KR20130132882A - 기판 내 개구 형성 장치 및 방법 - Google Patents
기판 내 개구 형성 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130132882A KR20130132882A KR1020137016689A KR20137016689A KR20130132882A KR 20130132882 A KR20130132882 A KR 20130132882A KR 1020137016689 A KR1020137016689 A KR 1020137016689A KR 20137016689 A KR20137016689 A KR 20137016689A KR 20130132882 A KR20130132882 A KR 20130132882A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- laser
- forming
- etchant
- opening
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 146
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 78
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 65
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 6
- -1 boron tetrachloride compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- BLIQUJLAJXRXSG-UHFFFAOYSA-N 1-benzyl-3-(trifluoromethyl)pyrrolidin-1-ium-3-carboxylate Chemical compound C1C(C(=O)O)(C(F)(F)F)CCN1CC1=CC=CC=C1 BLIQUJLAJXRXSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 19
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000237503 Pectinidae Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000425571 Trepanes Species 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
- B23K26/384—Removing material by boring or cutting by boring of specially shaped holes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
- B23K2101/35—Surface treated articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
제 1 측부와 상기 제 1 측부에 대향된 제 2 측부를 갖는 기판 내에 개구를 형성하는 방법은, 측벽을 갖는, 기판 내에 레이저-가공 특징부를 형성하도록 레이저 빔으로 기판을 조사하는 단계를 포함한다. 상기 측벽은 상기 레이저-가공 특징부의 적어도 하나의 특성을 변화시키도록 에천트로 에칭된다. 상기 에칭은 기판의 제 1 측부 및 제 2 측부로부터 레이저-가공 특징부 내로 에천트를 유입시키는 단계를 포함할 수 있다. 개구를 형성하기 위한 장치 및 시스템이 또한 개시된다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 1월 5일자로 출원된 미국특허가출원 제61/430,045호의 우선권을 주장한다.
기술 분야
여기서 예시적으로 설명되는 바와 같은 본 발명의 실시예는 일반적으로, 기판 내에 개구를 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예는 레이저-가공 특징부를 처리함으로써 개구를 효율적으로 형성할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
많은 반도체 제조 응용예들이 "관통-실리콘 비아"의 이용을 요구한다는 점이 대체로 알려져 있다. 통상적으로, 관통-실리콘 비아(TSV)는 실리콘 기판을 통해 연장되는 수직 채널이고, 기판의 일 측부로부터 다른 측부로 전류 또는 열을 유동시킬 수 있는 전도 물질로 코팅 또는 충전될 수 있다. TSV는 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, TSV는 반응성 가스가 진공 하에 기판을 에칭하는 건식 에칭 프로세스에서 형성될 수 있다. 그러나 건식 에칭 프로세스는 원치않게 스캘럽(scallop)되는 표면 프로파일을 갖는 측벽을 구비한 TSV를 생성할 수 있다. 스캘럽되는 표면 프로파일을 방지하기 위해, 건식 에칭 프로세스는 통상적으로 상당히 느리게 진행되거나 또는 TSV가 추가적인 공정(가령, 코팅 및 에칭 프로세스)을 거친다. TSV는 레이저 빔이 기판을 가열 및 애블레이션(ablation)하도록 레이저를 이용하여 또한 형성될 수 있다. 그러나, 레이저 드릴링은 통상적으로, 불-균일 조성 및 결정 구조를 갖는, 그리고, 원치않는 거친 표면 프로파일을 갖는, 측벽을 구비한 TSV를 생성하고, 건식 에칭 프로세스 및 습식 에칭 프로세스를 포함하는 다수의 프로세스가, 레이저 드릴링에 의해 야기되는 해로운 효과를 처리하기 위해 제안된 바 있다. 이러한 프로세스들은, 그러나, 많은 요망되는 특성(가령, 적절하게 매끄러운 측벽 및 제어가능한 종횡비, 테이퍼(taper), 입구 직경, 출구 직경, 및 단면 프로파일)을 갖는 TSV를 생성하지 못하기 때문에, 제한된 장점을 갖는다.
본 발명은 레이저-가공 특징부를 처리함으로써 개구를 효율적으로 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에서, 기판 내에 개구를 형성하는 방법은, 제 1 측벽 및 상기 제 1 측벽에 대향되는 제 2 측벽을 갖는 기판을 제공하는 단계와, 상기 기판 내에 레이저-가공 특징부를 형성하도록 레이저 빔으로 기판을 조사하는 단계 - 상기 레이저-가공 특징부는 측벽을 가짐 - 와, 상기 레이저-가공 특징부의 적어도 하나의 특성을 변화시키도록 에천트(etchant)로 측벽을 에칭하는 단계 - 상기 에칭 단계는 싱기 기판의 제 1 측부 및 제 2 측부로부터 레이저-가공 특징부 내로 에천트를 유입시키는 단계를 포함함 - 를 포함한다.
다른 실시예에서, 제 1 측부 및 제 2 측부를 갖는 기판 내에 개구를 형성하기 위한 시스템은, 상기 기판 내에 레이저-가공 특징부를 형성하도록 레이저 빔으로 상기 기판을 조사하도록 구성되는 레이저와, 상기 기판을 수용하도록 구성되는 에칭 챔버를 갖는 에칭 프로세싱 시스템 - 상기 에칭 프로세싱 시스템은 상기 기판의 제 1 측부 및 제 2 측부로부터 상기 레이저-가공 특징부 내로 에천트를 유입시키도록 구성되고, 상기 에천트는 상기 레이저-가공 특징부에 인접한 기판의 적어도 일부분을 제거하도록 구성됨 - 을 포함한다.
