TWI896721B - 用於背側通孔顯示處理的方法和設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供了使用對於多個製程工具的集中式控制框架執行背側通孔顯示製程的方法及設備。在一些實施例中，一種用於執行背側通孔顯示製程的方法可包括經由中央控制器自背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數；自背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之至少一或多者接收感測器計量資料；並且至少部分地基於製程工具操作參數及感測器計量資料，藉由調整背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之兩者或更多者來修改背側通孔顯示製程。輪廓參數經配置以防止在化學機械研磨(CMP)製程期間的背側通孔斷裂。

Description

用於背側通孔顯示處理的方法和設備

本發明原理之實施例通常係關於半導體基板的半導體處理。

在積體電路的形成期間，可使用諸如三維(three dimensional; 3D)封裝之多維封裝。在該等情況下，垂直連接或通孔可經使用以將在封裝電路的不同位準處建立的積體電路連接。通孔為通過基板的實質上垂直的導體。為了自基板背側存取通孔以進行進一步連接，可使用化學機械研磨或CMP製程以顯示通孔之表面。背側通孔顯示(backside via reveal; BVR)製程可包括磨削、研磨且蝕刻背側以暴露或顯示通孔，以使得通孔延伸至背側表面之上。介電薄膜可隨後沉積在通孔上方，並且另一化學機械研磨製程可用於在沉積之後於背側上暴露通孔的連接表面。發明者已觀察到，在最終的化學機械研磨製程期間，通孔可能彎曲或者斷開，導致對通孔及背側表面的損壞。

發明者已提供用於背側通孔顯示製程的增強控制之改良的方法及設備。

本文提供了用於增強控制背側通孔顯示製程的方法及設備。

在一些實施例中，一種用於執行背側通孔顯示製程的方法可包含經由中央控制器自背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數；經由中央控制器自背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之至少一或多者接收計量感測器資料；並且經由中央控制器至少部分地基於製程工具操作參數及計量感測器資料，藉由調整背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之兩者或更多者的輪廓參數來修改背側通孔顯示製程，其中輪廓參數經配置以在化學機械研磨(CMP)製程期間防止背側通孔斷裂。

在一些實施例中，方法亦可包括：其中在背側通孔顯示製程中涉及的製程工具包括化學機械研磨腔室、蝕刻腔室，及化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)腔室；經由中央控制器在資料庫中儲存製程工具操作參數及計量感測器資料；藉由至少部分地基於製程工具操作參數及計量感測器資料使用機器學習模型，經由中央控制器來確定對於製程工具中之兩者或更多者的調整；經由中央控制器，在當處理基板時於背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之兩者或更多者之間發送且接收計量感測器資料，以在後續基板於處理工具中之兩者或更多者中處理之前自動地調整處理工具中之兩者或更多者；其中背側通孔顯示製程包括暫時地黏合且背面研磨基板的背側，在基 板背側上執行第一化學機械研磨(CMP)製程，蝕刻基板背側以在通孔周圍產生凹槽，在基板背側上沉積鈍化層，且執行第二化學機械研磨製程以顯示在基板背側上的通孔，其中用於黏合且背面研磨的感測器計量資料包括暫時黏合空隙、翹曲量、總厚度變化(total thickness variation；TTV)，及表面粗糙度資料；其中用於化學機械研磨製程的感測器計量資料包括總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓、表面粗糙度，及通孔斷裂資料；其中用於蝕刻的感測器計量資料包括凹槽深度及通孔高度、通孔斷裂，及表面粗糙度資料；及/或其中用於沉積的感測器計量資料包括通孔釘高度分佈及厚度均勻性、分層，及接縫資料。

在一些實施例中，一種用於執行背側通孔顯示製程的方法可包含經由中央控制器接收對於背側通孔顯示製程的基板的初始輪廓及基板的最終輪廓；經由中央控制器自在背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數；經由中央控制器自在背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之至少一者接收感測器計量資料；經由中央控制器基於初始輪廓、最終輪廓、製程工具操作參數，及感測器計量資料，來確定兩個或更多個個別的製程工具配方；其中個別的製程工具配方經配置以分佈式地修改初始輪廓以產生最終輪廓；並且經由中央控制器發送兩個或更多個個別的製程工具配方至在背側通孔顯示製程中涉及的相關聯製程工具，產生對基板的輪廓變化。

