KR102052242B1 - 플라즈마 다이싱 장치 - Google Patents

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안셀 올리버
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Abstract

본 발명에 따르면 워크피스의 일부를 형성하는 타입의 반도체 기판을 플라즈마 다이싱하기 위한 장치와 방법이 제공되는데, 상기 워크피스는 프레임 부재 상의 캐리어 시트를 추가로 포함하고, 상기 캐리어 시트는 상기 반도체 기판을 지지하며,
상기 장치는:
챔버;
반도체 기판을 다이싱하는데 적합한 챔버 내에 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성 장치;
캐리어 시트와 접촉을 통하여 워크피스를 지지하도록 챔버 내에 위치하는 워크피스 서포트; 및
사용에 있어, 프레임 부재와 접촉하여 챔버 내에 배치되는 보조 요소에 대하여 캐리어 시트를 클램핑하도록 구성되는 프레임 커버 요소를 포함한다.

Description

플라즈마 다이싱 장치 {Apparatus for Plasma Dicing}
본 발명은 워크피스의 부분을 형성하는 타입의 반도체 기판을 플라즈마 다이싱하기 위한 장치에 관한 것으로, 워크피스는 프레임 부재 상에 캐리어 시트를 추가로 포함하고, 캐리어 시트는 반도체 기판을 지지한다.
또한 본 발명은 관련된 플라즈마 다이싱 방법에 관한 것이다.
반도체 제조는 일반적으로 단일 반도체 웨이퍼 상에 병렬로 처리되는 많은 수의 실리콘 칩들을 포함한다. 일단 처리 단계가 완료되면, 웨이퍼는 개별 칩들로 다이싱되어야 한다. 이후 후속적으로 패키지되는 칩들에 대한 연결들이 만들어진다. 전통적으로, 다이싱 단계는 웨이퍼 상의 스크라이브 라인들을 따라 컷팅하는 다이아몬드 쏘우를 이용하여 수행되어 왔다. 최근에는, 웨이퍼를 다이싱하기 위한 새로운 방법들이 제공되는 것에 큰 흥미가 있어 왔다. 이들은 향상된 성능 및 더 낮은 비용의 가능성을 제공한다. 하나의 이러한 접근은 웨이퍼 다이싱을 수행하기 위해 레이저를 사용하는 것이다. 대안적인 접근은 웨이퍼를 다이싱하기 위해 플라즈마 에칭을 이용하는 것이다. 이는 다이 에지 데미지를 최소화하고 매우 좁은 스크라이브 라인을 이용하여 웨이퍼 표면의 효율적인 사용을 최대화하고 비-직교 스크라이브 라인 레이아웃을 사용하는 옵션을 제공하는 측면에서 장점을 갖는다. 적용 요구에 따라, 플라즈마 에칭은 웨이퍼의 박형화 또는 그라인딩 전에 또는 후에 발생할 수 있다.
