專利名稱：具有可去除的邊緣擴(kuò)展元件的微電子襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子襯底的處理，更具體而言，涉及輔助這樣的處理的 邊緣擴(kuò)展元件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的一個必要條件是能夠在集成電路(IC)上印刷更小的特征。然而，近年來，光學(xué)光刻正面臨著幾個挑戰(zhàn)，其阻礙了半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。已經(jīng)投資這樣的技術(shù)例如x輻射光刻和電子束光刻作為 傳統(tǒng)光學(xué)光刻的替代。然而，由于光學(xué)浸沒光刻潛在地滿足了用于印刷較 小尺寸的特征的改進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)的需要，所以己經(jīng)受到了關(guān)注。光學(xué)光刻系統(tǒng)可以印刷的特征的最小尺寸由下面的公式?jīng)Q定Eq.l: W-k，A其中！^是分辨率因子，k是曝光輻射的波長，NA是間隙(interfacial) 介質(zhì)的數(shù)值孔徑，通過該間隙介質(zhì)將曝光輻射透射到印刷的特征。在半導(dǎo)體器件的發(fā)展過程中，在減小最小特征尺寸W的同時，同樣減小了膝光輻射的波長。然而，具有進(jìn)一步減小的波長的新光學(xué)曝光源的發(fā) 展卻面臨著許多挑戰(zhàn)，如需要改進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)以傳輸和聚焦來自這樣的具有 減小的波長的光源的光。再次參見Eq.l，可以看到最小尺寸W也是數(shù)值孔徑NA的函數(shù)并且 當(dāng)數(shù)值孔徑變大時W變小。通過nsina來量化數(shù)值孔徑，其中n是在透鏡 與印刷的特征之間的間隙介質(zhì)的折射率，a是透鏡的接收角。任何角度的 正弦總是小于或等于1，并且當(dāng)空氣作為間隙介質(zhì)時n近似等于1，因此 當(dāng)空氣作為間隙介質(zhì)時，數(shù)值孔徑不能超過1。用另外的介質(zhì)替代空氣可以增加系統(tǒng)的有效數(shù)值孔徑。除間隙介質(zhì)的折射率需要大于l之外，該介 質(zhì)還應(yīng)該滿足許多其它的要求。例如，間隙介質(zhì)應(yīng)該具有低的光吸收速率， 與光致抗蝕劑和透鏡材料兼容并且不會污染光致抗蝕劑和透鏡材料，并且是均勻介質(zhì)。當(dāng)光學(xué)曝光源的波長為193nm時，水可以滿足這些要求，但 是對于光學(xué)浸沒光刻而言仍需要解決許多問題。其一，曝光工具必須能夠跨晶片從一個位置快速地步進(jìn)到另一位置以 獲得可接受的吞吐速率。然而，經(jīng)過液體的快速移動可以引起液體的擾動 并形成氣泡。已經(jīng)采用了不同的方法以解決該問題。然而，每一種這樣的 方法都具有缺點(diǎn)。在第一種方法中，將晶片和透鏡浸入到池水中。然而， 如提到的，經(jīng)過水的快速移動可以引起擾動并形成氣泡，這影響了曝光的 質(zhì)量。在另一方法中，使用管嘴僅將水散布到晶片與透鏡之間的間隙并通 過表面張力將水保持在該間隙處。這樣的工具包括稱為"淋浴頭"的裝置， 其用于在移動透鏡之前將水散布到晶片的限定區(qū)域，并包括基于真空的去 除元件或其它的去除元件，其用于在透鏡經(jīng)過后去除晶片表面的水。然而，該方法具有自身的挑戰(zhàn)。 一個這樣的挑戰(zhàn)包括在晶片邊緣處印 刷特征的能力。為了最大化生產(chǎn)率，需要在晶片的邊緣處充分地設(shè)置芯片。 該方法(或可能的其它方法)所使用的浸沒光刻工具難以在晶片的邊緣處 進(jìn)行光刻膝光。浸沒液體會從晶片的邊緣流失，或者用于安裝晶片和阻止 液體流動的晶片卡盤(ehuck)會在晶片的邊緣處干擾晶片的正常處理。例如， 一種這樣的技術(shù)利用具有凸出的環(huán)圈的卡盤來阻止水從卡盤流 失。除了其它的之外依賴于支撐晶片的載體的幾何形狀、晶片的厚度、出 現(xiàn)在晶片的"背"或后(典型地未構(gòu)圖的)表面的薄膜的老化程度Uge)、 晶片的邊緣和在中央引入潮氣的量的差異，相似的與邊緣相關(guān)的問題還存 在于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)中，腐蝕工藝在晶片的邊緣處的速率與在晶片 中央處的速率不同。因此，需要一種方法和結(jié)構(gòu)以解決通過光學(xué)浸沒光刻在鄰近晶片邊緣 的位置處光刻印刷特征時所產(chǎn)生的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種由權(quán)利要求1保護(hù)的裝置。優(yōu)選地，所述裝置包括將所述^t電子襯底的所述外部邊緣連接到所述 邊緣擴(kuò)展元件的所迷內(nèi)部邊緣的可釋放層。