KR20210018849A - 다이 어태치 필름을 다이싱하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합 필름 상에 기판을 다이싱하는 방법을 제공한다. 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물이 제공된다. 기판에는 상단 표면과 하단 표면이 있다. 기판의 상단 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는다. 복합 필름은 기판과 지지 필름 사이에 개재된다. 기판 에칭 프로세스를 사용하여 복합 필름의 일부를 노출시키기 위해 기판 물질이 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 에칭된다. 복합 필름의 제1 성분은 제1 에칭 프로세스를 사용하여 에칭된다. 복합 필름의 노출된 부분의 제2 성분은 제2 에칭 공정을 사용하여 플라즈마 에칭된다.
Description
이 출원은 2018년 6월 4일자 출원된 미국 가특허출원 번호 제62/680,145호
'다이 어태치 필름을 다이싱하기 위한 방법' 및 2018년 8월 22일자 출원된 미국 가특허출원 번호 제62/721,380호 '다이 어태치 필름을 다이싱하기 위한 방법'의 우선권을 주장하는 출원이고, 이러한 가특허출원은 여기에 참조로 포함된다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 및 다이 어태치(부착) 필름으로부터 개별 디바이스 칩을 형성하기 위한 장치의 사용에 관한 것이다.
반도체 소자는 얇은 웨이퍼 형태의 기판 위에 제작된다. 일반적인 기판 재료로 실리콘이 사용되지만 III-V 화합물 (예 : GaAs 및 InP)과 같은 다른 재료도 사용된다. 일부 경우(예를 들어, LED의 제조)에서 기판은 반도체 재료의 얇은 층이 증착되는 사파이어 또는 탄화 규소 웨이퍼 일 수 있다. 이러한 기판의 직경은 2 인치 및 3 인치에서 최대 200mm, 300mm 및 450mm까지 다양하며 이러한 기판 크기를 설명하는 많은 표준(예: SEMI)이 존재한다.
플라즈마 에칭 장비는 반도체 디바이스를 생산하기 위해 이러한 기판의 처리(공정)에 광범위하게 사용된다. 이러한 장비는 일반적으로 비용 효율적인 제조에 필요한 높은 식각률을 보장하는 데 사용되는 ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 고밀도 플라즈마 소스가 장착된 진공 챔버를 포함한다. 처리(공정) 중에 발생하는 열을 제거하기 위해 기판은 일반적으로 온도 제어 지지대에 고정된다. 열 전달을 위한 열 전도 경로를 제공하기 위해 일반적으로 헬륨과 같은 가스와 같은 가압 유체가 기판과 지지체 사이에 유지된다. 클램프와 기판 사이의 접촉으로 인해 오염을 유발할 수 있지만, 기판 상단에 하향 힘이 가해지는 기계적 클램핑 메커니즘을 사용할 수 있다. 일반적으로 가공물(work piece)의 가장자리에서 접촉이 이루어지고 가압된 유체가 가공물의 뒷면에 힘을 가하기 때문에 기계식 클램프를 사용할 때 가공물의 구부러짐이 발생할 수도 있다. 더 자주 정전기 척(ESC)을 사용하여 클램핑 력을 제공한다.
에칭될 재료에 적합한 수 많은 가스 화학작용이 개발되었다. 이들은 종종 할로겐(예: 불소, 염소, 브롬, 요오드 등) 또는 할로겐 함유 가스를 추가 가스와 함께 사용하여 에칭 품질(예 : 에칭 이방성, 마스크 선택성 및 에칭 균일 성)을 향상시킨다. SF, F2 또는 NF3와 같은 불소 함유 가스는 실리콘을 고속으로 에칭하는 데 사용된다. 특히, 에칭 측벽을 제어하기 위해 고속 실리콘 에칭 단계를 패시베이션 단계로 대체하는 프로세스(Bosch 또는 TDM)는 일반적으로 실리콘에 깊은 피처(features)를 에칭하는 데 사용된다. 염소 및 브롬 함유 가스는 일반적으로 III-V 재료를 에칭하는 데 사용된다.
플라즈마 에칭은 반도체 기판 및 장치에만 국한되지 않는다. 이 기술은 기판을 에칭하기 위한 적절한 가스 화학 물질이 이용 가능한 모든 기판 유형에 적용될 수 있다. 다른 기판 유형에는 탄소 함유 기판(중합체 기판 포함), 세라믹 기판(예: AlTiC 및 사파이어), 금속 기판 및 유리 기판이 포함될 수 있다.
일관된 결과, 낮은 파손 및 작동 용이성을 보장하기 위해, 로봇 웨이퍼 핸들링은 일반적으로 제조 공정에서 사용된다. 핸들러는 일반적으로 가능한 오염을 최소화하고 미립자 생성을 줄이기 위해 최소한의 접촉으로 웨이퍼를 지지하도록 설계되었다. 엣지 접촉만 사용하거나, 단지 몇 개의 위치(일반적으로 웨이퍼 엣지의 3-6mm 이내)에서만 웨이퍼 엣지에 가까운 하부 접촉이 종종 사용된다. 웨이퍼 카세트, 로봇 암 및 웨이퍼 지지대 및 ESC를 포함한 공정 챔버 고정 장치를 포함하는 핸들링 방식은 앞서 언급한 표준 웨이퍼 크기를 처리하도록 설계되었다.
기판 상에 제조된 후, 개별 디바이스(다이 또는 칩)는 일반적으로 패키징 또는 다른 전자 회로에 사용되기 전에 서로 분리된다. 수년 동안 기계적 수단을 사용하여 다이를 서로 분리했다. 이러한 기계적 수단은 기판 크리스탈 축과 정렬된 스크라이브 라인을 따라 또는 고속 다이아몬드 톱을 사용하여 다이 사이의 영역(스트리트)에서 기판 내부로 또는 기판을 통해 절단함으로써 웨이퍼를 절단하는 것을 포함한다. 최근에는 레이저가 스크라이빙 및 다이싱 프로세스를 용이하게 하는데도 사용되고 있다.
이러한 기계적 웨이퍼 다이싱 기술은 이러한 접근 방식의 비용 효율성에 영향을 미치는 한계가 있다. 다이 에지를 따라 치핑(chipping) 및 파손되면 생산되는 양호한 다이의 수가 줄어들 수 있으며, 웨이퍼 두께가 감소함에 따라 공정이 더 문제가된다. 톱날(saw bade; kerf)이 소비하는 면적은 다이 생산에 사용할 수 없지만 귀중한 면적인 100 미크론보다 클 수 있다. 소형 다이를 포함하는 웨이퍼(예: 다이 크기가 500 미크론 x 500 미크론인 개별 반도체 디바이스)의 경우 이는 20% 이상의 손실을 나타낼 수 있다. 또한, 작은 다이가 많고 따라서 스트리트(streets)가 많은 웨이퍼의 경우 각 스트리트가 연속적으로 절단되기 때문에 다이싱 시간이 증가하고 생산성이 감소한다. 기계적 수단은 또한 직선을 따른 분리 및 정사각형 또는 직사각형 모양의 칩 생산으로 제한된다. 이것은 하기 장치 토폴로지를 나타내지 않을 수 있으며(예를 들어, 고전력 다이오드는 둥글 수 있음) 그래서 직선 다이 형식은 사용 가능한 기판 영역의 상당한 손실을 초래한다. 레이저 다이싱은 또한 다이 표면에 잔류 물질을 남기거나 다이에 응력을 유발함으로써 한계가 있다.
소잉(sawing)과 레이저 다이싱 기술은 모두 본질적으로 연속 작업이라는 점에 유의하는 것이 중요하다. 결과적으로, 디바이스 크기가 감소함에 따라 웨이퍼의 총 다이싱 스트리트(street) 길이에 비례하여 웨이퍼를 다이싱하는 시간이 증가한다.
최근 플라즈마 에칭 기술은 다이를 분리하고 이러한 한계를 극복하는 수단으로 제안되었다. 소자 제조 후, 기판은 적절한 마스크 재료로 마스킹되어 다이 사이에 열린 영역을 남길 수 있다. 마스킹된 기판은 다이 사이에 노출 된 기판 재료를 에칭하는 반응성 가스 플라즈마를 사용하여 처리될 수 있다. 기판의 플라즈마 에칭은 기판을 통해 부분적으로 또는 완전히 진행될 수 있다. 부분 플라즈마 에칭의 경우, 다이는 후속 절단 단계에 의해 분리될 수 있으며 개별 다이는 분리된다. 이 기술은 기계식 다이싱에 비해 많은 이점을 제공한다:
1) 파손 및 치핑이 감소한다;
2) 커프(kerf) 치수는 20 미크론 이하로 줄일 수 있다;
3) 다이 수가 증가해도 처리 시간은 크게 증가하지 않는다;
4) 더 얇은 웨이퍼의 처리 시간이 단축된다; 그리고
5) 다이 토폴로지는 직선 형식으로 제한되지 않는다.
디바이스 제조 후, 그러나 다이 분리 이전에, 기판은 기계적 연마 또는 유사한 공정에 의해 수백 마이크론 또는 심지어 100 마이크론 미만의 두께로 얇아 질 수 있다.
다이싱 프로세스 이전에 기판은 일반적으로 다이싱 고정 장치에 장착된다. 이 고정 장치는 일반적으로 접착 지지 필름을 지지하는 단단한 프레임으로 구성된다. 절단될 기판은 지지 필름에 접착된다. 이 고정 장치는 후속 다운 스트림 작업을 위해 분리된 다이를 고정한다. 웨이퍼 다이 싱에 사용되는 대부분의 도구(톱 또는 레이저 기반 도구)는 이 구성에서 기판을 처리하도록 설계되었으며 여러 표준 고정물이 확립되었다. 그러나 이러한 고정물은 지지하는 기판과는 매우 다르다. 이러한 고정물은 현재 웨이퍼 다이싱 장비에 사용하도록 최적화되어 있지만 표준 기판을 처리하도록 설계된 장비에서는 처리할 수 없다. 따라서 현재의 자동화 된 플라즈마 에칭 장비는 다이싱을 위해 고정된 기판을 처리하는 데 적합하지 않으며, 플라즈마 에칭 기술이 다이 분리를 위해 가져야하는 이점을 실현하기가 어렵다.
일부 그룹은 웨이퍼 기판으로부터 다이를 단일화하기 위해 플라즈마를 사용하는 것을 고려해 왔다. 미국 특허 제6,642,127호는 실리콘 웨이퍼를 처리하도록 설계된 장비에서 플라즈마 처리를 하기 전에 기판 웨이퍼가 먼저 접착 재료를 통해 캐리어 웨이퍼에 부착되는 플라즈마 다이싱 기술을 설명한다. 이 기술은 표준 웨이퍼 처리 장비와 호환되도록 절단 될 기판의 폼 팩터를 적용하는 것을 제안한다. 이 기술을 사용하면 표준 플라즈마 장비가 웨이퍼를 다이싱 할 수 있지만 제안된 기술은 다이싱 작업의 다운 스트림 표준 장비와 호환되지 않는다. 다운 스트림 장비를 조정하거나 표준 다운 스트림 장비의 기판 폼 팩터를 되돌리려면 추가 단계가 필요하다.