실리콘 웨이퍼들은 "프레임 및 테이프" 캐리어 상에서 다이싱하게 된다. 도 7은 스크라이브 라인들(72)에 의해 분리된 개별 칩들(73)과 실리콘 웨이퍼(71)을 나타내는 이러한 장치의 반-개략적인 묘사이다. 웨이퍼(71)는 환형 프레임 링(76)에 의해 유지되는 캐리어 테이프(74)에 접착제에 의해 부착된다. 진공 시스템(미도시)에서 노출된 스크라이브 라인들을 에칭하는데 플라즈마(9)가 사용된다. 웨이퍼(71)/캐리어 테이프(74)/프레임(76)은 워크피스 플래턴(75) 상에 위치하는 어셈블리를 형성한다. 플래턴은 워크피스를 유지하고, 냉각 및 선택적으로 에칭 공정을 돕기 위한 RF 바이어스를 제공한다. 종종, 웨이퍼와 플래턴 간의 열적 결합을 향상시키는 데에 정전 척(electrostatic chuck; ESC)이 사용된다. US8691702는 프레임 상에서 테이프로 부착된 웨이퍼를 처리할 수 있는 ESC 기반의 플래턴 어셈블리를 개시한다. 리프트 기구가 제공되는데 이는 플래턴으로 및 플래턴으로부터 움직이는 것이 가능하도록 워크피스를 승강시킨다. 프레임으로부터 이격된 프레임 커버가 제공되는데 이는 리프트 기구 및 프레임을 보호한다. 프레임 커버의 연장부 또는 분리된 요소가 프레임의 부근에서 테이프를 보호하도록 제공된다. ESC는 척으로부터 열을 제거하기 위하여 적절한 냉각 채널과 함께 제공된다. 적합한 작동 온도를 유지하기 위해 공정 동안의 열의 제거는 중요한 고려사항이다. 캐리어 테이프는 특히 과열의 위험이 있다. 일반적으로 캐리어 테이프는 약 90℃의 연화점을 갖는 폴리올레핀(PO), 폴리비닐 클로라이드(PVC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 고분자 물질로 형성된다. 실제, 테이프에 대한 또는 테이프 상에 사용되는 아크릴 접착제에 대한 데미지를 피하기 위해 공정 동안 80℃ 또는 그 이하로 캐리어 테이프의 온도를 유지할 필요성이 고려된다. 테이프의 두께가 일반적으로 200 마이크론보다 작음에 따라 열적 런어웨이는 일정한 리스크이고 따라서 테이프는 낮은 열 용량을 갖는다.
경제적인 이유로 공정 요구 조건은 유지하면서 가능한 빠르게 웨이퍼들을 다이싱하는 것이 바람직하다. 이는 일반적으로 반도체 웨이퍼의 스크라이브 라인들에서 노출되는 물질을 증가시키기 위해 높은 RF 파워에서 에칭 장비를 구동하는 것에 의해 얻어진다. 높은 에칭률 방법의 사용은 과열의 가능성을 증대시킨다. 따라서 워크피스의 데미지를 피하면서, 특히 캐리어 테이프 또는 결합된 접착제에 대한 데미지를 피하면서 처리량을 최대화하기 위해 플라즈마 다이싱에서의 높은 에칭률을 얻기 위한 강한 요구가 있다. 80℃ 또는 그 이하로 캐리어 테이프의 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명은, 그것의 실시예들의 적어도 일부에 있어서, 위에 설명된 문제점들 및 요구사항을 다룬다.
본 발명의 제1 양태에 따르면 워크피스의 부분을 형성하는 타입의 반도체 기판을 플라즈마 다이싱하기 위한 장치가 제공되는데, 워크피스는 프레임 부재 상에 캐리어 시트를 추가로 포함하고, 캐리어 시트는 반도체 기판을 지지하며,
상기 장치는
챔버;
반도체 기판을 다이싱하는데 적합한 챔버 내에 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성 장치;
캐리어 시트와 접촉을 통하여 워크피스를 지지하기 위해 챔버 내에 위치하는 워크피스 서포트;
사용에 있어, 프레임 부재와 접촉하여 챔버 내에 배치되는 보조 요소에 대하여 캐리어 시트를 클램핑하도록 구성되는 프레임 커버 요소를 포함한다.
상기 보조 요소는 워크피스 서포트가 될 수 있다.
상기 보조 요소는 워크피스 서포트 주위에 배치되는 쉴드 링이 될 수 있다. 상기 쉴드 링은 챔버 내에 열 접촉 상태에 있을 수 있다. 일반적으로, 상기 쉴드 링은 챔버의 하나 이상의 내부 벽들과 열 접촉 상태에 있을 수 있다.
상기 장치는 플라즈마로부터 프레임 커버 요소를 열적으로 쉴드하기 위해 프레임 커버 요소 상에 배치되는 히트 쉴드를 추가로 포함할 수 있다.
상기 히트 쉴드는 프레임 커버 요소로부터 이격될 수 있다. 상기 히트 쉴드는 보조 요소 상에 지지될 수 있다.
