專利名稱：晶片的吸附與支撐裝置及其襯墊、半導體處理設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體加工設備技術領域。
背景技術：
待處理晶片(Wafer)經過光刻、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、等離子體刻蝕、離子注入、化學機械拋光(CMP)等半導體工藝后得到符合尺寸要求的半導體器件。 當所需器件的厚度要求較薄時，為了增加待加工晶片的機械強度以致在后續的加工過程中不會出現因強度不足引起的其它問題，現有技術中常規的做法是將待加工晶片與一個支撐晶片通過背膠粘連在一起，而后將它們固定在半導體加工設備的真空吸盤或靜電吸盤上對待加工晶片進行各種半導體加工，待各種加工完成后將形成的器件與支撐晶片分離，這里的支撐晶片只是一個與待加工晶片尺寸相當的晶片，該晶片內不需形成任何半導體元件。當所需半導體器件的厚度很薄時，由于其與支撐晶片通過背膠粘連在一起，因此很難將半導體器件與支撐晶片分離，或者即使兩者分離了但在分離的過程中半導體器件因此產生了一些瑕疵，不符合質量要求。
發明內容
本發明要解決的問題是提供一種用于支撐晶片的襯墊，該襯墊與真空吸盤或靜電吸盤均可構成一種晶片的吸附與支撐裝置，在該裝置上晶片能加工形成厚度很薄的半導體器件，并容易將半導體器件從所述裝置中分離，且在分離的過程中不會對器件造成損傷。為解決上述問題，本發明提供一種用于支撐晶片的襯墊，包括適于支撐待處理晶片的第一表面；第二表面；所述第一表面設有若干第一小孔；所述第二表面設有若干凹槽，所述凹槽未延伸至所述襯墊的側壁，且所述凹槽與所述第一小孔導通。可選的，所述第一小孔的形狀為十字形。可選的，所述第一小孔的形狀為梅花形。可選的，所述第一小孔在所述襯墊的第一表面間隔分布并形成矩形陣列，矩形陣列的排列對應待處理晶片的切割道。可選的，所述凹槽與排列在一條直線上的所有所述第一小孔導通，所述凹槽在所述襯墊的第二表面上呈縱橫交錯排列。可選的，所述襯墊的材料為導電材料。可選的，所述導電材料為摻雜硅。可選的，所述襯墊第一表面設有電介質層，所述電介質層對應所述第一小孔的位置設有第三小孔，所述第三小孔的形狀、大小與所述第一小孔相同。
可選的，所述電介質層為摻雜電介質層。可選的，所述電介質層的材料為陶瓷。可選的，所述襯墊的厚度與待處理晶片的厚度相當。可選的，所述襯墊的形狀大小與待處理晶片的形狀大小相當。為解決上述問題，本發明還提供一種晶片的吸附與支撐裝置，包括如上所述的襯墊；適于支撐所述襯墊的真空吸盤，其表面上設有若干第二小孔，所述凹槽至少與一個所述真空吸盤的第二小孔導通。可選的，所述真空吸盤上的每一第二小孔與所述襯墊的凹槽導通。為解決上述問題，本發明還提供一種晶片的吸附與支撐裝置，包括如上所述的襯墊；適于支撐所述襯墊的靜電吸盤。為解決上述問題，本發明還提供一種半導體處理設備，包括處理腔室；位于所述處理腔室內、如上所述的晶片的吸附與支撐裝置；適于對待處理晶片進行處理的加工裝置。與現有技術相比，本發明的優點在于一、襯墊與真空吸盤或靜電吸盤均可構成一種晶片的吸附與支撐裝置，在晶片的加工過程中該襯墊可以增加晶片的機械強度，從而在該裝置上晶片能被加工成厚度很薄的半導體器件，并容易將半導體器件從所述裝置中分離，且在分離的過程中不會對器件造成損傷。二、襯墊可以多次使用，減少浪費。三、該襯墊可以在多種半導體加工設備中使用，應用范圍廣，而且能在某些特殊加工條件下使用，如被加工的晶片存在通透的部分。四、在實際應用中該襯墊的尺寸可以調整，能適應多種尺寸規格的晶片。
圖1是本發明襯墊實施例中襯墊的俯視圖。圖2是本發明襯墊實施例中襯墊的仰視圖。圖3是圖1所示襯墊沿A-A方向的剖視圖。圖4是圖1所示襯墊沿B-B方向的剖視圖。圖5是圖1所示襯墊沿C-C方向的剖視圖。