미국 특허 출원 제2010/0048001호는 얇은 멤브레인에 부착되고 프레임 내에서 지지되는 웨이퍼의 사용을 고려한다. 그러나 2010/0048001 출원에서는 마스크 재료를 웨이퍼 뒷면에 부착하고 레이저를 사용하여 플라즈마 처리전에 에칭 스트리트를 정의함으로써 마스킹 프로세스를 수행한다. 전면에서 기판을 분리하는 표준 다이 싱 기술과 달리 이 기술은 플라즈마 다이싱의 장점 중 일부를 무효화 할 수 있는 추가 복잡하고 값 비싼 단계를 도입한다. 또한 후면 마스크를 전면 장치 패턴과 정렬하는 추가 요구 사항이 필요하다.
따라서, 반도체 기판을 개별 다이로 다이 싱하는데 사용될 수 있고, 지지 필름에 장착되고 프레임에 지지된 기판을 처리하는 정립된 웨이퍼 다이싱 기술과 호환되며, 표준 전면 마스킹 기술과도 호환되는 플라즈마 에칭 장치가 필요하다.
종래 기술의 어떤 것도 본 발명에 수반되는 이점을 제공하지 않는다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 장치의 단점을 극복하고, 플라즈마 에칭 장치를 사용하는 반도체 기판의 다이싱에 상당한 기여를 하는 개선점을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복합 필름 상의 기판을 다이 싱하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하고, 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 기판의 상부 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는 단계; 기판과 지지 필름 사이에 개재된 복합 필름을 제공하는 단계; 기판 에칭 프로세스를 사용하여 복합 필름의 일부를 노출시키기 위해 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 재료를 에칭하는 단계; 제1 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 복합 필름의 제1 성분을 에칭하는 단계; 및 제2 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 복합 필름의 노출된 부분의 제2 성분을 플라즈마 에칭하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은 다이 부착 필름 상의 기판을 다이싱하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하고, 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 기판의 상부 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는 단계; 기판과 지지 필름 사이에 개재된 다이 부착 필름을 제공하는 단계; 기판 에칭 프로세스를 사용하여 다이 부착 필름의 일부를 노출시키기 위해 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 재료를 에칭하는 단계; 제1 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 다이 부착 필름의 제1 성분을 에칭하는 단계; 및 제2 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 다이 부착 필름의 노출된 부분의 제2 성분을 플라즈마 에칭하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은 다이 부착 필름 상의 기판을 다이 싱하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하고, 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 기판의 상부 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는 단계; 기판과 지지 필름 사이에 개재된 다이 부착 필름을 제공하는 단계; 기판 에칭 프로세스를 사용하여 다이 부착 필름의 일부를 노출시키기 위해 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 재료를 에칭하는 단계; 제1 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 다이 부착 필름의 제1 성분을 등방성 에칭하는 단계; 및 제2 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 다이 부착 필름의 노출된 부분의 제2 성분을 이방성 플라즈마 에칭하는 단계를 포함한다.
전술 한 내용은 본 발명의 관련 목적 중 일부를 개략적으로 설명했다. 이러한 목적은 의도된 발명의 응용 및 보다 두드러진 특징의 일부를 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다. 개시된 발명을 다른 방식으로 적용하거나 본 발명의 범위 내에서 본 발명을 수정함으로써 많은 다른 유익한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 첨부된 도면과 함께 취해진 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위에 추가하여 본 발명의 요약 및 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 참조함으로써 본 발명의 다른 목적 및 보다 완전한 이해를 얻을 수 있다.
본 발명은 반도체 기판의 플라즈마 다이싱을 허용하는 플라즈마 프로세싱(처리) 장치를 설명한다. 디바이스 제조 및 웨이퍼 박형화 후, 회로 부품을 보호하고 다이 사이에 보호되지 않은 영역을 남기는 기존의 마스킹 기술을 사용하여 기판의 전면(회로측면)을 마스킹 할 수 있다. 기판은 단단한 프레임 내에서 지지되는 얇은지지 필름에 장착된다. 기판/지지 필름/ 프레임 어셈블리는 진공 처리 챔버로 전달되고 다이 사이의 보호되지 않은 영역이 에칭되는 반응성 가스 플라즈마에 노출된다. 이 과정에서 프레임과 지지 필름은 반응성 가스 플라즈마의 손상으로부터 보호된다. 이 프로세싱은 다이를 완전히 분리된 상태로 둘 수 있다. 에칭 후, 기판/지지 필름/프레임 어셈블리는 추가로 플라즈마에 노출되어 기판 표면에서 잠재적으로 손상될 수 있는 잔류물을 제거할 수 있다. 기판/지지 필름/ 프레임 어셈블리를 프로세스(공정) 챔버 밖으로 이송 한 후, 다이는 잘 알려진 기술을 사용하여 지지 필름으로부터 제거되고 필요에 따라 추가로 처리(예를 들어, 패키징)된다.
본 발명의 또 다른 특징은 복합 필름 상에 기판을 다이싱하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 공작물을 제공하는 것을 포함한다. 기판에는 상단 표면과 하단 표면이 있다. 기판의 상단 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는다. 복합 필름은 기판과 지지 필름 사이에 개재된다. 기판 에칭 프로세스를 사용하여 복합 필름의 일부를 노출시키기 위해 기판 재료가 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 에칭된다. 복합 필름의 제1 성분은 제1 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 에칭된다. 복합 필름의 노출된 부분의 제2 성분은 제2 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 플라즈마 에칭된다. 복합 필름은 매트릭스 기반 재료를 포함할 수 있다. 제1 성분은 강화(보강) 성분이 될 수 있다. 제2 성분은 매트릭스 성분일 수 있다. 제1 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 등방성 일 수 있다. 제1 에칭 프로세스는 등방성 일 수 있다. 제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 다른 프로세스 화학작용을 가질 수 있다. 제2 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성 일 수 있다. 제2 에칭 프로세스는 이방성 일 수 있다. 기판 물질(재료)의 에칭은 진공 챔버내에서 있을 수 있고 복합 필름의 에칭은 진공 챔버내에서 있을 수 있다. 기판은 실리콘과 같은 반도체 층을 가질 수 있고 및/또는 기판은 GaAs와 같은 층을 가질 수 있다. 기판은 기판의 회로 측 상에 패턴화 된 포토 레지스트 층과 같은 보호 층을 가질 수 있다. 기판은 가공물 지지대의 프로세스 챔버에 배치될 수 있다. 플라즈마 소스는 프로세스 챔버와 소통할 수 있다. 플라즈마 소스는 고밀도 플라즈마 소스 일 수 있다. 정전기 척을 공작물 지지대에 통합할 수 있다. 정전기 척은 가공물을 가공물 지지대에 고정할 수 있다. 가공물 지지대에서 가공물로 헬륨과 같은 가압 가스를 공급함으로써 가공물과 가공물 지지대 사이의 열적 소통을 제공할 수 있다. 프로세스(공정) 챔버 내의 압력은 진공 펌프를 통해 감소될 수 있으며 프로세스(공정) 가스는 가스 유입구를 통해 프로세스(공정) 챔버로 도입될 수 있다. 프로세스 챔버와 소통하는 진공 호환 이송 모듈이 제공될 수 있다. 가공물은 진공 호환 이송 모듈의 이송 암에 로드 될 수 있으며, 이로써 진공 호환 이송 모듈에서 프로세스 챔버로 가공물을 이송하는 동안 프로세스 챔버가 진공 상태로 유지된다.
본 발명의 또 다른 특징은 다이 어태치(부착) 필름 상에 기판을 다이싱하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하는 것을 포함한다. 기판에는 상단 표면과 하단 표면이 있다. 기판의 상단 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는다. 다이 어 태치 필름은 기판과 지지 필름 사이에 개재된다. 기판 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 일부를 노출시키기 위해 기판 재료가 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 에칭된다. 다이 어태치 필름의 제1 성분은 제1 에칭 프로세스(공정)를 사용하여 에칭된다. 다이 어태치 필름의 노출된 부분의 제2 성분은 제2 에칭 프로세스를 사용하여 플라즈마 에칭된다. 제1 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 등방성 일 수있다. 제1 에칭 프로세스는 등방성 일 수 있다. 제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 다른 프로세스 화학작용을 가질 수 있다. 제2 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성 일 수 있다. 제2 에칭 프로세스는 이방성 일 수 있다. 기판은 실리콘과 같은 반도체 층을 포함 할 수 있고 및/또는 기판은 GaAs와 같은 층을 포함 할 수 있다. 반도체 층은 일반적으로 기판의 전면(예: 회로측면)에 있다. 기판은 기판의 회로 측 상에 패턴화 된 포토 레지스트 층과 같은 보호 층을 가질 수 있다. 기판은 가공물 지지대의 프로세스 챔버에 배치될 수 있다. 플라즈마 소스는 프로세스 챔버와 소통할 수 있다. 플라즈마 소스는 고밀도 플라즈마 소스 일 수 있다. 정전기 척을 가공물 지지대에 통합할 수 있다. 정전기 척은 가공물을 가공물 지지대에 고정할 수 있다. 가공물 지지대에서 가공물로 헬륨과 같은 가압 가스를 공급함으로써 가공물과 가공물 지지대 사이의 열적 소통을 제공할 수 있다. 프로세스 챔버 내의 압력은 진공 펌프를 통해 감소될 수 있으며 프로세스 가스는 가스 유입구를 통해 프로세스 챔버로 도입될 수 있습니다. 프로세스 챔버와 소통하는 진공 호환 이송 모듈이 제공될 수 있다. 가공물은 진공 호환 이송 모듈의 이송 암에 로드 될 수 있으며, 이로써 진공 호환 이송 모듈에서 프로세스 챔버로 가공물을 이송하는 동안 프로세스 챔버가 진공 상태로 유지된다.
