TW201335983A - 處理基材之系統及方法 - Google Patents

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Thomas A Walsh
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Larry A Spiegel
Benjamin C Smedley
William J Kalenian
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Abstract

某些實施例提供處理晶圓之方法，其包括：將一被堆疊之晶圓定位於一待被研磨的位置，其中，該被堆疊之晶圓包括一被固緊於一攜載晶圓之第一晶圓，其中，該第一晶圓與該攜載晶圓被固緊以使得該第一晶圓之一表面顯露出來而被研磨；在該第一晶圓被該攜載晶圓支撐之同時，啟動該第一晶圓之一研磨；在研磨該第一晶圓之同時，相對該第一晶圓啟動一或多個感測器；在研磨該第一晶圓之同時，以來自一或多個感測器之資料的一函數，決定和該攜載晶圓之一厚度分別開來的該第一晶圓之一厚度；決定是否該第一晶圓之該被決定的厚度具有和一第一厚度界限值一預定的關係；以及在該第一晶圓之該厚度具有和該第一厚度界限值之該預定的關係時，停止該晶圓研磨。

Description

處理基材之系統及方法
本案發明大致係有關晶圓處理，且特別是有關晶圓研磨。
常見例如某些電路圖形於其上被形成在一側上(一前側)之習知的半導體晶圓要進行研磨製程，以縮減該晶圓之整體厚度。研磨通常係被執行在該晶圓的背部表面上。該晶圓之變薄的結果可產生較薄包裝之電子晶片、微晶片及類似者。在某些情況下，一微晶片的厚度不能超過一預定之厚度。各種其他的優點藉由縮減該等晶圓的厚度被達成。
背側晶圓研磨常使用一被施用在該晶圓之背側的研磨輪而完成。壓力被施加在嘗試達成想要之厚度的研磨之時。
本案發明之數個實施例藉由提供處理晶圓之方法有利地說明以上以及其他之需求，該方法包括：將一被堆疊之晶圓定位於一待被研磨的位置，其中，該被堆疊之晶圓包括一被固緊於一攜載晶圓之第一晶圓，其中，該第一晶圓與該攜載晶圓被固緊以使得該第一晶圓之一表面被顯露出來而被研磨；在該第一晶圓被該攜載晶圓支撐之同時，啟動該第一晶圓之一研磨；在研磨該第一晶圓之同時，相對該第一晶圓啟動一或多個感測器；在研磨該第一晶圓之同時，以來自一或多個感測器之資料的一函數， 決定和該攜載晶圓之一厚度分別開來的該第一晶圓之一厚度；決定是否該第一晶圓之該被決定的厚度具有和一第一厚度界限值一預定的關係；以及在該第一晶圓之該厚度具有和該第一厚度界限值之該預定的關係時，停止該晶圓研磨。
其他實施例提供研磨一晶圓之方法，其包括：將一被堆疊之晶圓定位在一工件夾頭上，其中，該工件夾頭與一旋轉指示器被固緊，及該被堆疊之晶圓包括一待被研磨之第一晶圓；移動該旋轉指示器來移動該工件夾頭，以將該被堆疊之晶圓定位靠近一第一探針；旋轉該工件夾頭來轉動該被堆疊之晶圓，同時在該第一探針被啟動同時，協調該旋轉指示器之移動以相對該第一探針來移動該工件夾頭及該被堆疊之晶圓；取得一攜載晶圓之一表面之一表面形狀的一測繪；以及依據該攜載晶圓之該表面的該測繪修改該待被研磨之該第一晶圓的研磨，其中，當該第一晶圓被研磨時，該攜載晶圓被裝配成支撐該第一晶圓。
從隨後配合使用以下之圖式所提出之對本案發明之一些實施例更詳細的說明，本案發明之實施例的前述及其他觀點、特徵及優點將更加清楚明白。
圖1圖示說明依據某些實施例之一研磨系統或模組的一簡化、部分透明的立體視圖。
圖2圖示說明依據某些實施例之一研磨模組的一簡化方塊圖、俯視平面視圖。
圖3顯示依據某些實施例之一研磨系統的一俯視圖。
圖4顯示依據某些實施例之一範例製程的一簡化流程圖，該範例製程可被使用來執行晶圓的背部研磨。
圖5顯示依據某些實施例之一製程的一簡化流程圖，該製程被使用於研磨被堆疊之半導體晶圓。
圖6顯示依據某些實施例之一製程的一簡化流程圖，該製程提供初級基材晶圓的研磨。
圖7顯示依據某些實施例之一製程的另一範例，該製程用於背部研磨例如是硬質基材晶圓之硬質基材。
圖8圖示說明依據某些實施例之一工具機平台的一簡化俯視圖。
圖9顯示依據某些實施例之一研磨及拋光一基材之製程的一範例。
圖10顯示依據某些實施例之一研磨一晶圓之製程的一簡化流程圖。
圖11顯示依據某些實施例之一研磨一晶圓之方法的一簡化流程圖。
貫穿圖式之數個視圖中之相同的參考符號指出相同的元件。熟習相關技術者會了解到圖式中之元件係為簡明易懂及清楚明瞭而被圖示說明，因此不需依比例被繪製。例如，某些圖式中之元件的尺寸相對其他元件被誇大，以助於提高對本案發明之不同實施例的了解。同時，於一商業上可行之實施例中有用或必須之一般但熟知的元件未被繪出，以便助於減少對本案發明之此些不同的實施例之觀看的阻礙。
以下之說明不採用具有一限制的意義，而是僅用於說明範例實施例之一般原理的目的。
此整個說明書中所提到之〝一實施例〞、〝一個實施例〞、〝某些實施例〞、〝某些執行例〞或近似的用語，係意指和該實施例相關連之一特別的特性、結構、或特徵係被包括在本案發明之至少一實施例中。因此，此整個說明書中之〝於一實施例中〞、〝於一個實施例中〞、〝於某些實施例中〞或近似的詞句可但並不須皆指相同之實施例。
此外，被說明之本案發明的特性、結構、或特徵可以適當之方式被組合在一或多個實施例中。於以下之說明中，提供有數個特定的細節，例如是配置、構件之間的合作、處理、協調、程式化、軟體模組、使用者介面、使用者操作及/或選擇、通訊及/或網路業務、記憶體及/或資料庫查詢、資料庫結構、硬體模組、硬體電路、硬體晶片等等之範例，以提供對本案發明之諸實施例的透徹了解。然而，熟習相關技術者會認知到本案發明可在無一或多個該等特定的細節下，或在具有其他之結構、特性、方法、構件、材料等等之下被實施。在其他的情況下，熟知的結構、材料或操作未被詳細地顯示或說明，以避免模糊本案發明之觀點。
某些本案之實施例提供用於研磨工作產品，包括但不限於晶圓背部研磨(例如是半導體晶圓背部研磨)。例如，某些實施例提供用於半導體用之矽晶圓研磨及/或其他相當硬之材料的晶圓研磨，包括例如用於發光二極體(LED)製造之研磨。於某些情況下，該研磨系統及/或製程可包括和其他之系統及/或設備一起被實施及/或共同合作之例如機械手臂、前端模組、自動化機械、薄晶圓處理、現場及易地晶圓厚度監測、研磨作用力量測、研磨機構件(如研磨輪)用之維修通道、及其他此類系統及/或自動化。
某些實施例提供晶圓研磨之系統及方法，其等包括數個子系 統及對習知系統及方法之改進。多個此些子系統提供創新的特徵及製程，且使用各個之該等方法及/或製程，介於二或多個及整個系統之間的共同合作提供方法來達成未由其他設備或方法達成之被研磨晶圓品質的水準。
此外，某些實施例提供整合式研磨動力機，其可為部分手動式或完全自動化平台。同時，諸實施例提供依據該整合式研磨動力機之研磨基材的方法。該等研磨動力機可被用於研磨各種不同類型之基材，諸如是可例如以矽穿孔(TSV)、背面照度(BSI)及/或其他應用、及〝硬質〞材料被處理之矽、被堆疊之矽晶圓，該〝硬質〞材料例如是但不限於藍寶石、碳化矽、鋁鈦碳合金(AlTiC)、被使用在LED之應用的氮化矽、巨大磁阻(GMR)硬碟驅動器(HDD)磁頭及其他如是之相當硬的材料。對各種材料類型而言，該研磨動力機或工具機的結構及用於研磨的處理方法可不相同。
圖1圖示說明依據某些實施例之一研磨系統或模組110的一簡化、部分透明的立體視圖。該研磨模組110包括有一研磨動力機112。於某些實施例中，該研磨模組進一步包括有被整合於一平台114中的研磨動力機，該平台114包括有一框架116、一或多個電氣系統、及一或多個控制系統。某些實施例進一步包括有流體處理設備、壁部、通空氣系統、覆蓋或外板、門、窗、設備及/或通訊接頭、應力排除裝置(例如是一拋光裝置)、及其他構件。
於某些實施例中，該研磨動力機112包括有一研磨主軸、工件夾頭或諸工件夾頭120、諸主軸、用於固緊物件的諸夾頭及被連結至一指示機構之旋轉指示器122。某些實施例進一步包括有一或多個量測探針，例如是監測一被研磨中之基材的厚度之一或多個探針。此外，某些實施例配 備有其他量測儀器，以監測震動、溫度、作用力及/或可用於執行及/或控制研磨之其他相關的參數。於某些實施例中，該研磨主軸可經由一雙軸空氣軸承研磨主軸被實施。例如，該研磨主軸可使用於此被併入參考之美國專利第7,118,446號中所說明之主軸被實施。該研磨主軸可併合有被使用在研磨上的一研磨輪或套疊之粗及細研磨輪。