在一些實施例中，方法亦可包括經由中央控制器在資料庫中儲存製程工具操作參數及計量感測器資料；藉由至少部分地基於製程工具操作參數使用機器學習模型，經由中央控制器來確定個別的製程工具配方；經由中央控制器，在當處理基板時於背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之兩者或更多者之間發送且接收計量感測器資料，以在後續基板於處理工具中之兩者或更多者中處理之前自動地調整個別的製程工具配方以實現改變；及/或其中背側通孔顯示製程包括暫時地黏合且背面研磨基板的背側，在基板背側上執行第一化學機械研磨(CMP)製程，蝕刻基板背側以在通孔周圍產生凹槽，在基板背側上沉積鈍化層，且執行第二化學機械研磨製程以顯示在基板背側上的通孔，及/或其中用於黏合且背面研磨的感測器計量資料包括暫時黏合空隙、翹曲量、總厚度變化(total thickness variation；TTV)，及表面粗糙度資料；其中用於化學機械研磨製程的感測器計量資料包括總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓、表面粗糙度，及通孔斷裂資料；其中用於蝕刻的感測器計量資料包括凹槽深度及通孔高度、通孔斷裂，及表面粗糙度資料；及其中用於沉積的感測器計量資料包括通孔釘高度輪廓及厚度均勻性、分層，及接縫資料。

在一些實施例中，提供一種具有儲存於其上的指令之非暫時性電腦可讀媒體，當該等指令執行時，使得用於執行背側通孔顯示製程的方法得以執行，該方法可包含經由中央控制器自背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接 收製程工具操作參數；經由中央控制器自背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之至少一或多者接收感測器計量資料；並且經由中央控制器至少部分地基於製程工具操作參數及計量感測器資料，藉由調整背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之兩者或更多者的輪廓參數來修改背側通孔顯示製程，其中輪廓參數經配置以在化學機械研磨(CMP)製程期間防止背側通孔斷裂。

在一些實施例中，該非暫時性電腦可讀媒體可包含一種方法，該方法進一步包括經由中央控制器在資料庫中儲存製程工具操作參數及感測器計量資料；藉由基於製程工具操作參數及感測器計量資料使用機器學習模型，經由中央控制器來確定對於製程工具中之兩者或更多者的調整；經由中央控制器，在當處理基板時於背側通孔顯示製程中涉及的製程工具中之兩者或更多者之間發送且接收感測器計量資料，以在後續基板於處理工具中之兩者或更多者中處理之前自動地調整處理工具中之兩者或更多者；暫時地黏合且背面研磨基板的背側，蝕刻基板背側以在通孔周圍產生凹槽，在基板背側上沉積鈍化層，且執行化學機械研磨製程以顯示在基板背側上的通孔，及/或其中用於黏合且背面研磨的感測器計量資料包括暫時黏合空隙、翹曲量、總厚度變化(TTV)，及表面粗糙度資料；其中用於化學機械研磨製程的感測器計量資料包括總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓、表面粗糙度，及通孔斷裂資料；其中用於蝕刻的感測器計量資料包括凹槽深度及通孔高度、通孔斷裂，及表面粗糙度資料；及其中用於沉積的感測器計量資料包括通孔釘高度分佈及厚度均勻性、分層，及接縫資料。

下文揭示了其他及進一步實施例。

該方法及設備提供了對在背側通孔顯示(BVR)製程的最終化學機械研磨(CMP)程序期間可能發生的通孔彎曲或斷裂的解決方案。其他BVR製程僅依賴於最終CMP以校正基板輪廓，並且劇烈的校正不可避免地導致通孔損壞。BVR製程為製程中之若干程序之間的複雜相互作用，該製程可包括例如黏合製程、背面研磨(back-grinding)製程、蝕刻製程、沉積製程，及兩個或更多個研磨製程。藉由整合BVR製程並且在BVR製程流程上分佈基板輪廓變化，可防止通孔彎曲或斷裂。

可利用計量資料確定傳入基板的輪廓，以及沿著BVR製程流程並且在BVR製程完成之後基板的輪廓變化。用於接收計量資料的感測器可經置放於在BVR製程中使用的製程工具中及/或於積體製程工具平臺的工廠介面或負載鎖定及其類似者中。計量資料可經由中央控制器獲得並且可用於即時調整在BVR製程的每一製程工具中之輪廓設定，及/或儲存於資料庫中用於進一步處理。在一些實施例中，基於機器學習的模型可用於確定BVR製程中使用的製程工具的輪廓及/或操作變化。本發明之原理不僅限於BVR製程並且亦可併入其他製程流程中，該等製程流程包括但不限於中間通孔、最後通孔、再分佈層(redistribution layer; RDL)、銅柱，及/或鑲嵌製程流程等。