具體實施例方式本發明的目的在于提供一種用于支撐晶片的襯墊，該襯墊與真空吸盤或靜電吸盤均可構成一種晶片的吸附與支撐裝置，在晶片的加工過程中該襯墊可以增加晶片的機械強度，從而在該裝置上晶片能被加工成厚度很薄的半導體器件，并容易將半導體器件從所述裝置中分離，且在分離的過程中不會對器件造成損傷。為實現上述目的，本發明的主要構思是襯墊與待處理晶片接觸的表面設有小孔，其與真空吸盤接觸的表面設有凹槽，且該凹槽與真空吸盤表面上的孔導通，當待處理晶片與襯墊一起置于真空吸盤上時，啟動真空吸盤設備的真空泵，真空泵將待處理晶片與襯墊接觸表面之間的空氣抽走形成真空，這樣待處理晶片通過襯墊被緊緊吸附在真空吸盤上， 然后就可以對待處理晶片進行多種半導體加工以得到厚度較薄的半導體器件。當真空泵向真空吸盤中的孔通入氣體時，在氣體壓強的作用下加工后的晶片、襯墊、真空吸盤相互分離，在分離的過程中晶片不會受到損傷。然而有時待處理晶片需在真空環境下進行加工，如等離子注入機，這時真空吸盤無法在真空環境下工作，因此上述襯墊結構無法繼續與真空吸盤一起吸附待處理晶片了。 根據半導體加工設備常用的吸附裝置可知，靜電吸盤可以在真空環境下吸附晶片，因此發明人考慮在上述襯墊結構上作出一些改進，使其既能與真空吸盤一起吸附待處理晶片，也能與靜電吸盤一起吸附待處理晶片。具體改進包括使襯墊的材料為導電材料，然后在該襯墊表面上淀積一層電介質層，該電介質層為摻雜電介質層，其材料可以為陶瓷。當待處理晶片與表面設有電介質層的襯墊一起置于靜電吸盤上時，對靜電吸盤施加電壓，電介質層產生電荷，位于電介質層上的晶片產生極性相反的電荷，這樣待處理晶片通過表面設有電介質層的襯墊被緊緊吸附在靜電吸盤上，然后就可以對待處理晶片進行多種半導體加工了 ；對靜電吸盤施加反向電壓時， 待處理晶片、襯墊、靜電吸盤相互分離。相應的，為了使這種表面設有電介質層的襯墊能同時與真空吸盤一起工作，電介質層對應襯墊表面小孔的位置也設置小孔。另外，根據離子注入機臺的特點適合放置厚度為常規硅片尺寸的半導體結構，因此，當晶片加工至很薄后，若需繼續對晶片進行離子注入加工，則其與表面設有電介質層的襯墊的厚度之和應當與晶片加工前的厚度相當。而其他半導體加工設備對待加工的半導體結構厚度沒有要求，為了使該襯墊結構能在多數半導體加工設備中使用，故本發明可使表面設有電介質層的襯墊的厚度與待處理晶片的厚度相當。為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施方式
的限制。本發明中晶片的吸附與支撐裝置包括適于支撐待處理晶片的襯墊10，如圖1至圖 5所示，其包括適于支撐待處理晶片的第一表面11、第二表面12 ；設于第一表面11上的若干第一小孔13 ；設于第二表面12的若干凹槽14，凹槽14未延伸至襯墊10的側壁以使真空吸盤 (未圖示)能吸附襯墊10，凹槽14與第一小孔13導通。所述裝置另包括真空吸盤，其表面上設有若干第二小孔。將待處理晶片與襯墊10 —起置于真空吸盤表面上后，襯墊10的第二表面12與真空吸盤表面接觸，使第二表面12上的凹槽14至少與一個真空吸盤表面上的第二小孔導通， 啟動真空吸盤，真空泵將待處理晶片與襯墊10第一表面11之間的空氣依次由第一小孔13、 與第一小孔13導通的凹槽14、第二小孔抽出，使待處理晶片與襯墊10 —起被吸附并固定在真空吸盤上。這樣就可以對待處理晶片進行多種半導體加工從而得到所需半導體器件，當真空泵向真空吸盤中的第二小孔通入氣體時，氣體由第二小孔通入與第二小孔導通的凹槽 14再通入與凹槽14導通的第一小孔13，在空氣壓強的作用下半導體器件與襯墊分離，在分離的過程中半導體器件不會產生損傷。尤其當半導體器件厚度很薄時，在其形成過程中襯墊10可以增加其機械強度使其加工順利進行并將其分離后能得到符合要求的器件。當加工后的晶片厚度很薄時，為避免真空吸盤的吸附力過大以致被真空吸盤吸附的晶片在對應第一小孔13的位置處形成塌陷，第一小孔13的形狀可以為十字形或梅花形， 在保證足夠吸附力的同時這種形狀的小孔與圓形小孔相比其開口面積更小，減少晶片塌陷的可能，從而提高晶片的質量。