優(yōu)選地，所述可釋放層至少在優(yōu)選地，所述^t電子襯底包括半導(dǎo)體晶片。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元 件包括聚合物。優(yōu)逸地，所述聚合物是熱固聚合物。所述聚合物可以是可 通過光固化的聚合物。根據(jù)本發(fā)明的特定的優(yōu)選方面，所述邊緣擴(kuò)展元件 基本上包括選自聚酰亞胺、聚曱基丙烯酸曱酯、聚碳酸酯、以及聚乙烯醇 與三聚氰胺的組合的至少一種材料。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元件具有范圍在約0，25cm到2.5cm之間的寬 度。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元件具有在所述邊緣擴(kuò)展元件的前表面與所迷 邊緣擴(kuò)展元件的后表面之間的厚度，所述邊緣擴(kuò)展元件的所述厚度大于在 所述微電子村底的前表面與后表面之間的所迷微電子襯底的厚度。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元件具有在所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面與 所述邊緣擴(kuò)展元件的所述后表面之間的厚度，所述邊緣擴(kuò)展元件的所述厚表面之間的厚度。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元件包括自所迷邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面向 上延伸的壩體，所述壩體包括所述聚合物。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元件包括向上延伸至超過所述邊緣擴(kuò)展元件的 所述前表面的高度的撓性片，所述撓性片用于防止液體流出所述制品的所 迷連續(xù)的表面。優(yōu)選地，所述邊緣擴(kuò)展元件直接接觸所述微電子襯底的所述外部邊緣， 所述邊緣擴(kuò)展元件基本上包括這樣的一種或多種材料，所述一種或多種材 料至少在水中基本上是不可溶解的并且至少在除水之外的溶劑中基本上是 可溶解的。優(yōu)選地，基本上所有的所述微電子襯底的所述后表面是暴露的。優(yōu)選地，提供了一種裝置，所述裝置包括微電子襯底，所述微電子襯 底具有前表面、與所述前表面相對的后表面以及位于所述前表面和后表面 的邊界處的外部邊緣。所述前表面是主表面。所述裝置還包括可去除的環(huán) 形邊緣擴(kuò)展元件，所述環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件基本上包括選自可通過熱固化的 聚合物和可通過光固化的聚合物的至少一種材料。所述邊緣擴(kuò)展元件具有 前表面、后表面以及在所述前和后表面之間延伸的內(nèi)部邊緣。所述內(nèi)部邊 緣被連接到所述微電子襯底的所述外部邊緣以形成連續(xù)的表面，所述連續(xù)面，以便在所迷外部邊緣與所述內(nèi)部邊緣之間所述連續(xù)的表面基本上是共 面和平坦的，所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面從所述半導(dǎo)體晶片的所述外部邊緣橫向延伸約0.25cm到約2.5cm。本發(fā)明，還提供了一種由權(quán)利要求16保護(hù)的方法。優(yōu)選地，至少鄰近所述腔并與所述內(nèi)表面相對的所述才莫的后部分適合 于至少部分地透射紫外光，以及固化所述聚合物的所述步驟包括至少透射 所述紫外光的一部分通過所述模的所述后部分以固化在所述腔中的所述聚 合物。優(yōu)選地，在透射所述紫外光的所述步驟期間，所述^:電子襯底至少基 本上防止了所述紫外光到達(dá)所述微電子襯底的所述前表面。優(yōu)選地，固化所述聚合物以形成可去除的邊緣擴(kuò)展元件的所述步驟包 括淀積前體(precursor)層接觸所述孩史電子襯底的所述外部邊緣，施加 所述聚合物接觸所述前體層的邊緣，以及在固化所述聚合物時同時固化所 述前體層以形成可釋;^文層。優(yōu)選地，所述可釋放層至少在水中基本上是不可溶解的。優(yōu)選地，所 迷微電子襯底包括半導(dǎo)體晶片。優(yōu)選地，將所述邊緣擴(kuò)展層形成為具有在所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前 表面與所述邊緣擴(kuò)展元件的所述后表面之間的厚度，所述邊緣擴(kuò)展元件的 所述厚電子襯底的厚度8優(yōu)選地，所述模的所述內(nèi)面包括沿垂直方向延伸基本上橫穿限定所迷 前表面的平面的溝槽，以及淀積所述聚合物的所述步驟包括使用所述聚合 物至少部分地填充所述溝槽，其中固化所迷聚合物的所述步驟產(chǎn)生從所述 邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面伸出的壩體。