본 발명을 통해, 레이저-가공 특징부를 처리함으로써 개구를 효율적으로 형성할 수 있는 장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 기판을 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 2는 도 1에 도시되는 기판의 레이저-가공 특징부를 형성하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 3은 개구를 형성하기 위해 도 2에 도시되는 레이저-가공 특징부를 형성하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 4 내지 도 8은 일부 실시예에 따라 형성될 수 있는 개구를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 9는 기판 내에 개구를 형성하도록 구성되는 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1에 도시되는 기판의 레이저-가공 특징부를 형성하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 3은 개구를 형성하기 위해 도 2에 도시되는 레이저-가공 특징부를 형성하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 4 내지 도 8은 일부 실시예에 따라 형성될 수 있는 개구를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 9는 기판 내에 개구를 형성하도록 구성되는 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
발명은 발명의 예시적인 실시예들이 도시되는 첨부 도면을 참조하여 이후 더욱 완전하게 설명된다. 그러나 본 발명은, 서로 다른 많은 형태로 구체화될 수 있고, 여기서 제시되는 실시예로 제한된다고 간주되어서는 안된다. 차라리, 본 개시문이 완전하고 철저하도록, 그리고, 당 업자에게 발명의 범위를 완전하게 전달하도록, 이러한 실시예들이 제공된다. 도면에서, 층 및 영역의 크기 및 상대적 크기는 명료성을 위해 과장되었을 수 있다.
제1, 제2, 제3, 등과 같은 용어는 다양한 요소, 구성요소, 영역, 세트, 단부, 경로, 등을 설명하기 위해 여기서 사용될 수 있으나, 이러한 요소, 구성요소, 영역, 세트, 단부, 경로, 등이 이러한 용어에 의해 제한되어서는 안된다. 이러한 용어들은 하나의 요소, 구성요소, 영역, 세트, 단부, 경로, 등을 다른 요소, 구성요소, 영역, 세트, 단부, 경로, 등으로부터 구분하기 위해 사용될 뿐이다. 따라서, 아래에서 논의되는 제 1 세그먼트, 구성요소, 영역, 세트, 단부, 경로, 등은 여기서 제공되는 설명으로부터 벗어나지 않으면서, 제 2 요소, 구성요소, 영역, 세트, 단부, 경로, 등으로 불릴 수 있다.
여기서 사용되는 용어는 특정 예시적 실시예를 설명하기 위한 용도로 사용될 뿐, 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 여기서 사용되는 바와 같이, 단수 형태인 "일", "하나의", 및 "이러한"은 그렇지 않다는 것을 명확하게 언급하지 않을 경우, 복수 형태도 포함하는 것을 의도한다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함한다" 및/또는 "포함하는"의 용어는 언급되는 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 명시할 뿐 아니라, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 단부, 경로, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 기판을 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 1을 참조하면, 상측 측부("제 1 측부"로도 불림)(12) 및 하측 측부("제 2 측부"로도 불림)(14)을 갖는 기판(10)이 제공될 수 있다. 기판(10)은 실리콘과 같은 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(10)은 도핑된 또는 도핑되지 않은 실리콘 기판(가령, 단결정 실리콘 기판, 다결정 실리콘 기판, 등)으로 제공된다. 일 실시예에서, 기판(10)은 인터포저(interposer) 기판으로 제공된다. 당 분야에 알려진 바와 같이, 인터포저 기판은 (가령, 전자 패키지 내의) 2개의 소자 또는 칩 사이에서 통신(가령, 전기적, 광학적, 등, 또는 이들의 조합)을 가능하게 한다. 그러나 다른 실시예에서, 기판(10)은 기판, 반도체 다이, 워크피스, 등으로 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기판(10)은 글라스, 사파이어, SiC, GaN, GaAs, InP, 등과 같은 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 제 1 측부(12)와 제 2 측부(14) 사이의 기판(10)의 두께(t)는 약 15 내지 약 1500㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 도시되는 실시예에서, 제 1 및 제 2 측부(12, 14)는 벗겨진 상태다(즉, 소자, 전도 라인, 등과 같은 구성요소들이 각각의 측부에 없다). 다른 실시예에서, 하나 이상의 구성요소(가령, 소자, 전도성 링크, 등)가 제 1 측부(12), 제 2 측부(14), 또는 이들의 조합 상에 형성될 수 있다.
도시되는 실시예에서, 에치마스크층(16)이 제 1 측부(12), 제 2 측부(14), 및 제 1 및 제 2 측부(12, 14) 사이에서 연장되는 에지 측부 상에서 형성된다. 에치마스크층(16)은 후속 에칭 프로세스 중 선택된 위치에서 기판(10)을 에칭시키도록 형성되고, 이는 아래에서 더 상세하게 논의될 것이다. 일 실시예에서, 에치마스크층(16)은 기판(10)보다 후속 에칭 프로세스 중 저속으로 에칭될 수 있는 물질로, 또는 전혀 에칭되지 않는 물질로, 형성된다. 예를 들어, 에치마스크층(16)은 임의의 적절한 프로세스에 의해, 나이트라이드 물질(가령, 실리콘 나이트라이드, 보론 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 등), 옥사이드 물질(가령, 실리콘 옥사이드, 등), 도펀트 물질을 함유한 기판(10)의 영역(가령, P, As, Sb, B, Ga, In, Al, 등), 폴리머 물질(가령, 포토레지스트, 폴리비닐 알콜, 라카, 바니시, 왁스, 글루, 잉크, 다이(dye), 피그먼트, 테이프, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스티렌, 계면활성제, 등), 등, 또는, 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 에치마스크층(16)이 생략될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시되는 기판 내 레이저-가공 특징부를 형성하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 2를 참조하면, 기판(10)은 레이저 드릴링 프로세스(가령, 트레판(trepan) 레이저-드릴링 프로세스, 퍼쿠션(percussion) 레이저-드릴링 프로세스, 등, 또는 이들의 조합) 중 레이저 빔(20)으로 조사되어, 레이저-가공 특징부(22)를 형성한다. 예시적으로 도시되는 바와 같이, 레이저-가공 특징부(22)는 관통 비아다. 그러나, 레이저-가공 특징부(22)가 정렬 특징부, 등으로 제공될 수도 있다. 도시되는 실시예에서, 레이저-드릴링 프로세스는, 기판(10)의 제 1 측부(12) 상의 에치마스크층(16)의 일부분, 기판(10), 그리고, 기판(10)의 제 2 측부(14) 상의 에치마스크층(16)의 일부분이 레이저 빔(20)으로 순차적으로 조사되어 레이저-가공 특징부(22)를 형성하도록, 수행된다. 일 실시예에서, 레이저-드릴링 프로세스는 하나 이상의 보조 가스(가령, 산소, 질소, 등, 또는 이들의 조합) 및/또는 물의 사용을 이용하여, 레이저-드릴링 프로세스 중 기판(10)의 물질 제거를 촉진시킬 수 있고, 및/또는 레이저-드릴링 프로세스 중 기판(10)의 냉각을 촉진시킬 수 있다.