需說明的是，為了說明第一小孔在襯墊表面的排列方式及整個襯墊的大體結構，圖1、圖3、圖4、圖5中的第一小孔形狀為圓形，不應當以此限定本發明的保護范圍。在對晶片進行加工時，加工工藝包括刻蝕，因此有可能晶片會存在通透的部分，為了確保真空吸盤能吸附襯墊上這種結構的晶片，可使第一小孔13在第一表面11上間隔分布并形成矩形陣列，矩形陣列的排列對應待處理晶片的切割道。對應的，襯墊10第二表面 12上的凹槽14與排列在一條直線上的所有第一小孔13導通以增大吸附力，凹槽14在襯墊10襯墊的第二表面12上呈縱橫交錯排列。這樣由于晶片切割道不會存在通透的部分， 因此即使晶片被刻蝕形成通透的部分，真空吸盤依然可以吸附襯墊10上的晶片。此時，為了增大吸附力，可使凹槽14與真空吸盤表面上的所有第二小孔導通，即真空吸盤表面第二小孔的排列方式與凹槽14的排列方式相同。在具體應用中，為了增大真空吸盤對襯墊、晶片的吸附力及防止當晶片被刻蝕形成通透部分時真空吸盤無法繼續工作，需對真空吸盤、襯墊、晶片三者進行定位對準，例如可在真空吸盤上設置一小凹坑，在襯墊第二表面上設置一能與所述凹坑配合的突起結構， 這樣兩者可以實現快速對準；在襯墊側壁設置一標記或標識結構以使襯墊上第一小孔與晶片切割道對準，這樣兩者可以實現快速對準。如上所述，有時待處理晶片需在真空環境下進行加工，如等離子注入機，這時可以使用靜電吸盤通過襯墊吸附待處理晶片，因此需對上述襯墊結構進行改進以使真空吸盤能吸附襯墊10上的晶片，同時靜電吸盤也能吸附襯墊10上的晶片。使襯墊10的材料為導電材料，半導體領域中摻雜硅是一種很好的導電材料，且可以對其進行精密加工得到所需的結構，因此本實施例中優選摻雜硅，當然金屬材料也可以。 在襯墊10第一表面11上形成有電介質層，將襯墊10與待處理晶片一起置于靜電吸盤上， 對靜電吸盤施加電壓，靜電吸盤表面會產生電荷，該電荷產生電場使襯墊10的第二表面12 產生極性相反的電荷，由于襯墊10為導電材料，電介質層同時會受到電壓的作用，因此電介質層也會產生電荷，電介質層表面的電荷會產生電場，這一電場使置于襯墊10上的晶片表面產生極性相反的電荷，根據異性電荷相吸的原理靜電吸盤將襯墊10與晶片吸附在一起。關閉對靜電吸盤施加的電壓，襯墊10與晶片之間會存在殘余的靜電荷從而使兩者繼續吸附在一起。當向靜電吸盤施加反向電壓時，可使靜電吸盤、襯墊10、晶片相互分離，分離的過程中不會對晶片產生損傷。其中，電介質層為摻雜電介質層，其材料可為陶瓷。在某些特殊的半導體制程中，如BSI制程，晶片被減至很薄以后會對其進行離子注入工藝，而根據離子注入機臺的特點適合放置厚度為常規硅片尺寸的半導體結構，因此，當加工至很薄的晶片還需進行離子注入工藝時，其與表面設有電介質層的襯墊的厚度之和應當與晶片加工前的厚度相當。而其他半導體加工設備對待加工的半導體結構厚度沒有要求，為了使該襯墊結構能在多數半導體加工設備中使用，可使表面設有電介質層的襯墊的厚度與待處理晶片的厚度相當。同時，為了適用半導體加工設備的結構特點及減少成本，可使襯墊的大小與待處理晶片的大小相當。為了使以上改進后的襯墊可以同時應用在真空吸盤上，電介質層上對應第一小孔 13的位置設有第三小孔，其形狀大小與第一小孔13相同。在實際制造過程中，第三小孔可與第一小孔13通過同一加工一次形成。在實際應用中，當待處理晶片需進行某種特殊的半導體加工，如晶片存在通透的部分，此時需使襯墊10第一表面11上的第一小孔13與待處理晶片的切割道對準。需說明的是，在實際應用中，本發明中襯墊尺寸需根據實際情況調整，如其厚度、 直徑需根據其支撐的待加工晶片作調整，以使其厚度、直徑與晶片的厚度、直徑相當；第一小孔的大小需根據其支撐的待加工晶片作調整，以使第一小孔的最大尺寸小于晶片切割道的寬度；第二表面上的凹槽需根據第一小孔的尺寸作調整，以使凹槽的寬度大于第一小孔的最大尺寸。對應的，當利用真空吸盤對襯墊上的晶片進行吸附時，為了增加吸附力，需對真空吸盤表面上小孔的直徑、排列方式作調整。