상기 히트 쉴드는 프레임 커버 요소와 접촉 상태에 있을 수 있다. 일반적으로, 이러한 실시예들에서, 히트 쉴드와 프레임 커버 요소 간에 열 접촉을 최소화하는 것이 바람직하다. 상기 히트 쉴드는 프레임 커버 요소와 접촉하는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 이 방식에서, 열 접촉이 감소될 수 있다. 상기 돌출부들은 핀들, 하나 이상의 리지, 또는 핍들(pips)과 같은 어떠한 적절한 형태도 될 수 있다.
상기 히트 쉴드는 세라믹 물질로 형성될 수 있다. 세라믹 물질은 알루미나가 될 수 있다.
다른 주요 실시예들에서, 플라즈마로부터 프레임 커버 요소를 열적으로 쉴드하기 위한 히트 쉴드가 존재하지 않는다.
상기 장치는 프레임 커버 요소에 의해 보조 요소에 대하여 캐리어 시트의 클램핑을 도와주도록, 프레임 커버 요소에 클램핑 힘을 인가하는 적어도 하나의 클램프를 추가로 포함할 수 있다. 적어도 하나의 클램프는 프레임 커버 요소를 직접 클램핑할 수 있고, 히트 쉴드가 존재한다면, 적어도 하나의 클램프는 보조 요소에 대하여 캐리어 시트의 클램핑을 도와주도록, 프레임 커버 요소에 대하여 히트 쉴드를 클램핑할 수 있다. 적어도 하나의 클램프는 워크피스 서포트 상에 탑재될 수 있다.
상기 프레임 커버 요소는 사용에 있어, 프레임 부재와 접촉하는 실질적으로 평평한 하부 표면을 포함할 수 있다.
상기 프레임 커버 요소는 사용에 있어, 프레임 부재와 접촉하는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 돌출부들은 핀들, 하나 이상의 리지, 핍들과 같은 어떠한 적합한 형태도 될 수 있다. 상기 보조 요소는 워크피스가 워크피스 서포트 상에 존재하지 않을 때 프레임 커버 요소의 돌출부들을 수용하기 위한 하나 이상의 개구를 포함할 수 있다.
상기 장치는 워크피스가 워크피스 서포트 상에 존재하지 않을 때 프레임 커버 요소가 보조 요소와 열 접촉될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 프레임 커버 요소는 금속 또는 세라믹 물질로 형성될 수 있다. 적합한 금속의 예는 알루미늄이다. 적합한 세라믹 물질의 예는 알루미나이다.
상기 워크피스 서포트는 정전 척(ESC)이 될 수 있다. 상기 ESC는 단극성 또는 양극성 ESC가 될 수 있다.
상기 장치는 워크피스 서포트와 접촉 또는 비접촉 상태로 프레임을 하강 및 승강시키고 프레임 부재 및 선택적으로 워크피스 서포트와 접촉 또는 비접촉 상태로 프레임 커버 요소를 하강 또는 승강시키기 위한 리프팅 기구를 추가로 포함할 수 있다.
상기 장치는 반도체 기판을 포함하는 워크피스와 프레임 부재 상의 캐리어 시트와의 결합으로 제공될 수 있는데, 상기 캐리어 시트는 반도체 기판을 지지하고, 상기 워크피스 서포트는 캐리어 시트와의 접촉을 통해 워크피스를 지지하고, 상기 프레임 부재는 프레임 커버 요소에 의해 클램핑된다.
상기 워크피스 서포트는 캐리어 시트와 접촉을 통하여 워크피스를 지지하는 워크피스 서포트 표면을 포함할 수 있다. 상기 워크피스 서포트 표면은 주변부를 갖는다. 상기 프레임 부재는 워크피스의 주변부를 정의할 수 있다. 상기 워크피스의 주변부는 상기 워크피스 서포트 표면의 주변부 내에 완전히 위치될 수 있다.
상기 캐리어 시트는, 선택적으로 접착제를 갖는, 고분자 물질로 형성되는 테이프를 포함할 수 있다. 상기 고분자 물질은 PO, PVC 또는 PET가 될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면 워크피스의 부분을 형성하는 타입의 반도체 기판을 플라즈마 다이싱하는 방법이 제공되는데, 상기 워크피스는 프레임 부재 상에 캐리어 시트를 추가로 포함하고, 상기 캐리어 시트는 반도체 기판을 지지하며, 상기 방법은:
본 발명의 제1 양태에 따른 장치를 제공하는 단계;
워크피스 서포트와 접촉 상태로 캐리어 시트를 배치하는 것에 의해 상기 워크피스를 지지하는 단계;
프레임 부재를 프레임 커버 요소와 접촉시키는 것에 의해 보조 요소에 대하여 캐리어 시트를 클램핑하는 단계; 및
반도체 기판을 플라즈마 다이싱하는 단계를 포함한다.