일반적으로, 종횡비, 입구 직경(즉, 제 1 측부(12)에 인접한 위치에서 레이저-가공 특징부(22)의 직경(d1)), 출구 직경(즉, 제 2 측부(12)에 인접한 위치에서 레이저-가공 특징부(22)의 직경(d2)), 테이퍼(즉, 입구 직경에 대한 출구 직경의 비), 종횡비(즉, 특징부 폭에 대한 특징부 길이의 비), 및 단면 프로파일과 같은 레이저-가공 특징부(22)의 특성이, 레이저-드릴링 프로세스의 하나 이상의 파라미터를 조정함으로써 영향받을 수 있다. 조정될 수 있는 레이저-드릴링 프로세스의 파라미터의 예는, 예를 들어, 초점평면 위치, 레이저 펄스 에너지, 레이저 펄스 지속시간, 레이저 펄스 시간 프로파일, 레이저 펄스 반복율, 레이저 펄스 개수, 레이저 스팟 크기, 파장, 등을 포함한다. 입구 직경(d1) 및 출구 직경(d2)은 약 1㎛ 내지 약 500㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 도시되는 실시예에서, 출구 직경(d2)은 입구 직경(d1)보다 작다. 그러나 다른 실시예에서, 출구 직경(d2)은 입구 직경(d1)과 동일할 수 있다. 따라서, 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일은 (도시되는 바와 같이) 가늘어지거나 수직일 수 있다. 일반적으로, 레이저-가공 특징부(22)의 종횡비는 약 1:1 내지 약 50:1 사이의 범위에 있다. 예를 들어, 레이저-가공 특징부(22)의 종횡비는 2:1 내지 50:1 사이의 범위에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 레이저-가공 특징부(22)의 종횡비는 약 20:1이다.
레이저-드릴링 프로세스 중, 레이저 빔(20)에 의해 조사되는 (가령, 기판(10) 및 에치마스크층(16)의) 물질이 가스, 액체, 및 가능하다면 고체 형태로 원 위치로부터 분출된다. 레이저-드릴링 프로세스가 기판(10)을 통해 진행됨에 따라, 분출되는 물질은 냉각되어, 레이저-드릴링 프로세스에 의해 앞서 형성된 표면에 들러붙을 수 있다. 그 결과, 레이저-가공 특징부(22)의 측벽(24)이 원치않게 거칠 수 있다. 또한, 레이저-드릴링 프로세스 중, 레이저 빔(20)에 의해 조사되는 영역에 인접한 기판(10)의 부분들은 가열되어, 리플로우 기판 물질, 비정질 기판 물질, 다결정 기판 물질, 재결정 기판 물질, 등으로 형성되는 "열영향부"(HAZ)(26)를 생성한다. 기판(10)의 HAZ(26)는 고-응력 영역, 크랙, 및 다른 열-유도 특징부를 또한 포함할 수 있다. 따라서, HAZ(26)는 기판(10) 내로 소정 거리만큼 레이저-가공 특징부(22)의 측벽(24)으로부터 연장될 수 있다. 기판(10)이 실리콘 물질로 형성될 때, HAZ(26)는 실리콘 물질, 융용 실리콘, 리플로우(reflowed) 실리콘, 리캐스트(recast) 실리콘, 재결정(recrystallized) 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 등, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.
도 3은 개구를 형성하기 위해 도 2에 도시되는 레이저-가공 특징부를 처리하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도다. 도 4 내지 도 8은 일부 실시예에 따라 형성될 수 있는 개구를 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 3을 참조하면, 레이저-가공 특징부(22)를 형성 후, 개구(30)와 같은 개구를 형성하도록 HAZ(26)가 적어도 부분적으로 제거되도록, 측벽(24)이 에칭 프로세스 중 에칭될 수 있다. 그러나 다른 실시예에서, HAZ(26)는 에칭 프로세스 중 완전히 제거될 수 있다. 아래 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이, 레이저-가공 특징부(22)의 하나 이상의 특성(가령, 측벽(24)의 표면 러프니스, 입구 직경(d1), 출구 직경(d2), 테이퍼, 종횡비, 단면 프로파일, 등)이 에칭 프로세스 중 변화하여 개구(30)를 생성하게 된다.
에칭 프로세스는, 레이저-가공 특징부(22)의 측벽(24)을 에칭하는 데 에천트가 사용되는, 복수의 에칭 프로세스를 포함한다(가령, 하나 이상의 건식 에칭 프로세스, 하나 이상의 습식 에칭 프로세스, 또는 이들의 조합). 일 실시예에서, 레이저-가공 특징부(22)의 측벽(24)들은 제 1 에칭 프로세스 및 제 2 에칭 프로세스를 이용하여 에칭된다. 제 1 에칭 프로세스에서, 에천트가 기판(10)의 제 1 측부(12)로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 유입된다. 제 2 에칭 프로세스에서, 기판(10)의 제 2 측부(14)로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 에천트가 유입된다. 제 1 및 제 2 에칭 프로세스에 사용되는 에천트는 건식 에천트(가령, 에천트 가스), 습식 에천트(가령, 에칭 용액), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제 1 에칭 프로세스에 사용되는 에천트는 제 2 에칭 프로세스에 사용되는 에천트와 동일할 수도, 다를 수도 있다.
일 실시예에서, 제 1 에칭 프로세스는 제 2 에칭 프로세스 전에, 중에, 또는 후에, 수행될 수 있다. 따라서, 건식 에천트는 건식 에천트가 제 2 측부(14)로부터 레이저-가공 특이부(22) 내로 유입되기 전에, 중에, 또는 후에, 제 1 측부(12)로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 유입될 수 있다. 일 실시예에서, 건식 에천트는 연속적으로 또는 간헐적으로 제 1 측부(12) 및 제 2 측부(14) 중 하나로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 유입되고, 그 동안, 건식 에천트는 제 1 측부(12) 및 제 2 측부(14) 중 다른 하나로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 유입될 수 있다.