優(yōu)選地，所述方法還包括加入向上延伸至超過所述邊緣擴(kuò)展元件的所 述前表面的高度的撓性片，所述撓性片用于防止液體流出所述邊緣擴(kuò)展元 件的所述前表面。優(yōu)選地，提供了一種用于處理微電子襯底的方法。所述方法包括在所 述微電子襯底的外部邊緣上形成可去除的環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件。所述邊緣擴(kuò) 展元件具有前表面、后表面以及在所述前與后表面之間延伸的內(nèi)部邊緣。 所述內(nèi)部邊緣被連接至所述微電子襯底的所迷外部邊緣以形成連續(xù)的表 面，所述連續(xù)的表面包括所述邊緣擴(kuò)展元件的前表面和所述微電子襯底的 所述前表面，并且在所述外部邊緣與所述內(nèi)部邊緣之間所述連續(xù)的表面是 基本上共面和平坦的。將液體施加到鄰近所述外部邊緣的所述微電子襯底 的所述前表面的 一部分以及鄰近所述內(nèi)表面的所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前 表面的一部分。在存在液體的情況下處理所述微電子襯底的所迷前表面的 所述部分。之后，從所述微電子襯底去除所述邊緣擴(kuò)展元件。以這樣的方分，盡管所述部分鄰近所述外部邊緣。優(yōu)選地，形成所述邊緣擴(kuò)展元件的所述步驟包括在模中設(shè)置所述微電 子襯底使所迷微電子襯底的所述前表面水平地接觸所述模的基本上是平面 的內(nèi)面，將聚合物淀積到所述;^莫中的腔中，通過所述內(nèi)面限定所述腔的至 少一個側(cè)面，以及固化所述聚合物。優(yōu)選地，所述聚合物是可以通過紫外光固化的。至少所述模的后部分 適合于至少部分地透射所述紫外光。根據(jù)這樣的一個或多個方面，固化所 述聚合物的所述步驟包括至少透射所述紫外光的一部分通過所述模的所述 后部分以固化所述聚合物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的這樣的一個或多個方面， 在透射所述紫外光的所述步驟期間，所述^l電子襯底至少基本上阻止了所述紫外光到達(dá)所迷微電子襯底的所迷前表面。在本發(fā)明的特定的優(yōu)選方面中，形成所述邊緣擴(kuò)展元件的所述步驟包括淀積前體層接觸所述微電子 襯底的所述外部邊緣，施加所述聚合物接觸所迷前體層的邊緣，和在固化 所述聚合物時同時固化前體層以形成可釋放層，以及去除所述邊緣擴(kuò)展元 件的所述步驟包括使用溶劑至少部分地溶解所述可釋;^文層。


圖l是這樣的圖，其示例了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于處理微電 子襯底的示例性浸沒光刻曝光系統(tǒng)的組件；圖2是截面圖，根據(jù)本發(fā)明的特定的實施例示例了一種包括邊緣擴(kuò)展法;圖3是截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示例了一種包括邊緣擴(kuò)展元圖4是截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示例了一種包括邊緣擴(kuò)展元件的微電子襯底以及將邊緣擴(kuò)展元件形成到微電子襯底的邊緣上的方法；圖5是截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示例了一種包括邊緣擴(kuò)展元圖6是截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示例了 一種包括邊緣擴(kuò)展元以及元'法，是截面圖，根椐本發(fā)明的特定的實施例示例了 一種包括邊緣擴(kuò)展 以a ;i務(wù)t刀逮j產(chǎn)孱《別措i具體實施方式
圖1A是示例了示例性浸沒光學(xué)光刻系統(tǒng)的截面圖，使用該系統(tǒng)來實 施處理根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微電子襯底例如半導(dǎo)體晶片的方法。如在圖1A中所示，浸沒光刻系統(tǒng)包括光學(xué)投影系統(tǒng)101，該光學(xué)投影系統(tǒng) 101包括源和透鏡。安裝半導(dǎo)體晶片并使其可以相對光學(xué)投影系統(tǒng)移動。 例如，具體而言，將可移動的臺104安裝到固定的基座102，典型地，臺 104相對于基座和光學(xué)投影系統(tǒng)101可沿兩個或更多的方向移動。將具有 附著到晶片的可去除的邊緣擴(kuò)展元件例如元件108 (圖1B)的半導(dǎo)體晶片 106安裝到晶片卡盤110，以跟隨臺104—起相對光學(xué)投影系統(tǒng)移動。具 有附著的邊緣擴(kuò)展元件的晶片在這里稱為"擴(kuò)展的晶片"106。優(yōu)選地，通過 將聚合物模制(molding)到表面上的工藝，將邊緣擴(kuò)展元件附著到半導(dǎo)體 晶片的外部邊緣以形成包括半導(dǎo)體晶片的前表面的連續(xù)的基本上共面和平 坦的表面。