상기 워크피스 서포트는 캐리어 시트와의 접촉을 통해 워크피스를 지지하는 워크피스 서포트 표면을 포함할 수 있다. 상기 워크피스 서포트 표면은 주변부를 갖는다. 상기 프레임 부재는 워크피스의 주변부를 정의할 수 있다. 상기 워크피스의 주변부는 상기 워크피스 서포트 표면의 주변부 내에 완전히 위치될 수 있다.
상기 워크피스 서포트는 정전 척 및 캐리어 필름과 접촉하는 정전 척의 부분이 될 수 있고 실질적으로 평평하고 특색없는 상부 표면이 될 수 있다.
상기 워크피스 서포트는 보조 요소로서 작용하는 정전 척이 될 수 있고, 상기 정전 척은 프레임 부재 상에 작용하는 추가의 정전 클램핑 힘을 제공한다.
반도체 기판을 플라즈마 다이싱하는 단계가 완료된 후에는, 워크피스가 챔버로부터 배출될 수 있고 프레임 커버 요소는 워크피스 서포트와 열 접촉될 수 있다.
본 발명이 상기 기술되었지만, 위에 언급된 특징들 또는 이어지는 설명, 도면 또는 청구항들의 임의의 발명적 조합으로 확장된다. 예를 들어 본 발명의 제1 양태에 관련하여 설명된 임의의 특징은 본 발명의 제2 양태에 관련하여 또한 개시되는 것으로 고려된다.
본 발명에 따른 장치 및 방법의 실시예들이 이제 첨부된 도면을 참조로 설명될 것이다.
도 1은 추가의 히트 쉴드와 함께 진공 공정 챔버에 탑재된 반도체 기판의 단면도이다.
도 2는 연속적인 플라즈마 공정들 사이에 발생하는 냉각 단계 동안 (도 1로부터) 진공 공정 챔버의 단면도이다.
도 3은 다이싱 테이프에 환형 프레임을 클램핑하는 데에 클램핑 핀들이 사용되는 경우 진공 공정 챔버 내에 탑재된 반도체 기판의 단면도이다.
도 4는 ESC 내의 리세스 내에 클램핑이 하강되는 경우 연속적인 플라즈마 공정들 사이에 발생하는 냉각 단계 동안 (도 3으로부터) 진공 공정 챔버의 단면도이다.
도 5는 하부 위치에서 최적화된 디자인의 히트 쉴드의 단면도이다.
도 6은 승강 위치에서 최적화된 디자인의 히트 쉴드의 단면도이다.
도 7은 테이프 및 프레임 캐리어 상에 지지되는 웨이퍼를 포함하는 워크피스의 플라즈마 다이싱을 나타낸다.