도시되는 실시예에서, 제 1 에칭 프로세스가 제 1 측부(12)로부터 화살표(32)에 의해 표시되는 방향을 따라 레이저-가공 특징부(22) 내로 건식 에천트를 유입시킴으로써 수행되고, 제 2 에칭 프로세스는 제 1 측부(12)로부터 화살표(34)에 의해 표시되는 방향을 따라 레이저-가공 특징부(22) 내로 건식 에천트를 유입시킴으로써 수행된다. 그러나, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스는 각각 제 1 및 제 2 측부(12, 14)로부터, 그러나, 동일 방향을 따라, 레이저-가공 특징부(22) 내로 건식 에천트를 유입시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 건식 에천트가 제 1 측부(12)로부터 화살표(32)에 의해 표시되는 방향을 따라 레이저-가공 특징부(22) 내로 유입되는 제 1 건식 에칭 프로세스를 수행 후, 기판(10)이 임의의 적절한 방식으로 이동하여(가령, 재배향되어), 도 3에 도시되는 제 1 측부(12) 및 제 2 측부(14)가 플립(flip) 또는 역전될 수 있다. 플립된 후, 제 2 에칭 프로세스는 제 2 측부(14)로부터 화살표(32)에 의해 표시되는 방향을 따라 레이저-가공 특징부(22) 내로 건식 에천트를 유입시키도록 수행될 수 있다.
레이저-가공 특징부(22)에 대한, 그리고, 생성되는 개구의 특성에 대한, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스의 에칭 속도 및 효과는, 이용되는 제 1 및 제 2 에칭 프로세스 중 하나 또는 둘 모두 중 하나 이상의 파라미터를 조정함으로써 영향받을 수 있다. 조정될 수 있는 제 1 및 제 2 에칭 프로세스의 파라미터("건식 에칭 파라미터"라고도 불림)는 예를 들어, 건식 에천트의 조성, 레이저-가공 특징부(22) 내의 건식 에천트의 유량, 제 1 및/또는 제 2 에칭 프로세스의 지속 시간, 제 1 및/또는 제 2 에칭 프로세스 중 기판(10)과 에천트 소스(가령, 에천트 가스 샤워헤드, 에천트 용액 노즐, 등) 사이의 거리, 등, 또는 이들의 조합을 포함한다.
제 1 및 제 2 에칭 프로세스에 사용되는 건식 에천트는 예를 들어, 플루로카본, 산소, 염소, 보론 테트라클로라이드 화합물, 등, 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 일 실시예에서, 건식 에천트는 제논 디플로라이드(XeF2)와 같은 에천트 가스를 포함한다. 선택적으로, 캐리어 가스(가령, 헬륨, 아르곤, 질소, 등 또는 이들의 조합)를 이용하여, 레이저-가공 특징부(22) 내로 건식 에천트의 전달을 돕도록 담을 수 있다.
제 1 및 제 2 에칭 프로세스 수행 후, 에천트층(16)이 기판(10)으로부터 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 레이저-드릴링 프로세스 중 형성되는 레이저-가공 특징부(22) 내에서 발견되는 파편을 제거하기 위해 에칭 프로세스 이전에 선택적인 프리-클린(pre-clean) 프로세스가 수행될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 레이저-가공 특징부(22)의 측벽(24)을 에칭함으로써, 레이저-가공 특징부(22)의 하나 이상의 특성(가령, 측벽(24)의 표면 러프니스, 이부 직경(d1), 출구 직경(d2), 테이퍼, 종횡비, 단면 프로파일, 등)이 변화하여 하나 이상의 요망 특성을 갖는 개구를 형성할 수 있다. 하나 이상의 건식 에칭 파라미터는 에칭 프로세스에 의해 생성되는 개구의 하나 이상의 특성(가령, 테이퍼, 입구 직경, 출구 직경, 단면 프로파일, 종횡비, 표면 러프니스, 등)에 영향을 미치도록 선택될 수 있다. 레이저-가공 특징부(22)의 특성은, 건식-에칭 파라미터가 에칭 프로세스에 의해 생성되는 개구의 하나 이상의 특성에 어떻게 영향을 미치는 지에 또한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 레이저-드릴링 프로세스의 파라미터들은, 에칭 프로세스에 의해 생성되는 개구의 하나 이상의 특성에 영향을 미치도록 선택될 수 있다.
일례에서, 개구의 단면 프로파일에 크게 영향을 미치지 않으면서 개구의 입구 직경, 출구 직경, 및/또는 러프니스에 영향을 미치도록, 하나 이상의 건식 에칭 파라미터가 선택될 수 있다. 그 결과, 레이저-가공 특징부(22)의 입구 직경, 출구 직경, 및 표면 러프니스는, 요망 입구 직경, 출구 직경, 및/또는 표면 러프니스를 갖는 개구(30)와 같은 개구를 생성하도록 변화할 수 있고, 하지만, 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일은 개구(30)에서 보존될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일은 레이저-가공 특징부(22) 및 개구가 모두 동일한 타입의 단면 프로파일을 가질 경우 개구 내에서 보존된다. 개구의 단면 프로파일이 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일과 동일 타입이 아닌 경우, 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일은 개구에서 보존되지 않는다. 제 1 에칭 프로세스 및 제 2 에칭 프로세스의 하나 이상의 건식 에칭 파라미터는, 개구의 단면 프로파일이 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일과 동일 타입임을 또는 동일 타입이 아님을 보장하도록 요망되는 대로 선택될 수 있다.