본 발명의 또 다른 특징은 다이 어태치 필름 상의 기판을 다이싱하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하는 것을 포함한다. 기판에는 상단 표면과 하단 표면이 있다. 기판의 상단 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는다. 다이 어태치 필름은 기판과 지지 필름 사이에 개재된다. 기판 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 일부를 노출시키기 위해 기판 재료가 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 에칭된다. 다이 어태치 필름의 제1 성분은 제1 에칭 프로세스을 사용하여 등방성 에칭된다. 다이 어태치 필름의 노출된 부분의 제2 성분은 제2 에칭 프로세스를 사용하여 이방성 플라즈마 에칭된다. 이 방법은 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 재료를 에칭하는 단계 동안 다이 어태ㅊ 필름의 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 적어도 하나의 상이한 프로세스 가스를 사용할 수 있다. 제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 다른 프로세스 가스를 사용할 수 있다. 기판은 실리콘과 같은 반도체 층을 포함할 수 있고 및/또는 기판은 GaAs와 같은 층을 포함할 수 있다. 기판은 기판의 회로 측 상에 패턴화 된 포토 레지스트 층과 같은 보호 층을 가질 수 있다. 기판은 가공물 지지대의 프로세스 챔버에 배치될 수 있다. 플라즈마 소스는 프로세스 챔버와 소통할 수 있다. 플라즈마 소스는 고밀도 플라즈마 소스 일 수 있다. 정전기 척을 가공물 지지대에 통합할 수 있다. 정전기 척은 공작물을 공작물 지지대에 고정할 수 있다. 가공물 지지대에서 가공물로 헬륨과 같은 가압 가스를 공급함으로써 가공물과 가공물 지지대 사이의 열적 소통을 제공할 수 있다. 프로세스 챔버 내의 압력은 진공 펌프를 통해 감소될 수 있으며 프로세스 가스는 가스 유입구를 통해 프로세스 챔버로 도입될 수 있다. 프로세스 챔버와 소통하는 진공 호환 이송 모듈이 제공될 수 있다. 가공물은 진공 호환 이송 모듈의 이송 암에 로드 될 수 있으며, 이로써 진공 호환 이송 모듈에서 프로세스 챔버로 가공물을 이송하는 동안 프로세스 챔버가 진공 상태로 유지된다.
전술한 내용은 본 발명의 보다 적절하고 중요한 특징을 다소 넓게 개괄하여 다음과 같은 본 발명의 상세한 설명을 더 잘 이해하여 당해 분야에 대한 현재의 기여를 보다 충분히 이해할 수 있도록 하였다. 본 발명의 청구 범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가 특징은 이후에 설명될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시 예는 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조를 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있다. 또한, 그러한 균등 구성이 첨부된 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다.
도 1은 스트리트로 분리된 개별 디바이스를 도시하는 반도체 기판의 평면도이다;
도 2는 스트리트로 분리된 개별 디바이스를 나타내는 반도체 기판의 단면도이다;
도 3은 필름 및 프레임을 지지하기 위해 장착된 반도체 기판의 단면도이다;
도 4는 지지 필름에 장착된 반도체 기판과 프로세스에 의해 식각되는 프레임의 단면도이다;
도 5는 필름 및 프레임을 지지하기 위해 장착된 분리된 반도체 디바이스의 단면도이다;
도 6은 진공 프로세스 챔버의 단면도이다;
도 7은 프로세스 위치에 있는 웨이퍼/프레임의 단면도이다;
도 8은 필름을 지지하도록 장착된 반도체 기판과 이송 암에 의해 지지되는 프레임의 단면도이다;
도 9는 이송 위치에 있는 웨이퍼/프레임의 단면도이다;
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공물의 개략도이다;
도 11A는 스트리트 영역에서 기판 물질(재료)이 제거된 가공물의 개략도이다;
도 11B는 복합 필름이 스트리트 영역에서 적어도 부분적으로 제거된 다이싱 프로세스 흐름의 한 지점의 개략도이다;
도 12A는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 12B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 13A는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 13B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 14A는 스트리트 영역에서 기판 물질(재료)이 제거된 가공물의 개략도이다;
도 14B는 복합 필름의 제1 성분을 제거하기 위해 제1 프로세스를 수행한 후의 가공물의 개략도이다;
도 14C는 복합 필름의 제2 성분을 제거하기 위해 제2 프로세스를 수행한 후의 가공물의 개략도이다;
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 16A는 스트리트 영역의 기판 물질(재료)이 제거된 후의 가공물의 개략도이다;
도 16B는 디바이스를 보호하기 위해 적용된 배리어 필름의 개략도이다;
도 16C는 배리어 필름이 스트리트 영역의 일부로부터 제거되어 복합 필름을 노출시킨 가공물의 일부의 개략도이다;
도 16D는 복합 필름의 제1 성분을 제거하기 위해 제1 프로세스가 수행된 후의 가공물의 개략도이다.
도 16E는 복합 필름의 제 2성분이 제2 프로세스로 제거된 가공물의 일부의 개략도이다; 그리고
도 16F는 배리어 필름이 제거된 가공물의 일부의 개략도이다.
도 2는 스트리트로 분리된 개별 디바이스를 나타내는 반도체 기판의 단면도이다;
도 3은 필름 및 프레임을 지지하기 위해 장착된 반도체 기판의 단면도이다;
도 4는 지지 필름에 장착된 반도체 기판과 프로세스에 의해 식각되는 프레임의 단면도이다;
도 5는 필름 및 프레임을 지지하기 위해 장착된 분리된 반도체 디바이스의 단면도이다;
도 6은 진공 프로세스 챔버의 단면도이다;
도 7은 프로세스 위치에 있는 웨이퍼/프레임의 단면도이다;
도 8은 필름을 지지하도록 장착된 반도체 기판과 이송 암에 의해 지지되는 프레임의 단면도이다;
도 9는 이송 위치에 있는 웨이퍼/프레임의 단면도이다;
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가공물의 개략도이다;
도 11A는 스트리트 영역에서 기판 물질(재료)이 제거된 가공물의 개략도이다;
도 11B는 복합 필름이 스트리트 영역에서 적어도 부분적으로 제거된 다이싱 프로세스 흐름의 한 지점의 개략도이다;
도 12A는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 12B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 13A는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 13B는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 14A는 스트리트 영역에서 기판 물질(재료)이 제거된 가공물의 개략도이다;
도 14B는 복합 필름의 제1 성분을 제거하기 위해 제1 프로세스를 수행한 후의 가공물의 개략도이다;
도 14C는 복합 필름의 제2 성분을 제거하기 위해 제2 프로세스를 수행한 후의 가공물의 개략도이다;
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다;
도 16A는 스트리트 영역의 기판 물질(재료)이 제거된 후의 가공물의 개략도이다;
도 16B는 디바이스를 보호하기 위해 적용된 배리어 필름의 개략도이다;
도 16C는 배리어 필름이 스트리트 영역의 일부로부터 제거되어 복합 필름을 노출시킨 가공물의 일부의 개략도이다;
도 16D는 복합 필름의 제1 성분을 제거하기 위해 제1 프로세스가 수행된 후의 가공물의 개략도이다.
도 16E는 복합 필름의 제 2성분이 제2 프로세스로 제거된 가공물의 일부의 개략도이다; 그리고
도 16F는 배리어 필름이 제거된 가공물의 일부의 개략도이다.
디바이스 제조 후의 전형적인 반도체 기판이 도 1에 도시되어있다. 기판(100)은 디바이스 구조를 개별 다이로 분리할 수 있는 스트리트 영역(120)에 의해 분리된 디바이스 구조(110)를 포함하는 다수의 영역을 표면에 갖는다. 일반적으로 실리콘이 기판 물질(substrate material)로 사용되지만, 특정 특성을 위해 선택된 다른 물질도 자주 이용된다. 이러한 기판 물질들은 갈륨비소(Gallium Arsenide) 및 다른 III-V족 화합물 또는 반도체 층이 증착된 비반도체 기판(non-semi-conductor substrate)을 포함한다. 또한, 기판 유형들은 SOI(Silicon-On-Insulator) 웨이퍼들 및 캐리어들(carriers) 상에 실장된 반도체 웨이퍼들을 포함할 수 있다. 상기 실시 예는 스트리트들(streets)에 의해 분리된 다이(die)를 설명하고 있으나, 본 발명의 양태는 기판상의 다른 패턴 구성에 유익하게 적용될 수 있다.
본 발명에서, 도 1의 단면도에 도시된 바와 같이. 디바이스 구조(110)는 보호 물질(200)로 덮이고 스트리트 영역(120)은 보호되지 않은 상태로 유지된다. 이 보호 물질(200)은 잘 알려진 기술에 의해 적용되고 패턴화 된 포토레지스트 일 수있다. 일부 디바이스는 최종 프로세스(공정) 단계로서 전체 기판에 적용할 수 있는 이산화 규소 또는 PSG와 같은 보호 유전체 층으로 코팅된다. 이것은 업계에서 잘 알려진 바와 같이 포토레지스트로 패터닝하고 유전체 물질을 에칭함으로써 스트리트 영역(120)에서 선택적으로 제거될 수 있다. 이것은 유전체 물질 및 기판(100)에 의해 보호된 디바이스 구조(110)를 스트리트 영역(120)에서 실질적으로 보호되지 않은 상태로 남긴다. 경우에 따라 웨이퍼 품질을 확인하는 테스트 기능이 스트리트 영역(120)에 위치할 수 있다. 특정 웨이퍼 제조 프로세스 흐름에 따라 이러한 테스트 기능은 웨이퍼 다이싱 프로세스 중에 보호되거나 보호되지 않을 수 있다. 예시된 디바이스 패턴이 장방형 다이를 나타내지만, 이것은 필수가 아니며, 개별 디바이스 구조(110)는 기판(100)의 최적 활용에 가장 적합한 육각형과 같은 임의의 다른 형상 일 수 있다. 이전의 예는 유전체 물질을 보호 필름으로 간주하지만, 본 발명은 반도체 및 전도성 보호 필름을 포함하는 광범위한 보호 필름으로 실행될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 또한 보호 층은 여러 물질로 구성될 수 있다. 보호 필름의 일부가 최종 디바이스 구조의 통합 부분 일 수 있다는 점에 유의하는 것도 중요하다. (예를 들어, 패시베이션 유전체, 금속 본딩 패드 등). 또한, 본 발명은 디바이스 또는 디바이스 구조를 가질 필요 없이 벌크 웨이퍼와 함께 유익하게 사용될 수 있다. 하나의 예로, 에칭될 구조를 정의하는 마스킹 물질로 덮힌, 캐리어 상에 장착되거나 장착되지 않은 반도체 기판(실리콘, III-V 화합물 등) 일 수 있다. 기판은 또한 예를 들어 절연 층과 같은 상이한 물질 특성을 갖는 적어도 하나의 추가 층을 포함할 수 있다.