第1圖為根據一些實施例的執行BVR製程的方法100。在一些實施例中，方塊104為可選製程。第2圖圖示根據一些實施例並且將結合第1圖之方法100論述的在BVR製程期間的基板的橫截面圖。在方塊102中，基板218暫時地經由黏合層204黏合至載體202，並且經歷如圖200A及200B中所示的背面研磨製程。基板218可具有先前形成的通孔210，該通孔210具有插入於通孔210與基板218的塊體材料208之間的阻障/襯墊層206。載體202在處理期間提供對基板218的剛性並且在處理的稍後階段被移除。基板218之背側表面216A可為非均勻的，並且可能需要背面研磨程序以將基板218的背側表面216A平整為背側表面216B。背面研磨亦可減少或消除基板218的某些翹曲。在一些情況下，載體202可能並未在基板218上適當定中心及/或背部研磨製程可能尚未適當移除背側表面216B中的磕傷或其他缺陷，導致隨著基板218移動通過BVR製程流程的其他問題。在一些情況下，高位準的翹曲可能無法在背部研磨製程期間完全移除，有可能導致基板218上的低中心輪廓及高邊緣輪廓。

在方塊104中，在背側表面216B上執行可選第一化學機械研磨製程。可選第一化學機械研磨製程將基板218的背側表面216B研磨，以便BVR製程中的後續製程在每一製程處可達成期望的輪廓。可選第一化學機械研磨製程的研磨程度可直接影響後續蝕刻製程的成功。太少的研磨及蝕刻製程將無法充分移除足夠的介電層以顯示通孔210。太多的研磨及蝕刻製程可能顯示過多的通孔並且導致其在後續化學機械研磨製程期間彎曲或斷裂。在一些實施例中，跳過方塊104的可選第一化學機械研磨製程，並且基板將自方塊102的背部研磨製程直接移動至方塊106的蝕刻製程。在方塊106中，基板218的背側經蝕刻以在通孔210周圍產生凹槽，如圖200C中所示。塊體材料208的諸部分經蝕刻掉以顯示通孔210。阻障/襯墊層206仍然覆蓋通孔210。塊體材料208經蝕刻以允許鈍化層212得以沉積在通孔210上。若蝕刻速率太低，則通孔210將不會暴露並且鈍化層212將沉積在塊體材料208上而不覆蓋通孔210。若蝕刻速率太快，則後續鈍化層可能不夠厚以完全包圍通孔210，導致在後續化學機械研磨製程中的效能不良以及通孔210的彎曲或斷裂。

在方塊108中，鈍化層212沉積在基板218上，如圖200D中所示。在一些實施例中，沉積製程係在化學氣相沉積製程腔室及其類似腔室中執行。如先前所述，鈍化層沉積製程的成功受到先前製程的影響，諸如可選第一化學機械研磨製程及蝕刻製程。在方塊110中，執行第二化學機械研磨製程以顯示或暴露通孔210的頂表面214，如圖200E中所示。通孔210的頂表面214經用於至其他電路的後續電連接及/或用作用於基板218上的現有電路的輸入/輸出。第二化學機械研磨製程的成功很大程度上取決於如上文論述的BVR製程流程中的先前製程。

第3圖圖示根據一些實施例的在第二化學機械研磨製程之後的基板的橫截面圖300。當BVR製程流程中的先前製程產生第二化學機械研磨製程輪廓無法充分補償的情況時（背面研磨無法移除翹曲、不正確的可選第一化學機械研磨製程輪廓、蝕刻太深/太淺、鈍化層太薄等等），可能發生通孔210的彎曲及/或斷裂。在第3圖之橫截面圖300中，在基板218的背側中發生了磕傷302，從而損壞了基板218。儘管第二CMP製程可能能夠補償先前製程工具之每一者中的微小製程公差，但是發明者已發現，當兩個或更多個製程具有產生第二化學機械研磨製程無法為其補償的基板表面的輪廓時，導致在第二化學機械研磨製程期間的基板損壞。

發明者已發現，藉由對BVR製程流程使用積體方法，可以消除在第二CMP製程期間的通孔的彎曲或斷裂，帶來所生產基板之更高產量及較佳的效能參數。第4圖為根據一些實施例的執行BVR製程以增強對BVR製程的控制的方法400。第5圖圖示根據本發明原理之一些實施例的用於整合BVR製程流程的框架500，並且將在論述方法400時使用的橫截面圖。在方塊402中，中央控制器502自在BVR製程流程中涉及的製程工具中接收製程工具操作參數。製程工具操作參數可包括但不限於，最小及/或最大處理時間、最小及/或最大蝕刻速率、最小及/或最大沉積速率、最小及/或最大移除速率、最小及/或最大腔室壓力，最小及/或最大腔室溫度，及/或漿料類型等等。

