[发明专利]等离子切割的设备和方法

说明书

根据本发明，提供了一种用于等离子切割半导体衬底的设备和方法，所述半导体衬底为形成工件的一部分的类型，所述工件进一步包括在框架构件上的载体片，其中，所述载体片承载半导体衬底。所述设备包括：腔室；等离子产生装置，所述等离子产生装置被配置成在所述腔室内产生适于切割所述半导体衬底的等离子；工件支撑件，所述工件支撑件位于所述腔室中，用于通过与所述载体片接触来支撑所述工件；框架盖元件，所述框架盖元件被配置成在使用时接触所述框架构件，从而夹紧所述载体片以抵靠设置在所述腔室中的辅助元件。

技术领域

本发明涉及一种用于等离子切割形成工件一部分的类型的半导体衬底的设备，所述工件进一步包括在框架构件上的载体片，其中，所述载体片承载半导体衬底。本发明还涉及等离子切割的相关方法。

背景技术

半导体制造通常涉及在单个半导体晶圆上并行处理的大量硅芯片。一旦处理步骤完成，该晶圆就必须被切割成离散的芯片。然后将芯片连接，随后封装。传统上，使用金刚石锯沿晶圆上的划线切割来执行分割步骤。最近，在提供切割晶圆的新方法的方面有很多兴趣。这些能够增强性能并降低成本。一种这样的方法是使用激光执行晶圆的切割。一种替代方法是使用等离子蚀刻来切割晶圆。这具有以下方面的益处：使晶片边缘损伤最小化，通过使用非常窄的划线使晶圆表面的有效使用最大化，以及提供使用非正交划线布局的选项。根据应用要求，等离子蚀刻能够在削薄或研磨晶圆之前或之后进行。

提出硅晶圆用于在“框架和带”载体上切割。图7是这种布置的半示意图，示出了具有由划线72分隔开的离散芯片73的硅晶圆71。晶圆71通过粘合剂粘附到由环形框架环76保持的载体带74上。等离子9用于在真空系统(未示出)中蚀刻暴露的划线。晶圆71/载体带74/框架76形成工件组件，该工件组件被放置在平台75上。该平台保持该工件、提供冷却和可选的RF偏压以辅助该蚀刻工艺。经常，静电卡盘(ESC)用于改善晶圆和平台之间的热耦合。US8691702公开了一种基于ESC的平台组件，该基于ESC的平台组件能处理在框架上胶贴的晶片。提供升降机构，该升降机构使该工件上升以使它移动到平台和从平台处移出。提供与框架间隔开的框架盖，该框架盖保护该升降机构和该框架。提供该框架盖的延伸部或单独的部件以保护该框架附近的带。ESC提供有合适的冷却通道，以从卡盘中移除热量。一个重要的考虑因素是在该工艺期间热量的移除，以保持合适的工作温度。载体带特别具有过热的危险。通常，载体带由聚合物材料形成，诸如软化点为约90℃的聚烯烃(PO)、聚氯乙烯(PVC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在实践中，认为有必要的是在处理期间保持载体带的温度为80℃或更低，以避免对带或带上使用的丙烯酸粘合剂的损伤。因为该带的厚度通常小于200微米，因此该带的热容量低，则热失控(thermal runaway)是恒定的风险。

出于经济原因，希望在保持工艺规格的同时尽可能快地切割晶片。这通常是通过在高RF功率下运行等离子蚀刻工具来增加在半导体晶片的划线中的暴露材料来实现。使用高蚀刻速率方案增加了过热的可能性。因此，强烈希望在等离子切割中实现高蚀刻速率以使生产量最大化，同时避免对工件的损伤，特别是避免对载体带或相关的粘合剂的损伤。特别期望能够保持载体带的温度为80℃或更低。

发明内容

本发明至少在其一些实施方式中解决了上述问题和需求。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于等离子切割形成工件一部分的类型的半导体衬底的设备，所述工件进一步包括在框架构件上的载体片，其中，所述载体片承载半导体衬底。

所述设备包括：

腔室；

等离子产生装置，所述等离子产生装置被配置成在所述腔室内产生适于切割所述半导体衬底的等离子；

工件支撑件，所述工件支撑件位于所述腔室中，用于通过与所述载体片接触来支撑所述工件；

框架盖元件，所述框架盖元件被配置成在使用时接触所述框架构件，从而夹紧所述载体片以抵靠设置在所述腔室中的辅助元件。