圖2圖示說明依據某些實施例之一研磨模組210的一簡化方塊圖、俯視平面視圖。該研磨模組210被顯示在一單獨架構未和其他構件及/或系統配合之架台上。如此，該研磨模組210可大致地被應用在一手動模組中，於該手動模組中，一操作員可以手將基材(例如晶圓)送進該研磨模組210中及將該等基材自該研磨模組210移出。於某些情況中，該使用者通過一電腦使用者介面212進一步操作該研磨模組210，該電腦使用者介面212可包括及/或顯示一圖形使用者介面214及相關的電腦、處理器、記憶體及類似者，以使該使用者能和該研磨模組210互動，及控制該研磨製程(例如藉由指定一研磨方法、界定研磨參數、轉動速度、作用力、研磨時間及類似者)。於某些情況下，該研磨模組210及/或動力機可經由2011年10月21日提申之共同審查中的申請序號第61/549,787號名稱為晶圓研磨之系統及方法中所說明的研磨模組或系統被實施。該申請案於此被併入本案參考。
圖3顯示依據某些實施例之一研磨系統310的一俯視圖。該研磨系統310可包括一或多個可和其他硬體組合之研磨模組312至314(例如是近似圖2中之該研磨模組210)，該等硬體可例如但不限於是機械手臂處理設備、卡匣裝載機、量測儀器、感測器、及其他構件或項目。於某些情況下，結合一或多個執行控制應用之控制器的其他硬體可提供某些自動 化，且在許多實例中提供大致為完全自動化的平台。
該平台具有一或多個研磨模組312至314，且可包括可被配合及/或組合一起成一配置之大致為任何相關數目之研磨模組。複數個研磨模組可增加FEM應用及節省潔淨室的佔地面積。於某些實施例中，該等研磨模組(例如是圖2中之該研磨模組210)的緊湊設計使多個研磨模組能便利地組裝成一想要的組構，例如是一直線列，成一〝群組〞配置(例如是〝L〞形狀的、部分圓形的、圓形的、或其他的配置)或大致為任何相關的組構。模組化研磨機可以串列或並列流的方式被操作，其通常是無法以其他現存之具有一單一轉塔工作之多研磨主軸的研磨機架構被達成。此可有更多的處理彈性、較大的生產量、對不同的處理(例如1、2、3或多個模組)可較容易裝配、較易於對齊(各模組的對齊可獨立開)、及其他如是的優點。
某些實施例包括有一濕式晶圓處理機械手臂(〝濕式機械手臂(Wetbot)〞)316。該等研磨模組312至314由一或多個可進入到該等研磨模組之腔室內的濕式機械手臂316供給基材(例如晶圓、堆疊之晶圓、硬質基材等等)。該等一或多個濕式機械手臂316被裝配成在潮濕的環境中操作及處理濕的機板。
於某些實施例中，一設備前端模組(EFEM)318可和一或多個研磨模組及濕式機械手臂316整合在一起。EFEM’s通常被使用在半導體工業中，作為一種暫時儲存及將材料引進一處理工具機中的方式。EFEM’s可自例如是金麥克(Genmark)、克羅鑫自動化(Crossing Automation)、及羅池(Rorze)之不同的供應商取得。於某些實施例中，該EFEM可包括一或多個卡匣裝載埠319、一乾式機械手臂317(專門處理乾的及乾淨的機板)、一預對齊裝 置320、一或多個感測器(例如是一光學文字辨識裝置(〝OCR〞))、及/或其他如是之構件。某些實施例包括有一和該等研磨模組312至314配合及/或被結合於一研磨模組或動力機中的預對齊裝置320。該或該等卡匣裝載埠提供有一在處理之前或後用於暫時儲存晶圓的卡匣I/O裝置。該等卡匣可被打開，前端開啟式晶圓傳送盒(FOUP)、SMIF類型、或其他此類的卡匣常被用於半導體工業。例如在一有FOUP’s之自動化移動的工廠或設備中，一或多個FOUP裝載埠可被使用在例如是300mm半導體的應用中。
一或多個乾式機械手臂(Drybot)317可被用在處理之前或後移開及更換晶圓進入相關的卡匣319中。在某些配置中，將濕式及乾式機械手臂316至317分開是不必要的，且一單一機械手臂可能就足夠用於濕及乾晶圓的處理，例如是以相當低的產量。在那些情況中，當在一單一機械手臂中需要分別的濕及乾處理時，某些實施例包括有能被同一機械手臂使用之分別的濕式及乾式末端作用器，例如是一近似在美國專利第7,249,992號中所說明的系統，該專利於此被併入參考，該系統能使一第一末端作用器(例如是乾式末端作用器)自該機械手臂鬆解開，以致該機械手臂能結合及操作一第二末端作用器(例如是濕式末端作用器)，且同樣的，該第二末端作用器可自該機械手臂鬆解開，且該第一末端作用器可與該機械手臂再結合及被操作。
該預對齊裝置320可被使用在某些設施中，以暫時地夾持及設定晶圓的中心，使該等晶圓可被精確地放置在該等研磨模組312至314之一的研磨夾頭上(例如是精確地放置在中心上)。該預對齊裝置可將該晶圓全然地放在一台座的中心上，以由該濕式機械手臂316拾取，或者其可簡 單地將該晶圓的中心位置提供給一控制該濕式機械手臂的控制器(例如是一電腦)。該濕式機械手臂使用該資訊來拾取該晶圓，及將該晶圓放置到一正確的位置。於某些情況中，該預對齊裝置及/或和該預對齊裝置連結的感測器亦可被用來將一參考基準設置在該晶圓上(例如將一平板或凹口設置在一晶圓上)。
一光學文字辨識裝置(OCR)可被用來讀取被印製、被形成或以其他方式和一待被研磨之機板結合的識別號碼、字母、條形碼或其他此類的識別標記。於某些實施例中，該OCR被整合於該預對齊裝置320中。該資訊被用於追蹤及驗證該晶圓流經該研磨系統310及/或一工廠。其亦可提供一種用於一工廠主機的機構，以傳送必須用於處理該晶圓下至該研磨系統310及/或研磨平台的處方及/或量測資訊。
於某些實施例中，該研磨系統310進一步包括有一或多個晶圓旋乾機(SRD)324或類似者。在研磨後，一晶圓通常會被用於冷卻該研磨製程且通常是來自隨後該晶圓之清洗的流水弄濕。該等一或多個SRDs324可被用來快速地轉動晶圓，以將液體自該晶圓移開及乾燥該晶圓。於某些情況中，可施加一流體來清洗該晶圓。於某些實施例中，一或多條氣體流可在乾燥該晶圓同時被施加至該晶圓。通常該濕式機械手臂316將該濕晶圓放入該SRD324中來乾燥。在乾燥後，該晶圓可由該乾式機械手臂317被放回到該卡匣中。因此，該等濕式及乾式機械手臂皆可被定位於此些設備中，以便能通達該SRD324(或當使用多個SRDs時通達至少該等SRDs之一)。通常依據所需求的產量，一或多個SRDs324可被整合於該等研磨系統312中。例如，於某些研磨製程中，該處理系統可能能跟上處理，但是一單獨 的SRD可能不足夠。於此類情況中，可加上一額外可選擇的SRD，以便不會抑制產量。某些實施例可額外地或可選擇性地包括有拋光模組、蝕刻模組及/或其他可和該研磨系統310配合及/或被用於取代該等研磨模組312至314中之一或多個的相關模組。同樣地，於某些實施例中，該等研磨模組312至314被裝配成進一步提供晶圓的拋光、蝕刻、應力消除及/或其他如是的操作。
背部研磨非被堆疊之基材
於以下被說明，且圖4顯示一範例製程410之一簡化流程圖，依據某些實施例，該範例製程可被用於執行精修半導體裝置晶圓之背部研磨，用於被使用在矽晶圓之製造的研磨及其他如是之研磨或處理。例如，於某些設施中，該製程可被用於研磨一基材，例如是一非被堆疊之半導體晶圓。此外，在某些情況中，該製程可用有二或多個工件夾頭裝備(例如是雙工件夾頭裝備)，其可增加產量。
1.一或多個晶圓之卡匣或FOUPs被裝載進入一被安裝至(步驟412)一研磨系統(例如是研磨系統310)之該EFEM的卡匣I/O裝置，該研磨系統可為部分或完全自動化。於某些情況中，一或多個空的卡匣亦可被裝載為用於某些配置的輸出(或〝接收〞)卡匣。
2.一操作員或工廠主機界定一被用於研磨的製作法(步驟414)。於某些情況中，該製作法及/或流程被界定在該卡匣和該EFEM配合之前。額外地或可選擇性地，該製作法及/或流程回應該晶圓、晶圓類型、卡匣的一識別或某些其他的識別而被確定，其可由該EFEM或該研磨系統的其他識別裝置執行。此外，該機械邏輯及/或程式設計可決定一或多個晶 圓的流動路徑。所提供及/或開發的製作法能最大化生產量及/或改善結果。於某些情況下，被用於由操作該工具機之一操作員及/或該工廠主機呼叫之製作法可給予該識別裝置(例如命名)。