기판(100)은 일반적으로 연마 공정에 의해 얇아 질 수 있으며, 이는 기판 두께를 수백 마이크론 내지 약 30 마이크론 이하 범위의 두께로 감소시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이, 박형화 된 기판(100)은 지지 필름(300)에 접착되고,이어서 단단한 프레임(310)에 장착되어 가공물(320)을 형성한다. 프레임은 일반적으로 금속 또는 플라스틱이지만 다른 프레임 재료도 가능하다. 지지 필름(300)은 전형적으로 탄소 함유 폴리머 재료로 만들어지며, 추가적으로 그 표면에 적용된 얇은 전도 층을 가질 수 있다. 지지 필름(300)은 파손없이 취급하기에는 너무 연약할 수 있는 얇은 기판(100)에 대한 지지를 제공한다. 패터닝(patterning), 시닝(thinning) 및 마운팅(mounting)의 순서는 중요하지 않으며 사용되는 특정 디바이스와 기판 및 프로세싱 장비에 가장 잘 맞도록 단계를 조정할 수 있다. 앞의 예에서는 프레임(310)에 차례로 부착되는 접착성 지지 필름(300)에 기판(100)을 장착하는 것으로 구성된 가공물(320)을 고려하고 있지만, 본 발명은 웨이퍼와 캐리어의 구성에 의해 제한되지 않는다. 웨이퍼 캐리어는 다양한 재료로 구성될 수 있다. 캐리어는 플라즈마 다이싱 프로세스 동안 기판을 지지한다. 더욱이, 웨이퍼는 접착제를 사용하여 캐리어에 부착될 필요가 없다. 웨이퍼를 캐리어에 고정하고 기판을 음극으로 열 전달하는 수단이면 충분하다(예: 정전기적으로 클램핑 된 캐리어, 기계적 클램핑 메커니즘 등).
다이싱 프레임(310)에 지지 필름(300)이 있는 기판(100)을 장착한 후 가공물(320)을 진공 처리실로 이송한다. 바람직하게는, 이송 모듈은 또한 이송 중에 프로세싱 챔버가 진공 상태로 유지되도록 하여 르로세싱 챔버가 대기에 노출되고 오염 가능성을 방지하는 진공 상태에 있도록 한다. 도 6에 도시 된 바와 같이, 진공 처리 챔버(600)는 가스 유입구(610), 유도 결합 플라즈마(ICP)와 같은 고밀도 플라즈마를 생성하기 위한 고밀도 플라즈마 소스(620), 가공물(320)을 지지하는 가공물 지지부(630), 가공물 지지부(630)를 통해 가공물(320)에 RF 전력을 결합하는 RF 전원(640), 및 프로세싱 챔버(600)로부터 가스를 펌핑하기 위한 진공 펌프(650)를 구비한다. 프로세싱 동안, 기판(100)의 비보호 영역(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 반응성 플라즈마 에칭 프로세스(400)를 사용하여 에칭될 수 있다. 이것은 도 5에 도시된 바와 같이 장치(110)를 개별 다이(500)로 분리된 상태로 남길 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 기판(100)의 비보호 영역(120)은 반응성 플라즈마 에칭 프로세스(400)를 사용하여 부분적으로 에칭된다. 이 경우 기계적 차단 작업과 같은 다운 스트림 작업을 사용하여 다이 분리를 완료할 수 있다. 이러한 다운 스트림 방법은 당 업계에 잘 알려져 있다.
이전 예에서는 고밀도 플라즈마(예: ECR, ICP, 헬리 콘 및 자기 적으로 강화 된 플라즈마 소스)와 함께 진공 챔버를 사용하여 본 발명을 설명했지만, 광 범위 플라즈마 프로세스를 사용하여 기판의 보호되지 않은 영역을 에칭하는 것도 가능하다. 예를 들어, 당업자는 진공 챔버에서 저밀도 플라즈마 소스를 사용하거나 심지어 대기압 또는 그 근처에서 플라즈마를 사용하는 본 발명의 변형을 생각할 수 있다.
가공물(기판/테이프/프레임 어셈블리)(320)이 플라즈마 처리를 위한 위치에 있을 때, 프레임(310)은 플라즈마(400)에 대한 노출로부터 보호될 수 있다. 플라즈마(400)에 대한 노출은 프레임(310)의 가열을 유발할 수 있으며, 이는 차례로 지지 필름(300)의 국부적 가열을 유발할 수 있다. 일반적으로 사용되는 다이싱 테이프의 경우 약 100℃ 이상의 온도에서 지지 필름(300)의 물리적 특성과 접착력이 저하될 수 있으며 더 이상 프레임(310)에 접착되지 않는다. 추가적으로, 반응성 플라즈마 가스에 대한 프레임(310)의 노출은 프레임(310)의 열화를 유발할 수 있다. 프레임(310)은 전형적으로 웨이퍼 다이싱 후에 재사용 되기 때문에, 이것은 프레임(310)의 유용한 수명을 제한할 수 있다. 프레임(310)을 플라즈마(400)에 노출하면 에칭(식각) 공정에도 악영향을 미칠 수 있다: 예를 들어, 프레임 재료는 프로세스 가스와 반응하여 플라즈마 내 농도를 효과적으로 감소시켜 기판 재료의 에칭 속도를 감소시켜 프로세스 시간을 증가시킬 수 있다. 프레임(310)을 보호하기 위해,도 6 및 도 7에 도시 된 바와 같이 보호 커버링(660)이 프레임(310) 위에 위치한다. 일 실시 예에서, 커버링(660)은 프레임(310)과의 접촉(프로세싱 챔버(600) 로의 이송 동안 발생할 수 있음)이 바람직하지 않은 입자를 생성할 수 있기 때문에 프레임(310)과 접촉하지 않는다.
가공물(기판/테이프/프레임 어셈블리)(320)은 프레임(310)과 기판(100)을 지지하는 이송 암(1100)에 의해 프로세스 챔버(600) 안팎으로 이송된다. 이송 암(1100)은 지지 필름(300)과 프레임(310) 또는 프레임(310)을 단독으로 지지 할 수 있지만, 어셈블리(320)가 기판(100) 영역 아래에서만 지지되지 않는 것이 중요하다. 이는 얇은 기판(100)의 깨지기 쉬운 특성 때문이다. 이송 암(1100)은 프로세스 챔버(600)로 이송되기 전에 프레임(310)을 반복 가능한 위치에 정렬하는 정렬 고정구(1110)가 부착되어 있다. 프레임(310)은 또한 반도체 프로세싱(예를 들어, 광학 정렬)에서 잘 알려진 다른 기술에 의해 정렬될 수 있다. 이러한 잘 알려진 기술에 의해 기판(100)상에서 정렬이 수행될 수도 있다. 아래에 설명된 바와 같이 프로세스 챔버(600) 내에 배치되기 전에 가공물(기판/테이프/프레임 어셈블리)(320)을 정렬하는 것이 중요하다.
가공물(예를 들어, 기판/테이프/프레임 어셈블리)(320)은 공정 챔버(600)로 이송 될 때, 리프팅 메커니즘(680)에 배치되고 이송 암(1100)에서 제거됩니다. 역 프로세스는 프로세스 챔버(600)에서 가공물(예를 들어, 기판/테이프/프레임 어셈블리)(320)을 이송하는 동안 발생합니다. 리프팅 메커니즘(680)은 프레임(310) 영역에 접촉하고 기판(100)에 대한 점 접촉을 제공하지 않습니다. 기판(100)과 겹치는 공작물에 대한 점 접촉은 특히 공작물(320)의 다이 분리 및 언로딩 후에 기판(100)에 손상을 줄 수 있으며, 이는 지지 필름(300)의 유연성으로 인해 다이가 서로 접촉하여 손상이 발생할 수 있기 때문이다. 도 9는 하부로부터 프레임(310)을 들어 올리는 리프팅 메커니즘(680)을 도시한다. 그러나, 프레임(310)은 또한 프레임(310)의 상부 표면, 하부 표면, 외경 또는 클램핑 장치를 사용하여 이들의 임의의 조합과 접촉함으로써 이송 암(1100)으로부터 제거될 수 있다. 기판(100), 프레임(310), 가공물 지지대(630), 및 커버 링(660)을 처리할 수 있도록 가공물 지지대(630)에 가공물(320)을 놓을 수 있는 충분한 간격을 가지기 위해, 서로에 대해 이동할 수 있다. 이것은 커버링(660), 가공물 지지대(630), 또는 리프팅 메커니즘(680) 또는 이들의 임의의 조합을 이동함으로써 달성될 수 있다.
플라즈마 처리 동안, 열은 기판(100),지지 필름(300) 및 프레임(310)을 포함하는 플라즈마 접촉의 모든 표면으로 전달된다. 커버 링(660)은 지지 필름(300) 및 프레임(310) 영역으로의 열 전달을 최소화 할 것이지만, 기판(100)은 처리를 위해 플라즈마(400)에 노출되어야 한다.
도 6에 도시 된 바와 같이, 천공된 기계적 파티션(690)이 플라즈마 소스(620)와 가공물 지지대(630) 사이에 개재될 수 있다. 기계적 파티션(690)은 전기 전도성 일 수 있다(예를 들어, 금속 또는 금속 코팅으로 제조 됨). 기계적 파티션(690)은 알루미늄으로 만들어 질 수 있다. 기계적 파티션(690)은 가공물에 도달하는 플라즈마 방출 강도뿐만 아니라 이온 밀도를 줄이는 데 도움이 될 수 있는 한편, 높은 수준의 중성 종(neutral species)이 가공물에 도달할 수 있도록 한다. 본 발명은 가공물에 도달하는 이온 밀도 및 플라즈마 방출 강도에 대한 제어를 제공한다. 본 발명과 관련된 응용에 있어서, 플라즈마 소스(620)로부터의 이온 밀도 및 플라즈마 방출 강도가 가공물에 도달하는 것은 기계적 분할에 의해 10% 내지 99%의 범위에서 감쇠되는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시 예에서, 기계적 분할에 의한 감쇠는 10%보다 클 수 있다. 바람직한 일 실시 예에서, 기계적 분할에 의한 감쇠는 30%보다 클 수 있다. 또 다른 바람직한 실시 예에서, 기계적 분할에 의한 감쇠는 50%보다 클 수 있다. 또 다른 바람직한 실시 예에서, 기계적 분할에 의한 감쇠는 90%보다 크다.
도 6은 하나의 기계적 파티션(690)을 갖는 프로세스 챔버(600)를 도시하지만, 플라즈마 소스(620)와 기판(100) 사이에 배치된 하나 이상의 기계적 파티션(690)을 갖는 것이 유리할 수 있다. 기계적 파티션(690)은 동일한 크기 및 모양 일 수 있거나 다른 크기 및/또는 모양일 수 있다. 다중 기계적 파티션(690)은 동일한 평면 또는 다른 평면(예를 들어, 중첩되거나 적층된 파티션)에 구성될 수 있다. 다중 기계적 파티션(690)은 서로 동일하거나 상이한 천공 형상, 크기 및 패턴을 가질 수 있다.