與現有技術相比，本發明具有以下優點一、襯墊與真空吸盤或靜電吸盤均可構成一種晶片的吸附與支撐裝置，在晶片的加工過程中該襯墊可以增加晶片的機械強度，從而在該裝置上晶片能被加工成厚度很薄的半導體器件，并容易將半導體器件從所述裝置中分離，且在分離的過程中不會對器件造成損傷。二、襯墊可以多次使用，減少浪費。三、該襯墊可以在多種半導體加工設備中使用，應用范圍廣，而且能在某些特殊加工加工條件下使用，如被加工的晶片存在通透的部分。四、在實際應用中該襯墊的尺寸可以調整，能適應多種尺寸規格的晶片。另外，本發明還提供一種半導體加工設備，包括處理腔室；位于所述處理腔室內、如上所述的晶片的吸附與支撐裝置；適于對待處理晶片進行處理的加工裝置。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種用于支撐晶片的襯墊，其特征在于，包括 適于支撐待處理晶片的第一表面；第二表面；所述第一表面設有若干第一小孔；所述第二表面設有若干凹槽，所述凹槽未延伸至所述襯墊的側壁，且所述凹槽與所述第一小孔導通。
2.根據權利要求1所述的襯墊，其特征在于，所述第一小孔的形狀為十字形。
3.根據權利要求1所述的襯墊，其特征在于，所述第一小孔的形狀為梅花形。
4.根據權利要求1所述的襯墊，其特征在于，所述第一小孔在所述襯墊的第一表面間隔分布并形成矩形陣列，矩形陣列的排列對應待處理晶片的切割道。
5.根據權利要求4所述的襯墊，其特征在于，所述凹槽與排列在一條直線上的所有所述第一小孔導通，所述凹槽在所述襯墊的第二表面上呈縱橫交錯排列。
6.根據權利要求1所述的襯墊，其特征在于，所述襯墊的材料為導電材料。
7.根據權利要求6所述的襯墊，其特征在于，所述導電材料為摻雜硅。
8.根據權利要求6所述的襯墊，其特征在于，其第一表面設有電介質層，所述電介質層對應所述第一小孔的位置設有第三小孔，所述第三小孔的形狀、大小與所述第一小孔相同。
9.根據權利要求8所述的襯墊，其特征在于，所述電介質層為摻雜電介質層。
10.根據權利要求8所述的襯墊，其特征在于，所述電介質層的材料為陶瓷。
11.根據權利要求8所述的襯墊，其特征在于，所述襯墊的厚度與待處理晶片的厚度相當。
12.根據權利要求8所述的襯墊，其特征在于，所述襯墊的形狀大小與待處理晶片的形狀大小相當。
13.一種晶片的吸附與支撐裝置，其特征在于，包括 如權利要求1至12任一項所述的襯墊；適于支撐所述襯墊的真空吸盤，其表面上設有若干第二小孔，所述凹槽至少與所述若干第二小孔中的一個導通。
14.根據權利要求13所述的晶片的吸附與支撐裝置，其特征在于，所述真空吸盤上的每一第二小孔與所述襯墊的凹槽導通。
15.一種晶片的吸附與支撐裝置，其特征在于，包括 如權利要求6至12任一項所述的襯墊；適于支撐所述襯墊的靜電吸盤。
16.一種半導體處理設備，其特征在于，包括 處理腔室；位于所述處理腔室內、如權利要求13或14所述的晶片的吸附與支撐裝置； 適于對待處理晶片進行處理的加工裝置。
17.一種半導體處理設備，其特征在于，包括 處理腔室；位于所述處理腔室內、如權利要求15所述的晶片的吸附與支撐裝置； 適于對待處理晶片進行處理的加工裝置。
全文摘要
本發明提供一種用于支撐晶片的襯墊，包括適于支撐待處理晶片的第一表面、第二表面；所述第一表面設有若干第一小孔；所述第二表面設有若干凹槽，所述凹槽未延伸至所述襯墊的側壁，且所述凹槽與所述第一小孔導通。該襯墊與真空吸盤或靜電吸盤均可構成一種晶片的吸附與支撐裝置，在晶片的加工過程中該襯墊可以增加晶片的機械強度，從而在該裝置上晶片能被加工成厚度很薄的半導體器件，并容易將半導體器件從所述裝置中分離，且在分離的過程中不會對器件造成損傷。本發明還提供一種包含所述襯墊的晶片的吸附與支撐裝置，另外本發明還提供一種包含所述晶片的吸附與支撐裝置的半導體加工設備。
文檔編號H01L21/683GK102339780SQ201110298429
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者李強, 李 杰, 趙立新 申請人:格科微電子(上海)有限公司