3.該乾式機械手臂317或一控制器偵測到該晶圓的出現，及/或經由該控制器被指示來收回一晶圓(步驟416)。例如，於某些實施例中，該乾式機械手臂317使用一掃瞄裝置來掃瞄用於晶圓之出現的輸入及輸出卡匣。或者，該等卡匣可由該卡匣I/O裝置偵測(例如，FOUP裝載埠可具有整合的晶圓偵測能力)。
4.該乾式機械手臂317使用一末端作用器例如自一底側從該輸入卡匣來拾取一晶圓(步驟418)，以及從該卡匣將該晶圓取出，及送進入該EFEM。
5.該晶圓被移至一位置以被放入該預對齊裝置320中(步驟420)。於某些情況下，該晶圓以一預定之定向被定位，例如該乾式機械手臂將該晶圓旋轉180°，造成該末端作用器在該晶圓之頂部。通常被存放在一卡匣中的晶圓是以該裝置側向上被儲存。該等晶圓可以該裝置側向上被對齊，且隨後被輕彈，及以該裝置側向下被放置在該預對齊裝置的夾頭上(通常在先前之系統中，一晶圓在該預對齊裝置前被輕彈)。
6.該晶圓由該乾式機械手臂被放置在該預對齊裝置320之一夾頭或其他如是的結構上(步驟422)。
7.該預對齊裝置320將該晶圓定中心(或找出該晶圓的中心)，且可相對該末端作用器之拾取方向將該晶圓定向至一預定的角度(製作法或使用者界定之角度)(步驟424)。若有存在，一晶圓ID亦可在該預對齊 製程期間由該OCR被讀取。
8.於某些實施例中，在該預對齊製程期間，該研磨模組為該晶圓做準備(步驟426)。例如，該工件夾頭的頂部表面可以該研磨系統之一工件夾頭清潔組合被清潔處理；一旋轉指示器將該工件夾頭指引到該研磨位置，且於某些情況下，一或多個探針或感測器(例如是二個接觸探針)可做參考基準在該工件夾頭之頂部；該旋轉指示器將該工件夾頭指引至該裝載/卸載位置；該工件夾頭可被指引至一想要的定向(例如是製作法或使用者界定之定向)；且該研磨腔室的遮蓋可被打開。
9.該濕式機械手臂316使用一濕式晶圓末端作用器從該預對齊裝置320拾取該晶圓(步驟432)。
10.該濕式機械手臂316將該晶圓放置在該研磨模組(例如是該研磨模組312)中之該工件夾頭的頂部上(步驟432)。一真空被啟動以引導一真空作用力，該真空作用力被拉通過該工件夾頭之該多孔表面，以坐落及夾持該晶圓頂靠該工件夾頭。該濕式機械手臂末端作用器鬆釋開該晶圓，並自該研磨模組撤回。
11.該旋轉指示器將該工件夾頭指引至該研磨位置(步驟434)。於某些情況下，該研磨可以複數個階段被實施，例如一粗研磨及一精研磨。此外，可實施一邊緣研磨或其他相關之研磨。因此，該定位可配合一粗研磨位置。
12.該研磨腔室的遮蓋被關閉(步驟436)。
13.一或多個探針或感測器被啟動及/或定位，以感測該位置及/或該研磨的製程(步驟438)。例如，一或多個接觸探針相對該晶圓及/或夾 頭被定位，例如一接觸探針接觸在該晶圓上，及另一個接觸探針則接觸在該工件夾頭的一外露區域上(例如是該工件夾頭之一非多孔的外徑部分)。接觸該晶圓之該探針被用於量測該晶圓的厚度，而接觸該夾頭之探針被用於監測該工件夾頭之參考位置。額外地或可選擇性地，例如在該表面並非太粗糙時，一或多個IR感測器或其他類型之感測器可被用於量測該晶圓之厚度。
14.該研磨模組延伸出該粗研磨輪，轉動該工件夾頭及研磨輪，施放冷卻液到該晶圓上，並將該研磨輪進給入該晶圓(步驟440)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，且當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該粗研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。於某些情況下，該快速接近以在快速期間為約1mm/sec的速度從該上位置發生下達一〝停留高度(hover height)〞，該高度為該晶圓上方約50μm。隨後該研磨輪之接近可被減緩至例如約5至10μm/sec。為決定該停留高度，於某些情況下，該系統首先可參考該夾頭與該研磨輪，其可發生例如在該工具機之一初始啟動期間。於某些實施方式下，該工具機可被裝載有一參考晶圓，且該研磨輪被降低至其接觸到該參考晶圓，如同由在該晶圓上所量測到之負載量測元件作用力所證實的。該定位、移動距離及/或其他相關參數可被儲存或紀錄及用於決定停留高度。然後該系統可自動地調整該相關的停留高度以應付研磨輪磨耗及/或其他因素(例如晶圓高度變化等等)。該夾頭及/或研磨輪(例如鑽石輪)從參考點及/或由先前被研磨之晶圓已知為相對彼此係在數微米至 少許或更少之微米內。
15.在研磨製程期間，來自一或多個感測器或探針之回饋(例如該接觸量測探針、研磨作用力、研磨輪進給速率及類似者)被監測來決定該切削效率及/或該晶圓之厚度(步驟442)。於某些實施例中，當該切削效率掉落下低於一預定之界限值或是變成不恰當時，一研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。或者，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定且通常係和該粗研磨相關聯之該目標厚度值及/或界限值時，該循環被終止(步驟444)。再次，可在研磨時使用一或多個接觸探針及/或IR探針來決定該晶圓之厚度。如先前所說明的，一探針可接觸該晶圓來計算出該晶圓之厚度，同時一探針接觸該工件夾頭以監測該工件夾頭之參考位置(例如是來補償在該工件夾頭上之例如是由於熱膨脹或其他如是之變動所造成的任何改變)，此可有對依據該晶圓之一預定厚度上的研磨及在該工件夾頭中之變化上的補償。額外地或可選擇性地，例如在該表面不太粗糙時，一或多個IR感測器或其他類型之感測器可被用於計算出該晶圓之厚度。
16.在該粗研磨被完成之後，該粗研磨輪被抬高至一安全的直立位置，且該粗研磨輪被撤回(步驟446)。
17.當精研磨將被執行時，該旋轉指示器指引該工件夾頭至該精研磨位置(回到步驟434)。
18.該研磨模組轉動該工件夾頭及該研磨輪，施放冷卻液到該晶圓上，並將該精研磨輪進給入該晶圓(步驟440)。再次，由於該研磨輪 之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該精研磨使用界定於該被選出之製作法中的參數來進行。
19.在該研磨製程期間，來自一或多個感測器或探針之回饋(該接觸晶圓厚度量測探針及/或IR探針、研磨作用力、研磨輪進給速率及類似者)被監測來決定該切削效率(步驟442)。當該切削效率變成不恰當時，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。或者，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之目標厚度值時，該循環被終止。
20.當最終的厚度或移除量及/或界限值被達成時(步驟444)，該精研磨輪被抬高至一安全的直立位置(步驟446)。
21.於某些實施例中，該旋轉指示器可指引該工件夾頭來定位在邊緣研磨的位置(步驟450)。
22.於某些實施方式中，該研磨模組可執行一如在該所選定之製作法中所界定的邊緣研磨製程(步驟452)。某些製程可在該粗及精研磨之一或二者之前實施該邊緣研磨。研磨步驟之順序可被處方安排。此外，該邊緣研磨可類似美國專利第7,458,878號中所說明之邊緣研磨的方式被實施，該專利於此被併入本案參考。此外，該邊緣研磨可經由該晶圓夾頭、旋轉指示器及/或該研磨輪之進給成和該晶圓邊緣接觸的配合移動而被至少部分地實施。
23.在該等研磨製程被完成之後，該研磨輪被抬高至一安全 的直立位置(步驟454)。於某些情況下，該工件夾頭的轉速可在水被施加至該晶圓之表面上時增加。此將殘餘之研磨屑從該晶圓移除(步驟456)。
24.該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在裝載/卸載位置(步驟458)。該研磨腔室遮蓋被打開。
25.該濕式機械手臂316將該末端作用器定位在該晶圓上方，以從該工件夾頭拾取出該晶圓(步驟460)。該下主軸關掉該真空，且於某些情況下，可產生一反向的空氣作用力，及將一相當小量的空氣注入該工件夾頭中，以協助將該晶圓從該工件夾頭鬆釋出。
26.該晶圓由濕式機械手臂被傳送至該旋轉-沖洗-乾燥站(SRD)324。該SRD如同在所選擇之製作法中所界定的方式乾燥該晶圓(步驟462)。
27.該研磨腔室遮蓋關閉，以便可由乾淨的水、刷子、石頭、刀片刮除及/或其他相關的清潔方式來清潔該工件夾頭(步驟464)。