在方塊404中，在一些實施例中，中央控制器502自在BVR製程流程中涉及的製程工具中之至少一或多者中接收感測器計量資料。在一些實施例中，中央控制器502自在BVR製程流程中涉及的製程工具中之至少兩者或更多者中接收感測器計量資料。在下文中更詳細地論述不同類型的計量資料的實例。中央控制器502與第一製程工具504的第一控制器508及第二製程工具506的第二控制器512通信。在一些實施例中，第一製程工具504可具有第一測量感測器510，第一測量感測器510將計量資料傳遞522至第一控制器508。第一控制器508將第一製程工具操作參數及/或計量資料(若可用)傳遞526至中央控制器502。類似地，第二製程工具506可具有第二測量感測器514，第二測量感測器514將計量資料傳遞524至第二控制器512。第二控制器512將第二製程工具操作參數及/或計量資料(若可用)傳遞528至中央控制器502。如上文論述，在一些實施例中，中央控制器502亦可與未嵌入於製程工具中的測量感測器通信，該製程工具諸如工廠介面及/或負載鎖定及其類似者。在方塊406中，中央控制器502可至少部分地基於製程工具操作參數及/或測量感測器，藉由調整BVR製程流程中涉及的製程工具中之兩者或更多者的輪廓參數來修改BVR製程。輪廓參數經配置以防止在化學機械研磨(CMP)製程期間的背側通孔斷裂。

在一些實施例中，中央控制器502可與資料儲存器516通信534，其中中央控制器502可在資料儲存器516中儲存計量資料及/或製程工具操作參數。在一些實施例，中央控制器502可與模型518通信538，而模型518與資料儲存器516通信536。模型可以基於機器學習技術及其類似者，並且模型可利用歷史計量資料、即時資料，及/或製程工具操作參數及其類似者。在一些實施例中，中央控制器502亦可與其他製程工具520通信540、542。中央控制器502可使用模型518及/或儲存於資料儲存器516中的歷史資料，以促進確定第一製程工具504及第二製程工具506的製程輪廓可如何改變以防止在CMP製程期間的斷裂。因為中央控制器502知道與每個製程工具的製程輸出相關聯的製程工具操作參數及/或計量資料，所以中央控制器502可確定組合製程工具製程是否將產生無法由化學機械研磨製程補償的基板輪廓，防止當基板移動通過BVR製程流程時對基板的損壞。在確定之後，中央控制器502將任何輪廓調整通信530至第一製程工具504，及/或將任何輪廓調整通信532至第二製程工具506。輪廓調整可在基板行進（例如，基於歷史計量資料及/或基於初始輪廓—例如具有嚴重翹曲等的基板，如此將需要不同於未翹曲或不太翹曲的基板的輪廓變化）之前，及/或在基板行進之後即時進行。在一些實施例中，中央控制器502可具有實現輸入輪廓的介面556，該等輪廓諸如例如用於基板的初始輪廓及/或最終輪廓及其類似者。在一些實施例中，介面556可為用於基板輪廓提交的使用者介面，及/或用於與其他計算設備等一起使用、用於基板輪廓提交的數位介面及/或類比介面。

如本文所使用，第一控制器508及第二控制器512使用製程工具的直接及/或間接控制來分別控制第一製程工具504及第二製程工具506或腔室的操作。在操作中，第一控制器508及第二控制器512實現來自相應製程工具的資料收集以最佳化效能。第一控制器508及第二控制器512通常各自包括中央處理單元(central processing unit; CPU) 550、記憶體552，及支援電路554。CPU 550可為可在工業環境中使用的任何形式的通用電腦處理器。支援電路554習知地耦接至CPU 550並且可包含高速緩衝記憶體、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源等等。軟體常式（諸如如上文或下文描述的方法）可儲存於記憶體中，並且當該等軟體常式由CPU 550執行時，將CPU 550轉換為專用電腦（控制器508、512）。

記憶體552為含有指令的電腦可讀儲存媒體的形式，當該等指令由CPU 550執行時，促進半導體製程及設備的操作。記憶體552中的指令為程式產品的形式，諸如實施本發明原理之方法的程式。程式碼可符合多種不同程式語言中之任一者。在一個實例中，本案可經實施為儲存於電腦可讀儲存媒體上以與電腦系統一起使用的程式產品。程式產品的（諸）程式定義了各態樣（包括本文所述的方法）的功能。說明性的電腦可讀儲存媒體包括但不限於：其上永久儲存資訊的非可寫儲存媒體（例如，在電腦之內的唯讀記憶體裝置，諸如由緊密光碟-唯讀記憶體(Compact Disk-Read Only Memory; CD-ROM)驅動器可讀的CD-ROM磁碟、快閃記憶體、唯讀記憶體晶片，或任何類型的固態非揮發性半導體記憶體）；及其上儲存可改寫資訊的可改寫儲存媒體（例如，磁碟驅動器或硬碟驅動器中的軟碟或任何類型的固態隨機存取半導體記憶體）。該等電腦可讀儲存媒體當攜帶導引本文所述的方法之功能的電腦可讀指令時，為本發明原理之態樣。