도 1에 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있다. 반도체 기판(11)은 스크라이브 라인(12) 및 개별 반도체 칩들(13)을 포함한다. 반도체 기판(11)은 일반적으로 실리콘으로 구성되지만, 갈륨 아세나이드 및 다른 III-V 반도체들이 사용될 수 있다. 반도체 기판(11)은 정전 척(15)의 정상부 상에 위치하는 다이싱 테이프(14)에 부착된다. 환형 프레임(16) 및 정전 척(15) 사이에 다이싱 테이프(14)가 고정되도록, 환형 프레임(16)은 다이싱 테이프(14)의 정상부 상에 위치한다. 반도체 기판(11)은 환형 프레임(16)의 포지셔닝에 있어서, 어느 정도의 비동심성, 일반적으로 ±3 mm를 수용하도록 설계된다. 프레임 어셈블리(17)는 반도체 기판(11), 다이싱 테이프(14) 및 환형 프레임(16)을 포함한다. 다이싱 테이프(14)는 일반적으로 폴리올레핀, 폴리(비닐 클로라이드), 또는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)로 구성된다. 환형 프레임(16)은 일반적으로 스테인리스 스틸 또는 플라스틱으로 구성된다. 프레임 어셈블리(17) 및 정전 척(15)의 표면적은 정전 척(15)이 환형 프레임(16)의 직경을 넘어 연장되고 냉매 가스가 통과하는 내부 냉각 채널들(18)을 포함하도록 선택된다. 제1 클램핑 힘을 프레임 어셈블리(17)에 제공하기 위해 정전 척(15)에 높은 전압이 인가될 수 있다. 정전 클램핑 기구는 양호한 열 접촉이 프레임 어셈블리(17)과 정전 척(15) 간에 존재하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 프레임 어셈블리(17)과 정전 척(15) 간에 열 접촉을 최대화하기 위해 정전 척(15)은 환형 프레임(16)의 직경 내에 어떠한 표면 특색을 포함하지 않는다. 프레임 어셈블리(17)와 정전 척(15) 간의 양호한 열 접촉은 플라즈마 처리 동안 프레임 어셈블리(17)가 냉각되는 것을 유지하고 다이싱 테이프(14)의 열적 저하를 방지하는 것을 도와준다. 환형 프레임(16)은 프레임 커버(110)의 사용에 의해 플라즈마(19)의 직접 노출로부터 쉴드된다.
본 발명의 일 실시예에서 프레임 커버(110)는 환형 프레임(16)과 양호한 열 접촉을 만들어준다. 프레임 커버(110)에는 히트 쉴드(111)의 사용에 의해 플라즈마(19)로부터 추가의 보호가 제공될 수 있다. 히트 쉴드(111)가 채용되면, 프레임 커버(110)는 알루미늄과 같은 높은 열전도도를 갖는 물질로 구성된다. 그러나, 히트 쉴드(111)가 사용되지 않는다면, 프레임 커버(110)는 플라즈마(19)와 직접 접촉할 것이고 알루미나 또는 다른 세라믹 물질과 같은 낮은 열전도도를 갖는 물질이 바람직하다. 히트 쉴드(111)는 일반적으로 알루미나 또는 다른 세라믹 물질과 같은 낮은 열전도도를 갖는 물질로 구성된다. 히트 쉴드(111)과 프레임 커버(110) 간의 열적 경로를 최소화하기 위해 히트 쉴드(111)과 프레임 커버(110) 간의 접촉(112)은 최소화되거나 존재하지 않는다. 결과적으로, 플라즈마(19)는 히트 쉴드(111)를 직접 가열하지만 그 열은 프레임 어셈블리(17)를 향하여 침투하지 않는다. 환형 프레임(16), 프레임 커버(110), 및 히트 쉴드(111)의 무게는 정전 척(15)에 대한 다이싱 테이프(14)의 제2 클램핑 기구를 제공한다. 제2 클램핑 기구는 액티브 클램핑 힘을 이용하여 얻어질 수 있다. 액티브 클램핑 힘은 플래턴 탑재된-무게있는 클램프 또는 다른 클램핑 장치의 이용을 통하여 얻어질 수 있다. 정전 척(15)에 대하여 다이싱 테이프(14)의 제2 클램핑 기구를 얻기 위하여, 액티브 클램핑 힘은 히트 쉴드(111), 프레임 커버(110), 환형 프레임(16) 또는 이들의 조합에 직접 인가될 수 있다. 플라즈마 처리가 완료된 이후에는 프레임 어셈블리(17)가 진공 공정 챔버(113)로부터 배출되고 도 2에 도시된 바와 같이 냉각 단계가 개시된다. 프레임 커버(110)는 연속적인 플라즈마 처리의 시작에 앞서 냉각된다. 프레임 커버(110) 및 정전 척(15) 간의 큰 접촉 면적이 있도록, 프레임 커버(110)를 하강시키는 것에 의해 냉각 효과가 얻어진다. 프레임 커버(110)는 알루미늄과 같은 높은 열전도도를 갖는 물질로 구성되고 정전 척(15)과 양호한 열 접촉을 형성한다. 프레임 커버(110)와 정전 척(15) 간의 양호한 열 접촉은 프레임 커버(110)로부터 쉽게 방열되는 것을 가능하게 하고 프레임 커버(110)의 효과적인 냉각을 가능하게 한다.