28.在該旋轉-沖洗-乾燥循環被完成之後，該乾式機械手臂317使用一末端作用器將該晶圓從該SRD拾起。
29.該已被研磨及乾燥的晶圓隨後被放回到一卡匣中(步驟466)。
30.對在一或多個卡匣中之任何數目的晶圓該循環被重複(回到步驟414)。於某些情況下，該製程可以平行的方式被實施在多個晶圓上，應用該等研磨模組312至314將該研磨系統之產量最大化。在至少某些實施方式下，多個研磨模組312至314能顯著地增加該工具機的產量。
研磨被堆疊之基材
對常被使用之被堆疊的矽晶圓應用，例如是對背光照度技術(BSI)影像感測器及用於電腦晶片之3-D連線(IC)的製造，其他的研磨製程可替代式地被運用。該裝置晶圓(其為被研磨中最上層的晶圓)為感興趣的晶圓，而在底下之一或多個晶圓或其他如是的基材為一〝攜載晶圓〞，其被用於提供一堅固的支撐給該裝置晶圓，該裝置晶圓被研磨成一想要的厚度，且通常為一小於50微米之極薄的厚度。該裝置晶圓及該攜載晶圓可被結合或黏結，例如是以黏劑或使用無黏劑之凡得瓦(Van der Waals)作用力。該裝置晶圓及該攜載晶圓皆具有厚度及自公稱尺寸之均勻性變化。因此，至關重要的是能夠在研磨期間謹慎地從該攜載晶圓辨別出該裝置晶圓的厚度，以使該製程能在正確的厚度值被停止。已被發展來應付由被堆疊之晶圓配置所引起之問題的設備及方法被說明於下。
某些實施例被用來應付攜載晶圓的厚度。於某些情況下，該自動化研磨機台被配備有額外的感測器或量測設備，其可在研磨之前及/或期間量測該裝置晶圓的厚度。運用干涉量測方法之紅外線雷射厚度感測器可被用在此任務上。此〝感測器〞可包括一IR光源及偵測器，其經由一光纖電纜線被連接到一被安裝在一鏡頭罩殼中的鏡頭組合。於某些實施例中，該鏡頭罩殼恰被設置在該待被量測之晶圓的上方或下方，以使其能有該晶圓表面不受妨礙之觀看。一控制器及/或電腦控制及解析來自如被該偵測器所讀取之鏡頭組合的資訊。
一或多個IR感測器可被放在該預對齊裝置320中，在一分離開的量測站及/或在該研磨模組中，用來計算進來之裝置晶圓、攜載晶圓及/或二者的厚度。該厚度資訊可被儲存，及在之後當一研磨模組研磨該裝 置晶圓時被應用。於某些實施例中，由於該研磨模組在研磨期間使用一或多個接觸探針來量測該晶圓堆疊的厚度，因此隨後可用簡單的算數來即時地計算出該裝置晶圓的公稱厚度(該攜載晶圓的厚度為已知的)。
此外或可替代地，一或多個IR感測器可被直接地整合於該研磨動力機中，並可在研磨期間即時地監測該裝置晶圓的厚度。於某些情況下，當表面太粗糙時(如在該粗研磨步驟期間)，一IR感測器可能無法精確地量測到該裝置晶圓的厚度。但該IR感測器通常是能在該精研磨步驟期間量測到該裝置晶圓的厚度。因此，該接觸探針可在粗研磨期間被用於監測晶圓堆疊的厚度，而該IR感測器則在該精研磨步驟期間被使用，以分別地量測該裝置晶圓的厚度。
於某些實施例中，該IR感測器的鏡頭係被設置在離該晶圓的表面一短的距離處(例如是離開約5至100mm，於某些情況下為離開約20mm)。研磨期間所產生的碎屑會阻礙介於該鏡頭及晶圓之間的視線。為解決此問題，該鏡頭罩殼於某些實施方式中可被安裝在另一管狀的罩殼中，該管狀罩殼的一端被關閉，另一端則被開通。該IR感測器鏡頭向下〝看〞穿過該管狀罩殼的開通端，該開通端被設置成使其係面對該晶圓之將被研磨及量測的表面。該管狀罩殼亦被連接至一例如是受壓的水或空氣的受壓流體源，使得在流體被注入介於該鏡頭及該開通端之間的該管狀罩殼時，該流體是從該開通端被射出。該受壓之流體將研磨碎屑清離開該路徑，為該IR感測器產生一清楚的視線，以在研磨期間能看到該晶圓的表面。
此外，該被射出的流體可被用來產生一在該裝置下的流體動力軸承，以使其能在研磨期間浮在該轉動的晶圓上，而非將其貼附到一固 體表面上。使用此流體動力方法的優點為該裝置的高度不需被調整成該研磨夾頭的高度。該流體動力軸承提供介於裝置及晶圓之間均勻一致的間隙。該流體動力IR感測器罩殼設備及量測方法被說明於第13/291,800號專利申請案中，該申請案於此被併入本案參考。
某些實施例可用於說明該攜載晶圓的形狀。攜載晶圓的形狀通常就各個晶圓係自該公稱尺寸變化。該攜載晶圓的形狀在研磨期間會將不良的形狀傳予該裝置晶圓。例如，若該攜載晶圓具有一凹陷的上表面，則該裝置晶圓可被研磨成突出的形狀，假設該研磨主軸已被對齊以研磨出完全平坦。因此，某些實施例考慮該攜載晶圓的形狀如同由該研磨系統或其他裝置所量測到的及/或從另一來源(例如第三方供應商)所獲取的。
於某些情況下，被安裝至一可移動手臂之多個IR感測器或一IR感測器可被使用在一預對齊裝置上或一分離開的站上，以藉由在不同的位置量測攜載晶圓，來預先量測出該攜載晶圓的形狀。於某些情況下，該預量測可額外地或可選擇性地量測該攜載晶圓的厚度。於其他實施例中，一或多個IR感測器可被安裝在該研磨模組之研磨腔室本身中，以量測該攜載晶圓的形狀及/或一待被研磨之晶圓的形狀及/或厚度。一配合之旋轉指示器及/或夾頭運動的組合，能使用一被安裝在位於一想要位置處之該晶圓上方的單一IR感測器，來達成該晶圓厚度及/或在該研磨腔室中之攜載晶圓例如是對應該晶圓之中心的詳細測繪。該研磨模組隨後可使用該攜載晶圓的形狀資訊(例如測繪)組合研磨主軸對齊硬體及電腦演算法來計算及制定出一新的研磨主軸或工件夾頭主軸的位置(例如俯仰及偏轉)，其會減少及/或抵銷該攜載器在研磨被堆疊在一晶圓上之半導體晶圓及適用自調形狀控 制的該裝置晶圓之研磨上的影響。類似的測繪可被執行於該晶圓及/或該攜載晶圓被設置於其上之該工件夾頭。該工件夾頭之此種測繪可被用於配合在研磨期間該感興趣之晶圓被設置於其上之該攜載晶圓表面的測繪。該研磨模組隨後能配合式地使用該攜載晶圓之形狀及該工件夾頭之形狀來決定及/或修改該研磨及/或研磨製作法，其會導致依據該測繪來修改該研磨。例如，該研磨製作法可包括研磨主軸及/或工件夾頭主軸之定位(例如俯仰及偏轉)及/或在沿著該裝置晶圓之表面之相對位置的研磨量。於某些實施例中，該攜載晶圓之測繪是得自一來源(例如該攜載晶圓之供應裝置)，及/或是經由一分離的系統或分離的量測裝置被測繪(例如是於一前端模組被執行)。
以下被說明及圖5顯示依據某些實施例之一製程510的一簡化流程圖，該製程被使用於研磨被堆疊之半導體晶圓。於某些實施方式中，一自動化晶圓研磨系統可大致為近似於前述用於非被堆疊之晶圓的方法，但是增加了如下所述之額外的量測及控制。
1.一或多個晶圓之卡匣或FOUPs被裝載入一被安裝於該研磨系統之該EFEM的卡匣I/O裝置中(步驟512)。一或多個空的卡匣亦可被裝載成用於某些配置的輸出(或〝接收〞)卡匣。
2.一操作員或工廠主機界定一將被使用來研磨之製作法及一通過該研磨系統之一〝流程〞(或晶圓路徑)(步驟514)。
3.該乾式機械手臂317可使用一掃描裝置來掃描該(等)為晶圓出現的輸入及輸出卡匣(步驟516)。或者，該等晶圓可由該卡匣I/O裝置掃描(例如，FOUP裝載埠可具有被整合之晶圓掃描能力)。
4.該乾式機械手臂317使用一末端作用器例如是從該底側 從該輸入卡匣來拾取一晶圓，並從該卡匣取出該晶圓，及將該晶圓移入該EFEM中(步驟518)。
5.該晶圓被移至一位置，且可被重新放置在該晶圓轉動180°造成該末端作用器在該晶圓之頂端處(步驟520)。
6.該晶圓由該乾式機械手臂被放置在該預對齊裝置320之一夾頭上(步驟522)。
7.該預對齊裝置可定中心(或尋找其中心)，且可將該晶圓定向至一相對該末端作用器拾取方向之使用者設定的角度(步驟524)。在該預對齊製程期間，該晶圓ID，若有存在，亦可由該晶圓、該OCR被讀取或者是以其它方式被辨識出(步驟526)。
8.一攜載晶圓之厚度及/或形狀被量測(步驟528)。於某些情況下，該攜載晶圓在該預對齊裝置320被量測，例如是使用一IR晶圓厚度感測器，以各晶圓對所選定之IR頻率至少是可部分穿透的。該量測資料由一控制器(例如一控制電腦)被儲存，以在接續之研磨製程中使用。或者，該乾式或濕式機械手臂可將該晶圓放入一分離的站中，用於量測該攜載晶圓之形狀及厚度，其在至少某些情況下，是量測該整個晶圓。於其他實施例中，該攜載晶圓可在該研磨模組中被量測，如以下之步驟12中所說明的。某些實施例下載或取得儲存該攜載器厚度及/或形狀資料之一記憶體儲存給該研磨機。例如，該攜載器可由一在該研磨系統外之裝置被量測，且被提供給該研磨系統，自一第三方所取得的或以其他方式所取得的。