단면 프로파일의 타입의 예는 테이퍼형(tapered)(가령, 개구(30)가 도 3에 예시적으로 도시되는 바와 같이 100% 미만의, 또는 100%를 넘는, 테이퍼 및 실질적으로 직선인 측벽을 갖는 경우)과 수직형(가령, 개구(40)가 도 4에 예시적으로 도시되는 바와 같이 실질적으로 직선인 측벽(42) 및 적어도 실질적으로 100%의 테이퍼를 갖는 경우), 단일 스캘럽형(가령, 도 5에 예시적으로 도시되는 바와 같이, 개구(50)가 제 1 측부(12)에 인접한, 또는 제 2 측부(14)에 인접한, 오목부를 갖는 측벽(52)을 포함하는 경우), 이중 스캘럽형(가령, 개구(60)가 도 6에 예시적으로 도시되는 바와 같이 제 1 측부(12)에 인접한 오목부를 갖는 측벽(52) 및 제 2 측부(14)에 인접한 측벽(62)을 포함하는 경우), 플루트형(fluted)(개구(70)가 도 7에 예시적으로 도시되는 바와 같이 제 1 측부(12)에 인접한, 또는 제 2 측부(14)에 인접한, 볼록부를 갖는 측벽(72)을 포함하는 경우), 모래시계형(hourglass)(가령, 도 8에 예시적으로 도시되는 바와 같이 제 2 측부(14)에 인접한 볼록부를 갖는 측벽(82)과 제 1 측부(12)에 인접한 볼록부를 갖는 측벽(72)을 포함하는 경우), 그리고, 이러한 프로파일들의 조합(도 5에 도시되는 바와 같이 제 1 측부(12)에 인접한 측벽(52)과 같은 측벽부와, 제 2 측부(14)에 인접한 측벽(42)과 같은 측벽부를 갖는 개구)을 포함한다. 제 1 에칭 프로세스 및 제 2 에칭 프로세스의 하나 이상의 건식 에칭 파라미터는, 개구의 단면 프로파일이 레이저-가공 특징부(22)의 단면 프로파일과 동일 타입임을 또는 동일 타입이 아님을 보장하도록 요망되는 대로 선택될 수 있다.
다른 예에서, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스 각각의 상술한 건식 에칭 파라미터 중 하나 이상은, 50%보다 큰 테이퍼를 갖는 개구를 생성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 개구의 테이퍼는 60%보다 크고 100%보다 작을 수 있다. 그러나 다른 예에서, 개구의 테이퍼는 100%보다 클 수 있다.
다른 예에서, 상술한 건식 에칭 파라미터 중 하나 이상은 레이저-가공 특징부(22)의 대응하는 입구 및 출구 직경(d1, d2)보다 큰 입구 및 출구 직경을 갖는 개구를 생성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스에 의해 생성되는 개구의 입구 및 출구 직경 중 적어도 하나는 레이저-가공 특징부(22)의 대응하는 입구 및 출구 직경(d1, d2)보다 최대 약 25㎛ 클 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스에 의해 생성되는 개구의 입구 및 출구 직경 중 적어도 하나는 레이저-가공 특징부(22)의 대응하는 입구 및 출구 직경(d1, d2)보다 최대 20㎛ 클 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스에 의해 생성되는 개구의 입구 및 출구 직경 중 적어도 하나는 레이저-가공 특징부(22)의 대응하는 입구 및 출구 직경(d1, d2)보다 최대 4㎛ 클 수 있다.
다른 예에서, 상술한 건식 에칭 파라미터 중 하나 이상은 레이저-가공 특징부(22)의 측벽보다 매끄러운 측벽을 갖는 개구를 생성하도록 선택될 수 있다.
도 9는 기판에 개구를 형성하도록 구성되는 장치의 일 실시예의 개략도다.
도 9를 참조하면, 장치(90)와 같은 장치는 레이저-프로세싱 시스템(92) 및 에칭 프로세싱 시스템(94)을 포함한다. 도시되지 않지만, 레이저-프로세싱 시스템(92)은 일반적으로, 레이저 광의 빔을 생성하도록 구성되는 레이저와, 광학 경로를 형성하는 광학계와, 기판(10)을 수용 및 고정하도록 구성되는 척(chuck)을 포함할 수 있다.
에칭 프로세싱 시스템(94)은 하나 이상의 에칭 챔버, 하나 이상의 에천트 유입 시스템(가령, 에칭 챔버 내에 배치되고 에칭 챔버 외부의 에천트 가스 소스에 연결되는 에천트 가스 샤워헤드), 에칭 챔버 내로 캐리어 가스를 유입시키도록 구성되는 하나 이상의 캐리어 가스 유입 시스템, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스 중 기판을 지지하도록 구성되는 기판 지지 시스템(가령, 척), 및, 건식 에천트 및/또는 캐리어 가스의 온도, 유량, 조성, 등을 모니터링 및/또는 제어하기 위한 다른 구성요소, 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 기판(10)은 플립(flip), 회전, 재배향, 또는 그렇지 않을 경우 에칭 챔버 외부에서 상술한 바와 같이, 이동할 수 있다(가령, 기판 조작 로봇, 등). 다른 실시예에서, 기판(10)은 플립, 회전, 재배향, 또는, 그렇지 않은 경우, 에칭 챔버 내에서 상술한 바와 같이 이동할 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서, 기판 지지 시스템은 에칭 챔버 내에서 기판(10)을 플립, 회전, 재배향, 또는 이동시키기에 적절한 임의의 방식으로 기판(10)를 지지하는 척을 플립, 회전, 재배향 또는 이동시키도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스는 동일한 에천트 유입 시스템으로부터 건식 에천트를 유입시킴으로써 수행될 수 있다. 대안으로서, 이러한 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스는 기판(10)의 동일 측부 상의 에칭 챔버 내에 (예를 들어, 기판(10) 위에 또는 기판(10) 아래에) 배치되는 서로 다른 각각의 에천트 유입 시스템으로부터 건식 에천트를 유입시킴으로써 수행될 수 있다.
제 1 에칭 프로세스의 적어도 일부분이 (가령, 기판(10)이 제 1 및 제 2 에칭 프로세스 사이에서 플립, 회전, 재배향, 또는 이동할 필요가 없도록) 제 2 에칭 프로세스의 적어도 일부분과 동시에 수행되는 실시예에서, 기판 지지 시스템은 기판(10)의 제 1 및 제 2 측부(12, 14)로부터(예를 들어, 각각, 제 1 측부(12) 위에 배치되는 제 1 에천트 유입 시스템으로부터, 그리고, 제 2 측부(14) 아래에 배치되는 제 2 에천트 유입 시스템으로부터) 레이저-가공 특징부(22) 내로 건식 에천트가 유입될 수 있도록 기판(10)을 (그 주변 영역에서) 지지하도록 구성될 수 있다.
