用于形成晶片的背面處理的對準特征的裝置和方法
【專利說明】用于形成晶片的背面處理的對準特征的裝置和方法
[0001]優先權數據
[0002]該PCT專利申請請求于2013年7月23日提交的美國專利申請號13/948408的優先權，該文獻在此通過引用以允許的范圍內并入。
技術領域
[0003]本發明一般涉及晶片制造處理，以及更具體地涉及晶片制造處理用于背面晶片處理的晶片對準。
【背景技術】
[0004]對于晶片器件(例如，MEMS設備或CMOS設備)的制造，常常需要或希望處理晶片的兩側，晶片一側的特征對準晶片的另一側的對應特征。完成這種對準的一種方式涉及使用利用1倍光掩模用紅外(IR)能力的對準工具。該工具的對準精度一般在5微米(微米或微米)之間。如果期望更精確的對準，可以使用具有紅外能力的步進工具。常規步進機不具備紅外線能力，所以使用具有IR能力的步進工具通常增加成本和復雜化制造過程。
【發明內容】
[0005]在某些實施例中，用于在晶片制造過程形成背面側晶片處理的對準特征的方法包括:從晶片的頂側形成進入但不完全通過晶片的溝槽；在溝槽的表面上形成對比材料；和研磨晶片的底側以暴露溝槽，其中，襯墊(lining)暴露溝槽的所述對比材料提供用于背面側處理晶片的晶片的精確對準的對準參考。
[0006]在各種替代實施例中，對比材料可以包括氧化物或氮化物。對比材料可以通過氧化或沉積形成。該方法可以進一步包括:在形成對比材料之后，使用保護材料(如，多晶硅或導電材料)填充溝槽。研磨晶片的底側以暴露溝槽可涉及:直接或間接地接合處理晶片到晶片的頂側和使用處理晶片以在研磨過程中處理晶片。晶片可以是晶片疊層中的多個晶片之一。晶片可以是絕緣體上硅(SOI)晶片，并且其中所述溝槽延伸穿過頂設備層和SOI晶片的掩埋氧化物層，但不完全穿過SOI晶片的底處理層。該對準特征可被放置在從由晶片形成的晶片器件排除的晶片的劃片區域，或包括在由晶片形成的晶片器件中。該方法還可以包括:在用于背面側處理晶片的晶片處理機中對準晶片，其中晶片處理機包括對準工具，并且其中所述暴露溝槽的對比材料是由對準工具用于對準晶片使用的對準參考。
[0007]某些其它實施例包括具有晶片的裝置，所述晶片具有從晶片的頂側形成并由對比材料襯墊的溝槽，從晶片的底側露出所述溝槽，其中，所述對比材料提供由對準工具用于精確對準晶片的對準參考，用于背面處理晶片。
[0008]在各種替代實施例中，對比材料可以包括氧化物或氮化物。所述襯墊的溝槽可填充有保護材料，諸如多晶硅或導電材料。晶片可以包括單晶片、硅絕緣體(SOI)晶片或晶片疊層中的晶片。該對準特征可被放置在從由晶片形成的晶片器件排除的晶片的劃片區域，或包括在由晶片形成的晶片器件中。
[0009]附加實施例可以被公開并要求保護。
【附圖說明】
[0010]通過參考附圖參考下面的詳細描述，實施例的前述特征將更加容易地理解:
[0011]圖1示出SOI晶片的橫截面圖的示意圖，如本領域已知；
[0012]圖2是表示從SOI晶片的頂側通過頂設備層和埋入氧化層進入底部處理層的深溝槽的示意圖。
[0013]圖3是表示在深溝槽的表面形成的對比材料的示意圖；
[0014]圖4是表示填充保護材料的溝槽的示意圖；
[0015]圖5是表示直接或間接鍵合到SOI晶片的頂面的處理晶片的示意圖；
[0016]圖6是表示在背側研磨表面以形成表面之后的晶片的示意圖，通過其該填充、襯墊的溝槽露出；
[0017]圖7是表不露出溝槽的表面的底側視圖的不意圖；和
[0018]圖8是工具以上結合圖1-7描述的制造處理，用于制造和使用對準特征的方法的邏輯流程圖。
[0019]應當注意:上述附圖和其中所示的元件不必按比例或任何比例。除非上下文另有說明，相同的元件用相同的標號表示。
【具體實施方式】
[0020]本發明的實施例允許非常精確地對準(例如，圍繞1-5微米)晶片，用于晶片的背面側處理(例如，MEMS設備、CMOS設備或其他晶片器件的制造)。具體而言，一個或多個對準特征從晶片的前(頂)側形成，用于使用對準工具后(底)側處理對準晶片，諸如不帶紅外能力或IX對準機的常規步進機。對準特征部通過如下形成:從晶片的前(頂)側形成一個或多個進入但不完全通過晶片的溝槽；在溝槽(ES)的表面上形成對比材料(例如，氧化物或氮化物)；和研磨晶片的底部(背面)側以暴露溝槽。襯墊暴露溝槽的對比材料提供對準工具的對準參考，用于在背面側處理晶片期間精確對準晶片。在粉碎前，溝槽可填充有保護材料(例如，多晶硅)，以便防止以后的制造工藝的材料(例如，光致抗蝕劑)困在溝槽并引起隨后制造處理中的問題。處理晶片可直接或間接結合到晶片(例如，如美國專利申請公開號2004/0063237描述的虛擬處理晶片，其在此引入本文作為參考)，用于在研磨和/或背面側處理晶片的過程中處理晶片。該處理晶片可以永久性地粘合到晶片或在研磨和/或背面處理后去除。
[0021]本發明的各種實施例可以用于各種類型的晶片，諸如單晶晶片(例如，硅晶片)、絕緣體上的硅(SOI)晶片或晶片堆疊(S卩，在堆疊配置中，多個晶片直接或間接結合彼此)。在形成溝槽之前，各種材料層可以在或從晶片的前側形成，在此情況下，溝槽可以通過該材料層形成和進入/通過晶片的一個或多個層。基于各種因素(諸如，晶片的類型和/或厚度、形成溝槽的材料層、要執行的背面磨削的量)，溝槽可形成為特定制造工藝流必要或希望的任何深度。在某些實施例中，該對準特征形成在厚晶片中，諸如絕緣體上硅(S0I)晶片，其中從晶片的頂側形成的深溝槽通常大于約100微米(典型地約100-500微米深，但在各種實施例可形成較深或較淺的溝槽)，并延伸穿過S0I晶片的頂部設備層和掩埋氧化層，但不完全穿過所述SOI晶片的底處理層。應當指出:晶片可以對準用于使用對準特征的背面加工的精度取決于(在一定程度上)溝槽形成的精度以及具體地溝槽兩側如何陡峭和直地形成。因此，在某些實施例中，深反應離子蝕刻(DRIE)工藝或其它精確深蝕刻工藝可用于創建深、陡峭的溝槽。
[0022]應當指出，對準特征不需要被包括在從晶片制造的最終設備中。因此，在某些示例性實施例中，某些或全部的對準特征或全部可以位于制造的晶片器件之外，諸如在晶片器件的切割或其它分離期間除去的晶片的“劃片”區域。
[0023]還應當指出，除了用于對準，某些或全部對準特征可以填充導電材料并用于電連接(例如，作為“硅通”或TSV)。
[0024]用于在SOI晶片中形成對準特征的示例性過程現在參考圖1-7描述，但該過程如何可以更一般地應用于其它類型晶片對于本領域技術人員是顯而易見的。
[0025]圖1是示出SOI晶片100的橫截面圖的示意圖，如本領域已知的。SOI晶片100包括限定頂面140的頂部硅器件層110、中間(掩埋)氧化物層120，和限定底表面150的底硅處理層130。
[0026]圖2是示出從SOI晶片100的頂側140通過頂設備層110和埋入氧化層120進入到底部處理層130形成深溝槽210的概略圖。應當指出:溝槽210可以以單一蝕刻步驟或多個蝕刻步驟形成。
[0027]圖3是示出在深溝槽210的表面形成的對比材料31