본 발명의 제2 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같은 클램핑 핀들(30)의 사용에 의해 상부로부터 정전 척으로 프레임 어셈블리(17)가 기계적으로 클램핑된다. 클램핑 핀들(30)은 프레임 커버의 하부면으로부터의 돌출부들이고 프레임 커버(31)과 환형 프레임(16) 간의 낮은 열 접촉을 형성한다. 프레임 커버(31)에는 플라즈마(19)로부터의 추가의 보호부가 히트 쉴드(111)의 형태로 구비될 수 있다. 히트 쉴드(111)가 채용된다면, 프레임 커버(31)는 알루미늄과 같은 높은 열전도도를 갖는 물질로 구성된다. 그러나, 히트 쉴드(111)가 사용되지 않는다면, 프레임 커버(31)는 플라즈마(19)와 직접 접촉하게 되고 알루미나 또는 다른 세라믹 물질과 같은 낮은 열전도도를 갖는 물질이 바람직하다.
플라즈마 처리가 완료된 후에는 프레임 어셈블리(17)가 진공 공정 챔버(113)로부터 배출되며 도 4에 도시된 바와 같이 냉각 단계가 시작된다. 연속적인 플라즈마 처리의 시작에 앞서 프레임 커버(31)가 냉각된다. 냉각 효과는 열적으로 조절된 정전 척(35)와 직접 접촉 상태가 되도록 프레임 커버(31)를 하강시키는 것에 의해 얻어진다. 본 발명의 이 실시예에서 클램핑 핀들(30)은 정전 척(35) 내에 위치하는 상보적인 리세스들(32) 내에 삽입된다. 이는 프레임 커버(31)와 정전 척(35) 간의 높은 접촉 면적 및 양호한 열 접촉이 냉각 단계 동안 프레임 커버(31)의 효율적인 냉각을 가능하게 하는 것을 보장한다.
본 발명의 제3 실시예에서, 환형 프레임(16)은 쉴드 링(50)의 정상부 바로 위에 위치한다. 쉴드 링(50)은 정전 척(55)을 둘러싸는 환형 요소이다. 도 5에 도시된 예와 같이 프레임 커버(51) 및 히트 쉴드(52)의 사용에 의해 플라즈마(19)로부터의 열적 보호가 제공된다. 쉴드 링(50)은 일반적으로 알루미늄과 같은 높은 열전도도를 갖는 물질로 구성되고, 진공 공정 챔버(53)의 벽들과 접촉 상태를 유지한다. 진공 공정 챔버(53)의 벽들은 적절한 온도, 일반적으로 약 55℃로 유지된다. 히트 쉴드(52)는 프레임 커버(51)를 위한 열적 보호를 제공한다. 히트 쉴드(52)는 쉴드 링(50) 상에 단지 놓여 있고 플라즈마 처리 동안 프레임 커버(51)와 접촉하지 않는다. 히트 쉴드(52)는 핍들(54)과 같은 등거리로 분산된 일련의 돌출부들을 통하여 쉴드 링(50)과 접촉하게 된다. 히트 쉴드(52)는 다이싱 테이프(14)에 보호부를 부여하기 위하여 테이프 커버(56) 형태의 연장부를 포함할 수 있다. 테이프 커버는 일반적으로 알루미나 또는 다른 세라믹 물질과 같은 낮은 열전도도를 갖는 물질로 구성된다. 히트 쉴드(52) 및 테이프 커버(56)는 플라즈마(19)에 대한 직접 시각선에 있고 150℃를 초과하는 온도에 이를 수 있다. 히트 쉴드(52) 및 테이프 커버(56)는 플라즈마(19)로부터 열적 방사선을 흡수하지만 쉴드 링(50)에 대한 돌출부들(54)의 낮은 열 접촉에 기인하여 열은 쉴드 링(50)에 쉽게 전달되지 않는다. 이는 높은 온도에서 히트 쉴드(52) 및 테이프 커버(56)를 유지하는 것을 도와준다. 히트 쉴드(52) 및 테이프 커버(56)는 열적 쉴드를 형성하여 프레임 커버(51)는 종래 기술의 디자인보다 더 냉각되는 결과를 가져온다. 상대적으로 냉각된 프레임 커버(51)는 이후 프레임(16) 주위에 열적 쉴드를 또한 형성한다. 이는 히트 쉴드(52) 및 테이프 커버(56)로부터의 방사성의 그리고 대류성의 열 전달로부터 프레임(16)을 보호한다. 유리하게는, 히트 쉴드(52) 및 테이프 커버(56)의 높은 온도는 특정한 증착물의 축적을 방지하고, 이는 클리닝 과정들 사이에서 사용가능한 수명을 증대시킨다. 프레임 커버(51)는 환형 프레임(16)을 쉴드 링(50)에 기계적으로 클램핑하도록 작용하는 핍들(57)과 같은 등거리로 분산된 일련의 돌출부들을 통해 환형 프레임(16)과의 접촉을 만들어 준다. 기계적 클램핑 힘은 프레임 커버(51)의 무게의 결과로서 될 수 있고 추가의 클램핑 힘이 채용될 수 있다. 돌출부들(57)과 환형 프레임(16) 간의 접촉 면적은 최소한이어서 낮은 열 접촉을 가져온다. 프레임 커버(51)가 상대적으로 냉각되는 것과 돌출부들(57)과 프레임(16) 간의 낮은 열 접촉의 결합은 데미지에 대한 실질적인 리스크없이 플라스틱 프레임들이 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 금속 프레임들의 사용 또한 가능하다.