위에서 다양한 장치 및 방법을 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 서로 다른 많은 형태로 구현 및 실시될 수 있다. 일반적으로, 건식 에천트의 에칭 속도는 건식 에천트 소스(가령, 샤워헤드)로부터 거리를 증가시키면서 감소한다. 따라서, (가령, 상술한 제 1 및 제 2 에칭 프로세스를 통해) 기판(10)의 제 1 및 제 2 측부(12, 14)로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 에천트(가령, 건식 에천트)를 유입시킴으로써 레이저-가공 특징부(22)를 에칭함으로써, 건식 에천트의 에칭 속도의 거리-의존적 감소가 최소화될 수 있다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스는 건식 에천트가 기판(10)의 단 하나의 측부로부터 레이저-가공 특징부(22) 내로 유입되는 종래의 에칭 프로세스보다 빠르게 레이저-가공 특징부(22)로부터 개구를 형성할 수 있다. 더욱이, 제 1 및 제 2 에칭 프로세스는 레이저-드릴링 프로세스 중 기판(10)의 제 1 측부(12) 및/또는 제 2 측부(14) 상에 증착되는 파편을 제거하는데 사용될 수 있다. 여기서 예시적으로 설명되는 장치 및 방법은, 예를 들어, 스핀-온 코터 스테이션(spin-on coater station), 레이저-드릴링 스테이션, 스핀-클리너 스테이션, 건식-에칭 스테이션, 건식-에칭 챔버, 등, 또는, 이들의 조합을 포함하는 기판 프로세싱 시스템 내에 포함될 수 있다.
위에서 다양한 장치 및 방법을 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 서로 다른 많은 형태로 구현 및 실시될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 레이저를 갖는 레이저 프로세싱 시스템으로 상측부 및 하측부를 갖는 기판 내에 개구를 형성하는 개선된 방법이 제공될 수 있고, 레이저 프로세싱 시스템에는, 건식 에천트를 갖는 에칭 챔버가 제공된다. 레이저-가공 특징부는 레이저로 형성될 수 있고, 레이저-가공 특징부는 기판의 상측부 및 하측부로부터 에천트로 에칭될 수 있으며, 따라서, 개구를 형성한다. 본 예의 실시예에서, 에칭 챔버는 기판을 플립될 수 있게 한다.
다른 예의 실시예에서, 레이저를 갖는 레이저 프로세싱 시스템으로 상측부 및 하측부를 갖는 기판에 개구를 형성하는 개선된 시스템이 제공될 수 있고, 에칭 챔버는 건식 에천트를 가지며, 에칭 챔버는 기판의 레이저 가공과, 건식 에천트를 이용한 상측부 및 하측부로부터 레이저-가공 기판의 에칭을 수행하도록 작동한다. 본 예의 실시예에서, 에칭 챔버는 기판을 플립될 수 있게 한다.
또 다른 예의 실시예에서, 건식 에천트를 갖는 에칭 챔버와 레이저를 갖는 레이저 프로세싱 시스템에 의해 상측부 및 하측부를 갖는 기판에 개구를 형성하는 개선된 프로세스가 제공될 수 있고, 레이저-가공 특징부는 레이저로 기판 내에 형성될 수 있고, 레이저-가공 특징부는 건식 에천트를 이용하여 (기판의 상측부 및 하측부로부터) 에칭되어 개구를 형성할 수 있다. 본 예의 실시예에서, 에칭 챔버는 기판을 플립될 수 있게 한다.
위 기재는 발명의 실시예를 예시할 뿐, 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 발명의 몇몇 예의 실시예가 설명되었으나, 발명의 신규한 가르침 및 장점으로부터 벗어나지 않으면서 예시적인 실시예에서 많은 변형예들이 가능함을 당 업자는 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형예는 청구범위에 규정되는 바와 같은 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 따라서, 위 기재는 발명의 예시로서, 개시되는 발명의 구체적인 실시예에 제한되는 것으로 간주되어서는 안되며, 개시되는 실시예에 대한 변형예 및 다른 실시예는 청구 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 발명은 다음의 청구범위에 의해 규정되며, 청구항의 등가물도 그 안에 포함된다.
10 : 기판 12 : 제 1 측부
14 : 제 2 측부 16 : 에치마스크층
20 : 레이저 빔 22 : 레이저-가공 특징부
24 : 측벽 26 : 열영향부(HAZ)
30 : 개구 92 : 레이저 프로세싱 시스템
94 : 에칭 프로세싱 시스템
14 : 제 2 측부 16 : 에치마스크층
20 : 레이저 빔 22 : 레이저-가공 특징부
24 : 측벽 26 : 열영향부(HAZ)
30 : 개구 92 : 레이저 프로세싱 시스템
94 : 에칭 프로세싱 시스템
Claims (20)
- 기판 내에 개구를 형성하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
제 1 측부와, 상기 제 1 측부에 대향된 제 2 측부를 갖는 기판을 제공하는 단계와,
상기 기판 내에 레이저-가공 특징부를 형성하도록 레이저 빔으로 상기 기판을 조사하는 단계 - 상기 레이저-가공 특징부는 측벽을 가짐 - 와,
상기 레이저-가공 특징부의 적어도 하나의 특성을 변화시키도록 에천트로 상기 측벽을 에칭하는 단계를 포함하며,
상기 에칭하는 단계는, 상기 기판의 상기 제 1 측부 및 제 2 측부로부터 레이저-가공 특징부 내로 상기 에천트를 유입시키는 단계를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 에천트는 건식 에천트인
기판 개구 형성 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 건식 에천트는 플로로카본, 산소, 염소, 또는 보론 테트라클로라이드 화합물 중 하나인
기판 개구 형성 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 건식 에천트는 제논 디플로라이드(xenon difluoride)를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 에칭하는 단계는,
상기 기판의 상기 제 1 측부로부터 상기 레이저-가공 특징부 내로 상기 에천트를 유입시키는 과정을 포함하는 제 1 에칭 프로세스를 수행하는 단계와,
상기 기판의 상기 제 2 측부로부터 상기 레이저-가공 특징부 내로 상기 에천트를 유입시키는 과정을 포함하는 제 2 에칭 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 에칭하는 단계는, 상기 제 1 에칭 프로세스의 적어도 일부분과, 상기 제 2 에칭 프로세스의 적어도 일부분을 동시에 수행하는 단계를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 에칭하는 단계는, 상기 제 1 에칭 프로세스의 적어도 일부분과, 상기 제 2 에칭 프로세스의 적어도 일부분을 서로 다른 시간에 수행하는 단계를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 에칭하는 단계는 상기 제 1 에칭 프로세스 및 제 2 에칭 프로세스 사이에서 상기 기판을 이동시키는 단계를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 기판을 이동시키는 단계는 상기 기판을 플립하는 단계를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 특성은 상기 측벽의 표면 러프니스(surface roughness)를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 특성은 상기 레이저-가공 특징부의 테이퍼(taper)를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 특성은 상기 레이저-가공 특징부의 단면 프로파일을 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 특성은 상기 레이저-가공 특징부의 종횡비를 포함하는
기판 개구 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 반도체 기판인
기판 개구 형성 방법. - 제 1 측부 및 제 2 측부를 갖는 기판 내에 개구를 형성하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
상기 기판 내에 레이저-가공 특징부를 형성하도록 레이저 빔으로 상기 기판을 조사하도록 구성되는 레이저와,
상기 기판을 수용하도록 구성되는 에칭 챔버를 갖는 에칭 프로세싱 시스템 - 상기 에칭 프로세싱 시스템은 상기 기판의 제 1 측부 및 제 2 측부로부터 상기 레이저-가공 특징부 내로 에천트를 유입시키도록 구성되고, 상기 에천트는 상기 레이저-가공 특징부에 인접한 기판의 적어도 일부분을 제거하도록 구성됨 - 을 포함하는
기판 개구 형성 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 에천트는 건식 에천트인
기판 개구 형성 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 에칭 프로세싱 시스템은,
상기 기판의 제 1 측부로부터 상기 레이저-가공 특징부 내로 상기 에천트를 유입시키는 과정을 포함하는 제 1 에칭 프로세스를 수행하도록 구성되고,
상기 기판의 제 2 측부로부터 상기 레이저-가공 특징부 내로 상기 에천트를 유입시키는 과정을 포함하는 제 2 에칭 프로세스를 수행하도록 구성되고,