提供浸沒液體111例如凈化水，以填充在投影系統(tǒng)101與擴(kuò)展 的晶片106之間的間隙區(qū)域，以便來自投影系統(tǒng)透鏡的光通過液體并通過 其將光聚焦到擴(kuò)展的晶片106的一部分上。典型地，將液體散布到投影系 統(tǒng)的側(cè)面，以便當(dāng)相對于投影系統(tǒng)移動晶片時使投影系統(tǒng)與晶片之間的間 隙區(qū)域保持填充有液體。典型地，浸沒光刻系統(tǒng)100還包括機(jī)械裝置(未 示出)例如使用真空或其它的力的機(jī)械裝置，其用于去除在與用于散布液 體的投影系統(tǒng)的邊緣相對的投影系統(tǒng)的邊緣處的液體。在半導(dǎo)體晶片的光 刻處理期間，邊緣擴(kuò)展元件保持附著于半導(dǎo)體晶片的外部邊緣。以該方法， 即使在會發(fā)生背景技術(shù)中的上述各種問題的鄰近外部邊緣的區(qū)域，半導(dǎo)體 晶片也可以被均勻地處理。當(dāng)不再需要邊緣擴(kuò)展元件時，例如在已經(jīng)完成 浸沒光刻處理之后，從半導(dǎo)體晶片的外部邊緣去除邊緣擴(kuò)展元件。然后可 以進(jìn)行其它的處理例如將晶片切割為獨(dú)立的芯片。圖1B、 1C和1D是示例了浸沒光刻系統(tǒng)100的部分晶片和晶片卡盤 元件的放大視圖。如在圖1B中所示，包括邊緣擴(kuò)展元件108的擴(kuò)展的晶 片106被安裝到晶片卡盤。在晶片的外部邊緣114與邊緣擴(kuò)展元件的內(nèi)部 邊緣(同樣在114處)之間，半導(dǎo)體晶片106的前表面130和邊緣擴(kuò)展元 件108的前表面120形成基本上平坦和共面的連續(xù)的表面。夾具116延伸 到邊緣擴(kuò)展元件108的前表面120上，使晶片106相對于卡盤IIO保持固 定。在圖1C中示出的可選的裝置中，通過真空或靜電力將擴(kuò)展的晶片106 固定到不同種類的卡盤122，從而消除了對于接觸晶片的前表面或邊緣擴(kuò) 展元件的卡盤的需要。圖1D還示例了通過真空或靜電力將擴(kuò)展的晶片106 固定到卡盤124另一種裝置，但是在其中卡盤包括凸緣126以容納液體， 以免液體從邊緣擴(kuò)展元件的外部邊緣128溢到卡盤124上。這樣，可以在具有這樣的各種機(jī)械裝置的浸沒光刻系統(tǒng)中使用擴(kuò)展的 晶片，該各種機(jī)械裝置用于提供液體并處理出現(xiàn)在擴(kuò)展的晶片的前表面的 液體。在另一實例中，根據(jù)圖1B到圖1D中的任何一個，將擴(kuò)展的晶片 106安裝到卡盤，使擴(kuò)展的晶片和拋光表面相對移動以在機(jī)械或化學(xué)機(jī)械 拋光期間拋光晶片的前表面。通過拋光具有附著的邊緣擴(kuò)展元件的擴(kuò)展的晶片而不是拋光接觸拋光 表面的棵晶片，在半導(dǎo)體晶片的外部邊緣處可以獲得改善的拋光效果。圖2是以面向下的方式示例的擴(kuò)展的晶片200的截面視圖，擴(kuò)展的晶 片包括微電子襯底202例如半導(dǎo)體晶片，其具有靠在制造中所使用的模的 前元件250上的前表面210。在微電子村底中形成器件的隨后的處理期間， 參考上述圖1A-1D,光刻處理前表面210。如在圖2中所示，通過外部邊 緣214限定前表面210。典型地，前表面210是半導(dǎo)體晶片的主表面并是 平坦的，至少是基本上平坦的。在外部邊緣214處，通過可釋放層205將 半導(dǎo)體晶片202附著到邊緣擴(kuò)展元件206的內(nèi)邊緣216。優(yōu)選地，通過模 制方法形成邊緣擴(kuò)展元件，該模制方法將邊緣擴(kuò)展元件模制到晶片的外部 邊緣以形成一體的擴(kuò)展的晶片，該一體的擴(kuò)展的晶片具有連續(xù)的并基本上 平坦和共面的前表面。優(yōu)選地，由這樣的材料形成可釋方史層，該材料至少基本上不溶解于浸 沒液體并且至少基本上溶解于除浸沒液體之外的溶劑。以該方式，可釋放 層在指定的處理期間保持邊緣擴(kuò)展層附著于半導(dǎo)體晶片，然后當(dāng)完成指定 的處理時允許兩者分離。在一個實例中，可釋放層包括這樣的材料，該材 料是在水中(浸沒液體)基本上不溶解但卻可以通過顯影劑溶液或公知的 晶片蝕刻后的清洗工序有效去除的材料例如光致抗蝕劑。在隨后的處理期間，在施加期間和在施加之后未保護(hù)的光致抗蝕劑聚合物是可去除的。優(yōu) 選地，通過"旋涂"工藝將這樣的光致抗蝕劑材料施加到半導(dǎo)體晶片的外部邊緣214,然后通過稱為"涂布后烘(post-apply-bake)，，工藝的受控加熱來至 少部分地硬化光致抗蝕劑材料。在該工藝期間，加熱光致抗蝕劑的溫度越 低，在隨后的去除步驟期間去除光致抗蝕劑時，光致抗蝕劑越易于溶解并 越易于去除。在一個實例中，可釋放層可以包括通常稱為"剝離(lift-off)層，，的材 料。剝離層的一個實例是商業(yè)光致抗蝕劑生產(chǎn)商Shipley提供的命名為 "LOL-2000"的產(chǎn)品。與光致抗蝕劑材料中包括的化學(xué)活性UV敏感的聚合 物相反，LOL-2000產(chǎn)品是對紫外("UV")光不敏感的"惰性"聚合物。