기판은 반도체 산업에서 잘 알려진 기술을 사용하여 처리될 수 있다. 실리콘 기판은 일반적으로 SF6와 같은 불소 기반 화학 물질을 사용하여 처리된다. SF6/O2 화학작용은 높은 속도와 이방성 프로파일로 인해 실리콘을 에칭하는 데 일반적으로 사용된다. 이 화학작용의 단점은 15-20:1 인 포토 레지스트에 대한 마스킹 재료에 대한 선택도가 상대적으로 낮다는 것이다. 선택적으로, TDM(Timed Division Multiplex) 프로세스를 사용하여 증착과 에칭을 번갈아 가며 이방성이 높은 딥(deep) 프로파일을 생성할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 에칭을 위한 선택적 공정은 C4F8 단계를 사용하여 실리콘 기판의 모든 노출 된 표면(즉, 마스크 표면, 에칭 측벽 및 에칭 바닥)에 폴리머를 증착한 다음 SFe 단계를 사용하여 에칭 바닥으로부터 폴리머를 선택적으로 제거하고 그런 다음 소량의 실리콘을 등방성으로 에칭한다. 이 단계는 종료 될 때까지 반복 될 수 있다. 이러한 TDM 프로세스는 200:1 보다 큰 마스킹 층에 대한 선택도를 가진 실리콘 깊이로 이방성 특징을 생성할 수 있다. 이것은 TDM 프로세스가 실리콘 기판의 플라즈마 분리를 위한 바람직한 접근 방식이 되게한다. 본 발명은 불소 함유 화학작용 또는 시분할 다중(TDM) 프로세스의 사용에 제한되지 않음을 주목한다. 예를 들어, 실리콘 기판은 또한 당 업계에 공지된 바와 같이 Cl, HBr 또는 I-함유 화학작용으로 에칭될 수 있다.
GaAs와 같은 III-V 기판의 경우, 염소 기반 화학작용은 반도체 산업에서 광범위하게 사용된다. RF 무선 디바이스의 제조에서 얇은 GaAs 기판은 디바이스 쪽이 아래로 향하게 캐리어에 장착되고, 그런 다음 박막화되고 포토 레지스트로 패턴화된다. GaAs는 전면 회로에 전기 접점을 노출하기 위해 에칭된다. 이 잘 알려진 프로세스는 또한 상기 언급된 발명에서 설명된 전면 처리에 의해 디바이스를 분리하는데 사용될 수 있다. 다른 반도체 기판 및 적절한 플라즈마 공정이 또한 상기 언급된 발명에서 다이의 분리를 위해 사용될 수 있다.
위의 예가 다이(다이싱)를 분리하기 위한 플라즈마의 사용을 논의하지만, 본 발명의 양태들은 플라즈마 에칭에 의한 기판 박막화와 같은 관련 응용에 유용할 수있다. 이 응용에서, 기판(100)은 에칭될 표면 상에 일부 특징을 가질 수 있거나 또는 에칭될 표면에 특징이 없을 수 있다(예를 들어, 벌크 기판을 박막화).
플라즈마 다이싱은 다양한 디바이스를 효율적으로 단일화 할 수 있다. 그러나 일부 다이 구조는 디바이스를 손상하지 않고 플라즈마 에칭이 어려울 수 있는 적어도 하나의 복합 층을 포함한다. 그러한 구조의 예는 다이 어태치(부착) 필름(DAF)을 포함하는 싱귤레이션 될 실리콘 디바이스 될 것이다. 다이 어태치 필름은 칩을 서로 접착하는 데 사용할 수 있는 접착층이다. 다이는 본딩 작업 전에 개별화 될 수 있다. 집적 회로 디바이스 제조 중에 DAF를 사용하여 다중 칩 적층 패키지를 만들 수 있다.
필요한 기계적 및 전기적 필름 특성을 얻기 위해 종종 복합 재료를 사용하여 다이 어태치 필름(DAF)을 설계한다. 예를 들어, 다이 어태치 필름은 필러(filler) 물질(예: SiO2 입자 등)이 내장된 폴리머 매트릭스(예: 에폭시 수지 등)로 구성될 수 있다. 이 예의 두 재료(에폭시 및 SiCh)는 플라즈마 에칭이 가능하다. 예를 들어, 폴리머 매트릭스는 산소 함유 플라즈마에서 에칭될 수 있다. 실리콘 이산화물(SiO2) 성분도 플라즈마 식각할 수 있지만, 실리콘과 산소 결합의 강도 때문에 상업적으로 실행 가능한 SiCh 플라즈마 식각 속도를 얻으려면 이온 에너지 또는 더 높은 웨이퍼 온도가 종종 필요하다. 이러한 더 높은 이온 에너지 및/또는 더 높은 온도 조건은 DAF 필름에서 SiCh 성분을 에칭하지만, 이러한 조건은 또한 일반적으로 디바이스 구조의 노출된 재료를 에칭하여 디바이스를 잠재적으로 손상시킨다(예: 소자 성능 및/또는 수율 저하). 따라서 싱귤레이트 된 장치를 크게 손상시키지 않는 다이싱 공정 흐름 동안 복합 물질(재료)을 제거할 수 있어야 한다.
도 10은 가공물(2800)의 예를 보여준다. 가공물(2800)은 단일화 될 적어도 하나의 복합(합성물) 층(2810)이 추가된 가공물(320)과 유사하다. 그 가공물은 적어도 하나의 디바이스 구조(110) 및 적어도 하나의 스트리트 영역(120)을 포함하는 기판(100)을 포함할 수 있다. 디바이스 구조(110)는 보호 필름(200)에 의해 적어도 부분적으로 덮일 수 있다.
모든 실시 예에서, 복합 층(2810)은 하나 이상의 구성 요소로 구성될 수 있다. 복합 필름의 성분은 화학적 특성(예: 조성) 또는 물리적 특성(예: 물질 상, 물질 구조 등) 또는 둘 다에 따라 서로 다를 수 있다. 복합 층(2810)은 두께가 100 미크론 미만일 수 있다. 복합 층(2810)은 두께가 50 마이크론 미만일 수 있다. 복합 층(2810)의 두께는 25 미크론 미만일 수 있다.
모든 실시 예에서, 복합 물질는 탄소(예를 들어, 중합체 물질, 흑연, SiC 등)를 포함할 수 있다. 복합 물질은 실리콘(예: Si, SiCh, SiC, SiN 등)을 포함할 수 있다. 복합 물질은 금속을 포함할 수 있다.
모든 실시 예에서, 복합 층은 기판(100)과 접촉할 수 있다. 복합 층은 지지 필름(300)과 접촉할 수 있다. 복합 재료는 기판(100) 및 지지 필름(300) 모두와 접촉할 수 있다. 복합 필름은 기판(100)에 접착식으로 부착될 수 있다. 복합 층(2810)은 기판(100)과 지지 필름 사이에 개재될 수 있다. 복합 층은 다이 부착 필름(DAF) 일 수 있다. 복합 필름은 충전재를 포함하는 DAF 일 수 있다. DAF 충전재는 Si를 포함할 수 있다. DAF 필러 재료는 SiCh 일 수 있다.
복합 층은 플라즈마에서 에칭하기 위해 이온 보조 플라즈마 에칭 메커니즘을 필요로하는 물질을 포함할 수 있습니다. 복합 층은 불화 수소 증기(vapor hydrogen fluoride)를 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
복합 물질은 매트릭스 성분(구성요소)을 포함할 수 있다. 매트릭스 성분은 금속을 포함할 수 있다. 매트릭스 성분은 탄소(예: 폴리머 등)를 포함할 수 있다. 매트릭스 성분은 폴리머 매트릭스 일 수 있다. 폴리머 매트릭스는 열경화성 수지일 수 있다. 폴리머 매트릭스는 열가소성 수지일 수 있다. 폴리머 매트릭스는 에폭시, 폴리이 미드, 폴리 아미드, 폴리 에스터 등의 수지를 포함할 수 있다. 매트릭스는 하나 이상의 성분(예: 수지, 공중 합체, 블렌드 중합체 등)을 포함할 수 있다. 매트릭스 성분은 탄소일 수 있다. 매트릭스 성분은 충전제 성분을 캡슐화 할 수 있다.
복합 물질은 복합 보강재(예: 필러 등)를 포함할 수 있다. 보강(강화) 물질은 복합 물질의 5% 이상을 구성할 수 있다. 보강(강화) 물질은 복합 물질의 25% 이상을 구성할 수 있다. 보강(강화) 물질은 복합 물질의 50% 이상을 구성할 수 있다. 보강(강화) 물질은 복합 물질의 75% 이상을 구성할 수 있다. 보강(강화) 물질은 복합 물질의 90% 이상을 구성할 수 있다. 보강(강화) 물질은는 복합 물질(예를 들어, 충전제 입자) 내에서 분리된 영역에 있을 수 있다. 복합 보강재는 탄소 함유 물질, 실리콘 함유 물질, 금속 함유 물질, 세라믹 등을 포함한 광범위한 재료(물질)를 포함 할 수 있다. 복합 보강재는 이산화 규소 (SiCh)를 포함할 수 있다. 복합 보강재는 등방성 또는 이방성 구성을 가질 수 있다. 복합 물질은 섬유 강화 복합 물질일 수 있다. 섬유 강화 복합재는 장 섬유, 단 섬유 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있다. 복합 물질은 플레이크 강화 복합 물질일 수 있다. 복합 물질은 입자 강화 복합 물질일 수 있다. 입자 강화 복합재는 구형 입자를 포함할 수 있다. 입자는 고체, 중공, 또는 둘 다의 조합일 수 있다. 복합 물질은 층류 강화 복합재 일 수 있다.
도 11A 및 11B는 싱귤레이션 프로세스의 다양한 단계에서의 가공물(2800)을 보여준다.
도 11A는 스트리트 영역(120)에서 기판 물질(재료)(100)이 제거된 가공물(2800)을 도시한다. 기판 에칭 프로세스는 적어도 하나의 스트리트 영역(120)으로부터 기판 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 기판 제거 프로세스는 실질적으로 모든 스트리트 영역(120)으로부터 기판 물질(100)을 제거할 수 있다. 기판 제거 프로세스는 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 모든 기판 물질을 제거할 수 있다. 기판 제거 프로세스는 실질적으로 모든 거리 영역에서 실질적으로 모든 기판 물질을 제거할 수 있다. 기판 에칭 프로세스(공정) 동안 가공물 온도는 일반적으로 지지 필름 테이프를 손상시킬 수 있는 최대 값 이하로 유지된다. 많은 지지 필름(예: 다이싱 테이프)은 최대 약 100℃까지 호환된다. 일부 지원 필름은 200℃ 이상에서 호환될 수 있다.
기판 에칭 프로세스는 진공 프로세스 일 수 있다. 기판 에칭 프로세스는 플라즈마 에칭 프로세스일 수 있다. 플라즈마 에칭 프로세스는 주기적 프로세스(예: Bosch 프로세스, 딥 반응성 이온 에칭(DRIE) 프로세스, 시분할 다중화(TDM) 프로세스 등) 일 수 있다. 기판 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성일 수 있다. 기판 에칭 프로세스는 완전히 이방성일 수 있다.
