有与裸片(110)的尺寸(例如，裸片的长度或宽度)大致相同的一个横向尺寸。
[0171]可使用具有适当的抗蚀刻性的任何掩模材料(例如，聚合物一包括聚酰亚胺和光致抗蚀剂；电介质——包括Si02、SiN、Al203、AlN;含碳材料——包括碳和类金刚石碳(DLC);以及金属——包括Al、Cr、Ni等)利用本领域中已知的方法来图案化该PCM辅助特征(3300)。PCM辅助特征(3300)的掩模材料可以是与用于在等离子体蚀刻工艺期间掩蔽裸片(110)的材料相同的材料。优选的是，PCM辅助特征(3300)的掩模材料对要移除的格线材料的蚀刻选择性为至少10:1。还优选的是，该掩模材料对格线材料的抗蚀刻性(例如，蚀刻选择性)大于50:1ο当存在不止一个PCM辅助特征时，可使用不同的掩蔽材料对这些PCM辅助特征进行图案化。可在PCM辅助特征内使用不止一种掩模材料对单个PCM辅助特征进行图案化。
[0172]图34示出了本发明的另一实施例。不同于常规的切片锯，等离子体切片不需要跨整个衬底处于裸片(110)之间的线性格线区域(120)。为了将较均匀的蚀刻负荷呈现给等离子体，优选将裸片组(3400)移位得靠近PCM结构(3100)，使得PCM结构(3100)附近的切片格线的宽度(3410)类似于标准切片格线(120)区域的宽度(例如，PCM格线的宽度(3410)约为5到30微米宽)。
[0173]图35示出了本发明的又一实施例。图35示出了具有圆化角部的裸片(110)。与现有技术中已知的长方形裸片相比，这些圆化角部在切片格线(120)的交叉部分处产生了较大区域。为了利用裸片(110)之间的这种额外的暴露区域，可将改型的PCM结构(3500)放置在切片格线(120)的交叉部分中。该改型的PCM结构(3500)可与现有技术中已知的PCM结构(3100)具有相同的功能。这些改型的PCM结构(3500)可以是各种尺寸和形状的(例如，直线形状、圆化形状或其它形状)。该改型的PCM结构(3500)可在等离子体切片之后保留测试功能。优选的是，该改型的PCM结构在等离子体切片工艺期间被从裸片单体化(例如，至少一个裸片与该改型的PCM结构之间的衬底材料被移除以暴露下方的层。该下方的层可以是衬底背面上的工件带(300)或薄膜或膜堆叠体一一该薄膜可以是现有技术中已知的晶圆背面金属层)。优选的是，该改型的PCM结构(3500)不接触任一个裸片(110)。虽然图35示出了具有圆化角部的裸片，但本发明可有益地应用到具有任何形状的周界的裸片(例如，长方形或正方形裸片)。
[0174]图42示出了在使用等离子体处理的裸片单体化工艺期间可能出现的另一个问题。图42示出了由格线区域(120)分隔开的多个器件结构(110)。如上文所讨论的，器件制造商通常将工艺控制监视器(PCM)结构(3100)放置在格线区域(120)内。在一些情况下，PCM结构(3100)可与一个或多个器件结构(110)接触和/或重叠。在一些情况下，PCM结构(3100)可与至少一个尺寸格线区域(120)具有大致相同的尺寸(例如，参见宽的PCM区域(4300))。虽然这种PCM/器件结构布局是可接受的，以用于在单体化期间使用去除PCM结构的当前切片方法(例如切片锯)来对器件进行单体化(singulating)，但这种PCM/器件结构布局对于等离子体单体化可能存在问题。PCM结构(3100)通常含有抗蚀刻的材料。因此，PCM结构(3100)可部分被蚀刻，但通常在等离子体切片工艺期间不被完全去除。剩余的PCM结构可防止裸片在等离子体切片之后彼此完全被单体化。因此，等离子体切片需要不同的PCM结构布局。
[0175]图43示出本发明的又一个实施例。图43示出了由格线区域(120)分隔开的器件结构(110)。在本实施例中，格线区域(120)被切片辅助区域(4400)填充。所述切片辅助区域覆盖格线区域(120)的一部分。格线区域(120)的未被切片辅助特征(4400)覆盖的部分是切割区域(4410)。在一个实施例中，切片辅助区域(4400)可与器件结构(110)接触或重叠。切割区域特征(4410)可以是均匀的宽度(4420)。