這 樣的剝離層的一個特性為光致抗蝕劑材料和其它聚合物可以快速地粘附到 剝離層。另 一特性為典型地可以通過接觸這樣的溶劑來去除LOL-2000層， 該溶劑在光刻曝光之后用于顯影覆蓋LOL-2000層的曝光的光致抗蝕劑圖 形，以及還可以通過接觸其它溶劑來去除LOL-2000層。以這樣的方式， 在完成浸沒光刻工藝之后，可以通過使可釋放層接觸適宜的溶劑，將邊緣 擴(kuò)展元件和可釋放層一起去除。優(yōu)選地，通過光刻后清洗工藝進(jìn)行該處理， 其4吏用適宜的溶劑去除未曝光的光致抗蝕劑圖形并分離可釋放層。由于LOL-2000產(chǎn)品在用于光致抗蝕劑的顯影劑中是可溶解的，在光 刻工藝期間，通過下列方式使包括剝離層產(chǎn)品例如LOL-2000的可釋放層 不脫層(delamination)。覆蓋擴(kuò)展的晶片的光致抗蝕劑層覆蓋位于擴(kuò)展的晶 片的半導(dǎo)體部分的邊緣處的可釋;^文層。由于在晶片的光刻曝光期間半導(dǎo)體 晶片的實際邊緣沒有被暴露到UV光，因此在半導(dǎo)體晶片被暴露到光刻成 像光之后的光致抗蝕劑圖形的顯影期間，保護(hù)了可釋放層。當(dāng)可釋放層是 剝離層例如LOL-2000時，在將其施加到半導(dǎo)體晶片之后，優(yōu)選地在200 攝氏度或更低的溫度下進(jìn)行涂布后烘步驟來硬化剝離層。在另 一實例中，可釋放層包括"頂涂層，，例如典型地在光致抗蝕劑層的 浸沒光刻構(gòu)圖期間用于覆蓋半導(dǎo)體晶片202的前表面210上的光致抗蝕劑 層的頂涂層。這樣的頂涂層在包含氫氧化四甲銨(TMAH)的溶液中是可溶解的。這樣的頂涂層的實例為JSR( Japanese Synthetic Rubber Co. Ltd.) 生產(chǎn)的標(biāo)記為TCX007的產(chǎn)品。希望將這樣的頂涂層同時施加到晶片的前 表面上的光致抗蝕劑層和外部邊緣214,以便頂涂層即作為傳統(tǒng)的頂涂層 又作為上述可釋放層。在施加可釋放層和通過涂布后烘工藝硬化可釋放層之后，形成附著于 可釋放層的可去除的環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件。優(yōu)選地，通過這樣的工藝來形成 邊緣擴(kuò)展元件，在半導(dǎo)體晶片的外部邊緣與邊緣擴(kuò)展元件的內(nèi)部邊緣216 相接的位置處將聚合物淀積和模制為基本上共面和平坦的連續(xù)的表面。用 于制造邊緣擴(kuò)展元件的材料(聚合物)的強(qiáng)度應(yīng)該在隨后的光刻工藝處理 期間足以使邊緣擴(kuò)展元件不被損壞。優(yōu)選地，邊緣擴(kuò)展元件具有范圍在約 0.25cm到約5cm之間的寬度，最優(yōu)選地具有約1.5cm的寬度。優(yōu)選地， 邊緣擴(kuò)展元件在其前表面220與后表面222之間的厚度與半導(dǎo)體晶片的前 表面210與后表面212之間的厚度相同。對于具有300毫米(mm)標(biāo)稱 直徑的晶片，該厚度典型地約為775納米(nm)。優(yōu)選地，邊緣擴(kuò)展元件 的后表面222相對于半導(dǎo)體晶片202的后表面212是連續(xù)、共面并平坦的。 然而，在特定的實施例中，為了支持晶片的前表面的處理，后表面222不 需具備這些特性，如下面將參考圖4描述的。優(yōu)選各種類型的聚合物用于形成邊緣擴(kuò)展元件。熱固聚合物以及可通 過光固化的聚合物是優(yōu)選的。紫外光可固化的聚合物是更優(yōu)選的。如下面 將描述的，對紫外波長基本上不透明的半導(dǎo)體晶片特別是由硅制成的半導(dǎo) 體晶片，能夠獲得一些有益的結(jié)果。對于形成邊緣擴(kuò)展元件而言，聚酰亞 胺、聚曱基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和三聚氰胺的組合(combination)、以 及聚碳酸酯被認(rèn)為是適宜和優(yōu)選的。參考圖2,示例了用于形成根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的擴(kuò)展的微電子 襯底例如擴(kuò)展的半導(dǎo)體晶片200的方法。在這樣的方法中，根據(jù)一種或多 種上面描述的技術(shù)，在半導(dǎo)體晶片202的外部邊緣214上形成可釋^t層 205。在模250的至少基本上平坦的內(nèi)面上設(shè)置半導(dǎo)體晶片202的前表面 210，以便前表面210水平地接觸該內(nèi)面。將聚合物淀積到該內(nèi)面所限定的模的腔中。優(yōu)選地，例如，聚合物包括上面描述的材料，例如，選自聚酰 亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和三聚氰胺的組合、以及聚碳酸酯的 一種或多種材料。然后，例如通過熱、光照或接觸硬化劑來固化聚合物以 形成可去除的環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件。