진공 공정 챔버(113)로부터 프레임 어셈블리(17)를 배출하기 위해, 리프팅 핀들(60)을 사용하여 환형 프레임(16) 및 프레임 커버(51)가 승강된다. 도 6은 승강된 위치에 있는 리프팅 핀들(60)과 함께 진공 공정 챔버의 단면도이다. 핍들(61)과 같은 등거리로 분산된 돌출부들의 사용으로부터 히트 쉴드(52)와 프레임 커버(51) 간의 낮은 열 접촉이 유지된다. 돌출부들(61)의 최소한의 접촉 면적은 히트 쉴드(52)로부터 프레임 커버(51)로의 열 손실을 최소화한다. 돌출부들(54, 57)의 각각의 세트는 그들이 삽입되도록 하여, 리프팅 핀들이 활용될 때 프레임 커버(51), 히트 쉴드(52) 및 쉴드 링(50)이 자기-정렬되는 것을 가능하게 하는 대응하는 리세스를 갖는다.

Claims (27)

  1. 반도체 기판을 플라즈마 다이싱하기 위한 장치로서, 상기 반도체 기판은 워크피스와 결합되고, 상기 워크피스는 상기 반도체 기판과, 프레임 부재 상의 캐리어 시트를 포함하고, 상기 캐리어 시트는 반도체 기판을 지지하고,
    상기 장치는:
    챔버;
    상기 챔버 내에 상기 반도체 기판을 다이싱하는데 적합한 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성 장치;
    상기 캐리어 시트와 접촉을 통해 상기 워크피스를 지지하기 위한, 상기 챔버 내에 위치하는 워크피스 서포트로서, 상기 워크피스 서포트는 정전 척임; 및
    사용에 있어, 상기 프레임 부재를 클램핑하여 상기 정전 척에 대하여 상기 캐리어 시트를 클램핑하도록 구성되는 프레임 커버 요소를 포함하고;
    상기 정전 척은, 상기 캐리어 시트와 접촉을 통해 상기 워크피스를 지지하고 주변부를 갖는 워크피스 서포트 표면을 포함하고; 상기 프레임 부재는 워크피스의 주변부를 정의하고; 상기 워크피스의 주변부는 상기 워크피스 서포트 표면의 주변부 내에 완전히 위치되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마로부터 상기 프레임 커버 요소를 열적으로 쉴드하기 위해 상기 프레임 커버 요소 상에 배치되는 히트 쉴드를 추가로 포함하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히트 쉴드는 상기 프레임 커버 요소로부터 이격된,장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 히트 쉴드는 상기 프레임 커버 요소와 접촉 상태에 있는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 히트 쉴드는 상기 프레임 커버 요소와 접촉하는 하나 이상의 돌출부를 포함하는, 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 히트 쉴드는 세라믹 물질로 형성된, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    플라즈마로부터 상기 프레임 커버 요소를 열적으로 쉴드하기 위해 히트 쉴드가 존재하지 않는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버 요소에 의해 상기 정전 척에 대하여 상기 캐리어 시트의 클램핑을 보조하기 위해 상기 프레임 커버 요소에 클램핑 힘을 인가하는 적어도 하나의 클램프를 추가로 포함하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버 