[0176]切片辅助特征(4410)可被图案化，使得在至少一对相邻的器件结构(110)之间存在至少两个切割区域(4410)(例如切片辅助特征(4410)分隔该格线区域(120)以在两个相邻的裸片之间产生至少两个划割线。所述划割线在等离子体切片期间被蚀刻，以分离这些器件结构(110))。在一个优选实施例中，在所有相邻的器件结构(110)之间存在至少两个切割区域(4410)。在另一个实施例中，至少一个器件结构的整个周界与一个或多个切割区域(4410)相邻。在一个优选实施例中，所有器件结构(110)的整个周界与一个或多个切割区域(4410)相邻。
[0177]切割区域(4410)在等离子体切片工艺期间被蚀刻。在等离子体切片工艺期间，优选的是，切片辅助区域(4400)在比切割区域(4410)慢的速率下蚀刻。优选的是，切割区域(4410)是切片辅助区域(4400)的蚀刻速率的至少五倍。此外优选的是，切割区域(4410)是切片辅助区域(4400)的蚀刻速率的至少二十倍。切割区域(4410)可以是暴露的衬底(100)。
[0178]切割区域的等离子体蚀刻速率通常是切割区域宽度(4420)和衬底(100)厚度的函数。等离子体切片切口的纵横比是待切割的衬底厚度除以切割区域宽度(4420)。典型的格线区域(120)宽度的范围是约一微米宽至数百微米宽。典型的衬底(100)厚度的范围是约10微米至数百微米厚。未来的衬底可在等离子体切片之前被打薄至小于10微米厚。该切割区域的纵横比的范围可为约3:1至约100:1 (例如具有2μπι的切割区域宽度(4420)的30μπι厚的衬底(100)将产生具有15:1的纵横比的等离子体切片切口，类似地，具有Ιμπι的切割区域宽度(4420)的50μπι厚的衬底(100)将产生具有50:1的纵横比的等离子体切片切口 )。
[0179]该切片辅助区域可含有PCM结构(3100)。切片辅助区域(4400)可含有PCM辅助特征(3300)。可使用具有适当的抗蚀刻性的任何掩模材料(例如聚合物一一包括聚酰亚胺和光致抗蚀剂；电介质——包括Si02、SiN、Al203、AlN;含碳材料——包括碳和金刚石样碳(DLC);以及金属一一包括Al、Cr、Ni等)利用本领域中已知的方法来图案化该切片辅助特征(4400)。切片辅助特征(4400)的掩模材料可以是与用于在等离子体切片工艺期间掩蔽所述裸片(110)的材料相同的材料。该切片辅助区域可包括使用不同掩膜材料的多个较小区域。
[0180]为了促进下游封装操作(例如带拉伸操作)中的裸片分离，优选这些切片辅助区域(4400)在整个晶圆上是不连续的。在另一个实施例中，将分隔间隙(4430)图案化在切片辅助区域(4400)中。分隔间隙(4430)变成切割区域(4410)的一部分。重要的是，请注意，虽然这些参考图中的器件结构(110)被示出为具有圆角的矩形，但本发明可有益地应用于各种各样的器件结构形状和尺寸。
[0181]图44示出了在器件结构(110)之间的格线区域(120)的相交部分处的分隔间隙(4430)。为了实现这些分隔间隙的益处，所述分隔间隙不必处在格线区域(120)的相交部分处。图44示出了本发明的一个替代实施例，其中，分隔间隙(4430)位于两个相邻的器件结构(110)之间。
[0182]虽然图43和图44示出了与格线区域(120)平行或垂直的分隔间隙(4430)。本发明也可有利地采用不与格线区域(120)平行或垂直的、替代性的分隔间隙(4430)几何形状，如图45中的本发明另一实施例所示。
[0183]在另一个实施例中，至少一个切割区域(4410)或至少一个切片辅助特征(4400)不与格线区域(120)平行或垂直。
[0184]图36示出了可在使用等离子体处理的裸片单体化工艺期间发生的又一问题。图36示出了由格线区域(120)分隔开的晶圆(100)上的裸片(110)的典型图案。该等离子体切片工艺通常遵循于化学辅助蚀刻机制，其中，所暴露的材料的局部蚀刻速率可部分地随着所暴露的材料附近的量(例如，蚀刻负荷效应)而变化。衬底(100)的较大暴露区域附近的特征通常具有较低的蚀刻速率。在一些裸片图案布局中，可在最外侧裸片(3600)的边缘与衬底
(100)的周界之间存在所暴露的晶圆的边缘区域(3620)(例如，虚线3625与衬底(100)的周界之间的衬底区域)。在等离子体切片工艺期间，边缘区域可能在与格线区域(120)明显不同的速率下被蚀刻。该边缘区域(3620)与格线区域(120)之间的这种蚀刻速率差异可导致非期望的特征轮廓、对下方胶带的损害、或更长的等离子体切片工艺时间。