硬化的聚合物具有自半導(dǎo)體晶片的外部 邊緣橫向延伸的前表面以形成包括半導(dǎo)體晶片的前表面的連續(xù)的表面。圖3是示例了其中模310包括后元件350的特定實施例的截面視圖， 在固化聚合物形成邊緣擴(kuò)展元件時，后元件350接觸與前表面210相對的 半導(dǎo)體晶片的后表面212。在該實施例中，當(dāng)固化聚合物形成邊緣擴(kuò)展元 件時，半導(dǎo)體晶片202和構(gòu)成邊緣擴(kuò)展元件的聚合物被完全封閉在模310 內(nèi)。模包括基本上平坦和水平的內(nèi)面320。優(yōu)選地，模包括在內(nèi)面處的防 粘涂層例如，示例地，含氟聚合物例如聚四氟乙烯("PTEE，，)，通常稱為 "Teflon" (Dupont商標(biāo))，或其它的這樣的涂層?？蛇x地，可以由不會 粘附模制的聚合物的另一材料來形成模。內(nèi)面320在模內(nèi)部界定腔300。 在晶片202的外部邊緣214上形成可釋放層205之后，晶片的前表面210 被設(shè)置在模的內(nèi)面320上。將聚合物淀積或注入到腔中接觸可釋放層205 和才莫的內(nèi)面320 優(yōu)選地，模的后元件350對用于固化聚合物的光源是透明的。優(yōu)選地， 后元件350對紫外光是透明的，并且優(yōu)選地通過用紫外光經(jīng)后元件350照 射聚合物來固化聚合物。因為半導(dǎo)體晶片，尤其是基本上由硅構(gòu)成的晶片， 對紫外光基本上是不透明的，所以晶片至少基本上阻止了紫外光到達(dá)晶片 的前表面210 以這樣的方式，如果有任何的淀積的聚合物材料接觸晶片 的前表面210，紫外光在固化聚合物時其將不能到達(dá)前表面210。因此，紫 外光將不會固化在前表面210處的聚合物。包括半導(dǎo)體晶片和附著到半導(dǎo) 體晶片的邊緣擴(kuò)展元件的擴(kuò)展的晶片具有即適用于浸沒光刻又適用于晶片 的化學(xué)機(jī)械拋光的幾何形狀。通過在擴(kuò)展的晶片的前與后表面之間的機(jī)械 壓力，在卡盤中設(shè)置包括半導(dǎo)體晶片以及附著的邊緣擴(kuò)展元件的擴(kuò)展晶片。 因為擴(kuò)展的晶片的前表面和后表面在半導(dǎo)體晶片部分與邊片在這樣的機(jī)械壓力之下不易彎曲或翹曲。在其它的實施例(未示出)中，可以沿通過模的前元件250朝向半導(dǎo) 體晶片的前表面210的方向進(jìn)行紫外曝光。在該實施例中，將沒有淀積的 聚合物材料保留在晶片的后表面上。當(dāng)希望擴(kuò)展的晶片提供至晶片的后表 面212的均勻的物理或電接觸時，這種配置是優(yōu)選。圖4示例了可選的實施例，用于邊緣擴(kuò)展元件不必具有與晶片的后表 面共面的后表面的情況。在該方法中，模包括對光源例如用于固化聚合物 的紫外("UV")光基本上透明的前元件410。作為優(yōu)選的處理步驟的序列， 將具有附著的可釋放層205的晶片的前表面210設(shè)置在前元件410的內(nèi)面 420上。然后，聚合物被淀積到模的內(nèi)面420上并與可釋放層205接觸。 然后，曝光UV光440經(jīng)過模的前元件以固化未被晶片202阻擋的區(qū)域中 的聚合物430。然而，在晶片202的后表面之上的區(qū)域中，由于曝光UV 光#皮阻擋，所以聚合物435仍處于未固化狀態(tài)。因此，可以從晶片的后表 面選擇性地去除未固化的聚合物435，而不會去除形成邊緣擴(kuò)展元件的固 化的聚合物430。當(dāng)工藝完成時，產(chǎn)生的擴(kuò)展的晶片400的后表面422與 晶片202的后表面212不共面。圖5示例了又一實施例，其中將邊緣擴(kuò)展元件510模制為包括壩體 (dam )509,壩體509以高度515從晶片202的前表面210伸出。優(yōu)選地， 將壩體形成為沿晶片的周邊延伸的環(huán)形結(jié)構(gòu)。在該實施例中，模的前元件 550包含沿其周邊延伸的環(huán)形溝槽512,以便在將聚合物淀積到模中并固化 之后形成壩體509。圖6示例了另一實施例，其中撓性片609被附著至邊緣擴(kuò)展元件610 或并入邊緣擴(kuò)展元件610中。撓性片圍繞晶片的整個周邊延伸，其作為用 于在處理期間包含液體的裝置。撓性片609作為防滲膜以防止浸沒液體流 動離開晶片202的前表面210。這樣，在浸沒光刻處理期間，撓性片609 防止浸沒液體流出晶片到達(dá)干擾處理設(shè)備操作的位置。在一個實施例中， 在固化聚合物之前，在模的腔內(nèi)設(shè)置撓性片的一個邊緣612,以便并入撓 性片作為邊緣擴(kuò)展元件的組成部分。在另一實施例中，在形成邊緣擴(kuò)展元件之后，將邊緣612附著到外表面例如邊緣擴(kuò)展元件610的后表面614或 側(cè)表面616。圖7示例了根據(jù)另一實施例的擴(kuò)展的晶片720，在其中形成了直接接 觸半導(dǎo)體晶片710的外部邊緣706的邊緣擴(kuò)展元件700。以這樣的方式， 可以消除對于中間可釋放層的需要。