如本文所使用的，中央控制器502使用製程工具的直接控制及/或替代地藉由控制與製程工具相關聯的電腦（或控制器）來間接地控制製程工具的操作。在操作中，中央控制器502實現來自相應製程工具的資料收集以最佳化BVR製程流程的效能。中央控制器502通常包括中央處理單元(Central Processing Unit; CPU) 544、記憶體546，及支援電路548。CPU 544可為可在工業環境中使用的任何形式的通用電腦處理器。支援電路548習知地耦接至CPU 544並且可包含高速緩衝記憶體、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源等等。軟體常式（諸如如上文描述的方法）可儲存於記憶體中，並且當該等軟體常式由CPU 544執行時，將CPU 544轉換為專用電腦（中央控制器502）。

中央控制器502之記憶體546為含有指令的電腦可讀儲存媒體的形式，當該等指令由CPU 544執行時，促進半導體製程及設備的操作。記憶體546中的指令為程式產品的形式，諸如實施本發明原理之方法的程式。程式碼可符合多種不同程式語言中之任一者。在一個實例中，本案可經實施為儲存於電腦可讀儲存媒體上以與電腦系統一起使用的程式產品。程式產品的（諸）程式定義了各態樣（包括本文所述的方法）的功能。說明性的電腦可讀儲存媒體包括但不限於：其上永久儲存資訊的非可寫儲存媒體（例如，在電腦之內的唯讀記憶體裝置，諸如由緊密光碟-唯讀記憶體(Compact Disk-Read Only Memory; CD-ROM)驅動器可讀的CD-ROM磁碟、快閃記憶體、唯讀記憶體晶片，或任何類型的固態非揮發性半導體記憶體）；及其上儲存可改寫資訊的可改寫儲存媒體（例如，磁碟驅動器或硬碟驅動器中的軟碟或任何類型的固態隨機存取半導體記憶體）。該等電腦可讀儲存媒體當攜帶導引本文所述的方法之功能的電腦可讀指令時，為本發明原理之態樣。

第6圖圖示根據一些實施例的用於執行BVR製程的框架的橫截面圖600。在示例性框架中，中央控制器502與黏合及背面研磨製程工具602通信610，該黏合及背面研磨製程工具602將基板黏合至載體並且背面研磨基板以準備後續BVR製程。在一些實施例中，載體由玻璃材料形成。中央控制器502自黏合及背面研磨製程工具602接收關於例如暫時黏合空隙、翹曲、基板的總厚度變化(TTV)，及/或表面粗糙度及其類似者的計量資料。中央控制器502可將來自黏合及背面研磨製程工具602的計量資料併入，用於暫時黏合品質保證及區域基板化學機械研磨控制。

中央控制器502亦與化學機械研磨製程工具604通信612，該化學機械研磨製程工具604提供用於平滑化基板的背側表面之初始研磨製程，並且提供用於在基板的背側表面上顯示通孔的最終研磨製程。中央控制器502可自化學機械研磨製程工具604接收用於初始研磨製程的計量資料，該計量資料關於總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓，及/或表面粗糙度及其類似者。在一些實施例中，例如，化學機械研磨製程工具604可併入近紅外線感測器，該感測器可映射橫跨整個基板的厚度以提供總厚度變化計量資料等等。中央控制器502可併入來自化學機械研磨製程工具604的計量資料，用於進入的穿透矽通孔(through silicon via; TSV)蝕刻均勻性及/或基板凹槽蝕刻等等。中央控制器502亦可使用計量資料以促進調整BVR製程流程及製程工具輪廓，用於中心至邊緣總厚度變化控制等等。中央控制器502可自化學機械研磨製程工具604接收用於最終研磨製程的計量資料，該計量資料關於通孔彎曲及/或斷裂及其類似者。中央控制器502可併入來自化學機械研磨製程工具604的計量資料，用於經由蝕刻製程工具606的基板凹槽蝕刻及/或經由化學氣相沉積製程工具608的鈍化層沉積及其類似者。中央控制器502亦可使用計量資料以促進調整BVR製程流程及製程工具輪廓，用於中心至邊緣下壓力控制等等。

中央控制器502亦與蝕刻製程工具606通信614，用於蝕刻通孔周圍的基板。中央控制器502可自蝕刻製程工具606接收關於凹槽深度/通孔高度、通孔彎曲及/或斷裂，及/或表面粗糙度等等的計量資料。中央控制器502可併入來自蝕刻製程工具606的計量資料，用於基板的鈍化層沉積及/或初始化學機械研磨拋光等等。中央控制器502亦可使用計量資料以促進對於M或W形狀的電漿輪廓調整BVR製程流程及製程工具輪廓，以用於中心至邊緣沉積厚度補償。

中央控制器502亦與化學氣相沉積製程工具608通信616，用於在基板上沉積鈍化層。中央控制器502可自化學氣相沉積製程工具608接收計量資料，該計量資料關於穿透矽通孔釘高度分佈/厚度均勻性、分層，及接縫等。中央控制器502可併入來自化學氣相沉積製程工具608的計量資料，用於基板的最終化學機械研磨拋光及/或基板凹槽蝕刻等等。中央控制器502亦可使用計量資料以促進調整BVR製程流程及製程工具輪廓，用於薄膜厚度控制。

