重疊的ESC區(qū)可被設(shè)計成具有圖案特征大小(2220)和圖案特征間隔(2210)，以使得圖案特征大小(2220)與圖案特征間隔(2210)兩者小于待單體化的管芯。襯底(100)可被ESC的圖案化區(qū)域完全重疊。管芯大小的范圍可以是約數(shù)十微米到若干厘米。在一個實施例中，ESC(670)的被襯底(100)重疊的表面被粗糙化。粗糙化可經(jīng)由物理方式(例如，噴珠、噴砂等)、化學方式或兩者的組合來實現(xiàn)。粗糙化的表面允許背側(cè)冷卻氣體(例如，氦氣)填充ESC (670)與工件(320)之間的空隙。優(yōu)選的是，工件(320)之下的ESC表面的粗糙度大于密封環(huán)(1700)的粗糙度。密封環(huán)區(qū)域通常具有小于約10微米-英寸(Ra)的表面粗糙度。還優(yōu)選的是，被襯底重疊的ESC(670)表面的粗糙度大于約12微米-英寸(Ra)。被襯底重疊的ESC(670)表面的粗糙度可大于約3 O微米-英寸(Ra)。也優(yōu)選的是，粗糙化的E SC表面在約I mm到約I Omm的范圍中延伸超出襯底(100)的周緣。還優(yōu)選的是，粗糙化的表面延伸超出襯底(100)的周緣至少約1mm。在另一優(yōu)選實施例中，ESC的粗糙化的表面可從襯底的周緣延伸大于約10_。
[0121]在工件(320)如圖22所示含有不止一個襯底(100)的狀況下，優(yōu)選的是，ESC(670)延伸超出至少一個襯底(100)的邊緣，優(yōu)選延伸超出所有襯底(100)的邊緣。為了將冷卻氣體(通常為氦氣)限定在襯底之后，膠帶(300)必須在靜電夾盤(670)與膠帶(300)之間形成密封表面。此密封表面通常被稱為密封帶(I700)。在一個實施例中，密封表面(1700)是連續(xù)的，且形成限定所有襯底(100)的區(qū)。在另一實施例中，密封帶(1700)可以是不連續(xù)的，且限定至少一個襯底。在又一實施例中，每一襯底(100)由單獨的密封帶(1700)限定。在另一實施例中，襯底(100)可覆蓋密封帶，或者替代地，密封帶可位于襯底(100)外。
[0122]在工件(320)含有多個襯底的狀況下，ESC(670)可含有單個夾持電極(2010)(例如，單極)或多個夾持電極(2010)(例如，多極)。當多個襯底(100)存在于工件(320)上時，優(yōu)選的是，夾持電極(2010)延伸超出工件(320)上的至少一個襯底(100)的周緣。優(yōu)選地，夾持電極在約Imm到約1mm的優(yōu)選范圍中延伸超出工件(320)上的所有襯底(100)的周緣。優(yōu)選的是，夾持電極延伸超出每一襯底(100)周緣至少1mm。在另一實施例中，夾持電極(2010)可延伸超出工件(320)上的每一襯底(100)周緣至少10mm。在另一實施例中，夾持電極(2010)重疊所有襯底(100)。在另一實施例中，每一襯底(100)被夾持電極(2010)完全重疊。優(yōu)選的是，夾持電極(2010)在重疊襯底(100)處是連續(xù)的(例如，無切口)。也優(yōu)選的是，氦氣進入孔(1710)不被任何襯底(100)。氦氣進入孔可與任何襯底周緣相距至少1_。
[0123]在如圖15和圖17所示的現(xiàn)有技術(shù)中，未被晶圓(100)覆蓋的ESC(670)的區(qū)域被填充環(huán)(700)覆蓋且保護免受等離子體。這與本發(fā)明形成對比，在本發(fā)明中，ESC(670)的頂表面被膠帶(300)保護免受等離子體暴露。填充環(huán)(700)可被構(gòu)造成使得填充環(huán)(700)不暴露于等離子體。在工件(320)上的多個襯底(100)的狀況下，通過在工件(320)中存在柔性膠帶(300)來保護頂表面。這與現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造形成對比，其中現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造在ESC上方設(shè)置保護蓋，以保護襯底之間的ESC的表面免受等離子體暴露。
[0124]對于ESC(670)含有不止一個夾持電極的所有狀況(工件(320)上的單個電極或多個電極)來說，優(yōu)選的是，任何夾持電極的邊緣不與襯底(I 00)交叉。還優(yōu)選的是，夾持電極的邊緣與襯底(100)的周緣相距至少1mm。
[0125]當夾持與ESC接觸的表面是電絕緣體的工件時，優(yōu)選的是，電絕緣體的相對靜電容率(通常被稱為其相對介電常數(shù))大于2。還優(yōu)選的是，覆蓋ESC的夾持電極的電絕緣層具有大于6的相對介電常數(shù)，但可通常大于2。填充間隙(2000)的加壓流體的相對介電常數(shù)優(yōu)選小于任何邊界電絕緣體的最低相對介電常數(shù)。加壓流體的相對介電常數(shù)理想上小于2。間隙內(nèi)的強電場導致施加到工件的底表面上的強夾持力。間隙(2000)中的流體的壓力通常介于I托與100托之間，但優(yōu)選介于I托與40托之間。
[0126]如圖18所示，本領(lǐng)域中已知，加壓流體可通過穿透ESC的孔(1710)或特征被引入到工件與ESC之間的間隙中。本領(lǐng)域中已知，夾持電極(2010)在穿透所述電極的這些孔或任何其它特征附近的任何部分被切除。通常，這些孔(1710)或穿透特征本質(zhì)上是圓形的；因此，電極內(nèi)的切口通常是類似形狀?？?1710)或穿透特征與夾持電極(2010)切口之間的間距(2015)通常用于防止操作期間的加壓流體的起弧或離子化。圖15還示出針對本領(lǐng)域中已知的ESC，氣體引入孔(1710)通常被襯底(100)重疊。此外，如圖18所示，在現(xiàn)有技術(shù)ESC中，夾持電極(2010)在孔(1710)或穿透特征周圍某距離(2015)處具有切口。因為孔(1710)或穿透特征被襯底重疊，所以夾持電極中的切口也被襯底重疊。
[0127]對于離子驅(qū)動的蝕刻過程(例如，RF電力被施加到工件支撐件和/或ESC夾持電極)來說，由夾持電極和/或工件支撐件的不連續(xù)性引起的電場的局部化畸變可導致等離子體鞘不均勻性。等離子體鞘的不均勻性可導致離子以各種角度撞擊在晶圓上。撞擊的離子將具有受下文將論述的若干參數(shù)(例如，工件支撐件RF頻率)影響的角分布。上文所論述的因不連續(xù)性所致的鞘畸變可使角分布偏斜、縮窄或加寬。當蝕刻特征時，這些影響可轉(zhuǎn)化為可能被傾斜、偏斜、彎曲或具有側(cè)壁劣化的輪廓。
[0128]圖17示出本發(fā)明的另一實施例。當使用例如圖3所描繪的工件等工件或襯底結(jié)合延伸超出襯底(100)的ESC(670)安裝到過大的載體時，優(yōu)選將孔(例如，氦氣進入口)(1710)放置在襯底(100)周緣外。類似地，優(yōu)選的是，提升銷孔(1720)位于晶圓(100)周緣外。在一個實施例(如圖9所示)中，ESC不含有用于提升機構(gòu)(680)的穿孔。提升機構(gòu)(680)可處于工件支撐件(630)外部。注意，在圖17中，出于說明的目的，虛線表示ESC的晶圓(100)重疊的區(qū)域。在處理期間，工件(320)(且因此，襯底(100))位于ESC( 670)的頂表面上。
[0129]如圖19所示，孔(例如，氦氣進入口)(1710)和提升銷孔(1720)在晶圓周緣外的放置允許被襯底(100)重疊的夾持電極(2010)是連續(xù)的，而無切口(與圖18所示的現(xiàn)有技術(shù)相反)。在優(yōu)選實施例中，夾持電極(2010)完全重疊襯底。在又一實施例中，夾持電極(2010)完全重疊襯底，且重疊大于或等于1.02倍于襯底(100)直徑的區(qū)。在又一實施例中，夾持電極(2010)與整個襯底(100)重疊，且延伸超出襯底(100)的邊緣至少2mm。優(yōu)選地，夾持電極(2010)比襯底(100)直徑大至少約40 %。
[0130]雖然對于ESC通常使孔(1710)和提升銷孔(1720)處于襯底下(參見現(xiàn)有技術(shù)的圖15和圖16)，但當至少一個夾持電極(2010)和/或工件支撐件(630)被施加RF電力時，優(yōu)選不使孔(1710)和提升銷孔(1720)處于晶圓下。當使用工件(320)和例如圖19所描繪的ESC的ESC時，優(yōu)選的是，被施加RF電力的區(qū)(例如，工件支撐件(630)或夾持電極(2010))的直徑大于正被蝕刻的襯底(100)。如上所述，由被施加RF電力的區(qū)的邊緣引起的鞘不均勻性可對蝕刻輪廓具有有害影響，且因此，優(yōu)選的是，該被施加RF電力的一個或更多個區(qū)比襯底(100)的直徑大至少5%。理想地，如果厚度和相對介電常數(shù)在該被施加RF電力的一個或更多個區(qū)上方保持幾乎不變，那么所述被施加RF電力的區(qū)的直徑應(yīng)比襯底(100)大了約40%。被施加RF電力的區(qū)可超出襯底(100)的周緣大于10_。