[0185]图37示出了本发明的又一实施例。通过增加对衬底(100)的边缘区域(3620)的部分进行保护以免受蚀刻的、所掩蔽的负荷辅助特征(3700)，能够减小有效负荷(例如，所暴露的衬底面积)一一从而允许边缘区域(3620)的暴露区(3730)中的局部蚀刻速率达到与邻近的格线区域(120)中的蚀刻速率类似的值。可使用具有适当的抗蚀刻性的任何掩模材料(例如，聚合物一包括聚酰亚胺和光致抗蚀剂;电介质——包括Si02、SiN、Al203、AlN;含碳材料一一包括碳和类金刚石碳(DLC);以及金属一一包括Al、Cr、Ni等)利用本领域中已知的方法来图案化该负荷辅助特征(3700)。负荷辅助特征(3700)的掩模材料可以是与用于在等离子体切片工艺期间掩蔽所述裸片(110)的材料相同的材料。当存在不止一个负荷辅助特征(3700)时，可使用不止一种掩蔽材料来对所述负荷辅助特征进行图案化。可在所述负荷辅助特征内使用不止一种掩模材料来对单个负荷辅助特征进行图案化。优选的是，负荷辅助特征(3700)的掩模材料对要移除的暴露材料(例如，衬底)的蚀刻选择性为至少10:1。还优选的是，该暴露的材料对所述负荷辅助特征的掩模材料的蚀刻选择性大于50:1。
[0186]希望在裸片与邻近的负荷辅助特征之间具有图案间隙(3710)。图案间隙(3710)可以与格线(120)具有相同宽度。该图案间隙中的一种材料已在等离子体切片期间被移除，优选的是，负荷辅助特征(3700)与邻近的裸片(110)分离(例如，负荷辅助特征与至少一个裸片之间的衬底材料被移除以暴露下方的层。该下方的层可以是衬底背面上的工件带(300)或薄膜或膜堆叠体一一该薄膜可以是本领域中已知的晶圆背面金属层)。负荷辅助特征(3700)可在等离子体切片工艺之后与邻近的负荷辅助特征(3700)分离。相邻的负荷特征能够以负荷辅助特征间隙(3720)彼此分隔开。该负荷辅助特征间隙(3720)允许在下游的拾取和放置操作期间实现切片带(300)的更均匀拉伸。优选的是，负荷辅助特征间隙(3720)的宽度类似于格线(120)的宽度(例如，所述带拉伸间隙的宽度在约5到30微米的范围内)。负荷辅助特征间隙(3720)的宽度可类似于图案间隙(3710)。负荷辅助特征(3700)可具有与裸片
(110)的尺寸(例如，裸片的长度或宽度)大致相同的一个横向尺寸。为了帮助任何下游的带拉伸操作，希望使至少一个间隙(例如，负荷辅助特征间隙(3720)、图案间隙(2710)等)或格线(120)与晶圆的周界交叉。
[0187]现有技术中已知的一些晶圆在晶圆的周界处具有边缘光刻胶去除区域，使得靠近周界的衬底的顶表面是被暴露的衬底材料。在另一实施例中，对于已去除了边缘光刻胶的晶圆，希望使至少一个间隙(例如，负荷辅助特征间隙(3720)、图案间隙(2710)等)或格线(120)连接到边缘光刻胶去除区域(例如，使得存在从晶圆的周界到至少一个间隙连续的、所暴露的衬底的至少一个区域)。
[0188]希望负荷辅助特征(3700)在等离子体切片和/或下游操作期间保持完整无缺(例如，负荷辅助特征未破裂或接触裸片(110))。优选的是，负荷辅助特征(3700)在等离子体切片工艺期间保持贴附到带(300)。优选的是，被单体化的负荷辅助特征(3700)不接触裸片
(110)。
[0189]负荷辅助特征(3700)可被图案化为各种各样的形状，包括多边形、正方形、长方形和/或四边形。所述负荷辅助特征可包含曲线或圆化特征。所述负荷辅助特征可以是圆形或椭圆形的。所述负荷辅助特征可由不止一个较小的特征组成。
[0190]为了在所述单体化工艺期间清楚地分离裸片(110)，优选的是，负荷辅助特征(3700)不连接到裸片(110)。在优选实施例中，所述负荷辅助特征均不连接到裸片(110)。
[0191 ]负荷辅助特征(3700)可连接到另一个负荷辅助特征。负荷辅助特征(3700)可以跨整个晶圆是均匀的或具有可变的尺寸和形状。对于裸片(110)或格线(120)跨整个晶圆变化的情形，优选的是，负荷辅助特征(3700)的尺寸和/或形状也跨整个晶圆变化。虽然图37示出了本发明与长方形裸片(110)结合使用，但本发明可有益地应用到各种不同形状的裸片，包括具有圆化角部的裸片(110)。
[0192]请注意，虽然上述这些实例分别描述了蚀刻辅助特征(3200)、PCM辅助特征(3300)、改型的PCM结构(3500)、以及负荷辅助特征，但也可有益地应用这些元件的任意组入口 ο
[0193]在半导体衬底的单体化之后，器件上可能存在有不想要的残余物。铝通常用作用于半导体器件的电触点并且当暴露于基于氟的等离子体时，A1F3层被形成在其表面上。A1F3在正常的等离子体处理条件下是非易失性的并且不被栗送离开所述衬底并到系统外部，并在处理之后保持在所述表面上。铝上的A1F3是器件故障的一个通常原因，因为导线与电触点的结合强度被大大减小了。因此，在等离子体处理之后从电触点的表面上移除A1F3是很重要的。可以使用湿法;然而，这由于被分离的裸片的易碎性而变得困难，而且，所述带的可能损伤会导致裸片的释放。因此，对于被设计成移除所形成的任何A1F3的工艺，该工艺能够在衬底仍处于真空室内的同时改变为第三工艺。美国专利7，150，796描述了使用基于氢的等离子体来现场移除A1F3的方法。同样，当其它含卤素气体被用于蚀刻衬底时，该现场处理能够用于移除其它含卤素的残余物。
[0194]尽管以上的示例讨论了使用等离子体来分离裸片(切片)，但本发明的各个方面对于诸如通过等离子体蚀刻进行的衬底减薄的相关应用来说都是有用的。在该应用中，衬底
(100)能够在待蚀刻的表面上具有一些特征，或者替代地，该待蚀刻的表面可以是无特征的(例如，减薄该大块衬底)。
[0195]本公开包括在所附权利要求中包含的内容以及上文描述的内容。尽管已经以其优选形式通过一定程度的具体性描述了本发明，但应理解，仅作为示例给出了该优选形式的本公开，而且，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行构造的细节以及部件的组合和布置方面的许多变化。现在，已描述了本发明。
【主权项】
1.一种用于对衬底进行等离子体处理的方法，所述方法包括: 提供具有壁的处理室； 提供与所述处理室的所述壁相邻的等离子体源； 在所述处理室内提供工件支撑件； 将工件加载到所述工件支撑件上，所述工件具有支撑膜、框架和所述衬底； 在所述衬底上提供至少两个切割区域，所述切割区域位于所述衬底上的所有相邻的器件结构之间； 使用所述等离子体源产生等离子体；以及 使用所产生的等离子体处理所述工件。2.—种用于对衬底进行等离子体处理的方法，所述方法包括: 提供具有壁的处理室； 提供与所述处理室的所述壁相邻的等离子体源； 在所述处理室内提供工件支撑件； 将工件加载到所述工件支撑件上，所述工件具有支撑膜、框架和所述衬底； 在所述衬底上提供至少一个器件结构，所述器件结构的整个周界与所述衬底上的一个或多个切割区域相邻； 使用所述等离子体源产生等离子体；以及 使用所产生的等离子体处理所述工件。3.—种用于对衬底进行等离子体处理的方法，所述方法包括: 提供具有壁的处理室； 提供与所述处理室的所述壁相邻的等离子体源； 在所述处理室内提供工件支撑件； 将工件加载到所述工件支撑件上，所述工件具有支撑膜、框架和所述衬底； 在所述衬底上提供被图案化在切片辅助区域中的多个分隔间隙； 使用所述等离子体源产生等离子体；以及 使用所产生的等离子体处理所述工件。
【专利摘要】本发明提供了一种用于对衬底进行等离子体处理的方法，该方法包括：提供具有壁的处理室；提供与处理室的所述壁相邻的等离子体源；在处理室内提供工件支撑件；将工件加载到工件支撑件上，该工件具有支撑膜、框架和所述衬底；在衬底上提供至少两个切割区域，所述切割区域位于衬底上的所有相邻的器件结构之间；使用等离子体源产生等离子体；以及，使用所产生的等离子体处理所述工件。
【IPC分类】H01L21/683, H01L21/78, H01L21/67, H01L21/687, H01L21/3065, H01J37/32
【公开号】CN105493263
【申请号】CN201480048001
【发明人】蒂埃里·拉泽兰德, 大卫·佩斯-沃拉德, 林内尔·马丁内斯, 克里斯·约翰逊, 鲁塞尔·韦斯特曼, 戈登·格里夫纳
【申请人】等离子瑟姆有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月7日
【公告号】EP3039715A1, US9343365, US20130344683, WO2015031017A1