專利名稱：控制基材厚度的方法和處理基材的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造方法及裝置，特別涉及控制基材厚度的方法和處 理基材的裝置。
背景技術：
半導體工業多年來已朝著降低集成電路(IC)的尺寸演進。三維集成電路 (3D-IC)具有超薄的晶片堆棧以廣泛且深入地被研究。為了支持3D-IC封裝， 其目的在于，不僅是降低IC的尺寸，并且也應將低芯片的厚度。較薄的芯 片可允許用使用3D-IC的產品，其中含所期望的薄的封裝體，例如行動手持 通訊裝置(亦即行動電話及PDA)。達到薄芯片所常用的方法為，在單一化之 前，通過化學式及/或機械式裝置移除半導體晶片背面的材料。
于一傳統的晶片薄化處理步驟中，以機械式研磨移除大部分的硅。接著， 以化學機械式拋光(CMP)或濕蝕刻法釋放研磨應力以提供一超薄的晶片。但 是隨著該晶片的最終厚度降低，由機械研磨/CMP所造成的損傷變成一大慮 點，且研磨應力所造成的沖擊更是無法預估的。
基于上述原因，濕蝕刻法逐漸地變成薄化晶片制程中的主導的方法。許 多芯片制造業者己專注于絕緣層上有硅(SOI)晶片，并且采用的步驟，其中包 括濕蝕刻終止層于埋藏氧化層上，以達到所期望的厚度和均勻性。
其它的制造業者則專注在塊體Si晶片法，其使用濕蝕刻法。然而，該塊 體Si晶片法并不具有使用于SOI制程的蝕刻終止層，并且可導致不均勻的 基材厚度。
目前，Semitools和SEZ AG of Villach, Austria 二者皆提供濕蝕刻溶液供 晶片薄化。Semitools的濕式批次晶片薄化通過時間控制蝕刻的量，但是并不 提供厚度均勻性控制，因此晶片的均勻性隨著Si移除量增加而變得更差。SEZ 提供的蝕刻控制方式是通過光譜儀分析制程的流出物，以檢測化學入口的偏 移。此位于化學入口的偏移表示被蝕刻的材料己改變，其表示的信息為蝕刻劑已經移除上位的一覆蓋層，并且已經開始蝕刻下位的一底層。
因此，業界希望提供一種方法用于提供整體晶片均勻的厚度。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種方法用于提供整體晶片均勻的厚度，并提 供一種處理基材的裝置。
在一些實施例中， 一種控制基材厚度的方法，包括自至少一個散布器散
布至少一個蝕刻劑至一旋轉基材的一表面上的多個不同的位置以實施蝕刻； 監控于所述多個位置上該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑于各別的
該位置時，該旋轉基材的厚度被監控；以及基于位于各別的位置上的該相對
監控厚度，控制實施蝕刻的一相對量。
在一些實施例中， 一種控制一具有一正面與一背面的半導體基材的厚度
的方法。于一旋轉基臺上，旋轉一半導體基材；移動一散布器，當自該散布 器散布一蝕刻劑至該旋轉基材的該背表面上的多個不同的位置。監控位于所 述多個位置上該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑于各別的位置時， 該旋轉基材的厚度被監控；動態控制一時間的相對量，當蝕刻液被散布在各 別的位置上，基于位于該位置上的該相對監控厚度，使得于該基材整個范圍， 該厚度的一標準差維持在或低于一預定的數值。
在一些實施例中，提供一種處理基材的裝置，包括一移動式散布器，以 散布一蝕刻劑至一旋轉基材的一表面上的多個不同的位置；至少一個傳感 器，以監控該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑于各別的位置時，該 旋轉基材的厚度被監控； 一控制器，基于位于該位置上的該相對監控厚度， 以控制被散布的蝕刻液的相對量在各別的位置上。
為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施 例，并配合附圖，作詳細說明如下
圖1為使用至少一個可移動的蝕刻劑散布器，至少一個監控傳感器及一 控制器的方法和系統的示意圖2為使用至少一個可移動的蝕刻劑散布器，多個監控傳感器及一控制器的方法和系統的示意圖3為使用至少一個可移動的蝕刻劑散布器其具有多個噴嘴，多個監控
傳感器及一控制器的方法和系統的示意圖4為控制晶片厚度的一示范的方法的流程圖； 圖5為使用圖1的裝置控制晶片厚度的一示范的方法的流程圖
圖6為使用圖2的裝置控制晶片厚度的一示范的方法的流程圖 圖7為使用圖3的裝置控制晶片厚度的一示范的方法的流程圖；以及 圖8A-8G詳細顯示一示范的方法以接合晶片其具有至少一個導孔和薄 化該晶片，使用圖l-7的方法之一，以制造3D-IC。 其中，附圖標記說明如下
100、 200、 300~設備； 110、 210、 310 半導體基材；
120、 220~旋轉盤； 130、 230、 330~散布器；
131、 331~噴嘴； 132、 232~蝕刻劑；
140、 240、 340 激光或IR測量儀;
150、 250 連線處理控制器；
360 監控單元； 362~軸心；
400-404 控制基材厚度的方法的步驟；
500-508 控制基材厚度的方法的步驟；
600-608~控制基材厚度的方法的步驟；
700-708 控制基材厚度的方法的步驟；
110 基材； lOl-元件；
102~絕緣層； 103 導孔凹入；
105 襯墊氧化層； 107~導孔；
114 接觸墊； 118~連線；
119 金屬層間介電(IMD)層；
121 鍵結連接； 125~基材；
126 IMD層； 127 金屬化絕緣層； 128 接觸墊。
具體實施方式
本示范的實施例的說明用以配合附圖直述其連接關系，附圖亦被視為整 個說明說的一部分。關于貼附、耦接等相似的詞匯，例如"連接"和"互連"， 所涉及的關系，其中的結構是被保護的或者直接地或間接地通過中間介在結 構彼此貼附，其亦可表示可移除的或剛性的貼附體或結構，除非明確地以負 向表述。
以下所披露的方法用于臨場O^W)地，動態控制晶片薄化，以提供改善
的均勻性。通過一旋轉濕蝕刻法實現封閉回路(closed-loop)均勻性的控制。 圖4為一示范的控制基材厚度的方法的流程圖。
于步驟400中，自至少一個散布器散布至少一種蝕刻劑至一旋轉基材的 一表面上的多個不同的位置以實施蝕刻。
于步驟402中，監控位于所述多個位置上的該旋轉基材的一厚度，使得 位于各別的位置上，當散布該蝕刻劑于該位置時，該旋轉基材的厚度被監控。
于步驟404中，在各別的位置上，基于位于該位置上的相對的臨場監控 厚度，控制實施蝕刻的一相對量。
較佳的為，控制于蝕刻劑被散布于各個位置時的時間量，使得整體基材 的厚度為實質地均勻。
通過動態控制該基材的局部厚度，基于臨場地監控局部的厚度，該基材 厚度的均勻性可被控制在所期望的精確度內。可使用各種不同的技術以實施 該監控和散布步驟。以下提供一些實例。
.圖1為用以控制該基材的厚度的一示范的設備100的示意圖。圖5為使 用圖1的裝置控制基材厚度的示范方法的流程圖。
該設備100可被涵括于一旋轉處理器的一部分，例如由SEZ AG of Austria所上市的旋轉處理器的修正型。該旋轉處理器能夠支持晶片薄化。許 多旋轉處理器已披露于美國專利US 5，089，305， US 6，149，759， US 6,383,331， US 6,589,855和美國專利早期公開US 2007/0175500，上述文件的整體公開內 容可視為本發明各實施例的協同參考依據。
較佳的為，該旋轉處理器適用于各種不同的額外的應用，包括高分子的 清洗、層的蝕刻、層的薄化和回蝕刻、膜的移除、背面和邊角清洗、Si應力 釋放以及Si的薄化，使得額外的晶片制造操作可于相同的旋轉處理器中實 施。該旋轉處理器包括一旋轉盤120, —半導體基材110例如一硅晶片設置
于其上。該旋轉盤120固定且旋轉該基材120。該旋轉盤120可連接至一監 控單元360 (示于圖3中)以順著其軸心旋轉該旋轉盤。再請參閱圖1，于先 前討論的基材薄化操作過程中，該晶片110被放置，以其正面(包括接觸墊) 面對該旋轉盤120。
該旋轉處理器具有至少一個噴嘴131，其被放置在一旋轉散布器的臂130 上。該噴嘴131散布流體用于制造的處理過程中。于晶片薄化操作的例子中， 該噴嘴散布蝕刻劑。該相同的噴嘴131亦可用于散布其它流體用于IC制程 中，例如光阻，水、清凈干空氣，或同類型的流體。該散布器可與美國專利 US 5,089,305和US 6,383,331所公開的具相類似的形式，但是修正的部分包 括一步進馬達360 (圖3中)，以精確地控制該散布的運動。再者，該散布器 并不限定于上述專利所公開的形式，并且本領域中具通常知識者可選擇或設 計其它適用的散布器。例如，于其它實施例中，該散布器可利用一線性致動 器(未圖標)沿著一直線運動。
提供一傳感器(較佳者為非接觸式傳感器，例如商業用形式的掃描式激光 (Laser)或紅外線(IR)測量儀140，在晶片薄化過程中，以臨場測量局部的該基 材110的厚度。就激光或紅外線測量儀(gauge)而言，誘發的入射光自空氣 穿透進入該基材(例如硅(Si))中，其具有不同于空氣的反射率。由該傳感器檢 測反射光自空氣/硅和硅/空氣或硅/基材界面反射的光線的干涉時間，以決定 硅的厚度。 一適用的傳感器為SemDex 310傳感器由Isis Sentronics of Mannheim, Germany提供，其允許晶片的半自動表面形態測量，例如用于測 量迷你凸塊，以及其它物件包括直徑達300mm或12"的晶片。另一適用的激 光掃描測量儀為C8125-01光學微測量儀，由Hamamatsu Photonics, K.K., Hamamatsu City, Japan提供。這些僅為示范例，并且亦可使用其它光學傳感 器測量。于一些實施例中， 一激光光以一角度投射于該基材110的表面上， 并且反射回一光胞陣列(photocdl array)上。于一些實施例中，該激光旋轉并 未平移，以測量該晶片上位于不同位置處的厚度。于其它實施例中，該激光 或IR傳感器橫越該晶片移動(例如，該掃描式激光測量儀可貼附于一臂上， 其旋轉橫越該晶片，或連接至一線性致動器)。
一連線處理控制器150自該傳感器140接收未經處理的傳感器數據。依據該傳感器140所提供的信號型態而定，該控制器150可執行放大、濾波及 /或模擬-數字轉換，且可傳輸該數據至一電腦(未示出)以處理、顯示及/或儲
存。該控制器150可將該局部厚度與目標厚度相比較，且決定在該位置處應 移除的材料總量。接著，該控制器提供控制信號至該散布器130，致使該散
布器散布適當量的蝕刻劑，以降低在該位置的局部厚度至該目標厚度。
請參閱圖5，于步驟500中，由一散布器130散布一蝕刻劑于該旋轉基 材110的背部表面上。
于步驟502中，將該散布器的臂沿著所述多個不同的位置移動，以實施 蝕刻于所述多個不同的位置。于一些實施例中，該散布器的移動步驟包括將 該臂旋轉，其位于該散布器上。該臂順著該臂的旋轉軸心旋轉，且該散布器 自該臂的旋轉軸心處偏離。
于步驟504中，以一單一傳感器140監控該旋轉基材的厚度。
于步驟506中，該單一的傳感器140于所述多個不同的位置之間旋轉或 移動，使得位于各別的位置上，當散布該蝕刻劑于該位置時，該旋轉基材的 厚度被監控。于一些實施例中，該傳感器精準地以多個預定的角度旋轉，以 測量位于所述多個位置處的厚度。例如，可通過一步進馬達(未示出)控制該 傳感器的旋轉。
于其它實施例中，該傳感器140為直接地或非直接地貼附在該散布器130 的臂上，使得該傳感器140隨著該散布器移動。非直接的貼附可包括一連接 或其它機械性的裝置。
于其它實施例中，該傳感器140為獨立地鑲在該散布器130，且該傳感 器被移動(通過使用一分開的旋轉臂或線性致動器)，且該該傳感器的移動系 分別地由控制器150所控制或由一分開的控制器(未示出)所控制。
于具有移動的傳感器的實施例中，該傳感器較佳地移動于一平行的面 中，其位于該旋轉盤的表面，簡化該厚度的決定方法。
于步驟508中，控制位于各個單獨的位置處，所對應實施的蝕刻劑的量， 其基于在位置處對應的臨場監控的局部厚度。于一些實施例中，該散布器130 散布一單一的蝕刻溶液，其具有一單一的預定濃度，且位于任一位置處被實
施的該蝕刻量由設定時間的量來控制，該蝕刻劑是被散布在該既定的位置。 在一既定的位置處降低的局部厚度是與時間的長度成正比。 一適合的蝕刻劑用以調整蝕刻的例子為HNA，其為氫氟酸(HF)、硝酸(HN03)和醋酸 (CH3COOH)的組合，其目的在于蝕刻率為可調整的，通過改變添加物，由l 微米/分鐘至35微米/分鐘。
于一些實施例中，在各個單獨的位置處的厚度被連續地監控(至少是當散 布蝕刻劑于該單獨的位置時)，且在該位置持續散布蝕刻劑，直到該厚度到達 該目標值。在各個位置處的蝕刻劑散布的終止是由動態地控制，其基于臨場 地測量。
于其它實施例中，測量在各個單獨的位置處的厚度，且計算一大致上的 散布時間。接著，散布該蝕刻劑以一預定的計算所得的蝕刻時間的分量(例如 50%)，該局部厚度可再度地被測量，且剩下的蝕刻時間可被計算出，基于該 目前的厚度。該蝕刻的循環，及重復測量和計算，直到被移除的剩余厚度(或 散布蝕刻劑的剩余時間)落至低于收斂的標準值。此變化應置放一較小的荷重 于該控制器及/或電腦，其處理該接受的資料和控制該設備100的運轉。
于一些實施例中，該散布步驟包括以一第一段時間長度散布蝕刻劑于一 第一位置的該表面上，其所在的基材具有一第一厚度，以及以一第二段時間 長度散布該蝕刻劑于一第二位置的該表面上，其所在的基材具有一第二厚 度，其中該第一段時間長度大于該第二段時間長度，并且該第一厚度大于該 第二厚度。因此，使用從厚度測量的臨場的回饋，以相對應的不同的時間量， 將蝕刻劑散布到該晶片的不同的部分。
于一些實施例中，將蝕刻劑散布于各位置的總時間被控制，使得于該基 材整個范圍，該厚度的一標準差降低至一預定的數值。在該蝕刻劑已經被散 布在各個位置之后，計算測量的該厚度的均勻性(例如該取樣的厚度值的標準 差)，且可實施一細調變化，在一個或多個所述多個位置處，實施額外的蝕刻， 以達成所期望的均勻度。
于另外其它的實施例中，測量位于各個單獨的位置處的厚度，并且由該 控制器計算在該位置的散布時間。以該計算得的時間散布該蝕刻劑于該位置 處。因此，該設備可以用來開回路控制于各個單獨的位置處，然而仍可提供 較大的均勻度，通過控制涂布于各個位置的蝕刻劑的量，基于在各個位置處 的一最初測量。
于一些實施例中，使用一步進馬達，以移動該散布器到多個離散的位置，且在各個位置上的該時間(介于該步進馬達的轉動之間)精確地被控制。
于其它實施例中，該移動步驟包括以一第一速率移動該散布器130，當 該散布器于一第一位置散布蝕刻劑于該表面上，其所在的基材iio具有一第 一厚度，以及以一第二速率移動該散布器，當該散布器于一第二位置散布蝕 刻劑于該表面上，其所在的基材具有一第二厚度，其中該第一速率小于該第 二速率，并且該第一厚度大于該第二厚度。因此，該散布器可連續地以一速
率移動，其在該散布器移動較慢的位置，改變以散布較多的蝕刻劑，以及在 該散布器移動較快的位置，改變以散布較少的蝕刻劑。
于步驟500中，單一化該薄化的晶片，以將單獨的集成電路(IC)晶粒彼
此分離。任何適合的單一化方法皆可被采用。
于步驟502中，將所述多個IC封裝。可將所述多個薄化的IC封裝成任 何組態，包括線鍵結(wire bonding)或覆晶(flip chip)，于單層或多層(3D-IC) 封裝。因為薄的尺寸和均勻的晶粒厚度的組合，所以所述多個薄化的IC特 別適用于3D-IC應用領域。以上述方法薄化的所述多個IC可與其它使用相 同方法薄化的IC封裝于3D-IC封奘體中，或者可與一分離的IC封裝體封裝 于該3D-IC封奘體中。
圖2和圖6示出了使用圖1的設備的變化型的一種方法。該設備200包 括一組合，其具有分別類似于上述描述的構件120、 130和150的一旋轉盤 220、 一散布器230、和一控制器250。然而，設備200包括多個傳感器240 以測量該厚度，其可包括多個激光點源，其瞄準以測量在多個不同的位置處， 沿著該晶片210具有不同的輻射的偏移量。所述多個傳感器可沿著一半徑設 置，或者設置于不同位置處，其并不位在相同的半徑上，但是仍然具有不同 的輻射的偏移量。雖然圖2示出了三個傳感器，但該組態可包括兩個、四個， 或任何其它想要的數目的傳感器。在本技術領域中具通常知識的人員應可理 解的是，隨著傳感器的數目增加，該系統在各別的位置處控制厚度的能力亦 隨之增加。
于一些實施例中，所述多個傳感器240具有固定的位置，其簡化了該硬 件組態和降低成本。于其它實施例中， 一個或多個傳感器240為可轉動的或 可移動的，在整個晶片范圍的位置處，以提供均勻的厚度控制。
請參閱圖6，于步驟600中，由至少一個散布器230散布至少一個蝕刻劑232于多個不同的位置在一旋轉基材210的表面上，以實施蝕刻。
于步驟602中，將該散布器230的臂沿著所述多個不同的位置移動，以 實施蝕刻于所述多個不同的位置。于一些實施例中，該散布器的移動步驟包 括將該臂旋轉，其位于該散布器上。該臂順著該臂的旋轉軸心旋轉，且該散 布器自該臂的旋轉軸心處偏離。
于步驟604中，以所述多個傳感器240之一監控該旋轉基材的厚度。
于步驟606中，該監控步驟包括通過在各個位置上使用一相對地不同的 傳感器，依序地監控在所述多個位置相對之一上的該基材的厚度。于各個依 次的多個位置上監控該旋轉基材的厚度，使得位于各別的位置上，當散布該 蝕刻劑于該位置時，該旋轉基材的厚度被監控。
于步驟608中，在各別的位置上，基于位于該位置上該相對的臨場監控 厚度，控制實施蝕刻的一相對量。
所述多個薄化的IC被單一化以提供集成電路(IC)，其可封裝成于單層或 多層(3D-IC)封裝體。
圖3和圖7示出了該方法的另一變化。在圖3的設備300中，該散布器 330包括多個噴嘴331。各個對應的噴嘴331可包括一對應不同濃度的單一 型態蝕刻劑，或者各個噴嘴331可包括對應不同型態的蝕刻劑。該散布器設 備可為一種型態，其披露于美國專利US 6,383,331，或者可為另一種型態， 其能夠從多種來源散布多種的流體。雖然圖3示出了三個噴嘴331，但該散 布器330可包括二個、四個，或多于四個噴嘴。
圖3更詳細地示出該轉動機構。于圖3中的該轉動裝置包括一旋轉臂 330，其順著一軸心362轉動。該轉動可由一步進馬達360控制。
圖7為使用圖3的裝置實施的方法的流程圖。在本技術領域中具通常知 識的人員應可理解的是，于圖3中的裝置300亦可用于實施圖4-6的任一方 法。
于步驟700中， 一散布器330由所述多個噴嘴331之一散布一蝕刻劑于 該旋轉基材310上。
于步驟702中，將該散布器330的臂轉動，將所述多個散布器的噴嘴331 移動到多個不同的位置。在本技術領域中具通常知識的人員應可理解的是， 于圖3中的任一噴嘴331可設置于任意既定的半徑處，使得任一噴嘴可用以散布蝕刻劑于蓋基材310上的任何既定的位置。
于步驟704中，使用一個或多個激光340監控該基材的厚度。雖然圖3 示出了激光340，但該監控步驟亦可以單一可移動的激光實施，或者以任何 想要數目的激光實施。
于步驟706中，于各別的位置上，當散布該蝕刻劑于該位置時，監控該 厚度。例如，如果使用多個激光，則各個激光在一既定的半徑上監控該基材 于對應位置的厚度。
于步驟708中，該控制器(位示于圖3中)動態控制在各個位置上的蝕刻 量，其通過控制蝕刻時間及/或控制噴嘴，將蝕刻流體散布在各別的位置上。 通過選用一個或多個噴嘴，該控制器可選擇一或多種濃度(如果各個噴嘴在不 同的濃度散布相同型態的蝕刻劑)或者一不同的蝕刻劑(如果各個噴嘴散布不 同型態的蝕刻劑)。另一方式為，可使用一第一噴嘴散布一高濃度的蝕刻劑， 以實施一主要的粗蝕刻于一既定的位置，接著通過一測量步驟(使用該激光 340)，且然后使用一第二噴嘴散布一較低濃度的蝕刻劑，以實施一細蝕刻于 上述相同的位置。此提供的細控制(由濃度較低的蝕刻劑)的優點，且不會導 致在此區域延長蝕刻時間，該區域需要降低較多的厚度。
所述多個薄化的IC被單一化以提供集成電路(IC)，其可封裝成于單層或 多層(3D-IC)封裝體。
圖8A-8G詳細地示出了一種于接觸制程之前形成導孔的方法，其為接合 具有導孔的晶片，以及接著使用先前圖1-7中所述的方法之一薄化該接合的 晶片。該導孔可為導通的硅導孑L(through silicon via， TSV)，當使用硅基材時， 然而在此描述的方法并不限定于硅基材。
圖8A為一基材110的一部分的剖面示意圖。基材110包括一晶片，其 典型為硅(Si)，然而其亦可為砷化鎵(GaAs)、砷磷化鎵(GaAsP)、磷化銦(InP)、 砷化鎵鋁(GaAsAl)、磷化銦鎵(InGaP)以及同類型的材料。以及包括由該基材 110所制成的圖解的元件101 。于圖8A中，一絕緣層102沉積于晶片110上。 此絕緣材料的一例子為使用磷硅酸鹽玻璃(PSG)。實施蝕刻步驟于該晶片110 以形成導孔凹入103。為了避免任何導電材料過濾進入該晶片110的電路的 任何主動區域，因此沉積襯墊氧化層105，例如氮化硅，于晶片110上，包 括導孔凹入103。請參閱圖8B,沉積一導電材料層于晶片110上。該導電材料可包括銅、
鉤、鋁、金、銀以及同類型的材料。該導電材料填入導孔凹入103。在移除 多余部分的導電材料步驟之后，可通過蝕刻、化學機械拋光(CMP)以及同類 型的方法，目前晶片110包括設置于基材110和絕緣層102中的導孔107， 如圖8B所示。
于該絕緣層102的頂部增加一額外的絕緣材料，以形成組合的絕緣層 102，導致導孔107封閉于晶片110中。另一組蝕刻制程造成凹入于絕緣層 102中，以露出導孔107和元件101的頂表面，尤其是穿透該組合的絕緣層 102。圖8C示出了晶片110的剖面示意圖，在導電層沉積于晶片110上填入 該凹入位于導孔107和元件101上方之的步驟后。移除此導電材料的部分， 其通過一制程例如CMP，以產生接觸墊114以及連線118，以提供接觸至元 件101，如圖8C所示。
于該接觸墊114和該導孔107之間提供一接口。此接口可包括一直接接 觸，如圖8C所示，但是其以可包括一非直接連接，例如一復位向層(redirection layer)、導電軌跡，或其它同類型連接。
通過沉積金屬層間介電(IMD)層119以形成鍵結連接121，如圖8D所示， 其將其它任何電路或元件鍵結于晶片110與元件101隔絕。蝕刻進入該IMD 層119以形成凹入，其進入導電材料沉積以形成鍵結連接121。移除或蝕刻 由該絕緣或介電材料構成的IMD層119，留下鍵結連接121,稍微升起于該 IMD層119的頂部。
所述多個鍵結接觸121并不限定與該接觸墊114的位置的相對關系，如 圖8D所示。然而，介于所述多個鍵結接觸121與接觸墊114之間的連接應 該以相同的形式存在，例如一復位向層(redirectionlayer)、導電軌跡，或其它 同類型連接。
圖8E為示出了一晶片IIO堆棧或鍵結至一第二基材125的剖面示意圖。 基材125包括一承載晶片，其上具有一絕緣層124和一 IMD層126。各個晶 片110和125分別包括金屬層間介電(IMD)層119和126，以限制在晶片之一 上的各種元件之間的干涉。晶片110和125于接觸墊121和122處鍵結在一 起，以形成堆桟的晶片IIO、 210或310，供薄化制程用，分別如圖l、 2或 3所示。任何數目的不同的元件、構件、連接及其相同類型可整合于晶片iio和
210中。于此圖解的該特定的元件或非構成元件并非以任何形式限定本實施 參考圖1-7，上述描述的該蝕刻法可接著用于薄化該晶片110的背面，
直到達成所期望的厚度，且顯露出該穿孔，如圖8F所示。于一例子中，一 晶片110可被薄化至30 (im的厚度。于另一例子中，該晶片110可被薄化至 20 pm的厚度。因為晶片可均勻地被薄化通過圖l-7的制程，所以比起使用 CMP所能達到的程度，其可能具有較小的最終厚度，以及該穿孔可制作較短 的高度，相對應于降低厚度。例如，若最終晶片厚度為50 ^trn，則該穿孔的 高度為50pm，但是30pm的晶片厚度允許30iim的穿孔高度。通過降低該 穿孔的高度，填入該穿孔的該導電材料(例如銅)的成本可降低，填入該穿孔 的制程時間可降低，以及該穿孔的深高比以可降低。
接續上述描述的薄化制程伴隨參考圖1-7，于圖8F中的堆棧的晶片110， 在導孔107上方，沉積一金屬化絕緣層127。該金屬化絕緣層127包括絕緣 材料層，其具有一層襯墊材料以避免任何金屬沉積于一金屬化制程中過濾進 入該堆棧的晶片110。接著自該金屬化絕緣層蝕刻以形成凹入。沉積一金屬 例如銅、鎢、鋁以及同類型的材料于金屬化絕緣層上且接著蝕刻或移除。該 金屬化制程導致形成所述多個接觸墊128,如圖8G的組態所示。因此，該 導孔107己經全部完成，早于該金屬化及形成所述多個接觸墊128。
圖8A-8G提供一制造方法的實施例，其利用圖1-7的薄化制程的優點， 但是并不限定該薄化制程的應用，其可用于單一的晶片，或堆棧的組態其具 有多于兩個晶片。
該示范的方法可用于以改善晶片薄化的均勻度(包括晶片對晶片的均勻 度和晶片內的均勻度)，使用臨場厚度測量以提升控制薄化的均勻度。在本技 術領域中具通常知識的人員應可理解的是，實施該方法的適合的設備可以通 過修正的電流旋轉制程工具或者其它新發展的工具提供。
本發明雖以較佳實施例披露如上，然而其并非用以限定本發明的范圍， 任何熟悉此項技術的人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，可做些許的更 動與潤飾，因此本發明的保護范圍應視所附的權利要求書所界定的范圍為 準。
權利要求
1.一種控制基材厚度的方法，包括自至少一個散布器散布至少一個蝕刻劑至一旋轉基材的一表面上的多個不同的位置以實施蝕刻；監控于所述多個位置上的該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑于各別的位置時，該旋轉基材的厚度被監控；以及基于位于所述各別的位置上的該相對監控厚度，控制實施蝕刻的一相對量。
2. 如權利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中該監控步驟包括于所 述多個不同的位置之間移動一單一傳感器。
3. 如權利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中該監控步驟包括通過 在各個位置上使用一相對地不同的傳感器，依序地監控在所述多個位置相對 之一上的該基材的厚度。
4. 如權利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中該散布步驟包括于所述多個不同的位置之間移動一單一散布器。
5. 如權利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中該散布步驟包括以一第一段時間長度散布該蝕刻劑于一第一位置的該表面上，其所在的基材具有 一第一厚度，以及以一第二段時間長度散布該蝕刻劑于一第二位置的該表面 上，其所在的基材具有一第二厚度，其中該第一段時間長度大于該第二段時 間長度，并且該第一厚度大于該第二厚度。
6. 如權利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中該基材為一第一半導體晶片，該方法還包括于該分散步驟之前，鍵結該第一半導體晶片至一第二半導體晶片。
7. 如權利要求6所述的控制基材厚度的方法，其中該第一半導體晶片和第二半導體晶片分別包括一正面和至少一個位于 該正面上的接觸，該第一半導體晶片的該表面為一背面，其背對該第一半導體晶片的該正面；該第一半導體晶片包括一導孔，該導孔導電連接至該第一半導體晶片的 該接觸；該鍵結步驟包括連接該第一半導體晶片和該第二半導體晶片的該接觸；以及該散布步驟包括蝕刻該第一半導體晶片的該背面，至少到該導孔由該背 面顯露出為止。
8. —種控制一具有一正面與一背面的半導體基材的厚度的方法，包括于一旋轉基臺上，旋轉一半導體基材；當自該散布器散布一蝕刻劑至該旋轉基材的該背表面上的多個不同的位置時，移動一散布器；監控位于所述多個位置上的該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑 于各別的位置時，該旋轉基材的厚度被監控；以及動態控制一時間的相對量，當蝕刻液被散布在各別的位置上，基于位于 該位置上的該相對監控厚度，使得于該基材整個范圍，該厚度的一標準差維 持在或低于一預定的數值。
9. 如權利要求8所述的控制基材厚度的方法，其中 該移動步驟包括通過旋轉一其上具有一散布器的臂，活動該步進馬達；以及該監控步驟包括使用一激光測量裝置測量一距離，其代表該基材的厚度。
10. 如權利要求8所述的控制基材厚度的方法，其中該方法還包括于該分散步驟之前，鍵結該第一半導體晶片至一第二半導體晶片。
11. 一種處理基材的裝置，包括一移動式散布器，以散布一蝕刻劑至一旋轉基材的一表面上的多個不同 的位置；至少一個傳感器，以監控該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑于 各別的位置時，該旋轉基材的厚度被監控；一控制器，基于位于該位置上的該相對監控厚度，以控制被散布的蝕刻 液的相對量在各別的位置上。
12. 如權利要求11所述的處理基材的裝置，其中所述至少一個傳感器包 括一單一傳感器，其沿著所述多個不同的位置移動。
13. 如權利要求11所述的處理基材的裝置，其中所述至少一個傳感器包括多個傳感器，各對應的傳感器被設置以監控位于對應所述多個不同的位置 之一處的該基材的厚度。
14.如權利要求11所述的處理基材的裝置；其中所述至少一個傳感器為 一掃描式激光測量儀或紅外線測量儀。
全文摘要
本發明提供一種控制基材厚度的方法和處理基材的裝置。該方法包括自至少一個散布器散布至少一個蝕刻劑至一旋轉基材的一表面上的多個不同的位置以實施蝕刻；監控于所述多個位置上該旋轉基材的一厚度，使得當散布該蝕刻劑于各別的位置時，該旋轉基材的厚度被監控，以及基于位于所述各別的位置上的該相對監控厚度，控制實施蝕刻的一相對量。
文檔編號H01L21/67GK101527272SQ200910003748
公開日2009年9月9日 申請日期2009年2月1日 優先權日2008年3月6日
發明者吳文進, 左克偉, 楊固峰, 邱文智 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司