기판 에칭 프로세스는 스트리트 영역(120)에 의해 중첩된 복합 필름(120)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 기판 에칭 프로세스는 스트리트 영역(120)에 의해 중첩된 모든 복합 층을 노출시킬 수 있다.
기판 에칭 프로세스는 보호 물질(200)에 의해 중첩되는 기판 물질의 일부를 제거하도록 설계될 수 있다(예를 들어, 기판 에칭 피쳐 프로파일은 재진입 될 수 있다. 즉, 기판 에칭에 의해 생성된 기판 에칭 피쳐(feature)의 폭(예: 기판의 다이싱 기판의 반대면에서의 피처 너비에 비해 디바이스(110)를 포함하는 기판 표면에서 더 좁을 수 있다).
기판 에칭 프로세스는 복합 물질보다 빠르게 기판 물질을 제거할 수 있다(예를 들어, 기판 에칭 프로세스는 1보다 큰 기판:복합 에칭 선택도(기판 제거율 / 복합 필름 제거율)를 가질 수 있다. 기판 에칭 프로세스는 10보다 큰 기판: 복합 식각 선택도를 가질 수 있다. 기판 에칭 프로세스는 100보다 큰 기판: 복합 식각 선택도를 가질 수 있다. 복합 물질은 기판 에칭 프로세스를 위한 에칭 정지 점으로 작용할 수 있다.
기판 에칭 프로세스는 복합 물질을 에칭할 수 있다. 기판은 복합 물질의 일부를 제거할 수 있다. 기판 제거 공정 자체는 복합 필름이 스트리트 영역과 겹치는 스트리트 영역에서 지지 필름을 노출시키지 않는다. 기판 에칭 프로세스만으로는 복합 필름을 에칭(식각)하지 않는다.
도 11B는 복합 필름(2810)이 적어도 하나의 스트리트 영역(120)에서 적어도 부분적으로 제거된 다이싱 프로세스 흐름의 지점을 도시한다. 복합 필름(2810)은 적어도 하나의 스트리트 영역(120)에서 완전히 제거될 수 있다. 복합 층(2810)은 다이를 싱귤레이션하기 위해 손상되거나 제거될 수 있다. 복합 필름은 스트리트 영역(120)에서 완전히 제거될 수 있다.
도 12A는 개선된 기판 다이싱 시퀀스의 일부의 흐름도이다. 기판 물질이 적어도 하나의 스트리트 영역(120)에서 제거되면, 복합 필름은 싱귤레이션 프로세스를 계속하기 위해 처리되어야 한다. 복합 필름 프로세스(공정)는 에칭 프로세스(공정)가 될 수 있다. 복합 필름 프로세스는 여러 단계로 구성될 수 있다.
복합 필름을 처리하기 위해, 개선된 프로세스(공정)는 복합 필름의 제1 성분을 에칭하기 위해 제1 프로세스(공정)를 사용할 수 있다. 제1 프로세스는 복합 필름의 제1 성분을 선택성 에칭할 수 있다. 제거 프로세스를 위한 두 물질 사이의 선택도는 두 물질의 프로세스 물질 제거율의 비율로 정의된다. 제1 프로세스에 대한 프로세스 선택도(예: 제1 복합 필름 성분의 제거율 / 다른 복합 필름 성분(제1 성분: 다른 성분)의 제거율)는 1:1보다 클 수 있다. 제1 프로세스에 대한 제1 성분: 또 다른 성분 선택도는 10:1보다 클 수 있다. 제1 프로세스에 대한 제1 성분: 또 다른 성분 선택도는 100:1보다 클 수 있다. 제 1 복합 필름 성분은 강화 성분일 수 있다.
제1 프로세스는 적어도 부분적으로 등방성 방식으로 물질을 제거할 수 있다. 제1 제거 프로세스는 완전히 등방성 일 수 있다.
제1 프로세스는 복합 필름의 적어도 일부로부터 제1 복합 필름 성분을 제거할 수 있다. 제1 르로세스는 복합 필름이 기판에 의해 중첩되지 않는 복합 필름의 적어도 일부로부터 제1 성분을 제거할 수 있다. 제1 프로세스는 스트리트 영역에 의해 중첩된 복합 필름의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 제1 프로세스는 스트리트 영역에 의해 겹쳐진 복합 필름의 제1 성분을 제거할 수 있다. 제1 프로세스는 스트리트 영역에 의해 겹치는 복합 물질에서 복합 물질의 모든 제1 성분를 제거할 수 있다. 제1 프로세스는 복합 필름의 적어도 일부로부터 실질적으로 모든 제1 복합 성분을 제거 할 수있다.
제1 프로세스는 기판에 대해 선택적일 수 있다(예를 들어, 제1 복합 필름 성분의 제거율 / 기판(제1 성분: 기판)의 제거율은 1:1보다 크다). 제1 프로세스 제1 성분: 기판 선택도는 10:1보다 클 수 있다. 제1 프로세스 제1 성분: 기판 선택도는 100:1보다 클 수 있다.
제1 프로세스는 지지 필름에 대해 선택적일 수 있다(예를 들어, 제1 복합 필름 성분의 제거율 /지지 필름(제1 성분: 지지 필름)의 제거율은 1:1보다 크다). 제1 프로세스 제1 성분: 지지 필름 선택도는 10:1보다 클 수 있다. 제1 프로세스 제1 성분: 지지 필름 선택도는 100:1보다 클 수 있다.
제1 프로세스는 기상(vapor phase) 프로세스가 될 수 있다. 제1 프로세스는 플라즈마를 포함하지 않는 프로세스 일 수 있다. 제1 프로세스는 불소 함유 프로세스 가스를 포함할 수 있다. 불소 함유 프로세스 가스는 불화 수소 증기(VHF) 일 수 있다. 제1 프로세스에서 적어도 하나의 반응물은 복합 재료의 성분을 통해 확산될 수 있다(예를 들어, VHF는 일부 유형의 폴리머 층을 통해 쉽게 확산될 수 있다).
제1 프로세스는 노출되지 않은 제1 복합 물질을 제거할 수 있다(예를 들어, 제1 복합 물질은 복합 물질 내에 매립된다 - 예를 들어, 고분자 매트릭스가 있는 SiCh 강화 복합 물질 내에서 SiCh를 제거하기 위한 VHF 함유 프로세스). 제1 복합 물질 에칭 프로세스는 디바이스를 손상시키지 않는 것이 바람직하다. 제1 프로세스는 진공 프로세스 일 수 있다. 제1 프로세스의 압력은 기판 에칭 프로세스의 압력보다 높을 수 있다.
제1 프로세스에 이어 제2 프로세스가 복합 필름에 적용될 수 있다. 제2 프로세스는 식각 프로세스 일 수 있다. 제2 프로세스는 플라즈마 에칭 프로세스 일 수 있다. 제2 프로세스는 복합 필름의 제2 성분을 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 복합 필름의 제2 성분을 선택적으로 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 복합 필름의 제2 성분의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 진공 프로세스 일 수 있다. 제2 프로세스는 제1 프로세스보다 낮은 압력 일 수 있다.
제2 프로세스는 제1 프로세스와 다른 프로세스 화학작용을 사용할 수 있다. 제2 프로세스는 제1 프로세스와 다른 적어도 하나의 프로세스 가스를 포함할 수 있다. 제2 프로세스는 제1 프로세스와 다른 하나 이상의 프로세스 가스를 포함할 수 있다. 제2 프로세스에는 제1 프로세스와 공통 프로세스 가스가 없을 수 있다. 제2 프로세스는 산소 함유 반응물(예 : O2, O3, CO2, CO, SO2 등)을 사용할 수 있다. 제2 프로세스는 질소 함유 반응물(예 : N2, N2O, CxHyOH 등)을 사용할 수 있다. 제2 프로세스는 수소 함유 반응물(예 : H2, NH3, H2O 등)을 사용할 수 있다.
가공물(2800)을 포함하는 실시 예에서, 제2 프로세스에 대한 프로세스 선택도(예를 들어, 제2 복합 필름 성분의 제거율 / 다른 복합 필름 성분의 제거율(제2 성분 : 다른 성분))는 1:1 보다 클 수 있다. 제2 프로세스에 대한 제1 성분: 또 다른 성분 선택도는 10:1 보다 클 수 있다. 제2 프로세스에 대한 제2 성분: 또 다른 성분 선택도는 100:1 보다 클 수 있다. 제2 복합 필름 성분은 매트릭스 성분일 수 있다.
제2 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성인 방식으로 물질을 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 완전히 이방성 일 수 있다. 제2 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성 일 수 있다. 제2 프로세스는 테이프의 평면에 평행한 방향보다 지지 필름의 평면에 수직인 방향으로 제2 성분을 더 빨리 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 등방성 일 수 있다.
제2 프로세스는 복합 필름의 적어도 일부로부터 제2 복합 필름 성분을 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 복합 필름이 기판에 의해 중첩되지 않는 복합 필름의 적어도 일부로부터 제2 성분을 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 스트리트 영역에 의해 중첩된 복합 필름의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 스트리트 영역에 의해 겹쳐진 복합 필름의 제2 성분을 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 스트리트 영역에 의해 겹치는 복합 물질에서 복합 물질의 제2 성분을 모두 제거할 수 있다. 제2 프로세스는 복합 필름의 적어도 일부로부터 실질적으로 모든 제2 복합 성분을 제거할 수 있다.
제2 프로세스는 기판에 대해 선택적 일 수 있다(예를 들어, 제2 복합 필름 성분의 제거율 / 기판의 제거율(제 2 성분 : 기판)은 1:1보다 크다). 제2 프로세스 제2 성분: 기판 선택도는 10:1보다 클 수 있다. 제2 프로세스 제2 성분: 기판 선택도는 100:1보다 클 수 있다.
제2 프로세스는 지지 필름에 대해 비 선택적 일 수 있다(예를 들어, 제2 복합 필름 성분의 제거율 /지지 필름의 제거율(제 2 성분:지지 필름)은 1:1 이하 이다). 제2 프로세스는 지지 필름을 통해 완전히 에칭되지 않는다. 제2 프로세스는 지지 필름으로 에칭될 수 있다. 제2 프로세스는 적어도 하나의 스트리트 영역에 의해 중첩되는 영역에서 지지 필름으로 에칭될 수 있다. 제2 프로세스는 모든 스트리트 영역에 의해 중첩되는 모든 영역에서 지지 필름으로 에칭될 수 있다. 제2 프로세스는 지지 필름에 10 마이크론 미만 깊이로 에칭할 수 있다. 제2 프로세스는 스트리트 영역에 의해 중첩되는 영역에서 대략 10 마이크론 깊이 미만으로 에칭할 수 있다. 제2 프로세스가 완전히 등방성이 아닌 경우, 제2 프로세스는 기판과 중첩되는 적어도 하나의 영역에서 제2 성분의 적어도 일부를 제거할 수 있다.