藉由存取計量資料、製程工具配方，及/或其他製程工具操作參數，中央控制器502能夠在BVR製程流程上分佈基板的處理，而無需例如諸如化學機械研磨工具的單個製程工具以在流程結束時補償對基板的所有必要修正。中央控制器502亦能夠在製程工具的兩者或更多者之間使用及/或分配計量資料及輪廓資訊，用於促進製程工具的給定輪廓的配方調整。中央控制器502亦可使用計量資料以在每一經處理的基板之前、期間及/或之後校準BVR製程流程且微調BVR製程流程。例如，在可選第一化學機械研磨製程中使用的漿料混合物可能會被證明過於侵蝕性，並且導致自基板上移除比預期多的材料。中央控制器502可以自化學機械研磨製程工具接收計量資料，確定分佈在兩個或更多個後續製程工具上的校正曲線調諧，並將分佈變化即時傳送至兩個或更多個後續製程工具，調整在可選第一化學機械研磨製程期間的意外結果。在另一實例中，蝕刻製程可能會被證明過於侵蝕性。中央控制器502可自蝕刻製程工具接收蝕刻深度/通孔高度計量資料並且將該等變化併入經修改的輪廓調整中，該調整例如作為增加的沉積速率而分配至沉積製程，並且作為減小的研磨速率而分配至第二化學機械研磨製程等等。類似地，中央控制器502可以以較高的邊緣蝕刻速率（例如，經由蝕刻製程工具）及/或較高的中心沉積速率（例如，經由CVD沉積製程工具）對具有較高邊緣厚度的基板進行調整。

發明者已發現，本發明原理之整合方法允許基於初始基板輪廓及最終基板輪廓確定各個製程工具配方或基板配方。如本文所使用，「輪廓」或「基板輪廓」代表基板的實體參數，並且「配方」或「製程工具配方」代表使得製程工具修改基板輪廓的工具操作參數設定。在BVR製程流程中的每一各個製程工具可利用傳入基板的傳入輪廓或實體參數，以及傳出基板的傳出輪廓或實體參數。當傳入輪廓或傳出輪廓改變時，製程工具配方經改變以補償輪廓改變。若BVR製程流程中的製程工具中之一者意外地改變了傳出基板輪廓(不正確的配方或者有可能傳入基板輪廓超出範圍或不符合預期(例如，翹曲的基板等))，則當基板移動通過BVR製程流程時，來自彼製程工具的經改變基板輪廓將具有累積效應。

第7圖為根據一些實施例的執行使初始基板輪廓符合最終基板輪廓之BVR製程的方法700。在方塊702中，中央控制器接收對於BVR製程的基板的初始輪廓及基板的最終輪廓。初始輪廓可以來自基板的實際計量測量及/或來自預期輪廓(具有一些誤差界限等)。在方塊704中，中央控制器自在BVR製程流程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數。如上所述，製程工具操作參數可包括但不限於，最小及/或最大處理時間、最小及/或最大蝕刻速率、最小及/或最大沉積速率、最小及/或最大移除速率、最小及/或最大腔室壓力、最小及/或最大腔室溫度、及/或漿料類型等等。

在方塊706中，中央控制器自在BVR製程流程中涉及的製程工具中之至少一者中接收感測器計量資料。感測器計量資料可包括來自先前基板運行的歷史計量資料。在方塊708中，中央控制器基於初始輪廓、最終輪廓、製程工具操作參數，及感測器計量資料來確定兩個或更多個各個製程工具配方，其中各個製程工具配方經配置以分佈式地修改基板以產生最終輪廓。即使基板的初始輪廓不準確(並非基於實際計量資料)，BVR製程流程也可以調整以補償由測量感測器自製程工具偵測的差異。計量資料隨後可用於促進更新由製程工具使用的配方，產生有助於補償意外的初始輪廓測量的輪廓變化。在一些實施例中，基於機器學習的模型可用於幫助確定各個製程配方及輪廓。在方塊710中，中央控制器將兩個或更多個個別的製程工具配方發送至BVR製程流程中涉及的相關聯製程工具，產生對正經處理的基板之輪廓改變。

根據本發明原理的實施例可在硬體、韌體、軟體，或其任何組合中實施。實施例亦可經實施為使用一或多個電腦可讀媒體儲存的指令，該等指令可由一或多個處理器讀取且執行。電腦可讀媒體可包括用於儲存或發送以由機器可讀的形式之資訊的任何機制（例如，計算平臺或在一或多個計算平臺上執行的「虛擬機」）。例如，電腦可讀媒體可包括任何適當形式的揮發性或非揮發性記憶體。在一些實施例中，電腦可讀媒體可包括非暫時性電腦可讀媒體。

