控制基材厚度的方法和处理基材的装置的制作方法

专利名称：控制基材厚度的方法和处理基材的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造方法及装置，特别涉及控制基材厚度的方法和处 理基材的装置。
背景技术：
半导体工业多年来已朝着降低集成电路(IC)的尺寸演进。三维集成电路 (3D-IC)具有超薄的晶片堆栈以广泛且深入地被研究。为了支持3D-IC封装， 其目的在于，不仅是降低IC的尺寸，并且也应将低芯片的厚度。较薄的芯 片可允许用使用3D-IC的产品，其中含所期望的薄的封装体，例如行动手持 通讯装置(亦即行动电话及PDA)。达到薄芯片所常用的方法为，在单一化之 前，通过化学式及/或机械式装置移除半导体晶片背面的材料。
于一传统的晶片薄化处理步骤中，以机械式研磨移除大部分的硅。接着， 以化学机械式抛光(CMP)或湿蚀刻法释放研磨应力以提供一超薄的晶片。但 是随着该晶片的最终厚度降低，由机械研磨/CMP所造成的损伤变成一大虑 点，且研磨应力所造成的冲击更是无法预估的。
基于上述原因，湿蚀刻法逐渐地变成薄化晶片制程中的主导的方法。许 多芯片制造业者己专注于绝缘层上有硅(SOI)晶片，并且采用的步骤，其中包 括湿蚀刻终止层于埋藏氧化层上，以达到所期望的厚度和均匀性。
其它的制造业者则专注在块体Si晶片法，其使用湿蚀刻法。然而，该块 体Si晶片法并不具有使用于SOI制程的蚀刻终止层，并且可导致不均匀的 基材厚度。
目前，Semitools和SEZ AG of Villach, Austria 二者皆提供湿蚀刻溶液供 晶片薄化。Semitools的湿式批次晶片薄化通过时间控制蚀刻的量，但是并不 提供厚度均匀性控制，因此晶片的均匀性随着Si移除量增加而变得更差。SEZ 提供的蚀刻控制方式是通过光谱仪分析制程的流出物，以检测化学入口的偏 移。此位于化学入口的偏移表示被蚀刻的材料己改变，其表示的信息为蚀刻剂已经移除上位的一覆盖层，并且已经开始蚀刻下位的一底层。
因此，业界希望提供一种方法用于提供整体晶片均匀的厚度。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种方法用于提供整体晶片均匀的厚度，并提 供一种处理基材的装置。
在一些实施例中， 一种控制基材厚度的方法，包括自至少一个散布器散
布至少一个蚀刻剂至一旋转基材的一表面上的多个不同的位置以实施蚀刻； 监控于所述多个位置上该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂于各别的
该位置时，该旋转基材的厚度被监控；以及基于位于各别的位置上的该相对
监控厚度，控制实施蚀刻的一相对量。
在一些实施例中， 一种控制一具有一正面与一背面的半导体基材的厚度
的方法。于一旋转基台上，旋转一半导体基材；移动一散布器，当自该散布 器散布一蚀刻剂至该旋转基材的该背表面上的多个不同的位置。监控位于所 述多个位置上该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂于各别的位置时， 该旋转基材的厚度被监控；动态控制一时间的相对量，当蚀刻液被散布在各 别的位置上，基于位于该位置上的该相对监控厚度，使得于该基材整个范围， 该厚度的一标准差维持在或低于一预定的数值。
在一些实施例中，提供一种处理基材的装置，包括一移动式散布器，以 散布一蚀刻剂至一旋转基材的一表面上的多个不同的位置；至少一个传感 器，以监控该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂于各别的位置时，该 旋转基材的厚度被监控； 一控制器，基于位于该位置上的该相对监控厚度， 以控制被散布的蚀刻液的相对量在各别的位置上。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施 例，并配合附图，作详细说明如下


图1为使用至少一个可移动的蚀刻剂散布器，至少一个监控传感器及一 控制器的方法和系统的示意图2为使用至少一个可移动的蚀刻剂散布器，多个监控传感器及一控制器的方法和系统的示意图3为使用至少一个可移动的蚀刻剂散布器其具有多个喷嘴，多个监控
传感器及一控制器的方法和系统的示意图4为控制晶片厚度的一示范的方法的流程图； 图5为使用图1的装置控制晶片厚度的一示范的方法的流程图
图6为使用图2的装置控制晶片厚度的一示范的方法的流程图 图7为使用图3的装置控制晶片厚度的一示范的方法的流程图；以及 图8A-8G详细显示一示范的方法以接合晶片其具有至少一个导孔和薄 化该晶片，使用图l-7的方法之一，以制造3D-IC。 其中，附图标记说明如下
100、 200、 300~设备； 110、 210、 310 半导体基材；
120、 220~旋转盘； 130、 230、 330~散布器；
131、 331~喷嘴； 132、 232~蚀刻剂；
140、 240、 340 激光或IR测量仪;
150、 250 连线处理控制器；
360 监控单元； 362~轴心；
400-404 控制基材厚度的方法的步骤；
500-508 控制基材厚度的方法的步骤；
600-608~控制基材厚度的方法的步骤；
700-708 控制基材厚度的方法的步骤；
110 基材； lOl-元件；
102~绝缘层； 103 导孔凹入；
105 衬垫氧化层； 107~导孔；
114 接触垫； 118~连线；
119 金属层间介电(IMD)层；
121 键结连接； 125~基材；
126 IMD层； 127 金属化绝缘层； 128 接触垫。
具体实施方式
本示范的实施例的说明用以配合附图直述其连接关系，附图亦被视为整 个说明说的一部分。关于贴附、耦接等相似的词汇，例如"连接"和"互连"， 所涉及的关系，其中的结构是被保护的或者直接地或间接地通过中间介在结 构彼此贴附，其亦可表示可移除的或刚性的贴附体或结构，除非明确地以负 向表述。
以下所披露的方法用于临场O^W)地，动态控制晶片薄化，以提供改善
的均匀性。通过一旋转湿蚀刻法实现封闭回路(closed-loop)均匀性的控制。 图4为一示范的控制基材厚度的方法的流程图。
于步骤400中，自至少一个散布器散布至少一种蚀刻剂至一旋转基材的 一表面上的多个不同的位置以实施蚀刻。
于步骤402中，监控位于所述多个位置上的该旋转基材的一厚度，使得 位于各别的位置上，当散布该蚀刻剂于该位置时，该旋转基材的厚度被监控。
于步骤404中，在各别的位置上，基于位于该位置上的相对的临场监控 厚度，控制实施蚀刻的一相对量。
较佳的为，控制于蚀刻剂被散布于各个位置时的时间量，使得整体基材 的厚度为实质地均匀。
通过动态控制该基材的局部厚度，基于临场地监控局部的厚度，该基材 厚度的均匀性可被控制在所期望的精确度内。可使用各种不同的技术以实施 该监控和散布步骤。以下提供一些实例。
.图1为用以控制该基材的厚度的一示范的设备100的示意图。图5为使 用图1的装置控制基材厚度的示范方法的流程图。
该设备100可被涵括于一旋转处理器的一部分，例如由SEZ AG of Austria所上市的旋转处理器的修正型。该旋转处理器能够支持晶片薄化。许 多旋转处理器已披露于美国专利US 5，089，305， US 6，149，759， US 6,383,331， US 6,589,855和美国专利早期公开US 2007/0175500，上述文件的整体公开内 容可视为本发明各实施例的协同参考依据。
较佳的为，该旋转处理器适用于各种不同的额外的应用，包括高分子的 清洗、层的蚀刻、层的薄化和回蚀刻、膜的移除、背面和边角清洗、Si应力 释放以及Si的薄化，使得额外的晶片制造操作可于相同的旋转处理器中实 施。该旋转处理器包括一旋转盘120, —半导体基材110例如一硅晶片设置
于其上。该旋转盘120固定且旋转该基材120。该旋转盘120可连接至一监 控单元360 (示于图3中)以顺着其轴心旋转该旋转盘。再请参阅图1，于先 前讨论的基材薄化操作过程中，该晶片110被放置，以其正面(包括接触垫) 面对该旋转盘120。
该旋转处理器具有至少一个喷嘴131，其被放置在一旋转散布器的臂130 上。该喷嘴131散布流体用于制造的处理过程中。于晶片薄化操作的例子中， 该喷嘴散布蚀刻剂。该相同的喷嘴131亦可用于散布其它流体用于IC制程 中，例如光阻，水、清净干空气，或同类型的流体。该散布器可与美国专利 US 5,089,305和US 6,383,331所公开的具相类似的形式，但是修正的部分包 括一步进马达360 (图3中)，以精确地控制该散布的运动。再者，该散布器 并不限定于上述专利所公开的形式，并且本领域中具通常知识者可选择或设 计其它适用的散布器。例如，于其它实施例中，该散布器可利用一线性致动 器(未图标)沿着一直线运动。
提供一传感器(较佳者为非接触式传感器，例如商业用形式的扫描式激光 (Laser)或红外线(IR)测量仪140，在晶片薄化过程中，以临场测量局部的该基 材110的厚度。就激光或红外线测量仪(gauge)而言，诱发的入射光自空气 穿透进入该基材(例如硅(Si))中，其具有不同于空气的反射率。由该传感器检 测反射光自空气/硅和硅/空气或硅/基材界面反射的光线的干涉时间，以决定 硅的厚度。 一适用的传感器为SemDex 310传感器由Isis Sentronics of Mannheim, Germany提供，其允许晶片的半自动表面形态测量，例如用于测 量迷你凸块，以及其它物件包括直径达300mm或12"的晶片。另一适用的激 光扫描测量仪为C8125-01光学微测量仪，由Hamamatsu Photonics, K.K., Hamamatsu City, Japan提供。这些仅为示范例，并且亦可使用其它光学传感 器测量。于一些实施例中， 一激光光以一角度投射于该基材110的表面上， 并且反射回一光胞阵列(photocdl array)上。于一些实施例中，该激光旋转并 未平移，以测量该晶片上位于不同位置处的厚度。于其它实施例中，该激光 或IR传感器横越该晶片移动(例如，该扫描式激光测量仪可贴附于一臂上， 其旋转横越该晶片，或连接至一线性致动器)。
一连线处理控制器150自该传感器140接收未经处理的传感器数据。依据该传感器140所提供的信号型态而定，该控制器150可执行放大、滤波及 /或模拟-数字转换，且可传输该数据至一电脑(未示出)以处理、显示及/或储
存。该控制器150可将该局部厚度与目标厚度相比较，且决定在该位置处应 移除的材料总量。接着，该控制器提供控制信号至该散布器130，致使该散
布器散布适当量的蚀刻剂，以降低在该位置的局部厚度至该目标厚度。
请参阅图5，于步骤500中，由一散布器130散布一蚀刻剂于该旋转基 材110的背部表面上。
于步骤502中，将该散布器的臂沿着所述多个不同的位置移动，以实施 蚀刻于所述多个不同的位置。于一些实施例中，该散布器的移动步骤包括将 该臂旋转，其位于该散布器上。该臂顺着该臂的旋转轴心旋转，且该散布器 自该臂的旋转轴心处偏离。
于步骤504中，以一单一传感器140监控该旋转基材的厚度。
于步骤506中，该单一的传感器140于所述多个不同的位置之间旋转或 移动，使得位于各别的位置上，当散布该蚀刻剂于该位置时，该旋转基材的 厚度被监控。于一些实施例中，该传感器精准地以多个预定的角度旋转，以 测量位于所述多个位置处的厚度。例如，可通过一步进马达(未示出)控制该 传感器的旋转。
于其它实施例中，该传感器140为直接地或非直接地贴附在该散布器130 的臂上，使得该传感器140随着该散布器移动。非直接的贴附可包括一连接 或其它机械性的装置。
于其它实施例中，该传感器140为独立地镶在该散布器130，且该传感 器被移动(通过使用一分开的旋转臂或线性致动器)，且该该传感器的移动系 分别地由控制器150所控制或由一分开的控制器(未示出)所控制。
于具有移动的传感器的实施例中，该传感器较佳地移动于一平行的面 中，其位于该旋转盘的表面，简化该厚度的决定方法。
于步骤508中，控制位于各个单独的位置处，所对应实施的蚀刻剂的量， 其基于在位置处对应的临场监控的局部厚度。于一些实施例中，该散布器130 散布一单一的蚀刻溶液，其具有一单一的预定浓度，且位于任一位置处被实
施的该蚀刻量由设定时间的量来控制，该蚀刻剂是被散布在该既定的位置。 在一既定的位置处降低的局部厚度是与时间的长度成正比。 一适合的蚀刻剂用以调整蚀刻的例子为HNA，其为氢氟酸(HF)、硝酸(HN03)和醋酸 (CH3COOH)的组合，其目的在于蚀刻率为可调整的，通过改变添加物，由l 微米/分钟至35微米/分钟。
于一些实施例中，在各个单独的位置处的厚度被连续地监控(至少是当散 布蚀刻剂于该单独的位置时)，且在该位置持续散布蚀刻剂，直到该厚度到达 该目标值。在各个位置处的蚀刻剂散布的终止是由动态地控制，其基于临场 地测量。
于其它实施例中，测量在各个单独的位置处的厚度，且计算一大致上的 散布时间。接着，散布该蚀刻剂以一预定的计算所得的蚀刻时间的分量(例如 50%)，该局部厚度可再度地被测量，且剩下的蚀刻时间可被计算出，基于该 目前的厚度。该蚀刻的循环，及重复测量和计算，直到被移除的剩余厚度(或 散布蚀刻剂的剩余时间)落至低于收敛的标准值。此变化应置放一较小的荷重 于该控制器及/或电脑，其处理该接受的资料和控制该设备100的运转。
于一些实施例中，该散布步骤包括以一第一段时间长度散布蚀刻剂于一 第一位置的该表面上，其所在的基材具有一第一厚度，以及以一第二段时间 长度散布该蚀刻剂于一第二位置的该表面上，其所在的基材具有一第二厚 度，其中该第一段时间长度大于该第二段时间长度，并且该第一厚度大于该 第二厚度。因此，使用从厚度测量的临场的回馈，以相对应的不同的时间量， 将蚀刻剂散布到该晶片的不同的部分。
于一些实施例中，将蚀刻剂散布于各位置的总时间被控制，使得于该基 材整个范围，该厚度的一标准差降低至一预定的数值。在该蚀刻剂已经被散 布在各个位置之后，计算测量的该厚度的均匀性(例如该取样的厚度值的标准 差)，且可实施一细调变化，在一个或多个所述多个位置处，实施额外的蚀刻， 以达成所期望的均匀度。
于另外其它的实施例中，测量位于各个单独的位置处的厚度，并且由该 控制器计算在该位置的散布时间。以该计算得的时间散布该蚀刻剂于该位置 处。因此，该设备可以用来开回路控制于各个单独的位置处，然而仍可提供 较大的均匀度，通过控制涂布于各个位置的蚀刻剂的量，基于在各个位置处 的一最初测量。
于一些实施例中，使用一步进马达，以移动该散布器到多个离散的位置，且在各个位置上的该时间(介于该步进马达的转动之间)精确地被控制。
于其它实施例中，该移动步骤包括以一第一速率移动该散布器130，当 该散布器于一第一位置散布蚀刻剂于该表面上，其所在的基材iio具有一第 一厚度，以及以一第二速率移动该散布器，当该散布器于一第二位置散布蚀 刻剂于该表面上，其所在的基材具有一第二厚度，其中该第一速率小于该第 二速率，并且该第一厚度大于该第二厚度。因此，该散布器可连续地以一速
率移动，其在该散布器移动较慢的位置，改变以散布较多的蚀刻剂，以及在 该散布器移动较快的位置，改变以散布较少的蚀刻剂。
于步骤500中，单一化该薄化的晶片，以将单独的集成电路(IC)晶粒彼
此分离。任何适合的单一化方法皆可被采用。
于步骤502中，将所述多个IC封装。可将所述多个薄化的IC封装成任 何组态，包括线键结(wire bonding)或覆晶(flip chip)，于单层或多层(3D-IC) 封装。因为薄的尺寸和均匀的晶粒厚度的组合，所以所述多个薄化的IC特 别适用于3D-IC应用领域。以上述方法薄化的所述多个IC可与其它使用相 同方法薄化的IC封装于3D-IC封奘体中，或者可与一分离的IC封装体封装 于该3D-IC封奘体中。
图2和图6示出了使用图1的设备的变化型的一种方法。该设备200包 括一组合，其具有分别类似于上述描述的构件120、 130和150的一旋转盘 220、 一散布器230、和一控制器250。然而，设备200包括多个传感器240 以测量该厚度，其可包括多个激光点源，其瞄准以测量在多个不同的位置处， 沿着该晶片210具有不同的辐射的偏移量。所述多个传感器可沿着一半径设 置，或者设置于不同位置处，其并不位在相同的半径上，但是仍然具有不同 的辐射的偏移量。虽然图2示出了三个传感器，但该组态可包括两个、四个， 或任何其它想要的数目的传感器。在本技术领域中具通常知识的人员应可理 解的是，随着传感器的数目增加，该系统在各别的位置处控制厚度的能力亦 随之增加。
于一些实施例中，所述多个传感器240具有固定的位置，其简化了该硬 件组态和降低成本。于其它实施例中， 一个或多个传感器240为可转动的或 可移动的，在整个晶片范围的位置处，以提供均匀的厚度控制。
请参阅图6，于步骤600中，由至少一个散布器230散布至少一个蚀刻剂232于多个不同的位置在一旋转基材210的表面上，以实施蚀刻。
于步骤602中，将该散布器230的臂沿着所述多个不同的位置移动，以 实施蚀刻于所述多个不同的位置。于一些实施例中，该散布器的移动步骤包 括将该臂旋转，其位于该散布器上。该臂顺着该臂的旋转轴心旋转，且该散 布器自该臂的旋转轴心处偏离。
于步骤604中，以所述多个传感器240之一监控该旋转基材的厚度。
于步骤606中，该监控步骤包括通过在各个位置上使用一相对地不同的 传感器，依序地监控在所述多个位置相对之一上的该基材的厚度。于各个依 次的多个位置上监控该旋转基材的厚度，使得位于各别的位置上，当散布该 蚀刻剂于该位置时，该旋转基材的厚度被监控。
于步骤608中，在各别的位置上，基于位于该位置上该相对的临场监控 厚度，控制实施蚀刻的一相对量。
所述多个薄化的IC被单一化以提供集成电路(IC)，其可封装成于单层或 多层(3D-IC)封装体。
图3和图7示出了该方法的另一变化。在图3的设备300中，该散布器 330包括多个喷嘴331。各个对应的喷嘴331可包括一对应不同浓度的单一 型态蚀刻剂，或者各个喷嘴331可包括对应不同型态的蚀刻剂。该散布器设 备可为一种型态，其披露于美国专利US 6,383,331，或者可为另一种型态， 其能够从多种来源散布多种的流体。虽然图3示出了三个喷嘴331，但该散 布器330可包括二个、四个，或多于四个喷嘴。
图3更详细地示出该转动机构。于图3中的该转动装置包括一旋转臂 330，其顺着一轴心362转动。该转动可由一步进马达360控制。
图7为使用图3的装置实施的方法的流程图。在本技术领域中具通常知 识的人员应可理解的是，于图3中的装置300亦可用于实施图4-6的任一方 法。
于步骤700中， 一散布器330由所述多个喷嘴331之一散布一蚀刻剂于 该旋转基材310上。
于步骤702中，将该散布器330的臂转动，将所述多个散布器的喷嘴331 移动到多个不同的位置。在本技术领域中具通常知识的人员应可理解的是， 于图3中的任一喷嘴331可设置于任意既定的半径处，使得任一喷嘴可用以散布蚀刻剂于盖基材310上的任何既定的位置。
于步骤704中，使用一个或多个激光340监控该基材的厚度。虽然图3 示出了激光340，但该监控步骤亦可以单一可移动的激光实施，或者以任何 想要数目的激光实施。
于步骤706中，于各别的位置上，当散布该蚀刻剂于该位置时，监控该 厚度。例如，如果使用多个激光，则各个激光在一既定的半径上监控该基材 于对应位置的厚度。
于步骤708中，该控制器(位示于图3中)动态控制在各个位置上的蚀刻 量，其通过控制蚀刻时间及/或控制喷嘴，将蚀刻流体散布在各别的位置上。 通过选用一个或多个喷嘴，该控制器可选择一或多种浓度(如果各个喷嘴在不 同的浓度散布相同型态的蚀刻剂)或者一不同的蚀刻剂(如果各个喷嘴散布不 同型态的蚀刻剂)。另一方式为，可使用一第一喷嘴散布一高浓度的蚀刻剂， 以实施一主要的粗蚀刻于一既定的位置，接着通过一测量步骤(使用该激光 340)，且然后使用一第二喷嘴散布一较低浓度的蚀刻剂，以实施一细蚀刻于 上述相同的位置。此提供的细控制(由浓度较低的蚀刻剂)的优点，且不会导 致在此区域延长蚀刻时间，该区域需要降低较多的厚度。
所述多个薄化的IC被单一化以提供集成电路(IC)，其可封装成于单层或 多层(3D-IC)封装体。
图8A-8G详细地示出了一种于接触制程之前形成导孔的方法，其为接合 具有导孔的晶片，以及接着使用先前图1-7中所述的方法之一薄化该接合的 晶片。该导孔可为导通的硅导孑L(through silicon via， TSV)，当使用硅基材时， 然而在此描述的方法并不限定于硅基材。
图8A为一基材110的一部分的剖面示意图。基材110包括一晶片，其 典型为硅(Si)，然而其亦可为砷化镓(GaAs)、砷磷化镓(GaAsP)、磷化铟(InP)、 砷化镓铝(GaAsAl)、磷化铟镓(InGaP)以及同类型的材料。以及包括由该基材 110所制成的图解的元件101 。于图8A中，一绝缘层102沉积于晶片110上。 此绝缘材料的一例子为使用磷硅酸盐玻璃(PSG)。实施蚀刻步骤于该晶片110 以形成导孔凹入103。为了避免任何导电材料过滤进入该晶片110的电路的 任何主动区域，因此沉积衬垫氧化层105，例如氮化硅，于晶片110上，包 括导孔凹入103。请参阅图8B,沉积一导电材料层于晶片110上。该导电材料可包括铜、
钩、铝、金、银以及同类型的材料。该导电材料填入导孔凹入103。在移除 多余部分的导电材料步骤之后，可通过蚀刻、化学机械抛光(CMP)以及同类 型的方法，目前晶片110包括设置于基材110和绝缘层102中的导孔107， 如图8B所示。
于该绝缘层102的顶部增加一额外的绝缘材料，以形成组合的绝缘层 102，导致导孔107封闭于晶片110中。另一组蚀刻制程造成凹入于绝缘层 102中，以露出导孔107和元件101的顶表面，尤其是穿透该组合的绝缘层 102。图8C示出了晶片110的剖面示意图，在导电层沉积于晶片110上填入 该凹入位于导孔107和元件101上方之的步骤后。移除此导电材料的部分， 其通过一制程例如CMP，以产生接触垫114以及连线118，以提供接触至元 件101，如图8C所示。
于该接触垫114和该导孔107之间提供一接口。此接口可包括一直接接 触，如图8C所示，但是其以可包括一非直接连接，例如一复位向层(redirection layer)、导电轨迹，或其它同类型连接。
通过沉积金属层间介电(IMD)层119以形成键结连接121，如图8D所示， 其将其它任何电路或元件键结于晶片110与元件101隔绝。蚀刻进入该IMD 层119以形成凹入，其进入导电材料沉积以形成键结连接121。移除或蚀刻 由该绝缘或介电材料构成的IMD层119，留下键结连接121,稍微升起于该 IMD层119的顶部。
所述多个键结接触121并不限定与该接触垫114的位置的相对关系，如 图8D所示。然而，介于所述多个键结接触121与接触垫114之间的连接应 该以相同的形式存在，例如一复位向层(redirectionlayer)、导电轨迹，或其它 同类型连接。
图8E为示出了一晶片IIO堆栈或键结至一第二基材125的剖面示意图。 基材125包括一承载晶片，其上具有一绝缘层124和一 IMD层126。各个晶 片110和125分别包括金属层间介电(IMD)层119和126，以限制在晶片之一 上的各种元件之间的干涉。晶片110和125于接触垫121和122处键结在一 起，以形成堆桟的晶片IIO、 210或310，供薄化制程用，分别如图l、 2或 3所示。任何数目的不同的元件、构件、连接及其相同类型可整合于晶片iio和
210中。于此图解的该特定的元件或非构成元件并非以任何形式限定本实施 参考图1-7，上述描述的该蚀刻法可接着用于薄化该晶片110的背面，
直到达成所期望的厚度，且显露出该穿孔，如图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，该晶片110可被薄化至 20 pm的厚度。因为晶片可均匀地被薄化通过图l-7的制程，所以比起使用 CMP所能达到的程度，其可能具有较小的最终厚度，以及该穿孔可制作较短 的高度，相对应于降低厚度。例如，若最终晶片厚度为50 ^trn，则该穿孔的 高度为50pm，但是30pm的晶片厚度允许30iim的穿孔高度。通过降低该 穿孔的高度，填入该穿孔的该导电材料(例如铜)的成本可降低，填入该穿孔 的制程时间可降低，以及该穿孔的深高比以可降低。
接续上述描述的薄化制程伴随参考图1-7，于图8F中的堆栈的晶片110， 在导孔107上方，沉积一金属化绝缘层127。该金属化绝缘层127包括绝缘 材料层，其具有一层衬垫材料以避免任何金属沉积于一金属化制程中过滤进 入该堆栈的晶片110。接着自该金属化绝缘层蚀刻以形成凹入。沉积一金属 例如铜、钨、铝以及同类型的材料于金属化绝缘层上且接着蚀刻或移除。该 金属化制程导致形成所述多个接触垫128,如图8G的组态所示。因此，该 导孔107己经全部完成，早于该金属化及形成所述多个接触垫128。
图8A-8G提供一制造方法的实施例，其利用图1-7的薄化制程的优点， 但是并不限定该薄化制程的应用，其可用于单一的晶片，或堆栈的组态其具 有多于两个晶片。
该示范的方法可用于以改善晶片薄化的均匀度(包括晶片对晶片的均匀 度和晶片内的均匀度)，使用临场厚度测量以提升控制薄化的均匀度。在本技 术领域中具通常知识的人员应可理解的是，实施该方法的适合的设备可以通 过修正的电流旋转制程工具或者其它新发展的工具提供。
本发明虽以较佳实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明的范围， 任何熟悉此项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更 动与润饰，因此本发明的保护范围应视所附的权利要求书所界定的范围为 准。
权利要求
1.一种控制基材厚度的方法，包括自至少一个散布器散布至少一个蚀刻剂至一旋转基材的一表面上的多个不同的位置以实施蚀刻；监控于所述多个位置上的该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂于各别的位置时，该旋转基材的厚度被监控；以及基于位于所述各别的位置上的该相对监控厚度，控制实施蚀刻的一相对量。
2. 如权利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中该监控步骤包括于所 述多个不同的位置之间移动一单一传感器。
3. 如权利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中该监控步骤包括通过 在各个位置上使用一相对地不同的传感器，依序地监控在所述多个位置相对 之一上的该基材的厚度。
4. 如权利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中该散布步骤包括于所述多个不同的位置之间移动一单一散布器。
5. 如权利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中该散布步骤包括以一第一段时间长度散布该蚀刻剂于一第一位置的该表面上，其所在的基材具有 一第一厚度，以及以一第二段时间长度散布该蚀刻剂于一第二位置的该表面 上，其所在的基材具有一第二厚度，其中该第一段时间长度大于该第二段时 间长度，并且该第一厚度大于该第二厚度。
6. 如权利要求1所述的控制基材厚度的方法，其中该基材为一第一半导体晶片，该方法还包括于该分散步骤之前，键结该第一半导体晶片至一第二半导体晶片。
7. 如权利要求6所述的控制基材厚度的方法，其中该第一半导体晶片和第二半导体晶片分别包括一正面和至少一个位于 该正面上的接触，该第一半导体晶片的该表面为一背面，其背对该第一半导体晶片的该正面；该第一半导体晶片包括一导孔，该导孔导电连接至该第一半导体晶片的 该接触；该键结步骤包括连接该第一半导体晶片和该第二半导体晶片的该接触；以及该散布步骤包括蚀刻该第一半导体晶片的该背面，至少到该导孔由该背 面显露出为止。
8. —种控制一具有一正面与一背面的半导体基材的厚度的方法，包括于一旋转基台上，旋转一半导体基材；当自该散布器散布一蚀刻剂至该旋转基材的该背表面上的多个不同的位置时，移动一散布器；监控位于所述多个位置上的该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂 于各别的位置时，该旋转基材的厚度被监控；以及动态控制一时间的相对量，当蚀刻液被散布在各别的位置上，基于位于 该位置上的该相对监控厚度，使得于该基材整个范围，该厚度的一标准差维 持在或低于一预定的数值。
9. 如权利要求8所述的控制基材厚度的方法，其中 该移动步骤包括通过旋转一其上具有一散布器的臂，活动该步进马达；以及该监控步骤包括使用一激光测量装置测量一距离，其代表该基材的厚度。
10. 如权利要求8所述的控制基材厚度的方法，其中该方法还包括于该分散步骤之前，键结该第一半导体晶片至一第二半导体晶片。
11. 一种处理基材的装置，包括一移动式散布器，以散布一蚀刻剂至一旋转基材的一表面上的多个不同 的位置；至少一个传感器，以监控该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂于 各别的位置时，该旋转基材的厚度被监控；一控制器，基于位于该位置上的该相对监控厚度，以控制被散布的蚀刻 液的相对量在各别的位置上。
12. 如权利要求11所述的处理基材的装置，其中所述至少一个传感器包 括一单一传感器，其沿着所述多个不同的位置移动。
13. 如权利要求11所述的处理基材的装置，其中所述至少一个传感器包括多个传感器，各对应的传感器被设置以监控位于对应所述多个不同的位置 之一处的该基材的厚度。
14.如权利要求11所述的处理基材的装置；其中所述至少一个传感器为 一扫描式激光测量仪或红外线测量仪。
全文摘要
本发明提供一种控制基材厚度的方法和处理基材的装置。该方法包括自至少一个散布器散布至少一个蚀刻剂至一旋转基材的一表面上的多个不同的位置以实施蚀刻；监控于所述多个位置上该旋转基材的一厚度，使得当散布该蚀刻剂于各别的位置时，该旋转基材的厚度被监控，以及基于位于所述各别的位置上的该相对监控厚度，控制实施蚀刻的一相对量。
文档编号H01L21/67GK101527272SQ200910003748
公开日2009年9月9日 申请日期2009年2月1日 优先权日2008年3月6日
发明者吴文进, 左克伟, 杨固峰, 邱文智 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司