9.於某些實施例中，在該預對齊製程中，該研磨模組為該晶圓準備(步驟530)。例如，該工件夾頭之頂部表面可以該研磨系統之一工 件夾頭清潔組合被清潔處理；一旋轉指示器指引該工件夾頭至該研磨位置，及二接觸探針做參考基準在該工件夾頭之頂部表面；該旋轉指示器指引該工件夾頭至該裝載/卸載位置；該工件夾頭可被指引至一想要的定向(例如製作法或使用者界定之定向)；及該研磨腔室的遮蓋可被打開。
10.該濕式機械手臂316使用一末端作用器從該預對齊裝置320或量測站拾取該晶圓(步驟532)。
11.該濕式機械手臂316將該晶圓放置在一研磨模組312至314中之該工件夾頭的頂部上(步驟534)。一真空可被拉通過該工件夾頭之該多孔表面以坐落及夾持住該晶圓。該濕式機械手臂末端作用器鬆釋開該晶圓並自該研磨模組撤回。
12.於某些實施例中，當該攜載晶圓及/或該感興趣之晶圓之一表面形狀或厚度的測繪將在該研磨腔室中被量測時，該旋轉指示器指引該晶圓被定位在該IR晶圓厚度感測器之下。於某些實施例中，該IR感測器可被定位成和該晶圓的中心一致。該旋轉指示器在該感測器被啟動時被移動，以使該晶圓的厚度被監測以產生該攜載晶圓及/或該感興趣之晶圓的一徑向掃描(〝直徑掃描〞)。或者，該旋轉指示器及該工件夾頭的轉動可以一協調運動方式被移動，以產生該攜載晶圓及/或該感興趣之晶圓的一極座標或直角座標(x及y軸類型)測繪圖。該量測資料可由該控制電腦儲存，以在隨後之研磨製程期間被使用，其會造成對該研磨及/或研磨製作法之修改。例如，該研磨製作法可依據該攜載晶圓及/或該攜載晶圓之表面的測繪被修改，及/或其可被界定在該研磨製作法內之該研磨主軸的對齊可依據該測繪被調整。該攜載晶圓之表面的測繪可選擇性地或額外地由一第三方被提 供，或於該研磨系統之一分離的裝置或分別的部分被量測。
13.於使用自動化及可調式形狀控制技術的那些實施例中，該研磨及/或研磨製作法可依據該工件夾頭、該攜載晶圓及/或該待被研磨之晶圓之厚度的一或多個測繪被修改。例如，該研磨主軸之俯仰及偏轉可被重新定位，以產生想要的後研磨裝置晶圓形狀(步驟536)。例如，於某些實施例中，該研磨模組包括有一或多根和一上研磨主軸配合之研磨主軸調節螺桿(例如是三根彼此相距120度被設置的調節螺桿)。此些調節螺桿提供用於剛性定位該主軸之能力，但也將該研磨主軸之俯仰及偏轉對齊於該晶圓及/或夾頭。
14.旋轉指示器將該工件夾頭指引至該粗研磨位置(步驟540)，其通常包括通過該旋轉指示器之一部分轉動，將該工件夾頭轉動至該研磨位置。
15.該研磨腔室的遮蓋被關閉(步驟542)。
16.一或多個探針被定位及/或啟動，例如諸接觸探針被降低，一個接觸在該晶圓上，及另一個接觸在該工件夾頭之露出的區域上(該工件夾頭之非多孔的外直徑部分)(步驟544)。接觸該晶圓之該探針可被用於計算出該晶圓之厚度，同時接觸該工件夾頭之該探針可被用於監測該工件夾頭之參考位置。額外地或可選擇性地，一IR感測器可在該表面並非是太粗糙時被用於計算出該晶圓之厚度。
17.該研磨模組延伸出該粗研磨輪，轉動該工件夾頭及該研磨輪，將冷卻劑施加在該晶圓上，及將該研磨輪進給入該晶圓(步驟546)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研 磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該粗研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。
18.在該研磨製程期間，來自該接觸量測探針、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他參數之回饋可被監測來決定該切削效率(步驟548)。當該切削效率變成不恰當時，在某些情況下，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。額外地或可選擇性地，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之該目標厚度值及/或界限值時，該循環被終止(步驟550)。
19.在該粗研磨被完成之後，該粗研磨輪被抬高至一安全的直立位置，且該粗研磨輪被撤回(步驟552)。
20.在一精研磨將被發生之實施方式下，該旋轉指示器指引該工件夾頭至該精研磨位置(回到步驟540)。於某些實施例中，可實施對該研磨主軸之定向的進一步調整(步驟538)。
21.該研磨模組轉動該工件夾頭及該研磨輪，將冷卻劑施加在該晶圓上，及將該精研磨輪進給入該晶圓(步驟546)。一或多個感測器/探針被啟動及/或相對該晶圓、攜載晶圓及/或該工件夾頭繼續被作動(步驟544)。在某些狀況下，該等一或多個感測器可被重新定位。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該精研磨使用界定於 被選出之製作法中的參數來進行。
22.在該研磨製程期間，來自該晶圓厚度量測探針及/或IR感測器、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他參數之回饋被監測來決定該切削效率(步驟548)。當該切削效率變成不恰當時，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。或者，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之目標厚度值時，該循環被終止。此外，在該研磨期間，該感測器及/或探針(例如是接觸型探針)可被用於決定最終的厚度及/或是否該厚度係落在一界限值內。該控制電腦可使用接觸型探針資訊、計算法及/或被儲存的攜載器厚度資料來決定裝置晶圓的厚度。同樣的，當該IR類型的探針被用於決定最終的厚度時，該控制電腦可直接地使用該IR類型探針厚度資料。
23.當最終的厚度被達成時，該研磨被停止(步驟550)，且該精研磨輪被抬高至一安全的直立位置(步驟552)。
24.該旋轉指示器可指引該工件夾頭來定位在邊緣研磨的位置(步驟554)。
25.該研磨模組可執行如在所選定之製作法中所界定的該邊緣研磨製程(步驟556)。在某些情況下，可在該粗及/或精研磨之前實施該邊緣研磨。該研磨步驟之順序可被處方安排。該邊緣研磨可經由該晶圓夾頭及被用於研磨該邊緣之該研磨機的配合移動(例如是進給調節)而被實施。該研磨機可為該粗或精研磨輪或一分別的邊緣研磨機之一。
26.在該等研磨製程被完成之後，該研磨輪被抬高至一安全 的直立位置(步驟588)。該工件夾頭的轉速可在水及/或一或多種化學劑被施加至該晶圓之表面上時增加(步驟560)。此將殘餘之研磨屑從該晶圓移除。
27.該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在裝載/卸載位置(步驟562)。該研磨腔室遮蓋被打開。
28.該濕式機械手臂316將該末端作用器定位在該晶圓上方，以從該工件夾頭拾取出該晶圓。該下主軸關掉該真空，且於某些情況下，將一相當小量的空氣注入該工件夾頭中，以協助將該晶圓從該工件夾頭鬆釋出(步驟564)。
29.該晶圓由濕式機械手臂被傳送至該SRD324。該SRD如同在所選擇之製作法中所界定的方式乾燥該晶圓(步驟568)。
30.該研磨腔室遮蓋關閉，以便可由乾淨的水、刷子、石頭、刀片刮除及/或其他此類方法來清潔該工件夾頭(步驟570)。
31.在該旋轉-沖洗-乾燥循環被完成之後，該乾式機械手臂317使用一末端作用器將該晶圓從該SRD拾起。
32.該已被研磨及乾燥的晶圓隨後被放回到一卡匣中(步驟572)。
33.對在該卡匣中之任何數目的晶圓該循環被重複，且於某些情況下，可以平行的方式被實施，應用多個研磨模組312至314改善該研磨系統之產量。多個研磨模組因而能顯著地增加該工具機的產量。
研磨初級硬質基材
某些實施例被進一步提供給在製造初級矽期間及用於硬質基材晶圓(例如二氧化矽、藍寶石、碳化矽、氮化矽及如是之硬質基材)的研磨，例如是 被使用為在LED裝置之製造中的基材。其它可被研磨之硬質材料包括AlTiC(鋁鈦碳合金)，其為一種被使用為一在巨大磁阻(GMR)讀寫頭(通常被用在硬碟驅動器中)之製造中之基材的硬質材料。