[0131]圖26示出本發(fā)明的另一實施例。在此實施例中，ESC(670)重疊框架(310)。在此構(gòu)造中，在密封帶(1700)與框架(310)之間存在重疊區(qū)。框架(310)可完全重疊密封帶(1700)。圖26圖示框架(310)的內(nèi)徑小于最外部密封帶(1700)的內(nèi)徑的狀況，但重要的是注意到，最外部密封帶(1700)的內(nèi)徑可小于或等于框架(310)的內(nèi)徑。此外，圖26示出針對具有單個密封帶(1700)的單個氦氣背側(cè)冷卻區(qū)構(gòu)造的ESC，但本發(fā)明也可有益地應(yīng)用到具有多個氦氣冷卻區(qū)和/或密封帶的ESC。
[0132]圖26還示出柔性膠帶(300)(例如，切片膠帶)不完全重疊框架(310)的工件構(gòu)造。為了保護密封帶表面免受因反應(yīng)物或副產(chǎn)物所致的劣化，優(yōu)選的是，密封帶(1700)不延伸超出柔性膠帶(300)的周緣。為了將夾持力提供到框架(310)，也優(yōu)選的是，夾持電極(2010)的某一部分重疊框架(310)的一部分。在此構(gòu)造中，框架(310)與溫度控制式工件支撐件(630)熱連通，因此，框架(310)可暴露于等離子體。
[0133]圖26所示的實施例也可受益于先前實施例所述的特征(除蓋環(huán)(660)之外)?？稍诓皇褂蒙w環(huán)的情況下有益地應(yīng)用圖26所圖示且描述的實施例。
[0134]對于需要RF偏壓電壓的過程來說，為了使襯底(100)表面處的等離子體鞘的擾動最小化，所述擾動可導致蝕刻非均勻性，優(yōu)選的是，ESC(670)的被襯底(100)重疊的區(qū)是均勻的，而沒有穿過ESC(670)的穿孔(例如，氦氣進入孔(1710)或提升銷孔(1720))。優(yōu)選的是，氦氣入口(1710)不被襯底重疊(例如，氦氣入口(1701)位于襯底(100)的周緣外)。氦氣入口(1710)必須位于最外部密封帶(1700)內(nèi)部。優(yōu)選地，任何密封帶(1700)不被襯底(100)重疊。也優(yōu)選的是，夾持電極(2010)在夾持電極被襯底(I 00)重疊的區(qū)中是連續(xù)的。優(yōu)選的是，夾持電極(2010)完全重疊襯底(100)。夾持電極(2010)可延伸超出襯底(100)的周緣。還優(yōu)選的是，提升銷(2025)和提升銷孔(1720)位于襯底(100)周緣外。提升銷可在膠帶(300)重疊框架(310)處觸碰框架(310)和/或膠帶(300)。在替代實施例中，提升機構(gòu)可位于工件支撐件(630)外。提升機構(gòu)可從框架(310)的底部、頂部或側(cè)面或三者的某一組合接觸框架(310)。
[0135]圖27示出本發(fā)明的又一實施例。此實施例可含有圖26所述的特征以及蓋環(huán)(660)。在此構(gòu)造中，蓋環(huán)可重疊工件(320)的未夾持部分且保護這些部分免受等離子體。蓋環(huán)(660)位于等離子體源(620)與工件(320)之間。蓋環(huán)(660)的內(nèi)徑可大于框架(310)的內(nèi)徑。蓋環(huán)(660)可具有端口(1010)以允許提高的栗吸效率。優(yōu)選的是，端口(1010)位于工件支撐件(630)的周緣外。
[0136]還重要的是注意到，圖26和圖27針對含有單個襯底(100)的工件(320)而圖示本發(fā)明的方面。本發(fā)明還可有益地應(yīng)用到含有多個襯底的工件(320)(例如，圖22所示的工件)。
[0137]在圖38所示的本發(fā)明的另一實施例中，蓋環(huán)(660)被構(gòu)造用于含有兩個或更多個襯底(100)的工件(320)。襯底(100)可以是不同大小和/或形狀。襯底(100)可以是一片較大襯底(100)。襯底(100)可含有不同材料。優(yōu)選的是，襯底以類似化學制劑處理(例如，硅與鍺兩者在含氟化學制劑中被蝕刻)。蓋環(huán)(660)含有至少一個開口(662)，該至少一個開口
(662)將不止一個襯底(100)暴露于等離子體。優(yōu)選的是，蓋環(huán)(660)不重疊襯底(100)。在優(yōu)選實施例中，從蓋環(huán)開口(662)到襯底(100)周緣的距離(3800)為至少0.1mm。還優(yōu)選的是，從蓋環(huán)開口(662)到任何襯底(100)周緣的距離(3800)為至少0.1mm。蓋環(huán)開口(662)與襯底
(100)周緣之間的距離(3800)可大于1mm。蓋環(huán)(660)可處于不同于至少一個襯底(100)的平面中。蓋環(huán)(660)可處于不同于所有襯底(100)的平面中。優(yōu)選的是，蓋環(huán)(660)不與工件(320)接觸。雖然此實施例所述的蓋環(huán)(660)被構(gòu)造用于多個襯底，但蓋環(huán)(660)可含有蓋環(huán)(660)的前述實施例所述的特征。
[0138]在圖39所示的本發(fā)明的又一實施例中，蓋環(huán)(660)被構(gòu)造用于含有兩個或更多個襯底(100)的工件(320)。襯底(100)可以是不同大小和/或形狀。襯底(100)可以是一片較大襯底(100)。襯底(100)可含有不同材料。優(yōu)選的是，襯底以類似化學制劑處理(例如，硅與鍺兩者在含氟化學制劑中被蝕刻)。蓋環(huán)含有至少兩個開口(663)，該至少兩個開口(663)允許等離子體接觸至少一個襯底(100)。在優(yōu)選實施例中，每一開口(663)將一個襯底(100)暴露于等離子體。開口(663)可以是不同大小和形狀。優(yōu)選的是，蓋環(huán)(660)不重疊襯底(100)。在優(yōu)選實施例中，從蓋環(huán)開口(663)到蓋環(huán)開口內(nèi)所含有的襯底(100)周緣的距離(3900)為至少0.1mm。還優(yōu)選的是，從蓋環(huán)開口(663)到蓋環(huán)開口內(nèi)所含有的任何襯底(100)周緣的距離(3900)為至少0.1mm。蓋環(huán)開口(663)與襯底(100)周緣之間的距離(3900)可大于1mm。蓋環(huán)(660)可處于不同于至少一個襯底(100)的平面中。蓋環(huán)(660)可處于不同于所有襯底(100)的平面中。優(yōu)選的是，蓋環(huán)(660)不與工件(320)接觸。雖然此實施例所述的蓋環(huán)(660)被構(gòu)造用于多個襯底，但蓋環(huán)(660)可含有本文所述的蓋環(huán)的其它實施例所述的特征。
[0139]雖然圖26和圖27示出具有位于同一平面(例如，柔性隔膜(300)的同一側(cè))中的框架(310)和襯底(100)的工件，但工件(320)可被構(gòu)造成使得襯底(100)和框架(310)位于隔膜(300)的相反側(cè)上(例如，襯底的底部被粘合到膠帶的頂表面，而框架的頂表面被粘合到膠帶的底表面)。所描述的發(fā)明的概念可有益地應(yīng)用到此工件構(gòu)造。
[0140]如圖20所示，ESC(2330)由被施加高電壓的一個或更多個電極(2340)組成。電位差可被施加在至少一個夾持電極(2340)與接觸等離子體的導電表面(例如，室壁(600))之間，或簡單地施加在兩個或更多個夾持電極之間。典型的所施加的夾持電位的范圍介于IV與1kV之間，但所施加的夾持電位優(yōu)選介于IkV與5kV之間。對于暴露于2kV以下的等離子體誘發(fā)式自偏壓電壓的所夾持的材料(2320)來說，優(yōu)選的是，所施加的夾持電位差大于所夾持的材料(2320)上的等尚子體誘發(fā)式自偏壓電壓。
[0141]對于上文所述的本發(fā)明的所有實施例來說，優(yōu)選的是，襯底(100)的背側(cè)(例如，襯底的與含有器件(110)的表面相反的表面)面對柔性隔膜(300)(例如，襯底(100)的背部可與柔性隔膜(300)接觸)。在本發(fā)明的替代實施例中，襯底(100)可被安裝在柔性隔膜(300)上以使得襯底(100)的含有器件(110)的表面面對柔性隔膜(300)(例如，襯底(100)的器件側(cè)可與柔性隔膜(300)接觸)。
[0142]如圖20所示，夾持電極(2340)通過電絕緣層(2300)而與工件支撐件(630)分離，且通過上電絕緣層(2310)而與待夾持的材料(2320)分離。ESC的夾持電極上方的上電絕緣層(2310)的厚度和相對介電常數(shù)優(yōu)選被選擇成使待夾持的絕緣材料(2320)對夾持性能(例如，夾持力)的影響最小化。在本發(fā)明中，所述層(2310)的介電質(zhì)(2310)的厚度和介電常數(shù)被選擇成兩者均比正被夾持的材料(2320)高。例如，不需要ESC上介電質(zhì)(2310)厚度和上介電質(zhì)(2310)相對介電常數(shù)兩者均比待夾持的材料(2320)高，任一參數(shù)可被操縱成使得ESC的上介電質(zhì)層(2310)的相對介電常數(shù)與厚度的乘積大于待夾持的材料(2320)的厚度與介電常數(shù)的乘積。上介電質(zhì)絕緣體(2310)的相對介電常數(shù)與上介電質(zhì)絕緣體(2310)的厚度的乘積和待夾持的材料(2320)的相對介電常數(shù)與的厚度的乘積的比優(yōu)選大于1:1，但理想上大于5:1。