在該實施例中，由在半導(dǎo)體處理期間 使用并在特定的條件下可以去除的耐水的材料或其它物質(zhì)形成邊緣擴(kuò)展元 件。優(yōu)選地，邊緣擴(kuò)展元件基本上包括這樣的一種或多種材料，該一種或 多種材料至少基本上不溶解于水并至少基本上溶解于除水之外的其它溶劑 例如用于隨后從半導(dǎo)體晶片去除邊緣擴(kuò)展元件的溶劑。在特定的實施例中， 可以通過干法工藝?yán)缬糜趯U(kuò)展的晶片720的后表面722施加反應(yīng)離子 蝕刻的氧灰化(ashing)，來去除邊緣擴(kuò)展元件。在這樣的工藝中，當(dāng)選 擇性地蝕刻邊緣擴(kuò)展元件時，晶片710保護(hù)前表面712不受蝕刻影響，留 下完整的晶片710。在特定的實施例中，可以由用作"剝離層，，的聚合物材料例如上述的產(chǎn) 品LOL-2000形成邊緣擴(kuò)展元件。因為這樣的膜在用于光刻的顯影劑溶液 中是微溶的，因此可以通過顯影劑緩慢地溶解由LOL形成的這樣的擴(kuò)展 元件與晶片之間的連接，直到從晶片去除邊緣擴(kuò)展元件。雖然已經(jīng)根據(jù)特定的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該理解可以做出很多修改和改善而被不背離本發(fā)明的范圍，僅僅通過下 列所附權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍。1權(quán)利要求
1.一種裝置，包括微電子襯底，其具有前表面、與所述前表面相對的后表面以及位于所述前表面和后表面的邊界處的外部邊緣，所述前表面是主表面；以及可去除的環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件，其具有前表面、后表面以及在所述前表面和后表面之間延伸的內(nèi)部邊緣，所述內(nèi)部邊緣被連接到所述微電子襯底的所述外部邊緣以形成包括所述邊緣擴(kuò)展元件的前表面和所述微電子襯底的所述前表面的連續(xù)的表面，在所述外部邊緣被連接到所述內(nèi)部邊緣的位置處所述連續(xù)的表面基本上是共面和平坦的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，還包括將所述微電子襯底的所迷外部邊緣 連接至所迷邊緣擴(kuò)展元件的所述內(nèi)部邊緣的可釋放層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中所迷可釋放層至少在水中基本上是不 可溶解的并至少在除水之外的溶劑中基本上是可溶解的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述微電子襯底包括半導(dǎo)體晶片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所迷邊緣擴(kuò)展元件基本上包括選自聚 酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、以及聚乙烯醇和三聚氰胺的組合 的至少一種材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件包括聚合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述聚合物是熱固聚合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述聚合物是可通過光固化的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件具有范圍在約 0.25cm到2.5cm之間的寬度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件具有在所述邊緣 擴(kuò)展元件的所述前表面與所述邊緣擴(kuò)展元件的所述后表面之間的厚度，所表面之間的所述微電子村底的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件具有在所迷邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面與所述邊緣擴(kuò)展元件的所述后表面之間的厚度，所 述邊緣擴(kuò)展元件的所述厚度基本上等于在所述微電子襯底的所述前表面與 所述微電子襯底的所述后表面之間的厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件包括自所述邊緣 擴(kuò)展元件的所述前表面向上延伸的壩體，所述壩體包括所述聚合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件包括向上延伸到 高于所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面的高度的撓性片，所述撓性片適合于 防止液體流出所述制品的所述連續(xù)的表面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述邊緣擴(kuò)展元件直接接觸所迷微 電子襯底的所述外部邊緣，所述邊緣擴(kuò)展元件基本上包括這樣的一種或多 種材料，所述一種或多種材料至少在水中基本上是不可溶解的并至少在除 水之外的溶劑中基本上是可溶解的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中基本上所有的所迷微電子襯底的所 述后表面是暴露的。