기판 개구 형성 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 에칭 프로세싱 시스템은 상기 제 1 에칭 프로세스의 적어도 일부분과 상기 제 2 에칭 프로세스의 적어도 일부분을 동시에 수행하도록 더 구성되는
기판 개구 형성 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 에칭 프로세싱 시스템은 상기 제 1 에칭 프로세스의 적어도 일부분과 상기 제 2 에칭 프로세스의 적어도 일부분을 서로 다른 시간에 수행하도록 더 구성되는
기판 개구 형성 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 에칭 프로세싱 시스템은 상기 제 1 에칭 프로세스 및 상기 제 2 에칭 프로세스 사이에서 상기 에칭 챔버 내에서 상기 기판을 플립하도록 구성되는
기판 개구 형성 시스템.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161430045P | 2011-01-05 | 2011-01-05 | |
| US61/430,045 | 2011-01-05 | ||
| US13/343,640 | 2012-01-04 | ||
| US13/343,640 US20120168412A1 (en) | 2011-01-05 | 2012-01-04 | Apparatus and method for forming an aperture in a substrate |
| PCT/US2012/020324 WO2012094490A2 (en) | 2011-01-05 | 2012-01-05 | Apparatus and method for forming an aperture in a substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130132882A true KR20130132882A (ko) | 2013-12-05 |
Family
ID=46379827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020137016689A KR20130132882A (ko) | 2011-01-05 | 2012-01-05 | 기판 내 개구 형성 장치 및 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120168412A1 (ko) |
| JP (1) | JP5868424B2 (ko) |
| KR (1) | KR20130132882A (ko) |
| CN (1) | CN103348450B (ko) |
| TW (1) | TWI541888B (ko) |
| WO (1) | WO2012094490A2 (ko) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8716128B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-05-06 | Tsmc Solid State Lighting Ltd. | Methods of forming through silicon via openings |
| US9828277B2 (en) | 2012-02-28 | 2017-11-28 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods for separation of strengthened glass |
| US9828278B2 (en) | 2012-02-28 | 2017-11-28 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for separation of strengthened glass and articles produced thereby |
| US10357850B2 (en) | 2012-09-24 | 2019-07-23 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for machining a workpiece |
| US9227868B2 (en) * | 2012-02-29 | 2016-01-05 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for machining strengthened glass and articles produced thereby |
| DE102013005139A1 (de) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Abtragen von sprödhartem Material mittels Laserstrahlung |
| US20150059411A1 (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Corning Incorporated | Method of separating a glass sheet from a carrier |
| US9776906B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-10-03 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser machining strengthened glass |
| JP6808714B2 (ja) | 2015-08-03 | 2021-01-06 | フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド | 洗浄組成物 |
| WO2017034484A1 (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | National University Of Singapore | Membrane for retaining a microsphere |
| CN106166648A (zh) * | 2015-09-01 | 2016-11-30 | 深圳光韵达光电科技股份有限公司 | 一种激光钻孔加工方法 |
| US10442720B2 (en) * | 2015-10-01 | 2019-10-15 | AGC Inc. | Method of forming hole in glass substrate by using pulsed laser, and method of producing glass substrate provided with hole |
| US10549386B2 (en) * | 2016-02-29 | 2020-02-04 | Xerox Corporation | Method for ablating openings in unsupported layers |
| US10292275B2 (en) | 2016-04-06 | 2019-05-14 | AGC Inc. | Method of manufacturing glass substrate that has through hole, method of forming through hole in glass substrate and system for manufacturing glass substrate that has through hole |
| US10410883B2 (en) | 2016-06-01 | 2019-09-10 | Corning Incorporated | Articles and methods of forming vias in substrates |
| US10134657B2 (en) | 2016-06-29 | 2018-11-20 | Corning Incorporated | Inorganic wafer having through-holes attached to semiconductor wafer |
| US10794679B2 (en) | 2016-06-29 | 2020-10-06 | Corning Incorporated | Method and system for measuring geometric parameters of through holes |
| CN106684061B (zh) * | 2016-12-14 | 2019-01-25 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种磷化铟背孔的制作方法 |
| KR102562171B1 (ko) | 2016-12-22 | 2023-07-31 | 매직 립, 인코포레이티드 | 레이저 삭마를 사용하여 형상화된 섬유 엘리먼트들의 제조를 위한 방법들 및 시스템들 |
| US10580725B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-03-03 | Corning Incorporated | Articles having vias with geometry attributes and methods for fabricating the same |
| US11078112B2 (en) | 2017-05-25 | 2021-08-03 | Corning Incorporated | Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same |
| GB201710324D0 (en) | 2017-06-28 | 2017-08-09 | Lig Tech Ltd | Microsphere lens assembly |
| US11554984B2 (en) | 2018-02-22 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Alkali-free borosilicate glasses with low post-HF etch roughness |
| US11152294B2 (en) | 2018-04-09 | 2021-10-19 | Corning Incorporated | Hermetic metallized via with improved reliability |
