專利名稱：用于薄晶片處理的可移動真空載具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言本發(fā)明涉及處理超薄襯底的領(lǐng)域。更具體地，涉及具有處于大約I微米到100微米的范圍內(nèi)的厚度的半導(dǎo)體襯底的處理，盡管其還可適用于比I微米更薄且比100微米更厚的襯底。在其它方面，這些襯底可以用于光伏太陽能電池、半導(dǎo)體微電子集成電路、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)、光電器件(如發(fā)光二極管、激光器、光檢測器)、數(shù)據(jù)存儲器件 等。更具體地，本發(fā)明涉及用于臨時固定、支撐、加工、傳送、存儲以及處理超薄襯底的可移動和可傳送真空(或低壓夾緊的)載具的裝置、制造和應(yīng)用方法以及系統(tǒng)。這些設(shè)備可以應(yīng)用于單晶片和批量處理系統(tǒng)兩者。這種可移動真空載具(MVC)允許支撐、加工傳送、處理等，同時可大幅減少由于襯底損壞造成的成品率損失。
背景技術(shù)：
其中，薄半導(dǎo)體襯底在高性能半導(dǎo)體微電子、片上系統(tǒng)(S0C)、絕緣體上硅(SOI)、MEMS、動力電子設(shè)備、柔性1C、光伏電池和光電子應(yīng)用中非常有利。當(dāng)厚度減小，尤其減小到比150微米小得多時，半導(dǎo)體晶片(如單晶硅晶片)由于應(yīng)力和微裂趨于脆弱并易于破裂。另外，由于機(jī)械剛度減小的薄晶片，該半導(dǎo)體晶片變?yōu)檐?，并表現(xiàn)得更像柔性的薄箔。結(jié)果是，當(dāng)在被設(shè)計為處理常規(guī)厚度的晶片的正常半導(dǎo)體微電子或光伏處理設(shè)備中進(jìn)行加工和處理時，其將是困難的且存在問題的。 為了使用現(xiàn)有市場上可買到的用于薄晶片或超薄晶片加工和處理的晶片處理設(shè)備，在載具板上支撐薄晶片的各種方法已經(jīng)得到了發(fā)展。薄晶片與載具的結(jié)合可以做成臨時的或永久的。臨時的結(jié)合(bonding)和分離(debonding)方法包括使用可移動靜電夾頭和粘合膜。這種技術(shù)通常在使用這種超薄襯底的半導(dǎo)體器件的總制造成本基礎(chǔ)上又增加了大量成本。諸如使用邊緣持緊、貝努利(Bernoulli)效應(yīng)以及超聲效果等的其它相關(guān)的薄晶片加工方法也已得到了發(fā)展。然而，這些技術(shù)通常遇到與高溫處理和/或腐蝕環(huán)境(如腐蝕性濕法化學(xué))中的處理的不相容性。晶體(包括單晶和多晶兩者)硅(C-Si)晶片在硅基光伏電池市場也得到了廣泛的使用，這主要由于更高的效率及與已建立的微電子工業(yè)和供應(yīng)鏈的協(xié)同效應(yīng)。主流C-Si晶片太陽能電池工業(yè)中的趨勢是在尺寸上將晶片減小為厚度低于200微米(以減少每瓦太陽能電池額定峰值功率的硅材料的量(以克為單位)，因而減少太陽能光伏功率模塊的總制造成本)。例如，領(lǐng)先的單晶硅晶片太陽能電池預(yù)計到2012年將從140微米至200微米的當(dāng)前晶片厚度縮減為120微米的厚度。使用小于100微米的c-Si薄片制作高效率太陽能電池的技術(shù)也已得到了發(fā)展。另外，制作用于構(gòu)建集成光伏(BIPV)產(chǎn)品的部分透明的c-Si太陽能電池會需要薄襯底。薄c-Si太陽能電池通常比任何其它單獨(dú)的薄半導(dǎo)體或MEMS器件(芯片)大得多典型地太陽能電池為200-500cm2而半導(dǎo)體微電子和MEMS (芯片)為lcm2至幾cm2(或更小的)。典型的娃太陽能電池大小為210_x210mm、156mmxl56_以及125_xl25_的正方形(或近似正方形)。在利用或不利用可移動薄晶片載具的情況下，使用已知方法加工和處理薄C-Si太陽能電池襯底的一些挑戰(zhàn)為通過加工/處理應(yīng)力引發(fā)的破損(機(jī)械產(chǎn)量損失)；沖擊和存在的微裂縫；尤其在襯底邊緣；大部分當(dāng)前太陽能電池設(shè)備只能夠加工厚于大約120微米的襯底的事實；太陽能電池制造的更高的生產(chǎn)量和更低的成本需求(與微電子、光電子以及MEMS相比)，這使得許多現(xiàn)有薄襯底加工方法難以應(yīng)用于或因太昂貴而不能應(yīng)用于太陽能電池制造；以及高溫(>300° C)工藝需求，這使得一些薄晶片加工方法難以應(yīng)用于太陽能電池制造。例如，熱氧化和擴(kuò)散/退火工藝通常在大約850° C至1100° C來完成,而已知的可移動薄晶片載具可能不能在高溫環(huán)境中使用。在使用可移動薄晶片載具的情況下，不僅載具結(jié)構(gòu)材料經(jīng)受高溫，而且必需小心處理薄晶片與載具之間的熱膨脹失配。更具體地說，必需確保在支撐載具與被處理的半導(dǎo)體襯底之間無明顯的熱膨脹系數(shù)(TCE)失配。 薄晶片(類似于具有常規(guī)厚度的晶片)需要在用于蝕刻、沉積、涂布、電鍍等干法和/或濕法化學(xué)環(huán)境中進(jìn)行處理。因此，如果使用可移動薄晶片載具，那么如果載具的結(jié)構(gòu)材料和所使用的粘合劑是惰性且與濕法或干法化學(xué)處理環(huán)境相容(或高度抗腐蝕或刻蝕)的話較為有利。為了大大減少對制造成本影響，這種可移動薄晶片載具應(yīng)當(dāng)對于許多襯底可重復(fù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供解決已知載具的一些或全部上述問題的可移動薄晶片載具。本發(fā)明提供了支撐、加工、傳送、存儲以及處理薄且易碎的、用于制作低成本光伏太陽能電池的半導(dǎo)體晶片的裝置、制造方法以及應(yīng)用方法。然而，本發(fā)明中的方法、裝置以及器件還可在在包括半導(dǎo)體微電子芯片、片上系統(tǒng)(SOC)、MEMS器件、離散器件、動力電子設(shè)備、柔性1C、數(shù)據(jù)存儲器件、光電器件(例如LED，激光器，光檢測器)以及使用單片集成制造技術(shù)的其它高科技產(chǎn)品的其它應(yīng)用場合中得到廣泛應(yīng)用。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的特征、本質(zhì)以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中類似的附圖標(biāo)記表示類似的特征，其中圖I示出本發(fā)明的單晶片MVC和真空結(jié)合的薄晶片的截面示意圖；圖2A和圖2B示出單面MVC托盤和多面MVC托盤及多個真空結(jié)合的薄晶片的截面示意圖；圖3示出MVC的頂視SEM照片；圖4A和圖4B示出頂視SEM照片及另一個MVC的截面示意圖；圖5A和圖5B示出頂視SEM照片及另一個MVC的截面示意圖，所述MVC通過適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)允許對不平坦的薄晶片進(jìn)行加工；圖6A和圖6B示出頂視SEM照片及另一個MVC的截面示意圖7顯不一種類型的MVC的制造步驟的流程圖和截面不意圖；圖8顯不另一種類型的MVC的制造步驟的流程圖和截面不意圖；圖9A至圖9D示出本發(fā)明的裝置以及使用該裝置使薄晶片與MVC真空結(jié)合的順序;圖IOA至圖IOD示出本發(fā)明的裝置以及使用該裝置使薄晶片與MVC分離/分開的順序；圖IlA至圖IlE示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使薄晶片與MVC真空結(jié)合的順序；圖12A至圖12D示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使薄晶片從MVC分離/分開的順序，并且所述附圖包括關(guān)鍵步驟之后的截面示意圖； 圖13A至圖13C示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使多個薄晶片與MVC托盤真空結(jié)合的順序；圖14A至圖14D示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使多個薄晶片從MVC托盤分尚/分開的順序；圖15示出太陽能電池的截面示意圖；以及圖16示出MVC在半導(dǎo)體微電子集成電路中的應(yīng)用。
具體實施例方式雖然參考特定實施例描述本發(fā)明，然而所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可將本文討論的原理應(yīng)用于其它領(lǐng)域和/或?qū)嵤├?，而無需進(jìn)行過度的實驗。根據(jù)本發(fā)明，MVC用作為十分劃算且可靠的機(jī)械支撐，該機(jī)械支撐用于薄晶片/襯底的臨時加工和處理。這種載具能夠用來支撐在高溫、潮濕、等離子體、低壓以及許多其它工藝條件下處理的晶片。高密度陣列式微型空腔可以應(yīng)用在MVC表面上，作為分布式真空夾子/吸盤，以通過一序列的抽真空和通氣(venting)工藝臨時結(jié)合薄晶片。通過位于載具表面上的容錯、分布式以及高密度的(即在一些實施例中，為成百至數(shù)千)微型真空空腔而使載具與薄晶片的結(jié)合成為可能。當(dāng)微型真空空腔中的空氣被部分或基本上排空時，以真空(或減壓的)腔室來實現(xiàn)薄晶片與其支撐載具的結(jié)合(或附著)。在使薄晶片與載具頂表面接觸之后，微型真空空腔由放置在載具上的薄襯底進(jìn)行封閉。然后，當(dāng)腔室被通氣時而形成壓力差，并當(dāng)薄晶片和載具被移至壓力比初始結(jié)合壓力高的大氣壓或大氣環(huán)境中時，該壓力差使薄晶片與載具結(jié)合在一起。在一系列晶片加工、傳送和/或處理步驟或這些步驟之一后，通過將該結(jié)合體放置在真空腔室中、從真空腔室排空空氣以及在真空腔室中將襯底從載具分開，薄晶片能夠容易地從MVC分開或分離。MVC可以在許多再利用循環(huán)中反復(fù)地用于加工和處理其它薄晶片。本發(fā)明的MVC可以由許多不同的結(jié)構(gòu)材料制成，包括半導(dǎo)體、陶瓷、金屬、絕緣體以及聚合物襯底，但不限于上述各項?？梢酝ㄟ^利用圖案化掩蔽層的化學(xué)蝕刻、利用化學(xué)蝕刻的隨機(jī)紋理(texturing)、等離子體蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、激光鉆孔(激光燒蝕或激光輔助化學(xué)蝕刻)、離子束研磨(或離子束蝕刻)、機(jī)械鉆孔、熱壓成形、沖壓、簡單地使用多孔表面的注射成形或其它已知方法來制成位于載具表面上的微真空空腔。在可選配置中，在微型真空空腔陣列的邊緣區(qū)域上可以加工/制造薄的機(jī)械防護(hù)結(jié)構(gòu)，以用作沒有限定范圍的薄晶片在MVC上定位的位置約束?？垢g的(和/或抗蝕刻的和/或抗粘合的)表面涂布層還可以用來提供以下功能的一個或多個軟質(zhì)、柔性或適配(compliant)層,為了更好的真空密封,例如薄的聚合物；耐磨層，例如LPCVD氮化硅、氧化鋁、鐵弗龍等；化學(xué)惰性涂布，防止載具在薄晶片工藝期間被化學(xué)蝕刻，例如LPCVD氮化硅、鐵弗龍等；潤滑層，為了更容易的分離/釋放，例如薄的鐵弗龍(或另一種合適的聚合物)層。具有異面微結(jié)構(gòu)的預(yù)結(jié)構(gòu)化的或預(yù)處理的薄晶片在真空結(jié)合期間可以通過精確的對準(zhǔn)被臨時結(jié)合到支撐MVC上。MVC可以是大約相同的尺寸或微大于待結(jié)合的薄晶片(在后一種情況下，是為了保護(hù)薄襯底邊緣)；然而，該MVC可以更厚且更堅硬。MVC可以是單晶片載具?？商娲?，MVC 還可以呈允許批量或混合批量的多個晶片承載/流水線制造工藝的托盤形式。此外，本發(fā)明的MVC可呈輸送機(jī)形式，在該輸送機(jī)上一連串的薄晶片被連續(xù)加工和處理。本發(fā)明提供使用MVC來臨時支撐、加工、傳遞的、基于薄硅晶片的太陽能電池，以及電池處理應(yīng)用。此外，規(guī)則或隨機(jī)制成的微型真空空腔還可以被設(shè)計為有助于形成光阱以在太陽能電池正面上減少反射光損耗，而不會增加硅正面面積。結(jié)果是，這可以提供得以提高的整體電池效率。本發(fā)明的MVCs的一些優(yōu)點(diǎn)包括使用簡單(既能可靠地夾緊又能松開)；制作簡單，通過使用各種載具材料(與半導(dǎo)體器件襯底相同的材料或異種材料)；與薄襯底高溫相容(MVC可以由與薄晶片相同的材料制成，使得在高溫工藝期間完全避免熱失配且保持夾緊力)；允許導(dǎo)體、絕緣體或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和表面材料的臨時結(jié)合；允許與具有異面微結(jié)構(gòu)的預(yù)結(jié)構(gòu)化的或預(yù)處理的薄晶片的對準(zhǔn)結(jié)合；與已知的可移動薄晶片載具相比，具有低制造成本；對于臨時MVC應(yīng)用，在多次再利用循環(huán)情況的攤余成本非常低；靈活的MVC設(shè)計(可是單晶片載具、多個晶片載具托盤或允許流水線薄晶片工藝的連續(xù)晶片輸送機(jī)等)。圖I示出單晶片MVC100和真空結(jié)合的薄晶片102的截面示意圖。MVC100的頂側(cè)由分布式的多個真空空腔104組成，該多個真空空腔104用來通過排除周圍空氣壓力105而將薄晶片臨時真空結(jié)合(或夾緊)到MVC100的表面(頂表面或底表面)上。在一些實施例中，采用了許多微型空腔，其數(shù)量為數(shù)千至一萬，孔徑和/或深度的范圍為大約一微米至幾十微米。在每一個或多個使用循環(huán)之后，在適當(dāng)?shù)那逑春托拚?如必要的話)，MVC100可以在許多循環(huán)中再使用。MVC100可以用于在其頂側(cè)或底側(cè)上結(jié)合薄晶片。MVC100還可以用來將晶片102從在一側(cè)被結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)樵诹硪粋?cè)被結(jié)合，以允許處理晶片102的兩側(cè)。制作空腔104的方法包括利用圖案化的掩蔽層的化學(xué)蝕刻、激光燒蝕(或激光蝕刻)、EDM、研磨、噴砂、沖壓、熱壓成形以及利用非平面表面的研磨，但不限于上述各項?？涨淮笮?孔開口)可以處于I微米至大如I毫米的范圍，并且其深度可以處于大致相同的范圍。這些尺寸(尤其孔尺寸)與晶片102的厚度差不多大時較為有利(為了避免晶片102的局部變形)?？梢栽贛VC100的頂部(頂部涂層106)或底部(底部涂層108)或兩者上采用可選的薄表面涂層。頂涂106可以被共形地(conformally)沉積/涂布在空腔104表面上。在一些實施例中，表面涂層106和108可以是軟質(zhì)、柔性或適配層，以更好的真空密封，例如薄的聚合物；耐磨層，例如LPCVD氮化硅、氧化鋁、鐵弗龍等；化學(xué)惰性或抗蝕刻涂布，防止載具在薄晶片工藝期間被化學(xué)蝕刻，例如LPCVD氮化硅、鐵弗龍等；或潤滑層，以更容易的分離/釋放，例如薄的鐵弗龍層等。為了使密封的真空微空腔的頂部上的薄晶片的局部變形/彎曲最小化，微型空腔大小可以小一些?？商娲?或以結(jié)合方式)，真空空腔的深度可以淺一些，使得當(dāng)薄晶片底表面與微空腔底表面接觸時在真空下最大薄晶片局部變形受到限制。例如，對于5微米的微型空腔深度，薄晶片的最大局部變形也是5微米(對于大的微空腔孔徑)。應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“低壓”、“壓力減小的”以及“真空”在本發(fā)明中是相對的。只要薄晶片存在壓力差，則該薄晶片將被牢固地夾緊且支撐在MVC上。例如，對于760托大氣壓，密封在微型真空空腔中的任何小于760托的壓力在環(huán)境溫度中將產(chǎn)生上述效果。然而，如果涉及高溫工藝，則升高的處理溫度導(dǎo)致密封的真空微空腔中的壓力增加需要被考慮在內(nèi)，在該情況下，需要降低空腔中的初始密封壓力。 圖2A和圖2B分別示出單面MVC托盤110和多面MVC托盤112連同處于周圍空氣壓力環(huán)境115中的多個真空結(jié)合的薄晶片114的截面示意圖。這些圖中的MVC托盤可以可選地具有表面涂布及所描述的與圖I有關(guān)的其它特征，并且還允許多個晶片的批量處理。另外，如圖2B所示，為了更高的產(chǎn)量和更有效率的薄晶片工藝，可以在托盤的兩側(cè)上制作空腔結(jié)構(gòu)116。這種情況下，MVC托盤112在批量處理期間可以從其外圍得到支撐，使得晶片或其兩側(cè)可以暴露于工藝環(huán)境。為了使附圖簡單起見，在圖中未示出MVC托盤112的外圍支撐結(jié)構(gòu)。作為另一種選擇，空腔116還可以在MVC托盤112上被簡單地制成一系列的通孔(through-hole),從而簡化創(chuàng)建空腔的工藝。圖3示出MVCl 18的頂視SEM照片。MVCl 18在結(jié)構(gòu)上與圖I的MVC100類似。MVCl 18由單晶硅晶片(100)制成。利用圖案化的掩蔽層(氧化物)，棱錐型微型空腔120在加熱的KOH溶液中被選擇性地結(jié)晶蝕刻。微型空腔可能具有或可能不具有相同的大小和深度，并且這些微型空腔的格式可在照像掩模布局和蝕刻工藝控制中便利地進(jìn)行設(shè)計。如本實施例所示，空腔120是棱錐型形狀，并且全部具有大致相同的尺寸。圖4A和圖4B分別示出處于周圍空氣壓力環(huán)境123中的MVC122的頂視SEM照片和截面示意圖。MVC122也由單晶硅晶片(100)制成。利用圖案化的掩蔽層(氧化物)，棱錐型微型空腔在加熱的KOH溶液中被蝕刻。微型空腔124被制作得更大但更淺，并且其脊126比圖3所示的MVC窄。MVC122還包括較小的空腔125，散置在較大的空腔124之間?？涨坏倪@種排列方式允許與具有對應(yīng)結(jié)構(gòu)的晶片的對準(zhǔn)結(jié)合。相對較淺的微型空腔的使用允許當(dāng)真空結(jié)合時薄晶片的有限的局部變形/撓度。局部變形/撓度被空腔124和125的較淺的深度所限制。相對較大的空腔開口和相對較窄的頂脊減少了頂接觸面面積；結(jié)果是，分離/分開/松開工藝趨于更容易且更加可靠。圖5A和圖5B示出處于周圍空氣壓力環(huán)境129中的MVC128的頂視SEM照片和截面示意圖。這種類型的MVC允許以適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)加工不平坦的薄晶片。該圖所示的MVC也由單晶硅晶片(100)制成。利用圖案化的掩蔽層(氧化物)，棱錐型微型空腔在加熱的KOH溶液中被蝕刻。該圖中的MVC由包圍大的且更深的空腔132的小空腔130的陣列組成。在本實施例中，一些空腔132是棱錐型，一些是截頂棱錐型。這種類型的MVC允許具有不平坦的結(jié)合表面的預(yù)結(jié)構(gòu)化的薄晶片134的結(jié)合。利用結(jié)合裝置中的適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)，薄晶片134上的異面特征被定位在較大的空腔132中，使得晶片與MVC適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)。圖6A和圖6B示出處于周圍空氣壓力環(huán)境137中的MVC136的頂視SEM照片和截面示意圖。MVC136也由硅晶片制成?？涨?38通過深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)進(jìn)行蝕刻，例如使用通過使用圖案化的光致抗蝕劑掩蔽層的博世(Bosch)工藝等。如該圖所示，微型空腔是蜂巢狀六角形形狀。利用這種制造方法，能夠制作任何理想的橫向圖案/形狀?？涨恍螤畈幌抻谌缦惹皥D所示的正方棱錐型形狀。DRIE工藝能夠用來制作具有基本上垂直的薄壁的高寬深比的深空腔?？商娲兀５入x子體硅蝕刻也能夠用來制作具有非垂直的側(cè)壁的各種形狀的空腔。圖7示出在制作一種類型的MVC的關(guān)鍵制造步驟和這些步驟之后的截面示意圖。如圖所示，在所表明的制造步驟已被完成之后，這些示意圖對應(yīng)于進(jìn)度中的MVC。在步驟140，制造工藝從具有拋光或非拋光的表面的單晶(100)硅晶片開始。晶片形狀可是圓形、具有截角或圓角的正方形、矩形、八角形、六角形或任何其它感興趣的幾何形狀。MVC晶片大小可以典型地處于IOOmm至300mm的范圍(尤其對于批量托盤，其尺寸甚 至更大)，而厚度處于0. 5mm至幾mm的范圍。第一制造工藝包括在步驟142中，在晶片表面上形成硬掩蔽層，例如熱生長的二氧化硅(S102)或LPCVD氮化硅(SiNx)。在一個實施例中，硬掩模層形成在所有的晶片所暴露的表面上，在另一個實施例中，硬掩蔽層僅形成在待制作圖案化的晶片正面。該硬掩蔽層厚度典型地處于0. I微米和幾微米之間，在一些實施例中，處于0. I微米和I. 5微米之間。在步驟144中，至少兩個可能的實施例可以用來對硬掩蔽層進(jìn)行圖案化。在一個實施例中，通過包括旋涂(或噴涂)、烘烤、對準(zhǔn)曝光以及顯影的光刻步驟在硬掩模層的頂部生成光致抗蝕劑圖案。在另一個實施例中，為了減少制造成本，具有給定圖案的軟掩模層被絲網(wǎng)印刷到硬掩模層的頂部。在兩個實施例中，優(yōu)選地圖案與晶片(100)方向?qū)?zhǔn)。在下一個步驟中，所暴露的硬掩模層被化學(xué)蝕刻。例如，該光致抗蝕劑圖案通過利用緩沖HF溶液蝕刻所暴露的氧化物而轉(zhuǎn)化為氧化層。該氧化物蝕刻步驟在一些實施例中可以使用用于保護(hù)晶片邊緣和背面以免被蝕刻的機(jī)械夾具?？商娲兀梢赃@樣一種設(shè)置來進(jìn)行該蝕刻工藝，以使僅晶片正面暴露于硬掩模蝕刻化學(xué)品中。在那之后，通過等離子體灰化或濕光致抗蝕劑去除來去除其余的光致抗蝕劑層。圖案化的二氧化硅層在各向異性硅蝕刻期間用作硬掩模層。在步驟146中，各向異性硅蝕刻(如KOH、NaOH或TMAH溶液)用來蝕刻所暴露的硅區(qū)域。晶體硅的各向異性濕蝕刻是用于硅微加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于硅的特定晶體平面的不同化學(xué)反應(yīng)性，因而各向異性蝕刻劑沿一個方向比沿另一個方向蝕刻得快得多，隨著時間推移而暴露最慢的蝕刻晶體平面。例如，當(dāng)利用圖案化的硬掩模(尤其定向)蝕刻硅晶片(100)時，相對于其它平面的蝕刻率，各向異性蝕刻在硅的平面(111)處顯著減慢。結(jié)果是，該蝕刻展現(xiàn)出平坦的表面和清晰的角度。使用各向異性濕硅蝕刻(如K0H)的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)之一是在硅蝕刻中的可重復(fù)性和均勻性，同時保持低生產(chǎn)成本。另外，當(dāng)KOH蝕刻抵達(dá)晶體平面(111)時，以基本上較慢的蝕刻率來蝕刻平面(111)。結(jié)果是，以比其它硅蝕刻方法(如DRIE硅干刻蝕)寬得多的工藝控制窗口和低得多的成本，該制造蝕刻工藝便于控制。在晶片邊緣和背側(cè)表面也覆蓋有硬掩模層的實施例中，晶片可以在批量硅蝕刻溶液中被蝕刻。然而，在晶片邊緣或背側(cè)被暴露而無硬掩模層的實施例中，晶片可以這樣的設(shè)置被蝕刻，以使僅晶片的前側(cè)暴露于硅蝕刻溶液中。在硅蝕刻之后，在步驟148，通過化學(xué)蝕刻(如在用于氧化物去除的HF溶液中)去除其余的硬掩模層。接下來，經(jīng)蝕刻的硅晶片可以在標(biāo)準(zhǔn)晶片清洗工藝(如RCAl和RCA2清洗)中被清洗。在步驟150，LPCVD氮化硅層被沉積在硅MVC的正面和背面兩者上。該層在一些實施例中處于0. I微米至幾微米的范圍，而在另一些實施例中，處于0. I微米至3微米的范圍。圖8示出在制作另一種類型的MVC的關(guān)鍵制造步驟和這些步驟之后的截面示意圖。如圖所示，在步驟152開始，該MVC也由硅晶片制成。在步驟154，通過包括旋涂(或噴涂)、烘烤、對準(zhǔn)曝光以及顯影的光刻步驟在硅表面的頂部生成光致抗蝕劑圖案。 在步驟156，通過使用圖案化的光致抗蝕劑掩蔽層，通過使用博世工藝的深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)來蝕刻空腔?？梢允褂萌魏涡螤?，但本實施例展示了六角形空腔，如圖6A和圖6B所示。利用這種制造方法，能夠制作任何其它的橫向圖案/形狀。DRIE工藝能夠用來制作具有垂直薄壁的高寬深比的深空腔?？商娲兀５入x子體硅蝕刻能夠用來制作具有非垂直側(cè)壁的各種形狀的空腔。在步驟158，去除剩余的光致抗蝕劑掩蔽層。在清洗這些表面之后，在步驟160，可選的LPCVD氮化硅層然后被涂布在所制造的硅MVC的頂表面和底表面兩者上。不使用光刻的其它方法也可以用來制造MVC。例如，可以使用直寫式(direct-write)激光燒蝕以形成微型空腔的陣列，緊隨的是清洗和隨后的保護(hù)性的LPCVD氮化硅沉積，以制造MVC。圖7和圖8描述了用于制作硅MVC的制造工藝。諸如金屬、陶瓷以及聚合物等其它材料也能夠用作MVC結(jié)構(gòu)材料。相應(yīng)的微空腔制作方法可以包括直接激光燒蝕、微EDM、微研磨、控制的研磨、噴砂、熱壓成形、沖壓以及注射成形，但不限于上述各項。圖9A至圖9D示出本發(fā)明的裝置以及使用該裝置在周圍空氣壓力環(huán)境161中使薄晶片與MVC真空結(jié)合的順序。薄晶片162和MVC164被真空夾緊/夾持到兩個單獨(dú)的板上。真空夾板(vacuum chucking plate)具有用于真空夾持晶片的正常表面槽、溝道、端口以及閥，但也包括晶片覆蓋區(qū)外側(cè)的用于對形成在頂部夾板和底部夾板之間的腔室進(jìn)行抽氣和通氣的端口和閥。如圖9A所示，晶片162和MVC164利用位于其之間的真空密封機(jī)構(gòu)(如0型環(huán)166)而面對面布置。在裝配了該夾具配置之后，形成用于抽空對準(zhǔn)的薄晶片與MVC之間的空氣的封閉的小腔室。應(yīng)當(dāng)注意，頂部真空夾板和底部真空夾板可以被制作得相同，使得其可以在多個夾接和去夾接制造循環(huán)方便地進(jìn)行互換。該封閉的腔室然后被抽氣，以降低壓力。通過頂板或底板上的側(cè)真空端口和閥進(jìn)行抽氣，如通過頂部真空板中的端口 168所示。進(jìn)行抽氣的腔室的壓力由泵和壓力計(其在附圖中未示出)來進(jìn)行監(jiān)控和控制。一旦達(dá)到可以類似于或低于薄晶片和MVC夾持真空壓力的特定壓力，則該閥被關(guān)閉，并且該腔室被密封。如圖9B所示，在抽氣之后或在抽氣期間，晶片162從頂部真空板被釋放，并放置在MVC164的密封表面的頂部?？赏ㄟ^以下效果中的一個或全部引發(fā)薄晶片的釋放一旦腔室壓力低于薄晶片和頂板真空夾持壓力，則薄晶片由于壓力差被迫下降；薄晶片的重量能夠幫助薄晶片從頂部真空夾板上分離；當(dāng)達(dá)到低腔室壓力時，薄晶片的可選的加熱或超聲振動能夠通過頂部真空夾板幫助薄晶片從頂部夾板上分離。在下一個步驟，如圖9C所示，該空腔腔室可以通過頂部夾板的中心的端口 170來通氣(vented)。中心通氣的這種方法可以在薄晶片由于內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力和表面粗糙度/該密封表面的顆粒而造成不平坦時有所幫助。從中心端口的空氣的流入將迫使薄晶片的初始真空結(jié)合從中心向邊緣進(jìn)行。一旦該空腔腔室被完全地注滿(vented)，則薄晶片也完全地真空結(jié)合到MVC表面上。在下一個步驟，如圖9D所示，將夾具脫離，并且現(xiàn)已結(jié)合的MVC164從底部真空夾板上去夾持。該結(jié)合的薄晶片162然后就可以進(jìn)行隨后的制造工藝并加工。圖IOA至圖IOD示出薄晶片在周圍空氣壓力環(huán)境171中從MVC分離/分開/松開的實施例。如圖IOA所示，結(jié)合在一起的晶片172和MVC174被真空夾持到頂板176上，然后被裝配在底部真空夾板的頂部或簡單地到一個平坦的表面上，而真空密封機(jī)構(gòu)位于其間，以形成用于分離工藝的封閉的空腔腔室。應(yīng)當(dāng)注意，軟底座178被放置在底板上以當(dāng)薄晶片分離且墜落在底板上時確保MVC并將MVC從薄晶片物理性地分離。如圖IOB所示，該空腔腔室通過頂部夾板或底部夾板上的側(cè)端口/閥之一來抽氣。當(dāng)達(dá)到足夠低的壓力時，如 圖IOC所示，薄晶片能夠通過以下效應(yīng)的一個或全部被釋放一旦空腔腔室壓力低于微真空空腔壓力，則薄晶片由于壓力差而被迫下降；薄晶片的重量能夠幫助薄晶片從MVC上分離；當(dāng)達(dá)到低的空腔腔室壓力時，薄晶片的可選的加熱或超聲振動能夠通過頂部真空夾板幫助薄晶片從頂部夾板上分離。如圖IOC所示，分離的薄晶片與MVC之間的空腔腔室和空間通過頂部夾板或底部夾板上的側(cè)端口 /閥的一個來抽氣。分離的薄晶片和MVC然后被分別真空夾持到頂部夾板和底部夾板上。夾具脫離，然后薄晶片被送往下一個處理步驟。圖IlA至圖IlE示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置在周圍空氣壓力環(huán)境161中使薄晶片與MVC真空結(jié)合的順序。薄晶片182和MVC180被分別靜電夾持到兩個板上。靜電夾持板或是可移動的或連接至其各自的電源。而且，在晶片覆蓋區(qū)外側(cè)的靜電夾持板上具有用于對形成在兩個夾持板之間的空腔腔室進(jìn)行抽氣和注氣的端口和閥。如圖IlA所示，薄晶片182和MVC180然后利用位于其之間的真空密封機(jī)構(gòu)(如0型環(huán)166)而面對面布置。在裝配了該夾具配置之后，形成用于抽空對準(zhǔn)的薄晶片與MVC之間的空氣的封閉的小空腔腔室。應(yīng)當(dāng)注意，頂部夾板和底部夾板可以被制作得相同，使得在多個夾持和去夾持制造循環(huán)中進(jìn)行方便地互換。圖IlB示出對準(zhǔn)且分離的薄晶片182與MVC180之間的封閉的空腔腔室和空間進(jìn)行的抽氣?？梢酝ㄟ^頂板或底板上的側(cè)真空端口和閥進(jìn)行抽氣。進(jìn)行抽氣的空腔腔室的壓力由泵和壓力計(其在附圖中未示出)來監(jiān)控和控制。一旦達(dá)到特定的真空低壓，則該閥被閉合，并且該空腔腔室被密封。如圖IlC所示，在抽氣之后，薄晶片從頂部靜電板上被釋放，并且被放置在MVC密封表面的頂部。在關(guān)閉靜電夾持電壓之后，可通過以下效應(yīng)中的一個或多個來引發(fā)薄晶片的釋放一旦該空腔腔室壓力低于薄晶片與頂部靜電夾持板之間的氣泡(air pockets)的壓力，則薄晶片由于壓力差被迫下降；薄晶片的重量能夠幫助薄晶片從頂部靜電夾持板上分離；當(dāng)達(dá)到低空腔腔室壓力時，薄晶片的可選的加熱或超聲振動能夠通過頂部靜電夾持板幫助薄晶片從頂部夾板上分離。在下一個步驟，如圖IlD所示，該空腔腔室可通過頂部夾板的中心的端口 /閥來注氣。中心注氣的這種方法將在薄晶片由于內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力和表面粗糙度/該密封表面的顆粒而造成不平坦時有所幫助。從中心端口的空氣的流入將迫使薄晶片的初始真空結(jié)合從中心向邊緣進(jìn)行。一旦該空腔腔室被完全注滿，薄晶片也完全地真空結(jié)合到MVC表面上。在下一個步驟中，如圖IlE所示，將該夾具脫離，結(jié)合的MVC從底部靜電夾持板去夾持。結(jié)合的薄晶片然后可以進(jìn)行隨后的制造工藝并加工。圖12A至圖12D示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使得薄晶片186從MVC188分離/分開/松脫的順序。其中關(guān)鍵步驟之后的截面示意圖得以顯示。如圖12A所示，結(jié)合薄晶片的MVC被靜電夾持到頂板上，然后被裝配到底部靜電夾持板上或簡單地放在平坦的表面上，而真空密封機(jī)構(gòu)位于其間，以形成用于分離處理的封閉的空腔腔室。應(yīng)當(dāng)注意，在底板上放置有軟底座。當(dāng)薄晶片分離且墜落在底板上時該軟底座用來固定MVC并將MVC從薄晶片上物理性地分離。如圖12B所示，該空腔腔室通過頂部夾板或底部夾板上的側(cè)端口 /閥的一個來抽氣。當(dāng)?shù)蛪夯蛘婵盏扔诨虻陀贛VC的微真空空腔中的壓力時，薄晶片能夠通過以下效應(yīng)的一個或全部被釋放一旦該空腔腔室壓力低于微真空空腔壓力，則薄晶片由于壓力差而被迫下降；薄晶片的重量能夠幫助薄晶片從MVC上分離；當(dāng)達(dá)到低空腔腔室壓力時，薄晶片的可選的加熱或超聲振動能夠通過頂部靜電夾持板幫助薄晶片從頂部夾板上分離。如圖12C所示，分離的薄晶片與MVC之間的空腔腔室和空間通過頂部夾板或底部夾板上的側(cè)端口 /閥的一個來注氣。所分離的薄晶片和MVC被分別靜電夾持到頂部夾板和底部夾板上。將該夾具分離，并且分離的MVC和薄晶片被送往下一個處理步驟。 圖13A至圖13C示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使多個薄晶片192與MVC托盤190真空結(jié)合的順序。其中關(guān)鍵步驟之后的截面示意圖得以顯示。薄晶片192之一被真空夾持到真空夾板上，該真空夾板具有用于真空夾持晶片的正常表面槽、溝道、端口以及閥，但也包括在晶片覆蓋區(qū)外側(cè)的用于對形成在頂部夾板和MVC托盤190之間的空腔腔室進(jìn)行抽氣和排氣的端口和閥。如圖13A所示，真空夾持的薄晶片利用位于其間的真空密封機(jī)構(gòu)(如0型環(huán))而布置。在裝配了該夾具配置之后，形成用于抽空薄晶片與MVC托盤之間的空氣的封閉的小空腔腔室。如圖13B所示，對薄晶片與MVC托盤之間的封閉空腔腔室和空間進(jìn)行抽氣?？梢酝ㄟ^頂部夾板上的側(cè)真空端口和閥來進(jìn)行抽氣。進(jìn)行抽氣的空腔腔室的壓力由泵和壓力計(在附圖中未示出)來監(jiān)控和控制。一旦達(dá)到類似于或低于薄晶片夾持真空壓力的特定真空低壓，則閥被關(guān)閉，并且空腔腔室被密封。在抽氣之后或在抽氣期間，薄晶片從頂部真空板被釋放，并被放置在MVC密封表面的頂部?？梢酝ㄟ^以下效應(yīng)的一個或多個來引發(fā)薄晶片的剝離一旦該空腔腔室壓力低于薄晶片和頂板真空夾持壓力，則薄晶片由于壓力差而被迫下降；薄晶片的重量能夠幫助薄晶片從頂部真空夾板上分離；當(dāng)達(dá)到低空腔腔室壓力時，薄晶片的可選的加熱或超聲振動能夠通過頂部真空夾板幫助薄晶片從頂部夾板上分離。在下一個步驟，如圖13C所示，空腔腔室可以通過頂部夾板的中心的端口/閥來注氣。中心注氣的這種方法將在薄晶片由于內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力和該密封表面的表面粗糙度/顆粒而造成的不平坦時有所幫助。從中心端口的空氣的流入將迫使薄晶片的初始真空結(jié)合從中心向邊緣進(jìn)行。一旦空腔腔室被完全注滿，則薄晶片也完全被真空結(jié)合到MVC表面上。在下一個步驟，為下一個薄晶片結(jié)合拆卸該夾具，并且結(jié)合的薄晶片然后可以進(jìn)行隨后的制造工藝并加工。應(yīng)當(dāng)注意，該圖中的多個薄晶片在MVC托盤上的結(jié)合也可以通過使用薄晶片的靜電夾持來實現(xiàn)。圖14A至圖14D示出本發(fā)明的另一種裝置以及使用該裝置使多個薄晶片196從MVC托盤198分離/分開的順序。其中關(guān)鍵步驟之后的截面示意圖得以顯示。如圖14A所示，頂部夾板200是可彎曲的且連接至位于其邊緣上的可彎曲隔膜202和位于其頂側(cè)的彈簧204。而且，在可彎曲頂部夾板的頂部具有封閉的內(nèi)空腔腔室。夾持板200可以是靜電夾持或具有用于在分離期間抓住薄晶片的粘合底表面的普通夾持。夾持組件被布置在薄晶片的頂部以從MVC托盤分離。如圖14B所示，從頂部上的側(cè)端口 /閥對頂部夾板與MVC之間的空腔腔室進(jìn)行抽氣。在抽氣期間，該夾具向下移動，并且彈簧由于該夾持兩端的壓力差而被拉動。當(dāng)粘合/靜電夾持表面與薄晶片頂表面接觸時，薄晶片連接至可彎曲夾具。在外腔室中達(dá)到低于微真空空腔壓力的壓力之后，然后對內(nèi)腔室進(jìn)行抽氣。在對內(nèi)腔室抽氣期間，彈力回復(fù)力將可彎曲夾持板與薄晶片向上牽引。結(jié)果是，如圖14C所示，薄晶片在真空中從MVC托盤分離。在下一個步驟，如圖14D所示，該外腔室首先被注氣，緊接著隨內(nèi)空腔腔室注氣。在外腔室注氣之后，夾具組件能夠從MVC托盤移開，并且分離的薄晶片能夠被轉(zhuǎn)移到下一個加工步驟。應(yīng)當(dāng)注意，該圖中用于分離的裝置還能夠用于將薄晶片與MVC真空結(jié)合，尤其當(dāng)靜電夾具在真空結(jié)合之前用來夾持薄晶片時。這種方法的裝置還能夠用來將薄晶片從單晶片MVC上分離。雖該裝置在真空結(jié)合工藝中的附圖中未示出，但其屬于本發(fā)明的一部分。圖15不出了基于薄娃襯底的太陽能電池的截面不意圖。該薄娃襯底通過外延娃 生長工藝制成。該薄硅為單晶且由原位摻雜的n型基極210、p+發(fā)射極212以及n+正面場(FSF)層214組成。發(fā)射極觸點(diǎn)216和基極觸點(diǎn)218都在太陽能電池的背側(cè)制成。該薄硅太陽能電池通過安裝在其前側(cè)的玻璃MVC220得以加強(qiáng)。該薄硅襯底和玻璃MVC的邊緣界面以粘合劑(如EVA或PV級硅膠)進(jìn)行密封，以防止薄硅襯底在其邊緣的破裂和裂紋。在前娃表面上，具有用于娃表面鈍化的薄熱氧化娃層和用于抗反射涂布(ARC)的PECVD氮化娃層。玻璃MVC上的微空腔表面還用作光阱層，以減少前反射光損耗。在太陽能電池的背側(cè)，具有涂布的反射絕緣體層，以在背側(cè)表面上減少傳輸損耗。該太陽能電池的制造工藝還可用作本發(fā)明的MVC方法和裝置的示例性應(yīng)用。具體地，MVC可用作用于薄襯底加工和處理的臨時載具。在其它區(qū)域中，本發(fā)明在基于薄膜太陽能襯底(TFSS)的太陽能的領(lǐng)域中非常有用。制作這種太陽能電池的方法在公開號為2008/0157283和2009/0107545的美國專利中得到公開，該專利內(nèi)容通過引用在此并入本發(fā)明?？梢栽诨钴S晶片區(qū)的外圍制作邊界限定溝槽，以有助于進(jìn)行釋放。通過引用合并的、公開號為2010/0203711的美國專利詳細(xì)地公開了制作邊界限定溝槽的方法。通過引用合并的、專利號為7，745，313的題目為“襯底釋放方法和裝置”的美國專利詳細(xì)地公開了釋放外延層以形成TFSS的方法。除太陽光伏之外，本發(fā)明的MVC裝置和方法能夠應(yīng)用于半導(dǎo)體微電子和集成電路制造。圖16示出了其在現(xiàn)代半導(dǎo)體器件(如CMOSIC制造)中的應(yīng)用。與標(biāo)準(zhǔn)厚度(700微米以上)晶片相比，MVC允許使用成本低得多的且薄得多(例如，薄于30微米)的硅晶片。這可使硅材料的成本大量降低。典型的CMOS工藝流程可以使用兩個可重復(fù)使用的MVC :—個用于前端處理(直到金屬化)，另一個用于后端金屬化。多個(例如2個)MVC的使用將確保低成本的集成電路的防交叉污染制造。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到除了上述的那些具體實例之外所公開的實施例還具有有廣泛的變化。
所提供的示例性實施例的前述說明使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作或使用所要求保護(hù)的主題。這些實施例的各種變型對本領(lǐng)域技術(shù)人員是非常明顯的，并且本文定義的一般性原則在不使用創(chuàng)新型勞動的情況下可以應(yīng)用于其它實施例。這并不意味著本發(fā)明所 要求保護(hù)的主題局限于本文示出的實施例，而是包括與本文公開的原則和新穎的特征一致的最廣范圍。其意圖在于本說明書所包括的所有這些額外的系統(tǒng)、方法、特征以及優(yōu)點(diǎn)都屬于權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于支撐薄晶片的可移動真空載具，所述可移動真空載具包括 結(jié)構(gòu)襯底，具有頂表面，厚度大約處于0. 5毫米至5毫米的范圍內(nèi)，并且襯底寬度大約處于10毫米至500毫米的范圍內(nèi)； 多個微真空空腔，位于所述頂表面上，其中所述多個微真空空腔與所述薄晶片上的表面紋理對應(yīng)； 以及薄表面涂層，沉積在所述頂表面上，并且大體上與所述多個微真空空腔保持相同形狀， 其中，所述可移動真空載具能夠在所述多個微真空空腔處于低于周圍壓力的壓力時結(jié)合至所述薄晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底和所述薄晶片由具有大體上類似的熱膨脹系數(shù)的兩種材料制成以允許可靠的熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底和所述薄晶片由具有類似的或不同的熱膨脹系數(shù)的兩種材料制成，用于非熱加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底和所述薄晶片由單一材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底包括柔性材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述多個微真空空腔具有至多與所述薄晶片的厚度大致相同的深度和寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可移動真空載具，其中，所述深度和所述寬度至多大約100微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可移動真空載具，其中，所述厚度、深度以及寬度處于大約幾微米至幾百微米的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述結(jié)構(gòu)材料包括單晶硅或多晶硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述多個微真空空腔包括多個棱錐型微真空空腔。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述多個微真空空腔包括多個六角形微真空空腔。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述多個微真空空腔包括多個棱錐型微真空空腔和多個截頂棱錐型微真空空腔。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動真空載具，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底具有是所述薄晶片的長度的至少三倍的襯底長度，從而包括能夠與多個薄晶片結(jié)合的托盤。
14.一種加強(qiáng)薄晶片的方法，所述方法包括 將所述薄晶片夾持至晶片夾具； 將可移動真空載具夾持至可移動真空載具夾具，其中，所述可移動真空載具包括具有頂表面的結(jié)構(gòu)襯底，位于所述頂表面的多個壓力減小的空腔，以及沉積在所述頂表面上，并與所述多個壓力減小的空腔大體上保持相同形狀的薄表面涂層； 將所述夾持的薄晶片和所述夾持的可移動真空載具放置在真空腔室內(nèi)，所述真空腔室包括至少一密封O型環(huán)； 經(jīng)由所述真空腔室中的真空端口減少所述真空腔室內(nèi)的壓力；將所述薄晶片從所述晶片夾具中釋放； 從而使所述薄晶片依靠在所述可移動真空載具上； 經(jīng)由所述真空腔室中的真空端口對所述真空腔室注氣(venting)，從而將所述薄晶片結(jié)合至所述可移動真空載具；以及 將所述支撐的薄晶片和可移動真空載具從所述真空腔室移出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述薄晶片從所述晶片夾具釋放的所述步驟包括經(jīng)由壓力差進(jìn)行釋放。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述薄晶片從所述晶片夾具釋放的所述步驟包括經(jīng)由重力進(jìn)行釋放。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述薄晶片從所述晶片夾持釋放的所述步驟包括經(jīng)由加熱所述薄晶片進(jìn)行釋放。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述薄晶片從所述晶片夾持釋放的所述步驟包括經(jīng)由所述薄晶片的超聲激勵進(jìn)行釋放。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述可移動真空載具夾具和所述晶片夾具包括真空夾具。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述可移動真空載具夾具和所述晶片夾具包括靜電夾具。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括經(jīng)由以下步驟將所述薄晶片從所述可移動真空載具分離 將所述結(jié)合的薄晶片和可移動真空載具放置在第二真空腔室內(nèi)； 經(jīng)由所述第二真空腔室中的真空端口減少所述第二真空腔室內(nèi)的壓力； 經(jīng)由真空夾持工藝、靜電夾持工藝或粘合結(jié)合工藝將所述薄晶片從所述可移動真空載具分離； 經(jīng)由所述第二真空腔室中的真空端口對所述第二真空腔室注氣(venting); 將所述薄晶片和所述可移動真空載具從所述第二真空腔室移開。