被用於LED’s之藍寶石晶圓通常從約800um被薄化至約650um厚。於某些實施例中，在研磨中(以及當相關之隨後的拋光時)的目的之一為消除破開損壞，該破開損壞係在從該人造剛玉鋸切晶圓，同時盡可能移除越少的材料，以產生一平的、光滑的及有用的表面時可能會發生的。研磨可被用於替代另一種例如是雙面磨光的表面操作，且其具有優於磨光的優點，例如是不受進入之晶圓的厚度變化的影響。
在某些狀況下，該等晶圓通常是從大型圓筒狀之人造剛玉使用一鋸切製程被鋸切，該製程在該晶圓基材留下不想要的粗糙鋸線。研磨移除此些鋸線，並留下一可用於最終拋光的表面。然而，其在研磨過程使用真空將該晶圓背側牢固地拉抵住該多孔之真空夾頭的夾持過程，會造成該等鋸線從該晶圓背側透露出。一旦該晶圓從該夾頭被鬆釋開，該平的、均勻被研磨的表面顯露出來自該背側鋸開表面之瑕疵。如此，軟式夾持方法被使用在某些實施例中，用於研磨該晶圓的第一側。軟式夾持方法先前由史特斯包(Strasbough)被說明於美國專利第5,964,646號中，該專利於此被併入本案參考。在該第一側使用該軟式夾持方法被研磨後，該晶圓可被翻轉及在一習用之硬質夾頭上被研磨。對某些製程而言，該晶圓可被多翻轉一次，以重新研磨該初始表面成平的並平行於另一側。
某些現有之實施例提供能有一額外之研磨主軸及夾頭被裝設於該旋轉指示器之研磨模組設計。於某些此配置中，有二個研磨夾頭 被設置成相對彼此180度。該等夾頭之一可被設定為一軟質夾頭，而另一個為一硬質夾頭類型。使用此結構，該軟及硬質夾頭研磨皆可發生在同一研磨模組中。
額外地或可選擇性地，某些實施例進一步施行後研磨應力鬆解。在研磨硬質材料時，例如是在使用鑽石磨料施加一高向下之作用力時之另一常見的問題為，由研磨留在該晶圓上之表面(或在該研磨表面下之一薄層)可能太受損，而無法使該晶圓從該夾頭安全地移出。在該表面下之損壞通常被稱為〝次表面損壞〞或〝SSD〞。當表面損壞及SSD太嚴重時，鬆夾(鬆釋開該工件夾頭晶圓夾持真空)可造成該晶圓嚴重地彎曲或甚至完全破裂。在夾頭上鬆解應力之技術可被用於在鬆夾之前減低或排除表面及次表面損壞至一可接受的程度。拋光(其在某些情況下可為較佳的方法)及蝕刻製程通常被用於排除該種損壞。額外地或可選擇性地，某些實施例施行拋光來達成一較均勻的表面。例如，就某些晶元而言，例如是LED晶圓，該背側必須具有相當均勻的粗糙度(例如是由中心至邊緣)。如此，該拋光可減少此非均勻的粗糙度，例如就LED晶圓達成一落在約1至2μm之內或更少之相當均勻的粗糙度。
在某些實施例中，該研磨系統及/或研磨平台可被配備有一可到達該研磨模組內的拋光臂。該拋光臂被配備有一將一拋光墊或磨光裝置黏附固定或鬆散磨料之末端作用器，以及一用於施加一例如是附有懸浮磨料顆粒之漿料的拋光流體的噴嘴。漿料被施加通過在該墊中之一(多)孔，或從在該晶圓上方之一來源被施出至該拋光墊的一側。該拋光墊可自由轉動或以動力轉動。該拋光臂配備有硬體，以使其能以作用力將該拋光墊壓 抵該晶圓。該晶圓由該工件夾頭轉動同時被拋光。此技術之某些部分先前已被說明於美國專利第6602121、6379235、6511368、6527621、6945856、6464574、6547651、6692339、6361647、6227956、6887133、6450860、6514129、6517419、6514121、6495463、6629874、6346036、6855030及6551179(模式6EJ)號中，該等專利於被併入本案參考。
此外，某些實施例提供一種旋轉指示器設計，其在研磨後可將該晶圓方便地定位在該拋光臂下方。該旋轉指示器亦可使該晶圓在該拋光墊之下振盪，而不需有在該拋光臂上之分別的硬體來完成此。為有更均勻的精修及材料的均勻移除，振盪通常被使用於拋光中。若有需要，其亦能使該拋光墊比該晶圓更小，同時仍能經由該振盪來接觸到整個晶圓表面。此亦被稱為〝次口徑拋光〞。
對拋光而言，額外地或可選擇性地，酸或鹼蝕刻製程可被用於移除被損壞的晶圓表面。為了蝕刻，該旋轉指示器會被移至一在一化學劑施加噴嘴之下方的位置。該蝕刻化學劑(例如是熱KOH)會被施加至該晶圓之表面。於該化學劑施加期間，該晶圓夾頭可被轉動，且該旋轉指示器可被振盪以達成化學劑於整個晶圓表面上之想要的分佈。在夾頭上之化學蝕刻已於先前由史特斯包說明於美國專利第7,160,808號中，該專利於被併入本案參考。該晶圓在夾頭上被拋光或蝕刻，直到足夠的損壞被移除，以允許一旦從該夾頭被鬆解開，能有對該晶圓之安全處理，或有一符合要求或界定之粗糙度。通常此為約3至5微米的移除。
要指出對至少某些硬質基材而言，例如是那些用於LED’的硬質基材，通常是使用批量類型製程來表面處理該晶圓，一次處理多個 晶圓。批量雙側拋光及磨光製程常需費力地先依厚度將晶圓預先分類。然而，目前的實施例可以如前述地以單一晶圓進給研磨，且特別地是不受進來之晶圓的厚度影響，及能將該晶圓研磨至一般的厚度。因此，某些實施例允許研磨非均勻厚度硬質基材晶圓至一般厚度而不需預先分類。
以下被說明及圖6顯示依據某些實施例之一製程的一簡化流程圖，該製程提供初級基材晶圓的研磨。以下之製程說明一種處理方法，其中一或多個研磨模組被配置有二個研磨夾頭主軸，其一具有一軟質夾頭，另一則具有一硬質夾頭。然而，於其他實施例中，若有需要，該等軟質及硬質夾頭亦可被分開於分別的研磨模組中(例如研磨模組1：二個軟質夾頭，研磨側邊1；研磨模組2：一個硬質夾頭，研磨側邊2；研磨模組3：一個硬質夾頭，再次研磨側邊1)，其為可安排的，且係取決於各步驟之產量。
1.基材(例如是被線鋸鋸開的晶圓)之一或多個卡匣被裝載入一被安裝於該研磨系統之該EFEM的卡匣I/O裝置中(步驟612)。一或多個空的卡匣亦可被裝載成用於某些配置的輸出(或〝接收〞)卡匣。
2.一操作員或工廠主機界定一藉由該研磨工具機被用於研磨及一流程的製作法(步驟614)。
3.該乾式機械手臂317使用一掃瞄裝置來掃瞄用於晶圓之出現的一或多個輸入及輸出卡匣(步驟616)。或者，該等卡匣可由該卡匣I/O裝置偵測(例如，FOUP裝載埠通常是具有整合的晶圓偵測能力)。
4.該乾式機械手臂317使用一末端作用器例如自一底側從該輸入卡匣來拾取一晶圓，以及從該卡匣將該晶圓取出，及送進入該 EFEM(步驟618)。
5.該晶圓被移至一想要的位置，且於某些情況下，可包括將該晶圓旋轉180°，造成該末端作用器在該晶圓之頂部(步驟620)。
6.該晶圓由該乾式機械手臂被放置在該預對齊裝置夾頭320上(步驟622)。
7.該預對齊裝置將該晶圓定中心(或找出該晶圓的中心)，且可相對該末端作用器之拾取方向將該晶圓定向至一製作法或使用者界定的角度(步驟624)。若有存在，該晶圓ID亦可在該預對齊製程期間由該OCR被讀取(步驟626)。
8.在該預對齊製程期間，該研磨模組為該晶圓做準備。該軟質工件夾頭的頂部表面以該工件夾頭清潔組合被清潔處理(步驟628)，例如，使用一不會損壞該軟質表面之軟質刷子。該旋轉指示器將該工件夾頭指引到該研磨位置(步驟630)，且一或多個探針或感測器(例如是二個接觸探針)可做參考基準在該工件夾頭之頂部(步驟632)。該等探針之一可做參考基準在該夾頭之硬質外側直徑，同時另一探針可做參考基準在該夾頭之軟質部分上。雖然該軟質表面並未提供一做為參考基準的最佳表面，該量測通常係可信賴可重複的，且可被用於一種〝三角(Delta)〞類型的研磨，其將於以下說明於步驟15中。該旋轉指示器將該軟質工件夾頭指引至該裝載/卸載位置(步驟634)。該軟質工件夾頭可被指引至一製作法或使用者界定之定向。該研磨腔室的遮蓋可被打開。
9.該濕式機械手臂316使用一末端作用器從該預對齊裝置320拾取該晶圓。
10.該濕式機械手臂316將該晶圓放置在該研磨模組312中之該軟質工件夾頭的頂部上(步驟636)。一真空被拉過該軟質工件夾頭之該多孔表面，以坐落及夾持該晶圓頂靠該夾頭。該濕式機械手臂末端作用器鬆釋開該晶圓，並自該研磨模組撤回。
11.該旋轉指示器將該工件夾頭指引至該粗研磨位置(步驟640)。
12.該研磨腔室的遮蓋被關閉(步驟642)。
13.一或多個探針及/或感測器可被用於監測厚度(步驟644)。例如，一第一接觸探針可被定位來接觸在該晶圓上，及一第二探針則接觸在該工件夾頭的一外露區域上(例如是該工件夾頭之一非多孔的外直徑部分)。該第一探針可被用於量測該晶圓的厚度，而該第二探針可被用於監測該工件夾頭之參考基準位置。額外地或可選擇性地，在該表面並非太粗糙時，一IR感測器可被用於計算出該晶圓之厚度。