요소는 사용에 있어, 상기 프레임 부재와 접촉하는, 실질적으로 평형한 하부 표면을 포함하는, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버 요소는 사용에 있어, 상기 프레임 부재와 접촉하는 하나 이상의 돌출부들을 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정전 척은, 상기 정전 척 상에 워크피스가 존재하지 않을 때 상기 프레임 커버 요소의 상기 돌출부들을 수용하기 위한 하나 이상의 개구를 포함하는, 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 정전 척 상에 워크피스가 존재하지 않을 때 상기 프레임 커버 요소가 상기 정전 척과 열 접촉될 수 있도록 구성되는, 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 커버 요소는 금속 또는 세라믹 물질로 형성되는, 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 정전 척과 접촉 또는 비접촉 상태로 상기 프레임을 하강 및 승강시키고 상기 프레임 부재와 접촉 또는 비접촉 상태로 상기 프레임 커버 요소를 하강 및 승강시키기 위한 리프팅 기구를 추가로 포함하는, 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 정전 척과 접촉 또는 비접촉 상태로 상기 프레임을 하강 및 승강시키고 상기 프레임 부재 및 상기 정전 척과 접촉 또는 비접촉 상태로 상기 프레임 커버 요소를 하강 및 승강시키기 위한 리프팅 기구를 추가로 포함하는, 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 시트는 고분자 물질로 형성된 테이프를 포함하는, 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 시트는 접착제를 갖는 고분자 물질로 형성된 테이프를 포함하는, 장치.
  18. 워크피스의 부분을 형성하는 타입의 반도체 기판을 플라즈마 다이싱하는 방법으로서, 상기 워크피스는 프레임 부재 상에 캐리어 시트를 추가로 포함하고, 상기 캐리어 시트는 반도체 기판을 지지하며, 상기 방법은
    제1항에 따른 장치를 제공하는 단계;
    정전 척과 접촉 상태로 상기 캐리어 시트를 배치하는 것에 의해 상기 워크피스를 지지하는 단계;
    상기 프레임 부재를 프레임 커버 요소와 접촉시키는 것에 의해 정전 척에 대하여 캐리어 시트를 클램핑하는 단계; 및
    반도체 기판을 플라즈마 다이싱하는 단계를 포함하고,
    상기 정전 척은 상기 캐리어 시트와 접촉을 통해 상기 워크피스를 지지하고 주변부를 갖는 워크피스 서포트 표면을 포함하고; 상기 프레임 부재는 워크피스의 주변부를 정의하고; 상기 워크피스의 주변부는 완전히 상기 워크피스 서포트 표면의 주변부 내에 완전히 위치되는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 캐리어 시트와 접촉하는 정전 척의 부분은 실질적으로 평평하고 특색없는 상부 표면인, 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 정전 척은 상기 프레임 부재 상에 작용하는 추가의 정전 클램핑 힘을 제공하는, 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 반도체 기판을 프라즈마 다이싱하는 단계가 완료된 이후에, 상기 워크피스는 챔버로부터 배출되고 상기 프레임 커버 요소는 상기 정전 척과 열 접촉되는, 방법.
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KR1020160136755A 2015-10-22 2016-10-20 플라즈마 다이싱 장치 KR102052242B1 (ko)

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