22.一種用于薄晶片和可移動真空載具的真空結(jié)合和分離的裝置，所述裝置包括 真空腔室，包括至少一 O型環(huán)； 薄晶片夾具，在所述真空腔室內(nèi)； 可移動真空載具夾具，在所述真空腔室內(nèi)； 端口，耦合至所述真空腔室； 控制閥，耦合至所述多個端口 ； 泵，耦合至所述端口，所述泵運(yùn)行時減少所述真空腔室內(nèi)的空氣壓力； 所述端口、控制閥以及泵，運(yùn)行時通過減少和增加所述真空腔室內(nèi)的空氣壓力而將所述薄晶片與所述可移動真空載具附著到一起；以及 所述端口、控制閥以及泵，運(yùn)行時使所述薄晶片與所述可移動真空載具脫離。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述薄晶片夾具和所述可移動真空載具夾具包括真空夾具。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述薄晶片夾具和所述可移動真空載具夾具包括靜電夾具。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中 所述可移動真空載具，包括 單晶硅結(jié)構(gòu)襯底(100)，具有頂表面，厚度大約處于0. 5毫米至5毫米的范圍內(nèi)，并且襯底寬度大約處于100毫米至300毫米的范圍內(nèi)； 多個棱錐型微真空空腔，位于所述頂表面上，其中所述多個微真空空腔與在所述薄晶片上的表面紋理對應(yīng)，并具有至多大約100微米的深度和寬度；以及 薄表面涂層，沉積在所述頂表面上，并且大體上與所述多個微真空空腔保持相同形狀， 以及其中，所述襯底包括單晶硅。
26.一種用于支撐至少一個薄晶片的可移動真空載具，所述至少一個薄晶片具有兩個側(cè)面，并且所述可移動真空載具包括 結(jié)構(gòu)襯底，具有支撐表面， 多個壓力減小的空腔，位于所述支撐表面上；以及 其中，當(dāng)所述多個壓力減小的空腔與所述薄晶片的一側(cè)在低于所述薄晶片的相對側(cè)的第二氣體壓力的第一氣體壓力下接觸時，，所述可移動真空載具能夠支撐所述至少一個薄晶片，并創(chuàng)建差異支撐壓力。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可移動真空載具，其中，在支撐所述至少一個薄晶片的周期期間由所述可移動真空載具來大體上保持所述第二氣體壓力與所述第一氣體壓力之間的壓力差。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可移動真空載具，其中，所述第二氣體壓力為周圍大氣壓。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可移動真空載具，其中，所述第一氣體壓力處于大約0.I托至700托的范圍內(nèi)。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可移動真空載具，其中，所述差異支撐壓力能夠被消除，以終止所述支撐并允許將所述至少一個薄晶片從所述可移動真空載具中移除。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可移動真空載具，其中，所述可移動真空載具可被多次使用，以通過多個再利用循環(huán)來支撐和釋放多個薄晶片。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可移動真空載具，其中，所述多個再利用循環(huán)包括在所述多個薄晶片上進(jìn)行的至少一濕法工藝。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可移動真空載具，其中，所述多個再利用循環(huán)包括在所述多個薄晶片上進(jìn)行的至少一熱法工藝。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可移動真空載具，其中，所述多個再利用循環(huán)包括在所述多個薄晶片上進(jìn)行的至少一薄膜沉積工藝。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可移動真空載具，其中，所述支撐表面具有多個鄰近的三維表面特征。
36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可移動真空載具，其中，所述支撐表面具有至少一個表面涂膜。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的可移動真空載具，其中，所述至少一個表面涂膜通過有效密封所述壓力減小的空腔有助于維持和保持所述差異的支撐壓力。
38.一種用于支撐至少一個薄半導(dǎo)體裸片的可移動真空載具，所述至少一個薄半導(dǎo)體裸片具有兩側(cè)，并且所述可移動真空載具包括結(jié)構(gòu)襯底，具有支撐表面， 多個壓力減小的空腔體，位于所述支撐表面上；以及 其中，當(dāng)所述多個壓力減小的空腔與所述薄半導(dǎo)體模具的一側(cè)在低于所述薄半導(dǎo)體模具的相對側(cè)的第二氣體壓力的第一氣體壓力下接觸時，所述可移動真空載具能夠支撐所述至少一個薄半導(dǎo)體裸片，并創(chuàng)建差異支·撐壓力。
全文摘要
本發(fā)明提出可移動真空載具，該可移動真空載具可以用來支撐薄襯底，否則這些薄襯底因太易碎而不能傳送和處理。本發(fā)明涉及薄半導(dǎo)體襯底的處理，并尤其具有在光伏太陽能電池、半導(dǎo)體微電子集成電路、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)、光電器件(如發(fā)光二極管、激光器、光檢測器)、數(shù)據(jù)存儲器件等領(lǐng)域中的可應(yīng)用性。
文檔編號H01L21/677GK102754199SQ201080063771
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者D·X·王, M·M·穆斯利赫 申請人:速力斯公司