14.該研磨模組延伸出該粗研磨輪，轉動該工件夾頭及研磨輪，施放冷卻液到該晶圓上，並將該研磨輪進給入該晶圓(步驟646)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該粗研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。
15.在研磨製程期間，來自該接觸量測探針、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他參數之回饋可被監測來決定該切削效率(步驟648)。若該切削效率變成不恰當時，一研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在 該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。或者，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之移除量或粗研磨界限值(而非一目標厚度)時，該循環可被終止(步驟650)。此被稱為一〝三角研磨〞或當一目標厚度被達成。
16.在該粗研磨被完成之後，該粗研磨輪被抬高至一安全的直立位置，且該粗研磨輪被撤回(步驟652)。
17.當精研磨將發生時，該旋轉指示器指引該工件夾頭至該精研磨位置(回到步驟640)。
18.在感測器/探針被啟動時(步驟644)，該研磨模組轉動該工件夾頭及該研磨輪，將冷卻劑施加在該晶圓上，及將該精研磨輪進給入該晶圓(步驟646)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該精研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。
19.在該研磨製程期間，來自該晶圓厚度量測探針及/或IR感測器、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他參數可被監測來決定該切削效率(步驟648)。若該切削效率變成不恰當，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。或者，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之移除量或研磨界限值(而非一目標厚度)時，該循環被終止(步驟650)。某些實施方式可進一步施行旋轉指示器振盪及/或工件夾頭速度改變，其可部分地提供更均勻的表面精修。
20.在精研磨被完成之後，該精研磨輪被抬高至一安全的直立位置。
21.該工件夾頭的轉速可在水被施加至該晶圓之表面上時增加(步驟654)。此將殘餘之研磨屑從該晶圓移除。
22.於某些實施方式下，該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在拋光(或蝕刻)位置(步驟656)。該晶圓可經由拋光或蝕刻方法消除應力(步驟658)。
23.該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在裝載/卸載位置(步驟660)。該研磨腔室遮蓋被打開。
24.該濕式機械手臂316將該末端作用器定位在該晶圓上方，以從該軟質工件夾頭拾取出該晶圓。該下主軸關掉該真空，且於某些實施方式下，將一小量的空氣注入該軟質工件夾頭中，以協助將該晶圓從該工件夾頭鬆釋出(步驟662)。
25.該研磨模組及濕式機械手臂為待被放置到該第二(硬質)工件夾頭上之該晶圓做準備。該旋轉指示器將該第二(硬質)工件夾頭指引至該研磨位置(返回步驟630)，且一或多個感測器(例如是一或多個接觸探針)可被用來將一參考基準設置在該工件夾頭之頂端(步驟632)。該旋轉指示器指引該第二(硬質)工件夾頭定位在該裝載/卸載位置(返回步驟634)。要指出，在某些情況下，該第二工件夾頭可在該晶圓被定位在該第二工件夾頭上之前被清潔處理(步驟628)。此清潔處理相近於之前或以下所述之該夾頭清潔處理。
26.在某些情況下，該濕式機械手臂316將該晶圓暫時地 放置在一夾持位置，且隨後重新夾持該晶圓(例如是從相對(底)側)。該濕式機械手臂隨後將該晶圓翻轉，使得該末端作用器係在該晶圓之頂端。
27.該濕式機械手臂316將該晶圓放置在該研磨模組中之該第二(硬質)工件夾頭的頂端(步驟636)。一真空作用力被施加及拉通過該第二工件夾頭之多孔表面，以坐落及夾持該晶圓頂靠該夾頭。該濕式機械手臂316末端作用器鬆釋開該晶圓，並從該研磨模組撤回。
28.該旋轉指示器將該硬質工件夾頭指引至該粗研磨位置(步驟640)。
29.該研磨腔室的遮蓋被關閉(步驟642)。
30.一或多個感測器及/或探針被定位及/或啟動(步驟644)。例如，厚度探針或量具可被降低，一第一探針在該晶圓上，及一第二探針在該工件夾頭的外露區域上(該工件夾頭之該非多孔的外直徑部分)。該第一探針可被用於計算該晶圓的厚度，而該第二探針可被用於監測該工件夾頭之參考位置。額外地或可選擇性地，一IR感測器可被用於計算該晶圓之厚度。
31.該研磨模組延伸出該粗研磨輪，轉動該工件夾頭及研磨輪，施放冷卻液到該晶圓上，並將該研磨輪進給入該晶圓(步驟646)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該粗研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。
32.在該研磨製程期間，來自該晶圓厚度量測探針及/或IR 感測器、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他相關參數之回饋被監測來決定該切削效率(步驟648)。若切削效率變成不恰當，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。一當達成該研磨製作法中所界定之該目標厚度值及/或界限值時，該循環被終止(步驟650)。
33.在粗研磨被完成之後，該粗研磨輪被抬高至一安全的直立位置，且該粗研磨輪被撤回(步驟652)。
34.當精研磨將被執行時，該旋轉指示器指引該工件夾頭至該精研磨位置(回到步驟640)。
35.該研磨模組轉動該工件夾頭及該研磨輪，施放冷卻液到該晶圓上，並將該精研磨輪進給入該晶圓(步驟646)，同時一或多個感測器及/或探針被啟動(步驟644)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該精研磨使用界定於該被選出之製作法中的參數來進行。
36.在該研磨製程期間，來自該晶圓厚度量測探針及/或IR感測器、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他相關參數之回饋被監測來決定該切削效率(步驟648)。若切削效率變成不恰當，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。一當達成該製作法中所界定之該目標厚度值及/或界限值時，該循環被終止(步驟650)。
37.在該精研磨被完成之後，該研磨輪被抬高至一安全的直立位置(步驟652)。
38.在該等研磨製程被完成之後，該研磨輪被抬高至一安全的直立位置。該工件夾頭的轉速可在水被施加至該晶圓之表面上時增加(步驟654)。此將殘餘之研磨屑從該晶圓移除。
39.於某些實施例中，該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在拋光(或蝕刻)位置(步驟656)。該晶圓可經由拋光或蝕刻方法消除應力(步驟658)。
40.該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在裝載/卸載位置(步驟660)。該研磨腔室遮蓋被打開。
41.該濕式機械手臂316將該末端作用器定位在該晶圓上方，以從該硬質工件夾頭拾取出該晶圓。該下主軸關掉該真空，且將一小量的空氣注入該硬質工件夾頭中，以協助將該晶圓從該工件夾頭鬆釋開(步驟662)。
42.如步驟27至42，該濕式機械手臂316可翻轉該晶圓，且該第一側可在夾頭上再次被研磨及應力消除。
43.該晶圓由該濕式機械手臂被傳送至該SRD324。該SRD以如同在所選擇之製作法中所界定的方式乾燥該晶圓(步驟664)。
44.該研磨腔室遮蓋關閉，以便可由乾淨的水、刷子、石頭、刀片刮除及/或其他相關的方法來清潔該硬質工件夾頭(步驟666)。