[0143]圖21示出夾持電極(2340)不具有置于夾持電極(2340)與將夾持的材料(2320)之間的電絕緣體的另一實施例。在ESC的夾持電極(2340)暴露(未被電絕緣體覆蓋)且夾持電極(2340)至少與待夾持的材料(2320)部分接觸的狀況下，待夾持的材料(2320)的與ESC電極(2340)接觸的底表面必須電絕緣。
[0144]本領(lǐng)域中已知的典型ESC主要由雙極或單極電極構(gòu)造組成，但其它多極構(gòu)造是可能的。電極構(gòu)造可根據(jù)應(yīng)用來選擇。在夾持絕緣體的狀況下，多極夾持電極構(gòu)造是典型的；然而，雙極或多極電極構(gòu)造可在工件的底表面上導致電荷分離。該表面上的此電荷分離可導致強殘余力，所述殘余力可使解除夾持例程較長且較復雜。
[0145]在本發(fā)明中，針對電絕緣材料的夾持和解除夾持而對ESC進行優(yōu)化，其中與ESC的頂表面接觸的工件表面由電絕緣體組成。單極型ESC被使用以便促進解除夾持例程。在單極ESC的狀況下，在底表面上不發(fā)生橫向電荷分離;實際上，底表面幾乎均勻地帶電。因為工件的底表面具有幾乎均勻的電荷分布，所以殘余力將也是幾乎均勻的。此幾乎均勻的殘余夾持力可容易消除。通常，例程用于消除殘余夾持力且解除夾持工件。在一個例程中，所施加的夾持電壓可通過將該電壓設(shè)定為等離子體誘發(fā)式自偏壓來操縱。在一些狀況下，夾持電壓可被設(shè)定為OV或與用于夾持工件的夾持電壓極性相反的極性的優(yōu)化設(shè)定點。解除夾持例程通常是在工件已被處理之后執(zhí)行。
[0146]圖8示出填充環(huán)(700)，其中填充環(huán)(700)從ESC(670)的外徑延伸到提升機構(gòu)(680)。此填充環(huán)(700)用于防止任何暴露的膠帶(300)的背表面被等離子體接觸。雖然示出了獨立的填充環(huán)(700)，但ESC(670)的延伸部也將防止向膠帶(300)的背側(cè)的等離子體暴露。填充環(huán)(700)可由因低熱導率與低電導率兩者而被選擇的介電材料制成，例如，陶瓷(例如，氧化鋁)或塑料材料(例如，聚四氟乙烯(PTFE，鐵氟龍))。雖然優(yōu)選不直接將未夾持膠帶暴露于等離子體，但一些間接暴露可被容忍。
[0147]通常，在等離子體處理期間，希望將離子能量和離子通量去耦以實現(xiàn)某些蝕刻特性。通過采用被施加電力的工件支撐件和高密度源(例如，ICP)，可實現(xiàn)離子能量和通量的幾乎獨立的控制。工件支撐件可由DC或AC電源施加電力(例如，偏壓)AC偏壓頻率的范圍可以是幾kHz到數(shù)百MHz。低頻率通常指處于或低于離子等離子體頻率的那些偏壓頻率，且高偏壓頻率指高于離子等離子體頻率的頻率。離子等離子體頻率被理解為取決于離子的原子序數(shù)，且因此離子等離子體頻率將受蝕刻化學制劑影響。這些化學制劑可含有Cl、HBr、I或F。在含有SF6的等離子體的狀況下，離子等離子體頻率為約4MHz ο如圖24所示，當向下蝕刻襯底直到由不同的相對介電常數(shù)的兩種材料(例如，在圖24中，2720和2730)(例如，絕緣體上硅、SOI結(jié)構(gòu))的接觸界定的界面時，與界面處的帶電相關(guān)聯(lián)的蝕刻問題是熟知的。這些問題可以是電氣問題或物理問題，且通常被稱為開槽(例如，參見圖23中的2700)、開溝、特征輪廓劣化。通常發(fā)生這些問題的界面實例是絕緣體上硅(S0I)、安裝在絕緣載體上的半導體襯底、安裝在膠帶上的半導體晶圓(例如，GaAs、Si)以及含有至少一個電絕緣層的襯底。這些問題對于器件成品率和性能來說是不良的。例如，當使用終止在絕緣體(例如，S12)上的時分多路復用(例如，TDM、DRIE或Bosch)處理來蝕刻硅時，本領(lǐng)域中已知在硅/絕緣體界面處發(fā)生底切(或開槽)。如本領(lǐng)域中熟知的，這些帶電問題可通過以低RF偏壓頻率(低于離子等離子體頻率)操作且另外對RF偏壓電力脈沖化或調(diào)制來減少，如第6，187，685號美國專利所解釋。應(yīng)注意，’685專利教示不使用大于離子等離子體頻率(約4MHz)的RF偏壓頻率來在具有絕緣蝕刻終止層的情況下蝕刻硅。
[0148]本發(fā)明允許在結(jié)合高密度等離子體源(620)與襯底(100)之間的機械隔板(690)使用高頻率RF偏壓時，使用大于離子等離子體頻率(例如，大于約4MHz)的RF偏壓頻率來蝕刻這些結(jié)構(gòu)(例如，SOI)。此構(gòu)造允許在還消除或減少在界面處發(fā)生的損壞(例如，硅/暴露絕緣體界面處的最小化的開槽(2700))的同時繼續(xù)進行襯底(100)的處理(例如，蝕刻)AF偏壓頻率優(yōu)選是13.56MHz (I SM頻帶)。
[0149]在本發(fā)明的一個實施例中，結(jié)合在處理期間在某一點脈沖化的高頻率RF偏壓來使用機械隔板(690) AF偏壓可在整個處理期間脈沖化。脈沖化的RF偏壓可在脈沖串中具有至少兩個電力電平，即，高值和低值。脈沖化的RF偏壓可具有不止兩個RF偏壓電力電平。低值可以是零(無RF偏壓電力)。脈沖化的RF偏壓電平可連續(xù)地、離散地或連續(xù)且離散地改變。RF偏壓頻率還可大于約6MHz到約160MHz。
[0150]設(shè)備制造商必須創(chuàng)造它們的蝕刻系統(tǒng)的獨特構(gòu)造，以支持在不添加多個電源和/或匹配網(wǎng)絡(luò)以及有時靜電夾盤的費用的情況下通常無法用于其它過程的應(yīng)用，例如(但不限于)低損壞等離子體蝕刻和SOI應(yīng)用。13.56MHz的頻率的電源由于其可用性和低成本在工業(yè)中是常見的。本發(fā)明使得將這些電力供應(yīng)器用于上文所述的應(yīng)用而消除對所添加的硬件和/或精細硬件構(gòu)造的需要成為可能。
[0151]因為此低頻率下的RF耦合遍及厚介電材料不是有效的，所以到襯底(100)的RF耦合可經(jīng)由一個或更多個ESC夾持電極(2010)來進行，例如，經(jīng)由耦合電容器而不是經(jīng)由被施加RF電力的工件支撐件(630)來進行。為了維持均勻的到襯底(I 00)的RF耦合，一個或更多個ESC電極還應(yīng)均勻地設(shè)置在襯底(100)之后。如果使用多個電極，這會難以實現(xiàn)，因為電極之間的必要間隙導致RF耦合的局部變化，該RF耦合的局部變化會負面影響蝕刻的質(zhì)量，尤其是襯底/膠帶界面處的底切。因此，ESC設(shè)計的優(yōu)選實施例并入所謂的單極設(shè)計，其中單個電極用于提供夾持力。
[0152]襯底可使用半導體工業(yè)中熟知的技術(shù)來處理。硅襯底通常使用基于氟的化學制劑(例如，SF6)來處理。SF6/02化學制劑通常由于其高速率和各向異性輪廓而用于蝕刻硅。此化學制劑的缺點是其對掩蔽材料(例如對光致抗蝕劑)相對低的選擇性，該選擇性為15-20:1?；蛘撸墒褂脮r分多路復用(TDM)處理，時分多路復用(TDM)處理在沉積與蝕刻之間交替以產(chǎn)生高各向異性的深輪廓。例如，蝕刻硅的替代過程使用C4F8步驟以在硅襯底的所有暴露表面(即，掩模表面、蝕刻側(cè)壁和蝕刻底面)上沉積聚合物，且接著SF6步驟用于從蝕刻底面移除聚合物，且接著各向同性地蝕刻少量硅。所述步驟重復直到終止為止。此TDM處理可以對掩蔽層的大于200:1的選擇性產(chǎn)生深深進入到硅中的各向異性特征。這因而使TDM處理成為用于硅襯底的等離子體分離的期望做法。應(yīng)注意，本發(fā)明不限于含有氟的化學制劑或時分多路復用(TDM)處理的使用。例如，硅襯底還可用如本領(lǐng)域中所知的含有Cl、HBr或I的化學制劑來蝕刻。
[0153]對于II1-V族元素襯底(GaAs)來說，基于氯的化學制劑廣泛用于半導體工業(yè)中。在RF無線器件的制造中，減薄的GaAs襯底以器件側(cè)向下安裝到載體上，其中減薄的GaAs襯底被減薄且以光致抗蝕劑來圖案化。GaAs被蝕刻掉以使電觸點暴露于前側(cè)電路。此熟知過程還可用于通過上述發(fā)明所述的前側(cè)處理來分離器件。其它半導體襯底和適當?shù)入x子體處理也可用于在上述發(fā)明中分離管芯。