16. —種方法，包括以下步驟將微電子襯底的前表面設(shè)置到模的基本上是平面的內(nèi)面上使所述前表 面水平接觸所述內(nèi)面，所迷微電子襯底具有與所述前表面相對的后表面和 在所述前表面與所述后表面之間延伸的外部邊緣；在所述模中的腔中淀積聚合物，通過所述內(nèi)面限定所述腔的至少一個 側(cè)面；以及固化所述聚合物以形成可去除的環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件，所述可去除的環(huán) 形邊緣擴(kuò)展元件具有自所述微電子襯底的所述外部邊緣橫向延伸的前表 面，以便所述微電子襯底的所述前表面和所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面 形成連續(xù)的基本上共面和平坦的表面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中至少鄰近所述腔并與所迷內(nèi)面相對 的所述模的后部分適合于至少部分地透射紫外光，以及固化所迷聚合物的 所述步驟包括至少透射所迷紫外光的一部分通過所述模的所述后部分以固 化在所述腔中的所述聚合物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，由此，在透射所述紫外光的所述步驟期 間，所述微電子襯底至少基本上防止了所述紫外光到達(dá)所述微電子襯底的 所述前表面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中固化所述聚合物以形成可去除的邊 緣擴(kuò)展元件的所述步驟包括淀積前體層接觸所述孩i電子襯底的所述外部 邊緣，施加所述聚合物接觸所述前體層的邊緣，以及在固化所述聚合物時 同時固化所述前體層以形成可釋;^文層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述可釋放層至少在水中基本上是 不可溶解的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述微電子襯底包括半導(dǎo)體晶片。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中將所述邊緣擴(kuò)展層形成為具有在所度，所述邊緣擴(kuò)展元件的所述厚度大于在所述微電子村底的所述前表面與 所述后表面之間的所述微電子襯底的厚度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述模的所述內(nèi)面包括沿垂直方向 延伸基本上橫穿限定所述前表面的平面的溝槽，以及淀積所述聚合物的所 述步驟包括使用所述聚合物至少部分地填充所述溝槽，其中固化所述聚合 物的所述步驟產(chǎn)生了從所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面伸出的壩體。
24. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括加入向上延伸至超過所述邊緣擴(kuò) 展元件的所述前表面的高度的撓性片，所述撓性片適合于防止液體從所述 邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面流出。
全文摘要
提供一種包括微電子襯底的制品(106)作為在微電子襯底的處理期間使用的制品。所述制品包括微電子襯底，所述微電子襯底具有前表面、與所述前表面相對的后表面以及位于所述前和后表面的邊界處的外部邊緣。所述前表面是所述制品的主表面。具有前表面、后表面以及在所述前和后表面之間延伸的內(nèi)部邊緣的可去除的環(huán)形邊緣擴(kuò)展元件(108)的所述內(nèi)部邊緣被連接到所述微電子襯底的所述外部邊緣(114)。以這樣的方式，形成了包括所述邊緣擴(kuò)展元件的所述前表面(120)和所述微電子襯底的所述前表面(130)的連續(xù)的表面，在所述外部邊緣被連接到所述內(nèi)部邊緣的位置處所述連續(xù)的表面基本上是共面和平坦的。
文檔編號G03F7/20GK101263431SQ200680033608
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者C·科布格爾三世, C·羅賓遜, D·霍拉克, K·希梅爾, K·彼德里洛, S·霍姆斯 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司