도 12B는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한다. 제1 및 제2 프로세스는 디바이스를 손상시키지 않는 것이 바람직하다. 도 12B는 복합 물질 에칭 프로세스 중 적어도 하나가 디바이스에 손상을 일으킬 수 있는 본 발명의 실시 예를 예시한다. 이 실시 예에서, 배리어 필름은 복합 필름 처리 단계 이전에 디바이스에 적용될 수있다. 배리어 필름은 기판 에칭 프로세스 전에 적용될 수 있다. 배리어 필름은 기판이 가공물로 조립되기 전에 적용될 수 있다. 배리어 필름은 기판 제거 프로세스 후에 적용될 수 있다. 배리어 필름은 복합 필름 제거 프로세스의 적어도 한 단계에 의해 디바이스가 열화되는 것을 방지한다. 배리어 필름은 진공 코팅 프로세스에 의해 적용될 수 있다. 배리어 필름은 실리콘 함유 일 수 있다. 배리어 필름은 SiN 일 수 있다. 배리어 필름은 실리콘이 풍부한 SiN 필름 일 수 있다. 배리어 필름은 실리콘(예 : 비정질 Si 등) 일 수 있다. 배리어 필름은 탄소 함유일 수 있다. 배리어 필름은 유기 물질을 포함 할 수 있다. 배리어 필름은 폴리이미드를 포함할 수 있다. 배리어 필름은 패럴린(paralyne)을 포함할 수 있다. 배리어 필름은 복합 필름 제거 프로세스 후에 제거할 수 있다. 기판 에칭 프로세스가 수행된 후, 제1 프로세스는 복합 필름의 제1 성분을 에칭한다. 제1 프로세스가 수행된 후 제2 프로세스는 복합 필름의 제2 성분을 에칭한다. 제2 프로세스가 수행된 후 가공물은 추가 처리를 위해 다운스트림으로 보낼 수 있다.
도 13A는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한다. 이 실시 예에서, 기판은 복합 층을 노출하는 적어도 하나의 스트리트 영역에서 제거된다. 기판 에칭 프로세스가 수행된 후, 제1 프로세스는 복합 필름의 제1 성분을 에칭한다. 제1 프로세스가 수행된 후 제2 프로세스는 복합 필름의 제2 성분을 에칭한다. 제2 프로세스가 수행 된 후 가공물은 추가 처리를 위해 다운스트림으로 보낼 수 있다.
도 13B는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한다. 이 실시 예에서, 기판 물질은 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 제거된다. 기판 에칭 프로세스가 수행된 후, 제1 프로세스는 복합 필름의 제1 성분을 에칭한다. 제1 프로세스가 수행된 후 제2 프로세스는 복합 필름의 제2 성분을 에칭한다. 제2 프로세스 이후에 복합 층이 충분히 가공되지 않으면 제1 프로세스와 제2 프로세스를 반복할 수 있다. 제1 프로세스 및 제2 프로세스는 적어도 1회 반복될 수 있다. 루프된(looped) 프로세스는 하나의 프로세스 단계를 포함할 수 있다(예: 단계를 통한 적어도 하나의 후속 반복 사이에서 변형되거나 변경되는 한 단계 루프). 루프된 프로세스에는 적어도 두 개의 프로세스 단계가 포함될 수 있다. 루프된 프로세스는 적어도 하나의 프로세스 단계를 실행한 다음 적어도 하나의 프로세스 단계를 반복할 수 있다. 도 13B는 루프 프로세스의 예를 보여준다.
루프 프로세스에서, 하나 이상의 프로세스 단계가 두 번 이상 반복될 수 있다. 루프 프로세스에서 프로세스 단계가 반복되는 경우 프로세스 조건은 이전 반복 (또는 루프)과 동일할 수 있다. 하나 이상의 프로세스 단계의 프로세스 조건은 두 개의 반복되는 프로세스 루프 사이에서 변경될 수 있다. 반복되는 프로세스 조건은 두 개 이상의 반복된 프로세스 루프 사이에서 변경될 수 있다. 반복되는 프로세스 조건은 반복되는 모든 프로세스 루프 사이에서 변경될 수 있다. 하나 이상의 프로세스 단계의 반복 프로세스 조건은 모든 루프에서 변경될 수 있다. 도 14A-C는 본 발명의 프로세스의 일부에 대한 가공물 상태를 도시한다. 도 14A는 스트리트 영역에서 기판 물질이 제거된 가공물을 보여준다. 복합 층(3205)이 스트리트 영역에 노출되어 있다. 도 14A에서 복합 필름은 제1 성분(3220) 및 제2 성분(3210)으로 구성된다. 도 14B는 복합 필름(3205)의 제1 성분(3220)을 제거하기 위해 제1 프로세스가 수행된 후의 가공물을 나타낸다. 복합 필름이 스트리트 영역과 겹치는 영역의 복합 필름(3205)에서 제1 성분이 제거되었다. 제1 성분(3220)의 제거는 복합 물질(3210)에 기공(void)(3230)을 남길 수 있다. 14C는 복합 필름(3205)의 제2 성분(3210)을 제거하기 위해 제2 프로세스가 수행된 후의 가공물을 나타낸다. 제2 성분은 복합 필름이 스트리트 영역과 겹치는 영역에서 제거되었다. 도 14C에서, 다이는 싱귤레이션되었다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한다. 이 실시 예에서, 스트리트 영역으로부터 기판 재료를 제거하기 위해 기판 제거 프로세스가 수행된다. 기판 물질을 제거한 후 배리어 층을 추가하여 후속 프로세스(공정)로 인한 손상으로부터 디바이스를 보호할 수 있다. 배리어 필름은 기판 제거 프로세스 전에 적용될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 복합 층이 노출된 후, 제1 복합 필름 성분을 에칭하기 위해 제1 프로세스가 수행된다. 제2 복합 필름 성분을 에칭하기 위해 제2 프로세스가 수행된다. 디바이스의 배리어 층을 제거할 수 있다. 가공물은 추가 처리를 위해 다운스트림으로 보낼 수 있다.
도 16A-F는 도 15에 예시된 프로세스 흐름에 대한 가공물의 단면을 도시한다. 도 16A는 스트리트 영역에서 기판 물질이 제거된 후의 가공물을 보여준다. 복합 필름이 스트리트 영역에 노출되었다. 도 16B는 디바이스를 보호하기 위해 적용된 배리어 필름을 보여준다. 배리어 필름은 기판 제거 프로세스 동안 노출된 기판 표면을 코팅할 수 있다. 배리어 필름은 복합 필름의 노출된 표면을 코팅할 수 있다. 배리어 필름은 복합 필름 제거 공정에 저항하도록 설계되었으므로 제거할 영역에서 배리어 필름을 복합 필름으로부터 제거해야 한다.
배리어 필름은 스트리트 영역에서 제거할 수 있다. 도 16C는 배리어 필름이 스트리트 영역의 일부로부터 제거되어 복합 필름을 노출시킨 가공물의 일부를 도시한다. 16D는 복합 필름(3420)의 제1 성분(3220)을 제거하기 위해 제1 프로세스가 수행된 후의 가공물을 나타낸다. 제1 성분(3220)의 제거는 복합 필름에 공극(3230)을 남길 수있다. 도 16E는 복합 필름의 제2 성분이 제2 프로세스로 제거된 가공물의 일부를 도시한다. 지지 필름(300)이 노출되었다. 도 16F는 배리어 필름이 제거 된 가공물의 일부를 도시한다. 다이(500)는 이 시점에서 개별화되었으며 추가 처리를 위해 다운스트림으로 보내질 수 있다.
모든 실시 예에서, 기판 에칭 프로세스 및 제1 프로세스는 동일한 프로세스 챔버에서 수행될 수 있다. 제1 프로세스 및 제2 프로세스는 동일한 프로세스 챔버에서 수행될 수 있다. 기판 에칭 프로세스와 제2 프로세스는 동일한 챔버에서 수행될 수있다. 기판 에칭 프로세스, 제1 프로세스 및 제2 프로세스는 모두 동일한 챔버에서 수행될 수 있다.
기판 에칭 프로세스와 제1 프로세스가 모두 진공 프로세스 인 경우, 두 프로세스 모두 가공물을 대기에 노출시키지 않고 수행할 수 있다(예: 진공에서의 기판 에칭과 제1 프로세스 사이의 어떤 작업(예: 웨이퍼 이송 등)이 있는 진공에서의 기판 에칭 프로세스에 이은 진공에서 제1 프로세스).
기판 에칭 프로세스와 제2 프로세스가 모두 진공 프로세스 인 경우, 두 프로세스 모두 가공물을 대기에 노출시키지 않고 수행할 수 있다(예: 진공에서의 기판 에칭과 제1 프로세스 사이의 어떤 작업(예: 웨이퍼 이송 등)이 있는 진공에서의 기판 에칭 프로세스에 이은 진공에서 제2 프로세스).
제1 프로세스와 제2 프로세스가 모두 진공 프로세스 인 경우, 두 프로세스 모두 가공물을 대기에 노출시키지 않고 수행할 수 있다(예: 진공에서의 기판 에칭과 제1 프로세스 사이의 어떤 작업(예: 웨이퍼 이송 등)이 있는 진공에서의 제1 프로세스에 이은 진공에서 제2 프로세스).
기판 에칭, 제1 프로세스 및 제2 프로세스가 모두 진공 프로세스 인 경우, 가공물을 대기에 노출시키지 않고 프로세스를 모두 수행 할 수 있다(예: 진공에서의 프로세스들 사이의 어떤 작업(예: 웨이퍼 이송 등)이 있는 진공에서의 기판 에칭, 제1 프로세스 및 제2 프로세스).