雖然前述內容針對本發明原理之實施例，但是可在不背離本發明的基本範疇之情況下設計本發明原理的其他及進一步實施例。

100:方法 102:操作 104:操作 106:操作 108:操作 110:操作 200A:背面研磨製程 200B:背面研磨製程 200C:操作 200D:操作 200E:操作 202:載體 204:黏合層 206:阻障/襯墊層 208:塊體材料 210:通孔 212:鈍化層 214:頂表面 216A:背側表面 216B:背側表面 218:基板 300:橫截面圖 302:磕傷 400:方法 402:操作 404:操作 406:操作 500:框架 502:中央控制器 506:第二製程工具 508:第一控制器 510:第一測量感測器 512:第二控制器 514:第二測量感測器 516:資料儲存器 518:模型 520:其他製程工具 522:操作 524:操作 526:操作 528:操作 530:操作 532:操作 534:操作 536:操作 538:操作 540:操作 542:操作 544:中央處理單元 546:記憶體 548:支援電路 550:中央處理單元 552:記憶體 554:支援電路 556:介面 600:橫截面圖 602:黏合及背面研磨製程工具 604:化學機械研磨製程工具 606:蝕刻製程工具 608:化學氣相沉積製程工具 610:操作 612:操作 614:化學機械研磨製程工具 616:操作 700:方法 702:操作 704:操作 706:操作 708:操作 710:操作

簡要概述於上文且在下文中更加詳細論述的本發明原理之實施例，可藉由參考在附圖中圖示的原理的說明性實施例來理解。然而，附圖僅圖示本發明原理的典型實施例並且因此不被視為對範疇之限制，因為該等原理可允許其他同等有效的實施例。

第1圖為根據本發明原理之一些實施例的執行背側通孔顯示製程的方法。

第2圖為根據本發明原理之一些實施例的在背側通孔顯示製程期間的基板的橫截面圖。

第3圖為根據本發明原理之一些實施例的在第二化學機械製程之後的基板的橫截面圖。

第4圖為根據本發明原理之一些實施例的執行背側通孔顯示製程以增強對BVR製程的控制的方法。

第5圖圖示根據本發明原理之一些實施例的用於整合BVR製程流程的框架的橫截面圖。

第6圖圖示根據本發明原理之一些實施例的用於執行背側通孔顯示製程的框架的橫截面圖。

第7圖為根據本發明原理之一些實施例的執行符合最終輪廓的背側通孔顯示製程的方法。

為了促進理解，在可能的情況下，已使用相同的元件符號來指示諸圖共用的相同元件。附圖並未按比例繪製並且可為了清晰起見而簡化。一個實施例的元件及特徵可有利地併入其他實施例，而無需進一步敘述。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:方法

102:操作

104:操作

106:操作

108:操作

110:操作

Claims (15)

1. 一種用於執行一背側通孔顯示製程的方法，包含以下步驟： 經由一中央控制器自該背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數； 經由該中央控制器自該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之至少一或多者接收感測器計量資料；及 經由該中央控制器至少部分地基於該等製程工具操作參數及該感測器計量資料，藉由調整該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之兩者或更多者的輪廓參數來修改該背側通孔顯示製程，其中該等輪廓參數經配置以在一化學機械研磨(CMP)製程期間防止背側通孔斷裂， 其中該背側通孔顯示製程包括： 暫時地黏合且背面研磨一基板的一背側； 在該基板的該背側上執行一第一化學機械研磨(CMP)製程； 蝕刻該基板的該背側以在通孔周圍產生凹槽； 在該基板的該背側上沉積一鈍化層；以及 執行一第二CMP製程以顯示在該基板的該背側上的通孔；及 其中用於黏合且背面研磨的該感測器計量資料包括暫時黏合空隙、翹曲量、總厚度變化(TTV)、及表面粗糙度資料。
2. 如請求項1所述之方法，其中在該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具包括一CMP腔室、一蝕刻腔室，及一化學氣相沉積(CVD)腔室。
3. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟： 經由該中央控制器在一資料庫中儲存該等製程工具操作參數及該感測器計量資料。
4. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟： 藉由至少部分地基於該等製程工具操作參數及該感測器計量資料使用一機器學習模型，經由該中央控制器來確定對該等製程工具之兩者或更多者的調整。
5. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟： 經由該中央控制器，在當處理一基板時於該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之兩者或更多者之間發送且接收感測器計量資料，以在一後續基板於該等處理工具中之該兩者或更多者中處理之前自動地調整該等製程工具中之該兩者或更多者。
6. 如請求項1所述之方法，其中用於該CMP製程的該感測器計量資料包括總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓、表面粗糙度，及通孔斷裂資料。
7. 如請求項1所述之方法，其中用於蝕刻的該感測器計量資料包括凹槽深度及通孔高度、通孔斷裂，及表面粗糙度資料。
8. 如請求項1所述之方法，其中用於沉積的該感測器計量資料包括通孔釘高度分佈及厚度均勻性、分層，及接縫資料。
9. 一種用於執行一背側通孔顯示製程的方法，包含以下步驟： 經由一中央控制器接收對於該背側通孔顯示製程的一基板的一初始輪廓及一基板的一最終輪廓; 經由該中央控制器自該背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數； 經由該中央控制器自該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之至少一者接收感測器計量資料； 經由該中央控制器基於該初始輪廓、該最終輪廓、該等製程工具操作參數，及該感測器計量資料來確定兩個或更多個各個製程工具配方，其中該各個製程工具配方經配置以分佈式地修改該初始輪廓以產生該最終輪廓；以及 經由該中央控制器將該兩個或更多個個別的製程工具配方發送至該背側通孔顯示製程中涉及的相關聯製程工具，產生對該基板之輪廓改變， 其中該背側通孔顯示製程包括以下步驟： 暫時地黏合且背面研磨該基板的一背側； 在該基板的該背側上執行一第一化學機械研磨(CMP)製程； 蝕刻該基板的該背側以在通孔周圍產生凹槽； 在該基板的該背側上沉積一鈍化層；以及 執行一第二CMP製程以顯示在該基板的該背側上的通孔， 其中用於該黏合且背面研磨的該感測器計量資料包括暫時黏合空隙、翹曲量、總厚度變化(TTV)，及表面粗糙度資料，其中用於該CMP製程的該感測器計量資料包括總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓、表面粗糙度、及通孔斷裂資料，其中用於蝕刻的該感測器計量資料包括凹槽深度及通孔高度、通孔斷裂、及表面粗糙度資料，及其中用於沉積的該感測器計量資料包括通孔釘高度分佈及厚度均勻性、分層、及接縫資料。
10. 如請求項9所述之方法，進一步包括以下步驟： 經由該中央控制器在一資料庫中儲存該等製程工具操作參數及該感測器計量資料。
11. 如請求項9所述之方法，進一步包括以下步驟： 藉由至少部分地基於該等製程工具操作參數使用一機器學習模型，經由該中央控制器來確定該個別製程工具配方。
12. 如請求項9所述之方法，進一步包括以下步驟： 經由該中央控制器，在當處理一基板時於該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之兩者或更多者之間發送且接收感測器計量資料，以在一後續基板於該等處理工具中之該兩者或更多者中處理之前自動地調整各個製程工具配方以實現改變。
13. 一種具有儲存於其上的指令之非暫時性電腦可讀媒體，當該等指令執行時，使得用於執行一背側通孔顯示製程的一方法得以執行，該方法可包含以下步驟： 經由一中央控制器自該背側通孔顯示製程中涉及的製程工具接收製程工具操作參數； 經由該中央控制器自該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之至少一或多者接收感測器計量資料；以及 經由該中央控制器至少部分地基於該等製程工具操作參數及該感測器計量資料，藉由調整該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之兩者或更多者的輪廓參數來修改該背側通孔顯示製程，其中該等輪廓參數經配置以在一化學機械研磨(CMP)製程期間防止背側通孔斷裂， 其中該背側通孔顯示製程包括： 暫時地黏合且背面研磨一基板的一背側； 蝕刻該基板的該背側以在通孔周圍產生凹槽； 在該基板的該背側上沉積一鈍化層；以及 執行一CMP製程以顯示在該基板的該背側上的通孔，及 其中用於該黏合且背面研磨的該感測器計量資料包括暫時黏合空隙、翹曲量、總厚度變化(TTV) 、及表面粗糙度資料，其中用於該CMP製程的該感測器計量資料包括總厚度變化(TTV)、嵌入通孔輪廓、表面粗糙度、及通孔斷裂資料，其中用於蝕刻的該感測器計量資料包括凹槽深度及通孔高度、通孔斷裂、及表面粗糙度資料，及其中用於沉積的該感測器計量資料包括通孔釘高度分佈及厚度均勻性、分層、及接縫資料。
14. 一種如請求項13所述之非暫時性電腦可讀媒體，進一步包括： 經由該中央控制器在一資料庫中儲存該等製程工具操作參數及該感測器計量資料。
15. 一種如請求項13所述之非暫時性電腦可讀媒體，進一步包括： 藉由至少部分地基於該等製程工具操作參數及該感測器計量資料使用一機器學習模型，經由該中央控制器來確定對該等製程工具之該兩者或更多者的調整;或 經由該中央控制器，在當處理一基板時於該背側通孔顯示製程中涉及的該等製程工具中之兩者或更多者之間發送且接收感測器計量資料，以在一後續基板於該等處理工具中之該兩者或更多者中處理之前自動地調整該等製程工具中之該兩者或更多者。