[0154]許多過程在襯底(100)表面處需要離子通量，以便實現(xiàn)期望處理結(jié)果(例如，GaAs蝕刻、GaN蝕刻、S12蝕刻、SiC蝕刻、石英蝕刻等)ο對于襯底(100)是工件(320)的一部分的狀況來說，對于處理襯底(100)來說需要的離子通量和/或離子能量可通常足夠高而損壞工件的部分(例如，柔性隔膜(300))或?qū)崿F(xiàn)不良的副反應(yīng)，從而使得保護工件的部分免受等離子體是重要的。相比之下，為了改進處理結(jié)果(例如，均勻性、靜電夾持性能等)，可希望使工件的位于襯底的周緣外的某一部分與等離子體接觸，但這是以比襯底(100)所經(jīng)歷的離子通量和/或離子能量低的離子通量和/或離子能量進行的。所需要的是調(diào)整工件(320)的不同部分暴露于不同等離子體離子通量和/或離子能量的手段。
[0155]如圖28所示，本發(fā)明的另一實施例是修改后的蓋環(huán)(2830)，該修改后的蓋環(huán)(2830)含有至少一個穿孔區(qū)(2800)，至少一個穿孔區(qū)(2800)實現(xiàn)從等離子體到工件的路徑，其中工件被穿孔區(qū)(2800)重疊。穿孔區(qū)(2800)可重疊柔性隔膜(300)。穿孔區(qū)(2800)可重疊框架(310)。穿孔區(qū)(2800)可延伸超出工件(320)。穿孔區(qū)(2800)可將從等離子體到工件的重疊區(qū)域的一部分(例如，被穿孔區(qū)(2800)重疊且處于襯底的周緣外的工件的區(qū)域)的離子通量衰減至少10%。在優(yōu)選實施例中，穿孔區(qū)(2800)可將從等離子體到被穿孔區(qū)(2800)重疊的工件的一部分的離子通量衰減至少30 %。優(yōu)選的是，穿孔區(qū)(2800)不重疊襯底(100)。在一個實施例中，如圖29所示，修改后的蓋環(huán)(2830)和襯底(100)位于不同平面中(例如，不共面)。因此，蓋環(huán)的內(nèi)周(2831)不鄰近于襯底的外周(101)。
[0156]修改后的蓋環(huán)(2830)通常含有蓋環(huán)開口(2820)，其中襯底(100)不被修改后的蓋環(huán)(2830)重疊。蓋環(huán)開口(2820)的范圍可以是比襯底直徑大超過約0.1mm到不足約20mm，其中優(yōu)選值介于Imm與4mm之間。優(yōu)選地，蓋環(huán)開口(2820)比襯底(100)直徑大2mm。優(yōu)選的是，襯底(100)表面處的等離子體離子密度大于工件(320)被修改后的蓋環(huán)(2830)重疊的工件(320)表面處的等離子體離子密度。
[0157]在一些狀況下，可希望使等離子體存在于修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)的某一部分和被修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)重疊的工件之間的區(qū)中。(例如，可希望允許在使用單極ESC在被修改后的蓋環(huán)(2830)重疊的區(qū)域的某一部分中夾持工件時，等離子體處于修改后的蓋環(huán)(2830)下方。在一個實施例中，為了允許等離子體穿透修改后的蓋環(huán)(2830)與工件(320)之間的容積，蓋環(huán)的穿孔區(qū)的底表面與工件(320)的頂表面之間的距離可介于Imm與5cm之間。
[0158]修改后的蓋環(huán)(2830)可含有未穿孔的至少一個區(qū)(2810)。修改后的蓋環(huán)(2830)的未穿孔區(qū)(2810)可防止在未穿孔區(qū)(2810)重疊工件(320)處等離子體接觸工件。優(yōu)選的是，工件(320)被穿孔區(qū)(2800)重疊的工件(320)表面處的等離子體離子密度大于工件(320)被未穿孔區(qū)(2810)重疊的工件(320)表面處的等離子體離子密度。也優(yōu)選的是，襯底(100)處的工件(320)表面處的等離子體密度大于被修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)重疊的工件表面處的等離子體強度，被修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)重疊的工件表面處的等離子體強度轉(zhuǎn)而大于被修改后的蓋環(huán)(2830)的未穿孔區(qū)(2800)重疊的工件(320)表面處的等離子體強度。修改后的蓋環(huán)(2830)的未穿孔區(qū)下的等離子體密度可以是零。
[0159]圖29示出具有穿孔區(qū)(2800)的修改后的蓋環(huán)(2830)的橫截面圖。修改后的蓋環(huán)(2830)可含有栗吸口(1010)以提高系統(tǒng)傳導性。優(yōu)選的是，栗吸口(1010)位于工件(320)的周緣外。栗吸口可位于修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)、未穿孔區(qū)(2810)或兩者中。優(yōu)選的是，栗吸口(1010)不重疊工件(320)。
[0160]在優(yōu)選實施例中，修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)重疊工件(320)的被ESC夾持電極(2010)重疊的部分。修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)可重疊工件(320)的不被襯底重疊而是被ESC夾持電極(2010)重疊的所有區(qū)域。穿孔區(qū)(2800)全部可被ESC夾持電極(2010)重疊。也優(yōu)選的是，修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)不重疊工件(320)的不與工件支撐件(630)熱接觸的部分(例如，修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)不重疊工件(320)的未被靜電夾盤(670)夾持的部分，修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)不重疊工件(320)的處于最外部ESC密封帶(1700)外的部分)。
[0161]穿孔區(qū)(2800)中的穿孔可以是任何大小和形狀。穿孔大小和形狀可在穿孔區(qū)(2800)內(nèi)或在穿孔區(qū)(2800)之間是可變或均勻的。穿孔的間隔可在穿孔區(qū)(2800)內(nèi)或在穿孔區(qū)(2800)之間均勻或可變地分布。
[0162]雖然圖29所示的修改后的蓋環(huán)(2830)被圖示為具有恒定厚度，但蓋環(huán)厚度可在環(huán)內(nèi)變化(例如，隨半徑而發(fā)生的厚度變化，或橫跨環(huán)而發(fā)生的厚度變化)。穿孔區(qū)(2800)的厚度可不同于未穿孔區(qū)(2810)的厚度。穿孔區(qū)(2800)的厚度可比未穿孔區(qū)(2810)的厚度薄。
[0163]圖30示出本發(fā)明的另一實施例。此實施例包含圖29所描述和圖示的元件。此外，在此實施例中，修改后的蓋環(huán)(2830)的穿孔區(qū)(2800)不與修改后的蓋環(huán)(2830)的未穿孔區(qū)(2810)共面。在優(yōu)選實施例中，穿孔區(qū)(2800)與工件(320)之間的距離大于未穿孔區(qū)(2810)與工件(320)之間的距離。蓋環(huán)(2830)可包括兩個或更多個構(gòu)件。
[0164]在圖40所示的本發(fā)明的另一實施例中，修改后的蓋環(huán)(2830)被構(gòu)造用于含有兩個或更多個襯底(100)的工件(320)。修改后的蓋環(huán)(2830)含有至少一個穿孔區(qū)(2800)。修改后的蓋環(huán)(2830)可含有未穿孔區(qū)(2810)。襯底(100)可以是不同大小和/或形狀。襯底(100)可以是一片較大襯底(100)。襯底(100)可含有不同材料。優(yōu)選的是，襯底是以類似化學制劑處理(例如，硅與鍺兩者在含氟化學制劑中被蝕刻)。修改后的蓋環(huán)(2830)含有至少一個開口(2820)，該至少一個開口(2820)將不止一個襯底(100)暴露于等離子體。優(yōu)選的是，修改后的蓋環(huán)(2830)不重疊襯底(100)。在優(yōu)選實施例中，從修改后的蓋環(huán)開口(2820)到襯底
(100)周緣的距離(3800)為至少0.1mm。還優(yōu)選的是，從修改后的蓋環(huán)開口(2820)到任何襯底(100)周緣的距離(3800)為至少0.1mm。修改后的蓋環(huán)開口(2820)與襯底(100)周緣之間的距離(3800)可大于1mm。修改后的蓋環(huán)(2830)可處于不同于至少一個襯底(I 00)的平面中。修改后的蓋環(huán)(2830)可處于不同于所有襯底(100)的平面中。優(yōu)選的是，修改后的蓋環(huán)(2830)不與工件(320)接觸。雖然此實施例所述的修改后的蓋環(huán)(2830)被構(gòu)造用于多個襯底，但蓋環(huán)(2830)可含有本文所述的蓋環(huán)的其它實施例所述的特征。
[0165]在圖41所示的本發(fā)明的又一實施例中，修改后的蓋環(huán)(2830)被構(gòu)造用于含有兩個或更多個襯底(100)的工件(320)。修改后的蓋環(huán)(2830)含有至少一個穿孔區(qū)(2800)。修改后的蓋環(huán)可含有未穿孔區(qū)(2810)。襯底(100)可以是不同大小和/或形狀。襯底(100)可以是一片較大襯底。襯底(100)可含有不同材料。優(yōu)選的是，襯底是以類似化學制劑處理(例如，硅與鍺兩者在含氟化學制劑中被蝕刻)。修改后的蓋環(huán)(2830)含有至少兩個開口( 2820)，該至少兩個開口(2820)允許等離子體接觸至少一個襯底(100)。在優(yōu)選實施例中，每一個修改后的蓋環(huán)開口(2820)將一個襯底(100)暴露于等離子體。修改后的蓋環(huán)開口(2820)可以是不同大小和形狀。優(yōu)選的是，修改后的蓋環(huán)(2830)不重疊襯底(100)。在優(yōu)選實施例中，從修改后的蓋環(huán)開口(2820)到該開口內(nèi)所含有的襯底(100)周緣的距離(3900)為至少0.1mm。還優(yōu)選的是，從蓋環(huán)開口(2820)到該開口內(nèi)所含有的任何襯底(100)周緣的距離(3900)為至少0.1mm。修改后的蓋環(huán)開口(2820)與襯底(100)周緣之間的距離(3900)可大于1mm。修改后的蓋環(huán)(2830)可處于不同于至少一個襯底(100)的平面中。修改后的蓋環(huán)(2830)可處于不同于所有襯底(100)的平面中。優(yōu)選的是，修改后的蓋環(huán)(2830)不與工件(320)接觸。雖然此實施例所述的修改后的蓋環(huán)(2830)被構(gòu)造用于多個襯底，但蓋環(huán)(2830)可含有本文中的蓋環(huán)的其它實施例所述的特征。
[0166]在一些狀況下，可有益的是，將中間環(huán)(4200)添加到工件(4210)，如圖42所示。中間環(huán)可具有至少一個開口。中間環(huán)開口可大于襯底(100)。中間環(huán)(4210)可以不對稱地成形。中間環(huán)(4200)可與膠帶(300)接觸。膠帶(300)可以是如本領(lǐng)域中所知的UV釋放膠帶。中間環(huán)(4200)可以是剛性的。中間環(huán)(4200)可置于襯底(100)的外周與剛性框架(310)的內(nèi)邊緣之間的區(qū)中。中間環(huán)(4200)的內(nèi)徑可大于襯底(100)直徑。在優(yōu)選實施例中，中間環(huán)(4200)不重疊襯底(100)。中間環(huán)的外徑可小于剛性框架(310)的內(nèi)徑。中間環(huán)(4200)的一個表面和襯底(100)的一個表面可以是共面的。中間環(huán)(4200)可包括一個或更多個構(gòu)件。當中間環(huán)(4200)包括兩個或更多個構(gòu)件時，中間環(huán)組件可以是連續(xù)的，或含有兩個或更多個離散部分。
[0167]在另一實施例中，中間環(huán)(4200)的至少某一部分重疊襯底(100)的至少某一部分。在此實施例中，中間環(huán)的內(nèi)徑可小于襯底(100)的直徑。中間環(huán)可接觸襯底(100)。
[0168]在替代實施例中，中間環(huán)(4200)重疊襯底(100)的某一部分，其中中間環(huán)(4200)在中間環(huán)/襯底重疊區(qū)的至少某一部分中不接觸襯底(100)。中間環(huán)的內(nèi)徑可小于襯底(100)的直徑。
[0169]在又一實施例中，中間環(huán)的至少某一部分與襯底的某一部分重疊，并且在中間環(huán)(4200)與襯底(100)之間不存在接觸。中間環(huán)可接觸襯底(100)。在中間環(huán)(4200)重疊襯底的實施例中，中間環(huán)(4200)可用于減少襯底的重疊區(qū)對等離子體的暴露。中間環(huán)可用于防止襯底的一部分暴露于等離子體。
[0170]在另一實施例中，中間環(huán)(4200)重疊剛性框架(310)的至少某一部分。在又一實施例中，中間環(huán)(4200)可被附接到剛性框架(310)。剛性框架(310)與中間環(huán)(4200)之間的附接可以是可逆的(例如，中間環(huán)(4200)在等離子體處理之前被附接到剛性框架(310)，且接著在已完成等離子體處理之后從剛性框架(310)拆卸)。
[0171]中間環(huán)(4200)可與剛性框架(310)位于膠帶(300)的同一側(cè)上。中間環(huán)(4200)可與襯底(100)位于膠帶(300)的同一側(cè)上。在一個實施例中，中間環(huán)(4200)用于減少膠帶(300)的暴露于等離子體的區(qū)域。
[0172]中間環(huán)(4200)可以是與剛性框架(310)或襯底(100)相同的厚度。中間環(huán)(4200)可由數(shù)種材料制造，這些材料包含金屬、半導體和介電材料(包含陶瓷和塑料)。中間環(huán)(4200)可包括不止一種材料(例如，金屬層上方的陶瓷層)。中間環(huán)(4200)可由與剛性框架(310)相同的材料構(gòu)造而成。
[0173]圖43示出工件支撐件(630)上的含有中間環(huán)(4200)的工件。圖43中的中間環(huán)(4200)不與蓋環(huán)(660)重疊，并且將在襯底(100)的等離子體處理期間暴露于等離子體。在中間環(huán)(4200)暴露于等離子體的狀況下，優(yōu)選的是，環(huán)(4200)由抗等離子體的材料(例如，陶瓷，包含氧化鋁、氮化鋁、含釔材料、碳化硅等)制成。
[0174]在另一實施例中，中間環(huán)(4200)的一部分可重疊蓋環(huán)(660)。在又一實施例中，中間環(huán)(4200)被蓋環(huán)(660)完全重疊。
[0175]中間環(huán)(4200)的某一部分可重疊靜電夾盤夾持電極(2010)的某一部分。靜電夾持電極(2010)可與中間環(huán)(4200)完全重疊。中間環(huán)(4200)可與靜電夾盤密封區(qū)(1700)的至少一部分重疊。
[0176]中間環(huán)(4200)可在等離子體處理之前應(yīng)用到工件。中間環(huán)可在處理室(600)內(nèi)添加到工件(4210)。
[0177]圖44示出中間環(huán)(4200)作為工件(4210)的一部分的本發(fā)明的又一實施例。此實施例含有針對圖42和圖43的中間環(huán)(4200)而列出的特征，不同在于，在此實施例中，在等離子體與工件(4210)之間不存在蓋環(huán)(660)。在此實施例中，優(yōu)選的是，中間環(huán)(4200)與工件支撐件(630)熱連通，例如，膠帶(300)的被中間環(huán)(4200)重疊的至少某一部分被靜電夾盤夾持電極(2010)夾持。
[0178]圖45示出本發(fā)明的另一實施例。在此實施例中，組裝工件(4210)，使得工件(4210)含有剛性框架(310)、中間環(huán)(4200)、柔性隔膜(300)(例如，膠帶)和至少一個襯底(100)。將工件(4210)裝載到處理室(600)中。使襯底(100)暴露于等離子體。一旦已至少部分處理襯底(100)，便通過移除剛性框架(310)來修改工件(4210)。接著將修改后的工件(不具有剛性框架(310)發(fā)送到下游以進行進一步處理。此實施例的一個實例將是組裝由以下各項組成的工件:用于200mm晶圓的切片框架(剛性框架)、用于150mm晶圓的切片框架(中間環(huán))、切片膠帶(柔性隔膜)和150mm晶圓(襯底)。在此實例中，在構(gòu)造用于200mm兼容切片框架的等離子體室中處理工件。在等離子體處理之后，可移除200mm框架(以形成修改后的工件)，從而留下粘到150mm切片框架的150mm晶圓。接著可在下游在150mm兼容處理設(shè)備上進一步處理150_晶圓和框架(修改后的工件)。
[0179]雖然圖42、圖43和圖44所示的中間環(huán)(4200)被構(gòu)造用于單個襯底，但這些圖中所示的實施例還可有益地應(yīng)用到含有兩個或更多個襯底(100)的工件(4210)。在結(jié)合多個襯底(100)使用中間環(huán)(4200)的實施例中，工件(4210)可含有一個或更多個中間環(huán)(4200)。中間環(huán)(4200)可以是相同大小和形狀，或不同大小和形狀。
[0180]圖45所述的本發(fā)明還可有益地應(yīng)用到含有兩個或更多個襯底(100)的工件(4210)。
[0181]為了進一步減少與襯底/膠帶界面處的帶電相關(guān)聯(lián)的問題，該過程可在界面暴露于較不傾向于底切且通常為較低蝕刻速率的過程的第二過程的點改變。發(fā)生改變的時間點取決于襯底厚度，襯底厚度可能變化。為了補償這種可變性，使用端點技術(shù)來檢測到達襯底/膠帶界面的時間。監(jiān)控等離子體發(fā)射的光學技術(shù)通常用于檢測端點，且第6，982，175號和第7，101，805號美國專利描述適用于TDM處理的這種端點技術(shù)。
[0182]圖31圖示可在使用等離子體處理的管芯單體化過程期間發(fā)生的問題。圖31a示出由格線區(qū)(120)分離的晶圓(未示出)上的管芯(110)的典型圖案。等離子體切片過程通常遵循化學輔助蝕刻機制，其中暴露的材料的蝕刻速率部分隨著可用反應(yīng)物的濃度而變。對于含氟等離子體(例如，SF6等離子體)中的硅的狀況來說，蝕刻速率通常隨著游離氟(例如，SF6分壓、SF6質(zhì)量流率等)而變。在遵循化學輔助蝕刻機制的過程中，相同區(qū)域(3120、3130)的兩個區(qū)可由于其局部環(huán)境(例如，縱橫比)而以不同速率蝕刻?？v橫比可被定義為特征的深度除以其最小橫向尺寸(長度或?qū)挾?。尤其對于化學驅(qū)動式處理來說，較高縱橫比特征通常較慢地蝕刻。例如，雖然蝕刻區(qū)3120和區(qū)3130是相同區(qū)域，但格線交叉區(qū)(3120)將具有較小的有效縱橫比，且通常蝕刻得比格線區(qū)域(3130)快。此較快的蝕刻速率可導致不良的特征輪廓，和/或可損壞下面的膠帶(例如，損壞膠帶的可拉伸性)。
[0183]圖32示出本發(fā)明的又一實施例。通過添加保護格線交叉區(qū)(3120)的部分免受蝕刻的被掩蔽的蝕刻輔助特征(3200)，格線交叉區(qū)(3120)的有效縱橫比可增大，從而將格線交叉區(qū)(3210)中的局部蝕刻速率減小到類似于周圍格線區(qū)(3130)的值。蝕刻輔助特征(3200)可使用具有適當抗蝕刻性的任何掩模材料(例如，聚合物，聚合物包含聚酰亞胺和光致抗蝕劑；介電質(zhì)，介電質(zhì)包含Si02、SiN、Al203、AlN;含碳材料，含碳材料包含碳和類金剛石碳(DLC);以及金屬，包含Al、Cr、Ni等)，使用本領(lǐng)域中已知的方法來圖案化。蝕刻輔助特征(3200)的掩模材料可以是用于在等離子體切片過程期間掩蔽管芯(110)的相同材料。當存在不止一個蝕刻輔助特征(3200)時，可使用不止一種掩蔽材料來對蝕刻輔助特征(3200)進行圖案化。可在蝕刻輔助特征(3200)內(nèi)使用不止一種掩模材料來對單個蝕刻輔助特征(3200)進行圖案化。優(yōu)選的是，蝕刻輔助特征(3200)掩模材料對待移除的格線材料的蝕刻選擇性為至少10:1。還優(yōu)選的是，掩模材料的抗蝕刻性大于50:1。優(yōu)選的是，蝕刻輔助特征(3200)在等離子體切片過程之后與管芯(110)分離。對于蝕刻輔助特征(3200)來說，希望在等離子體切片和/或下游操作期間保持完整(例如，蝕刻輔助特征不破壞或接觸管芯
(110))。優(yōu)選的是，蝕刻輔助特征(3200)在等離子體切片過程期間保持粘合到膠帶(300)。優(yōu)選的是，單體化的蝕刻輔助特征(3200)不接觸管芯(110)。
[0184]蝕刻輔助特征(3200)可被圖案化成包含多邊形、正方形、長方形和/或四邊形的一系列廣泛的形狀。蝕刻輔助特征(3200)可含有曲線或圓形特征。蝕刻輔助特征(3200)可以是圓形或橢圓形的。蝕刻輔助特征(3200)可由不止一個較小特征構(gòu)成(例如，參見蝕刻輔助特征群組(3201))。
[0185]為了在單體化過程期間干凈地分離管芯(110)，優(yōu)選的是，蝕刻輔助特征(3200)不連接到管芯(110)。在優(yōu)選實施例中，蝕刻輔助特征(3200)都不連接到管芯(110)。
[0186]蝕刻輔助特征(3200)可彼此連接。蝕刻輔助特征(3200)可以是橫跨晶圓的均勻或可變的大小和形狀。對于管芯(110)或格線(120)橫跨晶圓而變化的狀況來說，優(yōu)選的是，蝕刻輔助特征(3200)大小和/或形狀也橫跨晶圓而變化。雖然圖32圖示本發(fā)明結(jié)合長方形管芯(110)來使用，但本發(fā)明可有益地應(yīng)用到不同形狀的管芯(包含具有圓形拐角的管芯)。
[0187]圖31b示出含有過程控制監(jiān)控器(PCM)結(jié)構(gòu)(3100)的管芯(110)的現(xiàn)有技術(shù)圖案。PCM結(jié)構(gòu)(3100)可用于在器件制造過程期間檢查器件的質(zhì)量。PCM結(jié)構(gòu)(3100)通常不是可產(chǎn)出的管芯，且消耗原本可用于有用的管芯的襯底占據(jù)面積。因為PCM結(jié)構(gòu)(3100)通常不并入到最終產(chǎn)品管芯中，所以P C M結(jié)構(gòu)(310 O)通常位于晶圓的切片格線區(qū)(12 O)中。P C M結(jié)構(gòu)(3100)的數(shù)量和大小通常隨芯片設(shè)計和制造過程而變。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了保持PCM結(jié)構(gòu)(3100)與有用的管芯(110)分離，通常需要增大圍繞PCM結(jié)構(gòu)(3100)的PCM格線(3110)的寬度。這些較寬PCM格線區(qū)(3110)可因為兩個原因而是不良的:首先，不同寬度的格線區(qū)可能在不同速率下蝕刻(例如，較寬的格線蝕刻較快)，從而潛在地導致管芯側(cè)壁的不良的可變性；以及第二，較寬格線區(qū)(110)代表襯底的浪費的區(qū)域，而該區(qū)域潛在地可用于制造額外器件(110)。
[0188]圖33示出用于將更均勻的圖案化負荷呈現(xiàn)給等離子體的本發(fā)明的又一實施例。在此實施例中，PCM輔助特征(3300)被添加到PCM格線區(qū)(3110)以減小PCM格線區(qū)(3110)中的暴露的襯底的區(qū)域。通過減小暴露的襯底區(qū)域，PCM輔助特征(3300)可將PCM輔助特征(3300)局部附近的暴露的襯底的蝕刻速率減小到與兩個管芯(I 10)之間的格線(I 20)中的蝕刻速率類似的蝕刻速率。在優(yōu)選實施例中，管芯(110)與PCM輔助特征(3300)之間的暴露(例如，未掩蔽)的材料的寬度(3330)類似于格線區(qū)域(I 20)的寬度。PCM輔助特征(3300)可連接到PCM結(jié)構(gòu)(3100) /或觸碰PCM結(jié)構(gòu)(3100)。PCM輔助特征(3300)可通過間隙(3310)與PCM結(jié)構(gòu)(3100)分離。PCM輔助特征(3300)與PCM結(jié)構(gòu)(3100)之間的間隙(3310)可小于或等于格線(120)寬度。
[0189]如果PCM輔助特征(3300)被圖案化成橫跨襯底是實質(zhì)上連續(xù)的，那么連續(xù)的PCM輔助特征可潛在地抑制等離子體切片之后的膠帶(300)的均勻拉伸，從而負面地影響下游操作。在一個實施例中，將受到保護而免受蝕刻的PCM格線(3310)的區(qū)域由不止一個PCM輔助特征(3300)保護。優(yōu)選的是，PCM輔助特征(3300)在等離子體切片之后與鄰近管芯(110)分離。PCM輔助特征(3300)可在等離子體切片過程之后彼此分離。PCM輔助特征(3300)可通過膠帶拉伸間隙(3320)與另一PCM輔助特征(3300)分離。優(yōu)選的是，至少一個PCM輔助特征(3300)在等離子體切片過程期間以膠帶拉伸間隙(3320)分離(例如，至少一對鄰近PCM輔助特征(3300)之間的襯底材料被移除以暴露下面的層。此下面的層可以是襯底的背部上的工件膠帶(300)或薄膜或膜堆疊，其中該薄膜可以是如本領(lǐng)域中所知的晶圓背部金屬層。此膠帶拉伸間隙在下游拾取和放置操作期間實現(xiàn)切片膠帶(300)的更均勻的拉伸。優(yōu)選的是，膠帶拉伸間隙(3320)的寬度類似于格線(120)寬度(例如，膠帶拉伸間隙的寬度處于約5到30微米的范圍中)JCM輔助特征(3300)可具有與管芯(110)尺寸(例如，管芯長度或?qū)挾?大致上相同的一個橫向尺寸。
[0190]PCM輔助特征(3300)可使用具有適當抗蝕刻性的任何掩模材料(例如，聚合物，聚合物包含聚酰亞胺和光致抗蝕劑;介電質(zhì)，介電質(zhì)包含5;102、3丨1'1、41203、411'1;含碳材料，含碳材料包含碳和類金剛石碳(DLC);以及金屬，金屬包含Al、Cr、Ni等)使用本領(lǐng)域中已知的方法來圖案化。PCM輔助特征(3300)的掩模材料可以是用于在等離子體蝕刻過程期間掩蔽管芯(I 10)的相同材料。優(yōu)選的是，PCM輔助特征(3300)掩模材料對待移除的格線材料的蝕刻選擇性為至少10:1。還優(yōu)選的是，掩模材料對格線材料的抗蝕刻性(例如，蝕刻選擇性)大于50:1。當存在不止一個PCM輔助特征(3300)時，可使用不同的掩蔽材料來對PCM輔助特征(3300)進行圖案化。可在PCM輔助特征(3300)內(nèi)使用不止一種掩模材料來對單個PCM輔助特征(3300)進行圖案化。
[0191]圖34示出本發(fā)明的另一實施例。不同于常規(guī)切片鋸，等離子體切片不需要橫跨整個襯底處于管芯(110)之間的線性格線區(qū)(120)。為了將更均勻的蝕刻負荷呈現(xiàn)給等離子體，優(yōu)選將管芯的群組(3400)移位接近PCM結(jié)構(gòu)(3100)，以使得接近PCM結(jié)構(gòu)(3100)的切片格線的寬度(3410)類似于標準切片格線(I 20)區(qū)的寬度(例如，PCM格線寬度(3410)的寬度為約5到30微米)。
[0192]圖35示出本發(fā)明的又一實施例。圖35示出具有圓形拐角的管芯(110)。與本領(lǐng)域中已知的長方形管芯相比，這些圓形拐角在切片格線(120)的交叉處產(chǎn)生更大區(qū)域。為了利用管芯(110)之間的這種額外的暴露的區(qū)域，修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)可被放置在切片格線(120)的交叉處內(nèi)。修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)可具有與本領(lǐng)域中已知的PCM結(jié)構(gòu)(3100)相同的功能性。這些修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)可以是各種大小和形狀(例如，直線形狀、圓形形狀或其它形狀)。修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)可在等離子體切片之后保留測試功能性。優(yōu)選的是，修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)在等離子體切片過程期間從管芯單體化(例如，至少一個管芯與修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3 500)之間的襯底材料被移除以暴露下面的層。此下面的層可以是襯底的背部上的工件膠帶(300)或薄膜或膜堆疊，其中該薄膜可以是如本領(lǐng)域中所知的晶圓背部金屬層)。優(yōu)選的是，修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)不觸碰管芯(110)中的任一管芯。雖然圖35圖示具有圓形拐角的管芯，但本發(fā)明可有益地應(yīng)用到具有任何形狀周緣的管芯(例如，長方形或正方形管芯)。
[0193]圖36圖示可在使用等離子體處理的管芯單體化過程期間發(fā)生的另一問題。圖36示出由格線區(qū)(120)分離的晶圓(100)上的管芯(110)的典型圖案。等離子體切片過程通常遵循化學輔助蝕刻機制，其中暴露的材料的局部蝕刻速率可部分隨著附近暴露的材料的量(例如，蝕刻負荷影響)而變。接近襯底(100)的大的暴露的區(qū)域的特征通常具有較低蝕刻速率。在一些管芯圖案布局中，可在最外部管芯(3600)的邊緣與襯底(100)的周緣之間存在暴露的晶圓的邊緣區(qū)(3620)(例如，處于虛線3625與襯底(100)的周緣之間的襯底區(qū)域)。在等離子體切片過程期間，邊緣區(qū)可以與格線區(qū)(120)顯著不同的速率蝕刻。邊緣區(qū)(3620)與格線區(qū)(120)之間的此蝕刻速率差異可導致不良的特征輪廓、損壞下面的膠帶或延長等離子體切片過程時間。
[0194]圖37示出本發(fā)明的又一實施例。通過添加保護襯底(100)的邊緣區(qū)(3620)的部分免受蝕刻的被掩蔽的負荷輔助特征(3700)，有效負荷(例如，暴露的襯底面積)可減小，從而允許邊緣區(qū)(3620)的暴露的區(qū)域(3730)中的局部蝕刻速率達到類似于鄰近格線區(qū)(120)中的蝕刻速率的值。負荷輔助特征(3700)可使用具有適當抗蝕刻性的任何掩模材料(例如，聚合物，聚合物包含聚酰亞胺和光致抗蝕劑;介電質(zhì)，介電質(zhì)包含Si02、SiN、Al203、AlN;含碳材料，含碳材料包含碳和類金剛石碳(DLC);以及金屬，金屬包含Al、Cr、Ni等)使用本領(lǐng)域中已知的方法來圖案化。負荷輔助特征(3700)的掩模材料可以是用于在等離子體切片過程期間掩蔽管芯(I 10)的相同材料。當存在不止一個負荷輔助特征(3700)時，可使用不止一種掩蔽材料來對負荷輔助特征(3700)進行圖案化?？稍谪摵奢o助特征(3700)內(nèi)使用不止一種掩模材料來對單個負荷輔助特征(3700)進行圖案化。優(yōu)選的是，負荷輔助特征(3700)掩模材料對待移除的暴露的材料(例如，襯底)的蝕刻選擇性為至少10:1。還優(yōu)選的是，暴露的材料對負荷輔助特征掩模材料的蝕刻選擇性大于50:1。
[0195]希望在管芯與鄰近負荷輔助特征之間具有圖案間隙(3710)。圖案間隙(3710)可以是與格線(120)相同的寬度。圖案間隙(3710)中的一種材料已在等離子體切片期間被移除，優(yōu)選的是，負荷輔助特征(3700)與鄰近管芯(110)分離(例如，至少一個管芯與負荷輔助特征(3700)之間的襯底材料被移除以暴露下面的層。此下面的層可以是襯底的背部上的工件膠帶(300)或薄膜或膜堆疊，其中該薄膜可以是如本領(lǐng)域中所知的晶圓背部金屬層)。負荷輔助特征(3700)可在等離子體切片過程之后與鄰近負荷輔助特征(3700)分離。鄰近負荷特征可通過負荷輔助特征間隙(3720)來彼此分離。此負荷輔助特征間隙(3720)在下游拾取和放置操作期間實現(xiàn)切片膠帶(300)的更均勻的拉伸。優(yōu)選的是，負荷輔助特征間隙(3720)的寬度類似于格線(I20)寬度(例如，膠帶拉伸間隙的寬度處于約5到30微米的范圍中)。負荷輔助特征間隙(3720)的寬度可類似于圖案間隙(3710)。負荷輔助特征(3700)可具有與管芯(110)尺寸(例如，管芯長度或?qū)挾?大致上相同的一個橫向尺寸。為了有助于任何下游膠帶拉伸操作，希望使至少一個間隙(例如，負荷輔助特征間隙(3720)、圖案間隙(3710)等)或格線(120)與晶圓的周緣交叉。
[0196]如本領(lǐng)域中所知的，一些晶圓在晶圓的周緣處具有邊緣凸棱移除區(qū)，以使得接近周緣的襯底的頂表面是暴露的襯底材料。在另一實施例中，對于已進行邊緣凸棱移除的晶圓來說，希望使至少一個間隙(例如，負荷輔助特征間隙(3720)、圖案間隙(3710)等)或格線(120)連接到邊緣凸棱移除區(qū)(例如，以使得從晶圓的周緣到至少一個間隙，存在連續(xù)的暴露的襯底的至少一個區(qū)域)。
[0197]對于負荷輔助特征(3700)來說，希望在等離子體切片和/或下游操作期間保持完整(例如，負荷輔助特征不破壞或接觸管芯(I 10))。優(yōu)選的是，負荷輔助特征(3700)在等離子體切片過程期間保持粘合到膠帶(300)。優(yōu)選的是，單體化的負荷輔助特征(3700)不接觸管芯(110)。
[0198]負荷輔助特征(3700)可被圖案化成包含多邊形、正方形、長方形和/或四邊形的一系列廣泛的形狀。負荷輔助特征(3700)可含有曲線或圓形特征。負荷輔助特征(3700)可以是圓形或橢圓形的。負荷輔助特征(3700)可由不止一個較小特征構(gòu)成。
[0199]為了在單體化過程期間干凈地分離管芯(110)，優(yōu)選的是，負荷輔助特征(3700)不連接到管芯(110)。在優(yōu)選實施例中，負荷輔助特征(3700)都不連接到管芯(110)。
[0200]負荷輔助特征(3700)可連接到另一負荷輔助特征(3700)。負荷輔助特征(3700)可以是橫跨晶圓的均勻或可變的大小和形狀。對于管芯(110)或格線(120)橫跨晶圓而變化的狀況來說，優(yōu)選的是，負荷輔助特征(3700)大小和/或形狀也橫跨晶圓而變化。雖然圖37圖示本發(fā)明與長方形管芯(110)—起使用，但本發(fā)明可有益地應(yīng)用到不同形狀的管芯(包含具有圓形拐角的管芯(110))。
[0201]應(yīng)注意，雖然前述實例單獨地描述蝕刻輔助特征(3200)、PCM輔助特征(3300)、修改后的PCM結(jié)構(gòu)(3500)以及負荷輔助特征(3700)，但可有益地應(yīng)用這些元件的任何組合。
[0202]在半導體襯底的單體化后，可能在器件上存在不良的殘留物。鋁通常用作半導體器件的電觸點，且當暴露于基于氟的等離子體時，一層AlF3被形成在其表面上。AlF3在正常等離子體處理條件下是非揮發(fā)性的，且不能從襯底栗吸掉和栗吸出系統(tǒng)，且在處理后保留在表面上。鋁上的AlF3是器件的故障的常見原因，這是因為導線與電觸點的結(jié)合強度大大降低。因此，在等離子體處理后從電觸點的表面移除AlF3是重要的?？墒褂脻袷椒椒?然而，該方法由于分離的管芯的易碎本質(zhì)和導致管芯剝離的對膠帶的可能損壞而變得困難。因此，該過程可在襯底仍處于真空室內(nèi)時改變?yōu)榈谌^程，改變?yōu)楸辉O(shè)計成移除所形成的任何AlF3的過程。第7，150,796號美國專利描述使用基于氫的等離子體來原位移除AlF3的方法。同樣地，當其它含有鹵素的氣體用于蝕刻襯底時，原位處理可用于移除其它含有鹵素的殘留物。
[0203]雖然上述實例論述將等離子體用于分離管芯(切片)，但本發(fā)明的方面可用于相關(guān)應(yīng)用，例如，通過等離子體蝕刻而進行的襯底減薄。在本申請中，襯底(100)可在待蝕刻的表面上具有一些特征，或者替代地，待蝕刻的表面可無特征(例如，對塊體襯底進行減薄)。
[0204]本公開包含所附權(quán)利要求中所含有的內(nèi)容以及前文描述的內(nèi)容。雖然已以某程度的特殊性以本發(fā)明的優(yōu)選形式描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，已僅以舉例方式來進行優(yōu)選形式的公開，且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可采取構(gòu)造的細節(jié)的許多改變以及多個部分的組合和布置。
[0205]現(xiàn)在已經(jīng)描述了本發(fā)明。
【主權(quán)項】
1.一種用于對襯底進行等離子體切片的方法，所述方法包括: 提供具有壁的處理室； 鄰近于所述處理室的所述壁提供等離子體源； 在所述處理室內(nèi)提供工件支撐件； 將所述襯底放置在載體支撐件上以形成工件； 提供置于所述襯底與框架之間的中間環(huán)； 將所述工件裝載到所述工件支撐件上； 通過所述等離子體源產(chǎn)生等離子體；以及 通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻所述工件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述中間環(huán)接觸支撐膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 所述中間環(huán)具有內(nèi)徑；以及 所述襯底具有外徑； 其中所述中間環(huán)的所述內(nèi)徑的大小大于所述襯底的所述外徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述中間環(huán)被定位成與所述襯底共面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述中間環(huán)還包括一個或更多個構(gòu)件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 支撐膜具有上表面和下表面；以及 所述中間環(huán)被定位在所述支撐膜的所述上表面上，并且所述襯底被定位在所述支撐膜的所述上表面上。7.—種用于對襯底進行等離子體切片的方法，所述方法包括: 提供具有壁的處理室； 鄰近于所述處理室的所述壁提供等離子體源； 在所述處理室內(nèi)提供工件支撐件； 將所述襯底放置在載體支撐件上以形成工件； 提供置于所述襯底與框架之間的中間環(huán)； 在所述等離子體源與所述工件之間提供蓋環(huán)； 將所述工件裝載到所述工件支撐件上； 通過所述等離子體源產(chǎn)生等離子體；以及 通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻所述工件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述中間環(huán)不重疊所述蓋環(huán)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述中間環(huán)重疊所述蓋環(huán)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括: 所述中間環(huán)具有內(nèi)徑；以及 所述襯底具有外徑； 其中所述中間環(huán)的所述內(nèi)徑的大小大于所述襯底的所述外徑。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述中間環(huán)被定位成與所述襯底共面。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述中間環(huán)還包括一個或更多個構(gòu)件。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括: 支撐膜具有上表面和下表面；以及 所述中間環(huán)被定位在所述支撐膜的所述上表面上，并且所述襯底被定位在所述支撐膜的所述上表面上。14.一種用于對襯底進行等離子體切片的方法，所述方法包括: 提供具有壁的處理室； 鄰近于所述處理室的所述壁提供等離子體源； 在所述處理室內(nèi)提供工件支撐件，所述工件支撐件具有靜電夾盤； 將所述襯底放置在載體支撐件上以形成工件； 提供置于所述襯底與框架之間的中間環(huán)； 將所述工件裝載到所述工件支撐件上； 通過所述等離子體源產(chǎn)生等離子體；以及 通過所產(chǎn)生的等離子體來蝕刻所述工件。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 所述靜電夾盤具有至少一個夾持電極；以及 所述中間環(huán)重疊所述靜電夾盤的所述夾持電極。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 所述靜電夾盤具有至少一個夾持電極；以及 所述中間環(huán)完全重疊所述靜電夾盤的所述夾持電極。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 所述中間環(huán)具有內(nèi)徑；以及 所述襯底具有外徑； 其中所述中間環(huán)的所述內(nèi)徑的大小大于所述襯底的所述外徑。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述中間環(huán)被定位成與所述襯底共面。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述中間環(huán)還包括一個或更多個構(gòu)件。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 支撐膜具有上表面和下表面；以及 所述中間環(huán)被定位在所述支撐膜的所述上表面上，并且所述襯底被定位在所述支撐膜的所述上表面上。21.—種用于對襯底進行等離子體切片的方法，所述方法包括: 組裝具有剛性框架、中間環(huán)、柔性隔膜和至少一個襯底的工件； 將所述工件轉(zhuǎn)移到處理室中； 使所述工件的所述襯底暴露于等離子體； 通過移除所述剛性框架來修改所述工件；以及 處理所述修改后的工件。
【文檔編號】H01L21/78GK106068548SQ201580012477
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年1月2日 公開號201580012477.4, CN 106068548 A, CN 106068548A, CN 201580012477, CN-A-106068548, CN106068548 A, CN106068548A, CN201580012477, CN201580012477.4, PCT/2015/10043, PCT/US/15/010043, PCT/US/15/10043, PCT/US/2015/010043, PCT/US/2015/10043, PCT/US15/010043, PCT/US15/10043, PCT/US15010043, PCT/US1510043, PCT/US2015/010043, PCT/US2015/10043, PCT/US2015010043, PCT/US201510043
【發(fā)明人】里什·高爾丁, 德瓦拉卡納特·吉爾普拉姆, 肯·麥肯齊, 蒂埃里·拉澤蘭德, 大衛(wèi)·佩斯-沃拉德, 林內(nèi)爾·馬丁內(nèi)斯, 魯塞爾·韋斯特曼, 戈登·M·格里夫納, 杰森·道布
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