예를 들어, 도 16은 다이 어태치(부착) 필름(DAF)을 포함하는 가공물에 적용된 본 발명을 예시한다 - 도 16를 보라. DAF 필름(3205)은 에폭시 함유 폴리머 매트릭스(3210)에 약 50%의 SiCh 충전제(3220)를 포함한다. SiO2 입자(3220)는 직경이 약 1 마이크론이었다.딥 반응성 이온 에칭(DRIE) 에칭 프로세스를 사용하는 플라즈마 에칭 프로세스는 스트리트 영역에서 기판 물질(미도시)을 제거하는 데 사용되었다. 플라즈마 에칭 프로세스는 Plasma-Therm, LLC에 의해 상업적으로 이용 가능한 MDS-100 플라즈마 에칭 시스템에서 구현되었으며 아래 표에 표시된대로 루프 당 3 단계를 사용했다:
위의 예에서, 플라즈마 에칭이 스트리트 영역에서 기판 물질을 제거한 후, 가공물은 복합 DAF 재료(3205)에서 SiO2 필러를 제거하기 위해 VHF를 포함하는 제1 프로세스에 노출된다. VHF 물질은 DAF의 폴리머 매트릭스를 통해 확산되어 노출된 스트리트 영역에서 SiCh 입자를 쉽게 제거한다. VHF 프로세스는 폴리머 매트릭스와 기판의 손실을 최소화하면서 SiCh 입자를 제거한다. SiCh 희생 필름(막)을 에칭하기위한 VHF 프로세스는 당 업계에 알려져 있다. VHF 프로세스 매개 변수의 예가 아래 표에 나와 있다:
위의 예에서 VHF가 복합 DAF 재료에서 SiCh 필러를 제거한 후 폴리머 매트릭스를 완전히 제거하기 위해 단일 단계 플라즈마 에칭 프로세스가 적용된다. 이 단일 단계 플라즈마 에칭 프로세스의 예는 아래 표에 설명되어 있다:
디바이스를 손상시킬 수 있는 복합 필름 프로세스의 예는 SiO2 층을 포함하는 디바이스와 함께 VHF(불화 수소 증기) 공정을 사용하는 것이다. VHF 분자는 SiCh 필름을 쉽게 에칭하고 디바이스 성능을 저하시킬 수 있다. SiCh 디바이스 층이 유기층(예: 레지스트, 수용성 고분자 등)으로 덮여있는 경우에도 유기층은 VHF에 투과성이 있어 VHF 에칭으로부터 SiCh 층을 보호하지 못할 수 있다. VHF 분자는 많은 유기(예: 고분자) 필름을 통해 확산될 수 있다. 이 경우 배리어(장벽) 층은 VHF 에칭액으로 인한 손상으로부터 디바이스를 보호할 수 있다.
본 개시 내용은 전술 한 설명의 내용뿐만 아니라 첨부 된 청구항에 포함 된 내용을 포함한다. 본 발명은 어느 정도의 특이성을 갖는 바람직한 형태로 기술되었지만, 바람직한 형태의 본 개시는 단지 예로서 만들어졌고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 구성 및 부품의 조합 및 배열의 세부 사항에 대한 수많은 변경이 이루어질 수 있다.
Claims (20)
- 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법으로서,
지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하고, 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 기판의 상부 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는 단계;
기판과 지지 필름 사이에 개재된 복합 필름을 제공하는 단계;
기판 에칭 프로세스를 사용하여 복합 필름의 일부를 노출시키기 위해 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 재료를 에칭하는 단계;
제1 에칭 프로세스를 사용하여 복합 필름의 제1 성분을 에칭하는 단계; 및
제2 에칭 프로세스를 사용하여 복합 필름의 노출된 부분의 제2 성분을 에칭하는 단계를 포함하는 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
복합 필름은 매트릭스 기반 물질을 포함하는 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제1 성분은 보강(강화) 성분인 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제2 성분은 매트릭스 성분인 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 등방성인 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 등방성인 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서
제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 다른 프로세스 화학작용을 갖는 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제2 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성인 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제2 에칭 프로세스는 이방성인 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
기판 물질의 에칭은 진공 챔버에서 하고 복합 필름의 에칭은 진공 챔버에서 하는 복합 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 다이 어태치(부착) 필름상의 기판을 다이싱하는 방법으로서,
지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하고, 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 기판의 상부 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는 단계;
기판과 지지 필름 사이에 개재된 다이 어태치 필름을 제공하는 단계;
기판 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 일부를 노출시키기 위해 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 물질을 에칭하는 단계;
제1 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 제1 성분을 에칭하는 단계; 및
제2 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 노출된 부분의 제2 성분을 플라즈마 에칭하는 단계를 포함하는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 등방성인 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 등방성인 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 다른 프로세스 화학작용을 갖는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
제2 에칭 프로세스는 적어도 부분적으로 이방성인 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하는 방법. - 제 11 항에 있어서
상기 지지 필름은 복수의 층을 더 포함하는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하기 위한 방법. - 다이 어태치(부착) 필름상의 기판을 다이싱하는 방법으로서,
지지 필름, 프레임 및 기판을 갖는 가공물을 제공하고, 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 기판의 상부 표면은 적어도 하나의 다이 영역 및 적어도 하나의 스트리트 영역을 갖는 단계;
기판과 지지 필름 사이에 개재된 다이 어태치 필름을 제공하는 단계;
기판 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 일부를 노출시키기 위해 적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 물질을 에칭하는 단계;
제1 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 제1 성분을 등방성 에칭하는 단계; 및
제2 에칭 프로세스를 사용하여 다이 어태치 필름의 노출된 부분의 제2 성분을 이방성 플라즈마 에칭하는 단계를 포함하는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하기 위한 방법. - 제 17 항에 있어서,
적어도 하나의 스트리트 영역으로부터 기판 물질을 에칭하는 단계 동안 다이 어태치 필름의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하기 위한 방법. - 제 17 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 적어도 하나의 상이한 프로세스 가스를 사용하는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하기 위한 방법. - 제 17 항에 있어서,
제1 에칭 프로세스는 제2 에칭 프로세스와 다른 프로세스 가스를 사용하는 다이 어태치 필름상의 기판을 다이싱하기 위한 방법.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050093760A (ko) * | 2003-01-23 | 2005-09-23 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 반도체 장치 제조 방법 및 반도체 웨이퍼를 절단하기 위한절단 장치 |
| US20070126129A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-07 | Ace Industries Co., Ltd. | Die bonding adhesive tape |
| US20090186167A1 (en) * | 2006-05-30 | 2009-07-23 | Panasonic Corporation | Atmospheric pressure plasma, generating method, plasma processing method and component mounting method using same, and device using these methods |
| US20120322241A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Applied Materials, Inc. | Multi-layer mask for substrate dicing by laser and plasma etch |
| US20140227882A1 (en) * | 2011-07-19 | 2014-08-14 | Tokyo Electron Limited | Cleaning method, processing apparatus, and storage medium |
| US20150162244A1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-11 | James M. Holden | Method and carrier for dicing a wafer |
| US20150270121A1 (en) * | 2011-03-14 | 2015-09-24 | Plasma-Therm Llc | Method and Apparatus for Plasma Dicing a Semi-conductor Wafer |
| KR20160137991A (ko) * | 2014-03-07 | 2016-12-02 | 플라즈마-썸, 엘엘씨 | 반도체 웨이퍼를 플라즈마 다이싱하기 위한 방법 및 장치 |
| KR20170056650A (ko) * | 2014-09-19 | 2017-05-23 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 다이싱을 위한 근접 접촉 커버 링 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4171240A (en) | 1978-04-26 | 1979-10-16 | Western Electric Company, Inc. | Method of removing a cured epoxy from a metal surface |
| US5908510A (en) * | 1996-10-16 | 1999-06-01 | International Business Machines Corporation | Residue removal by supercritical fluids |
| US6642127B2 (en) | 2001-10-19 | 2003-11-04 | Applied Materials, Inc. | Method for dicing a semiconductor wafer |
| JP4025223B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2007-12-19 | 住友ベークライト株式会社 | ダイボンディング用フィルム状接着剤並びにそれを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| US7780865B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Method to improve the step coverage and pattern loading for dielectric films |
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| US9343365B2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-05-17 | Plasma-Therm Llc | Method and apparatus for plasma dicing a semi-conductor wafer |
| US8598016B2 (en) * | 2011-06-15 | 2013-12-03 | Applied Materials, Inc. | In-situ deposited mask layer for device singulation by laser scribing and plasma etch |
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| JP2014120494A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウエーハの加工方法 |
| JP6201513B2 (ja) * | 2013-08-19 | 2017-09-27 | 東洋紡株式会社 | 積層体の製造方法及びそれを用いたデバイス構造体の製造方法 |
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| US20150255349A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-10 | JAMES Matthew HOLDEN | Approaches for cleaning a wafer during hybrid laser scribing and plasma etching wafer dicing processes |
| US8975163B1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-03-10 | Applied Materials, Inc. | Laser-dominated laser scribing and plasma etch hybrid wafer dicing |
| US9112050B1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-08-18 | Applied Materials, Inc. | Dicing tape thermal management by wafer frame support ring cooling during plasma dicing |
| US9472458B2 (en) * | 2014-06-04 | 2016-10-18 | Semiconductor Components Industries, Llc | Method of reducing residual contamination in singulated semiconductor die |
| US9142459B1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-09-22 | Applied Materials, Inc. | Wafer dicing using hybrid laser scribing and plasma etch approach with mask application by vacuum lamination |
| JP6791086B2 (ja) * | 2016-10-11 | 2020-11-25 | 信越化学工業株式会社 | ウエハ積層体、その製造方法、及びウエハ積層用接着剤組成物 |
| JP6883405B2 (ja) * | 2016-11-01 | 2021-06-09 | 日東電工株式会社 | ダイシングダイボンディングテープおよび半導体装置の製造方法 |
| JP6512454B2 (ja) * | 2016-12-06 | 2019-05-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 素子チップの製造方法 |
| JP6903375B2 (ja) * | 2017-04-19 | 2021-07-14 | 株式会社ディスコ | デバイスチップの製造方法 |
| JP6800129B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2020-12-16 | 古河電気工業株式会社 | フィルム状接着剤、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージの製造方法 |
| JP6994646B2 (ja) * | 2018-01-17 | 2022-01-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 素子チップの製造方法 |
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Patent Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| KR20050093760A (ko) * | 2003-01-23 | 2005-09-23 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 반도체 장치 제조 방법 및 반도체 웨이퍼를 절단하기 위한절단 장치 |
| US20070126129A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-07 | Ace Industries Co., Ltd. | Die bonding adhesive tape |
| US20090186167A1 (en) * | 2006-05-30 | 2009-07-23 | Panasonic Corporation | Atmospheric pressure plasma, generating method, plasma processing method and component mounting method using same, and device using these methods |
| US20150270121A1 (en) * | 2011-03-14 | 2015-09-24 | Plasma-Therm Llc | Method and Apparatus for Plasma Dicing a Semi-conductor Wafer |
| US20120322241A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Applied Materials, Inc. | Multi-layer mask for substrate dicing by laser and plasma etch |
| US20140227882A1 (en) * | 2011-07-19 | 2014-08-14 | Tokyo Electron Limited | Cleaning method, processing apparatus, and storage medium |
| US20150162244A1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-11 | James M. Holden | Method and carrier for dicing a wafer |
| KR20160137991A (ko) * | 2014-03-07 | 2016-12-02 | 플라즈마-썸, 엘엘씨 | 반도체 웨이퍼를 플라즈마 다이싱하기 위한 방법 및 장치 |
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