| US10470300B1 (en) * | 2018-07-24 | 2019-11-05 | AGC Inc. | Glass panel for wiring board and method of manufacturing wiring board |
| CN113474311B (zh) | 2019-02-21 | 2023-12-29 | 康宁股份有限公司 | 具有铜金属化贯穿孔的玻璃或玻璃陶瓷制品及其制造过程 |
| US20210310122A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Applied Materials, Inc. | Method of forming holes from both sides of substrate |
| US11819948B2 (en) | 2020-10-14 | 2023-11-21 | Applied Materials, Inc. | Methods to fabricate chamber component holes using laser drilling |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03253025A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 加工基板及びシリコン異方性エッチング方法 |
| DE69133169D1 (de) * | 1990-05-09 | 2003-01-16 | Canon Kk | Verfahren zur Erzeugung einer Struktur und Verfahren zum Vorbereiten einer halbleitenden Anordnung mit Hilfe dieses Verfahrens |
| US6820330B1 (en) * | 1996-12-13 | 2004-11-23 | Tessera, Inc. | Method for forming a multi-layer circuit assembly |
| JP3957010B2 (ja) * | 1997-06-04 | 2007-08-08 | 日本板硝子株式会社 | 微細孔を有するガラス基材 |
| US6114240A (en) * | 1997-12-18 | 2000-09-05 | Micron Technology, Inc. | Method for fabricating semiconductor components using focused laser beam |
| US6563079B1 (en) * | 1999-02-25 | 2003-05-13 | Seiko Epson Corporation | Method for machining work by laser beam |
| JP2000246474A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-12 | Seiko Epson Corp | レーザ光による加工方法 |
| JP2002313914A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Sony Corp | 配線形成方法及びこれを用いた素子の配列方法、画像表示装置の製造方法 |
| US6800210B2 (en) * | 2001-05-22 | 2004-10-05 | Reflectivity, Inc. | Method for making a micromechanical device by removing a sacrificial layer with multiple sequential etchants |
| US7598167B2 (en) * | 2004-08-24 | 2009-10-06 | Micron Technology, Inc. | Method of forming vias in semiconductor substrates without damaging active regions thereof and resulting structures |
| US7378342B2 (en) * | 2004-08-27 | 2008-05-27 | Micron Technology, Inc. | Methods for forming vias varying lateral dimensions |
| US7109068B2 (en) * | 2004-08-31 | 2006-09-19 | Micron Technology, Inc. | Through-substrate interconnect fabrication methods |
| JP4840200B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2011-12-21 | パナソニック株式会社 | 半導体チップの製造方法 |
| US7989318B2 (en) * | 2008-12-08 | 2011-08-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for stacking semiconductor dies |
| US9685186B2 (en) * | 2009-02-27 | 2017-06-20 | Applied Materials, Inc. | HDD pattern implant system |
-
2012
- 2012-01-04 US US13/343,640 patent/US20120168412A1/en not_active Abandoned
- 2012-01-05 CN CN201280004581.5A patent/CN103348450B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-01-05 WO PCT/US2012/020324 patent/WO2012094490A2/en active Application Filing
- 2012-01-05 TW TW101100426A patent/TWI541888B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-01-05 JP JP2013548538A patent/JP5868424B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-01-05 KR KR1020137016689A patent/KR20130132882A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012094490A2 (en) | 2012-07-12 |
| JP5868424B2 (ja) | 2016-02-24 |
| JP2014502061A (ja) | 2014-01-23 |
| TW201230185A (en) | 2012-07-16 |
| CN103348450B (zh) | 2016-08-10 |
| US20120168412A1 (en) | 2012-07-05 |
| TWI541888B (zh) | 2016-07-11 |
| CN103348450A (zh) | 2013-10-09 |
| WO2012094490A3 (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20130132882A (ko) | 기판 내 개구 형성 장치 및 방법 | |
| KR100829876B1 (ko) | 레이저 기계가공의 제어 | |
| US8894868B2 (en) | Substrate containing aperture and methods of forming the same | |
| EP1404481B1 (en) | A laser machining system and method | |
| US9029242B2 (en) | Damage isolation by shaped beam delivery in laser scribing process | |
| US8557683B2 (en) | Multi-step and asymmetrically shaped laser beam scribing | |
| US8198566B2 (en) | Laser processing of workpieces containing low-k dielectric material | |
| TWI605508B (zh) | 用於切割具有厚鈍化聚合物層之晶圓的方法以及設備 | |
| US7601616B2 (en) | Wafer laser processing method | |
| JP2009538231A (ja) | 超短レーザパルスによるウェハスクライビング | |
| US20140246153A1 (en) | Multi-step and asymmetrically shaped laser beam scribing | |
| KR20180114220A (ko) | 분할 빔 레이저 스크라이빙 프로세스 및 플라즈마 식각 프로세스를 사용하는 하이브리드 웨이퍼 다이싱 접근법 | |
| KR102476266B1 (ko) | 다중 통과 레이저 스크라이빙 프로세스 및 플라즈마 에칭 프로세스를 사용하는 하이브리드 웨이퍼 다이싱 접근법 | |
| TW201517152A (zh) | 用於使用雷射刻劃及電漿蝕刻之晶圓切割的交替遮蔽及雷射刻劃方法 | |
| TW202025265A (zh) | 使用混合雷射刻劃及具有中間穿透處理的電漿蝕刻方法的晶圓切割 | |
| TWI813895B (zh) | 使用均勻旋轉光束雷射刻劃處理及電漿蝕刻處理之混合式晶圓切割方法 | |
| TWI783251B (zh) | 使用空間多聚焦雷射束雷射劃線製程及電漿蝕刻製程的混合式晶圓切割方法 | |
| TWI697034B (zh) | 藉由乾膜壓合之水溶性遮罩形成 | |
| IE83783B1 (en) | A laser machining system and method | |
| Amako | Multi-beam parallel processing and chemical finishing of silicon for microcavities in inkjet printer heads |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |