可聲學(xué)地監(jiān)視及控制使用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)的TSV(穿透硅的通孔)顯露工藝，以檢測(cè)TSV破損并自動(dòng)地響應(yīng)于所述TSV破損。在CMP工藝期間，可分析由一個(gè)或多個(gè)聲傳感器接收的聲發(fā)射，以檢測(cè)TSV破損，所述一個(gè)或多個(gè)聲傳感器被定位成毗鄰CMP系統(tǒng)的基板保持器及/或拋光墊。響應(yīng)于檢測(cè)到TSV破損，一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)救動(dòng)作可自動(dòng)地發(fā)生。在一些實(shí)施例中，拋光墊壓板可具有集成于其中的一個(gè)或多個(gè)聲傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)聲傳感器延伸到安裝在所述拋光墊壓板上的拋光墊中。作為其他方面，還提供了監(jiān)視及控制TSV顯露工藝的方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】【專(zhuān)利說(shuō)明】 相關(guān)申請(qǐng) 本申請(qǐng)要求2013年5月1日申請(qǐng)、題為"用于聲學(xué)監(jiān)視及控制穿透硅的通孔顯露 處理的設(shè)備及方法（APPARATUSANDMETHODSFORACOUSTICALMONITORINGANDCONTROLOF THR0UGH-SILIC0N-VIAREVEALPROCESSING) "的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列第 13/874, 495號(hào) (代理人案卷號(hào)：20654/USA)的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的全文在此為所有目的 通過(guò)引用整體結(jié)合于此。
本專(zhuān)利技術(shù)一般涉及半導(dǎo)體器件制造，且尤其涉及TSV(穿透硅的通孔）的背側(cè)化學(xué)機(jī) 械拋光。
技術(shù)介紹
亦被稱(chēng)作化學(xué)機(jī)械平面化的化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)是通常用于在半導(dǎo)體基板上制 造集成電路（IC)的工藝。CMP工藝可從部分處理基板移除地形特征和材料，以制造平坦表 面供后續(xù)處理用。CMP工藝可在一個(gè)或更多旋轉(zhuǎn)的拋光墊上使用研磨劑及/或化學(xué)活性?huà)?光液，所述一個(gè)或更多旋轉(zhuǎn)的拋光墊壓抵著基板表面。基板可被保持在基板保持器中，所述 基板保持器使基板旋轉(zhuǎn)。基板保持器亦可使基板在（多個(gè)）旋轉(zhuǎn)拋光墊的表面上來(lái)回振蕩。 在制造IC中，3D封裝可被用于增加緊湊占地面積方面的電路功能及/或性能。三 維封裝可涉及使用TSV(穿透硅的通孔）層疊在彼此的頂部之上的IC芯片的互連，以電連 接層疊的IC芯片。TSV是延伸通過(guò)基板的垂直電導(dǎo)體。為從基板的背側(cè)進(jìn)入TSV(以供后 續(xù)電連接下面的另一IC)，CMP可被用于TSV顯露工藝中。TSV顯露工藝可包括磨削及蝕刻 基板的背面，以暴露TSV的從背面突出的殘根（stub)。隨后將介電膜沉積在背面上。CMP 可被用于移除突出的殘根及將背面拋光至所需的介電膜厚度，以完成TSV顯露工藝。然而， TSV破損（S卩，一個(gè)或更多殘根的破損）可發(fā)生，其會(huì)毀壞基板。因此，期望改進(jìn)的TSV顯露 工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)一個(gè)方面，提供用于化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)設(shè)備的壓板。所述壓板包括：盤(pán)形基 底，所述盤(pán)形基底被配置成在所述盤(pán)形基底的表面上接收拋光墊，所述盤(pán)形基底具有至少 一個(gè)通孔；以及聲傳感器，所述聲傳感器被接收在所述至少一個(gè)通孔中并從所述盤(pán)形基底 的表面突出，所述聲傳感器被配置成被電耦接至控制器。 根據(jù)另一方面，提供一種化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)設(shè)備，所述CMP設(shè)備被配置成執(zhí)行 CMP工藝。所述CMP設(shè)備包括：壓板，所述壓板包括拋光墊；基板保持器，所述基板保持器被 配置成保持待拋光的基板，其中所述壓板或基板保持器被配置成將基板與拋光墊放置成彼 此接觸；聲傳感器，在CMP工藝期間，所述聲傳感器被定位成峨鄰所述拋光墊或基板；以及 聲處理器，所述聲處理器被電耦接至聲傳感器，且被配置成分析從聲傳感器接收的一個(gè)或 多個(gè)信號(hào)，以檢測(cè)TSV(穿透硅的通孔）破損。 根據(jù)又一方面，提供監(jiān)視及控制TSV(穿透硅的通孔）顯露工藝的方法。所述方法 包括：使用化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)工藝處理基板；感測(cè)CMP工藝的聲發(fā)射；以及分析聲發(fā)射， 以檢測(cè)TSV破損。 從以下詳細(xì)描述可容易地明白本專(zhuān)利技術(shù)的其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中描述及圖示 了若干示例實(shí)施例和實(shí)施方式，包括構(gòu)想用于實(shí)施本專(zhuān)利技術(shù)的最佳模式。本專(zhuān)利技術(shù)亦可包括其 他和不同實(shí)施例，數(shù)種細(xì)節(jié)可從不同方面修改，此皆未悖離本專(zhuān)利技術(shù)的范圍。因此附圖和敘述 本質(zhì)上應(yīng)視為說(shuō)明之用、而非限定之意。附圖不一定按比例繪制。本專(zhuān)利技術(shù)涵蓋落在本專(zhuān)利技術(shù) 范圍內(nèi)的所有修改、均等物和替代物。【附圖說(shuō)明】 下述附圖僅為說(shuō)明目的。這些附圖不旨在以任何方式限制本專(zhuān)利技術(shù)的范圍。 圖1A-1C圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)歷TSV(穿透硅的通孔）顯露工藝且沒(méi)有TSV 破損的半導(dǎo)體基板的連續(xù)截面圖。 圖2圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)破損的TSV。 圖3圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有TSV破損的半導(dǎo)體基板的截面圖。 圖4圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有破損的TSV。 圖5圖示了根據(jù)實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)系統(tǒng)的示意性部分側(cè)視圖。 圖6A及圖6B分別圖示了根據(jù)實(shí)施例的CMP系統(tǒng)的壓板和拋光墊的俯視圖和側(cè)截 面圖（沿圖6A的線(xiàn)6B-6B截取）。 圖7圖示了根據(jù)實(shí)施例的監(jiān)視及控制TSV顯露工藝的方法的流程圖。【具體實(shí)施方式】 現(xiàn)將詳細(xì)參考本公開(kāi)的示例實(shí)施例，這些實(shí)施例在附圖中示出。盡可能以相同的 附圖標(biāo)記表示各圖中相同或相似的元件。 在一個(gè)方面中，可聲學(xué)地監(jiān)視及控制使用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光）的TSV(穿透硅的 通孔）顯露工藝，以檢測(cè)TSV破損并自動(dòng)地響應(yīng)于所述TSV破損。在一些IC制造工藝中， 在TSV高寬比（S卩，暴露的TSV殘根高度比TSV直徑）可以是高的地方（例如，具有小的直 徑的TSV)，TSV破損可在CMP期間更常發(fā)生。高的高寬比TSV可允許IC具有更大的芯片至 芯片互連密度。然而，高的高寬比TSV可能是較不剛硬的，并且因此在從基板的背面移除暴 露的TSV殘根的CMP工藝期間更易破損。 -個(gè)或多個(gè)聲傳感器可被定位于CMP系統(tǒng)中，以在CMP工藝期間接收聲發(fā)射。所 述一個(gè)或多個(gè)聲傳感器可被耦接至例如基板保持器及/或拋光墊壓板。在一些實(shí)施例中， 拋光墊壓板可具有集成在其中的一個(gè)或多個(gè)聲傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)聲傳感器延伸到安 裝在所述拋光墊壓板上的拋光墊中。 在一些實(shí)施例中，可通過(guò)系統(tǒng)控制器及/或聲處理器分析由一個(gè)或多個(gè)聲傳感器 接收的聲發(fā)射，以檢測(cè)TSV破損。聲處理器可為CMP系統(tǒng)控制器的一部分，或替代地，可為 耦接至CMP系統(tǒng)控制器的單獨(dú)的獨(dú)立部件。響應(yīng)于檢測(cè)到TSV破損，系統(tǒng)控制器及/或聲 處理器可自動(dòng)啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)救動(dòng)作。例如，在一些實(shí)施例中，可通知操作員所述TSV破 損。此外或替代地，可通過(guò)例如，如可在系統(tǒng)控制器及/或聲處理器中預(yù)先編程的減少基板 或拋光墊抵靠彼此的下壓力預(yù)定的量、降低拋光墊及/或基板的旋轉(zhuǎn)速度預(yù)定的量，及/或 兩者的組合來(lái)自動(dòng)地修改CMP工藝。在一些實(shí)施例中，可響應(yīng)于檢測(cè)到TSV破損而自動(dòng)地 停止CMP工藝及/或控制轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)控制器的終點(diǎn)例程。 在其他方面，提供了監(jiān)視及控制TSV顯露工藝的方法，此將配合圖IA至圖7詳述 于后。 圖1A-1C圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的正經(jīng)歷TSV顯露工藝的基板100所述TSV顯露工 藝可被稱(chēng)作BVR(經(jīng)由背側(cè)顯露）CMP工藝。圖IA圖示了具有背面102A的基板100,所述 背面102A已經(jīng)被TSV顯露工藝部分處理。基板100可具有硅基底層104、金屬（例如，銅） 層106、從金屬層106延伸并突出超過(guò)硅基底層104的數(shù)個(gè)TSV108、覆蓋TSV108與金屬 層106的阻擋層110和覆蓋背面102A的介電層112。在一些制造工藝中，TSV108可具有 在硅基底層104之上的高度H，所述高度H范圍可從約2ym至約4ym，且所述高度H可因 TSV108而異。可在CMP系統(tǒng)處接收具有背面102A的基板100以供如圖IB和圖IC中所示 的進(jìn)一步TSV顯露處理。 圖IB圖示了具有進(jìn)一步處理的背面102B的基板100,其中可已通過(guò)CMP工藝從 TSV108的頂部表面109移除介電層112和阻擋層110。CMP工藝可繼續(xù)從基板100的背 面102B移除材料及/或拋光所述背面102B，直到產(chǎn)生圖IC的背面102C為止，假如未發(fā)生 TSV破損。如圖IC本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)設(shè)備的壓板，包括：盤(pán)形基底，所述盤(pán)形基底被配置成在所述盤(pán)形基底的表面上接收拋光墊，所述盤(pán)形基底具有至少一個(gè)通孔；以及聲傳感器，所述聲傳感器被接收在所述至少一個(gè)通孔中并從所述盤(pán)形基底的表面突出，所述聲傳感器被配置成被電耦接至控制器。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：X·Y·周，K·蘇布拉馬尼亞姆，U·瑪哈簡(jiǎn)，B·A·斯韋德克，R·巴賈杰，J·唐，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：應(yīng)用材料公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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