45.在該旋轉-沖洗-乾燥循環被完成之後，該乾式機械手臂317使用一末端作用器將該晶圓從該SRD拾起。
46.該已被研磨及乾燥的晶圓隨後被放回到一卡匣中(步驟668)。
47.對在任何數目之卡匣中之任何數目的晶圓，該循環被重複，且於某些情況下，可以平行的方式被實施，應用多個研磨模組312至314將該研磨系統之產量最大化。多個研磨模組因此顯著地增加該工具機的產量。
背部研磨硬質基材
在很多應用中，背部研磨被執行於基材上，例如在具有完成之LED裝置的硬質基材上，且該背部研磨常是以在切單(singulation)之前的一接近最終步驟被執行於該表面。該研磨薄化該晶圓之背側至一想要的厚度，除其他特性之外，提供了從該LED穿過該基材之較佳的光穿透性。例如，晶圓可以某些實施方式從約650um被薄化至100um厚。因為該等晶圓被磨成如此的薄，因此該LED裝置晶圓可和一攜載器配合，例如是為支撐被連結於一攜載晶圓。
因為以初級硬質基材研磨，應力消除技術可被用在某些實施方式中來限制或防止該晶圓的彎折及/或破裂，例如是在鬆夾期間。因為一高度拋光的表面能進一步改善光穿透性，某些實施例使用一額外的全口徑拋光做為一接續的步驟來研磨及消除壓力。由於相較於研磨期間，拋光期間可為很長(例如是一小時或更久)，因此該拋光可在分別的設備上執行，其可防止產量在該研磨機上〝瓶頸化〞。
圖7顯示及以下說明依據某些實施例之一製程710的另一範例，該製程用於背部研磨例如是硬質基材晶圓之硬質基材。
1.基材之一或多個卡匣被裝載入一被安裝於該自動研磨工具機之該EFEM的卡匣I/O裝置中(步驟712)。該等晶圓之該裝置側常被面朝上。一或多個空的卡匣亦可被裝載成用於某些配置的輸出卡匣。
2.一操作員或工廠主機界定一藉由該研磨系統被用於研磨及一流程的製作法(步驟714)。
3.該乾式機械手臂317使用一掃瞄裝置來掃瞄用於晶圓之出現的該等輸入及輸出卡匣(步驟716)。額外地或可選擇性地，該等卡匣可由該卡匣I/O裝置偵測。
4.該乾式機械手臂317使用一末端作用器例如自一底側從該輸入卡匣來拾取一晶圓，以及從該卡匣將該晶圓取出，及送進入該EFEM(步驟718)。
5.該晶圓被移至一想要的位置，其可包括旋轉180°，造成該末端作用器在該晶圓之頂部(步驟720)。
6.該晶圓由該乾式機械手臂317被放置在該預對齊裝置320上(步驟722)。
7.在某些情況下，該預對齊裝置320可將該晶圓定中心(或找出該晶圓的中心)，且可相對該末端作用器之拾取方向將該晶圓定向至一製作法或使用者界定的角度(步驟724)。若有存在，該晶圓ID亦可在該預對齊製程期間由該OCR被讀取(步驟726)。
8.該攜載晶圓之厚度及/或形狀被量測(步驟728)，於某些實施例中，在該預對齊裝置320，例如是由一IR晶圓厚度感測器。該量測資料可由該控制電腦被儲存，以在接續之研磨製程中使用。在某些情況下， 該乾式或濕式機械手臂可選擇性地將該晶圓放入一分離的站中用於量測。額外地或可選擇性地，該攜載晶圓可在一研磨模組312中被量測，如以下之步驟12中所說明的。然而，某些感測器可能有厚度上的限制(例如是對某些IR感測器類型的厚度限制)，其可防止量測該攜載晶圓厚度從頂部通過該裝置晶圓。在該些情況下，該攜載晶圓係在該研磨模組外被量測，例如是在該預對齊裝置320或分離的站。此外，某些實施例可額外地或可選擇性地下載來自例如是工廠一供應源或其他來源之一遠端來源的攜載器厚度及/或形狀資料給該研磨系統及/或控制器。
9.在該預對齊製程期間，該等研磨模組312至314之一或多個可為該晶圓準備(步驟730)。此可包括以下步驟之一或多個：該工件夾頭之頂部表面可以該工件夾頭清潔組合被清潔處理；該旋轉指示器可指引該工件夾頭至該研磨位置，及例如是一或多個接觸探針之一或多個探針做參考基準在該工件夾頭之頂部；該旋轉指示器指引該工件夾頭至該裝載/卸載位置；該工件夾頭可被指引至一製作法、流程及/或使用者界定之定向；該研磨腔室的遮蓋可被打開；及/或其他如是之準備。
10.該濕式機械手臂316使用一末端作用器從該預對齊裝置320拾取該晶圓(步驟732)。
11.該濕式機械手臂316將該晶圓放置在該研磨模組(例如是研磨模組314)中之該工件夾頭的頂部上(步驟734)。一真空被啟動且一真空作用力被拉通過該工件夾頭之該多孔表面以坐落及夾持住該晶圓。該濕式機械手臂316末端作用器鬆釋開該晶圓並自該研磨模組撤回。
12.當該攜載晶圓將在該研磨腔室中被量測時，該旋轉指 示器指引該晶圓相對一感測器被定位，例如是定位在該IR晶圓厚度感測器之下。於某些實施例中，該IR感測器可被定位成和該晶圓的中心一致。該旋轉指示器在該晶圓的厚度被監測以產生該攜載晶圓的一徑向掃描(〝直徑掃描〞)時被移動。額外地或可選擇性地，該旋轉指示器及該工件夾頭可以一協調運動方式被移動，以產生該攜載晶圓及/或該待被研磨之晶圓的厚度之一極座標或直角座標(x及y軸類型)測繪圖。該量測資料可由該控制電腦儲存，以在隨後之研磨製程期間被使用。
13.當自動化及可調式形狀控制技術被使用時，該研磨主軸之俯仰及偏轉可被重新定位，以產生想要的後研磨裝置晶圓形狀(步驟736)。
14.該旋轉指示器隨後為研磨指引，特別是依據該製作法。於某些實施方式中，該旋轉指示器將該工件夾頭指引至該粗研磨位置(步驟740)。
15.該研磨腔室的遮蓋被關閉(步驟742)。
16.於某些實施例中，一或多個探針被定位及/或啟動(步驟744)。例如，一或多個諸接觸探針可相對該晶圓、攜載晶圓及/或夾頭被降低，例如，一個接觸在該晶圓上，及另一個接觸在該工件夾頭之露出的區域上(該工件夾頭之非多孔的外直徑部分)。該前該探針可被用於計算出該晶圓之厚度，同時該後探針可被用於監測該工件夾頭之參考位置。額外地或可選擇性地，一IR感測器可被用於計算出該晶圓之厚度，若該表面並非是太粗糙。
17.該研磨被啟動(步驟746)。例如，該研磨模組延伸出該 粗研磨輪，轉動該工件夾頭及該研磨輪，將冷卻劑施加在該晶圓上，及將該研磨輪進給入該晶圓。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該粗研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。
18.在該研磨製程期間，來自該接觸量測探針、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他參數之回饋可被監測來決定該切削效率(步驟748)。若該切削效率變成不恰當，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。額外地或可選擇性地，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之該目標厚度值及/或界限值時，該循環被終止(步驟750)。
19.在該粗研磨被完成之後，該粗研磨輪被抬高至一安全的直立位置，且該粗研磨輪被撤回(步驟752)。
20.該旋轉指示器指引該工件夾頭至該精研磨位置(回到步驟740)。
21.該研磨模組轉動該工件夾頭及該研磨輪，將冷卻劑施加在該晶圓上，及將該精研磨輪進給入該晶圓(步驟746)。由於該研磨輪之快速地撞擊到該晶圓表面上，通常係不利於該晶圓及該研磨輪，因此一緊密接近裝置/方法可被使用來快速地接近該晶圓，但當該研磨輪靠近該晶圓時，警告該工具機，然後在最後幾微米減緩該接近。該精研磨使用界定於被選出之製作法中的參數來進行。在某些情況下，可使用一單一研磨輪製程。
22.在該研磨製程期間，來自該晶圓厚度量測探針及/或IR感測器、研磨作用力、研磨輪進給速率及/或其他如是之參數的回饋被監測來決定該切削效率(步驟944、948)。若該切削效率變成不恰當，該研磨輪修整組合可被啟動，以藉由在該研磨輪上露出新的研磨料，來改善該進給速率，或減低該研磨作用力。額外地或可選擇性地，進給速率可被減低以維持固定的作用力。一當達成該製作法中所界定之目標厚度值及/或界限值時，該循環被終止(步驟750)。於某些實施例中，當該接觸類型的探針被用於決定最終的厚度時，該控制電腦使用計算法及被儲存之攜載器厚度來決定裝置晶圓的厚度。額外地或可選擇性地，當該IR類型的探針被用於決定最終的厚度時，該控制電腦可直接地使用該IR類型探針厚度資料。
23.在精研磨被完成之後，該研磨輪被抬高至一安全的直立位置(步驟752)。
24.在該等研磨製程被完成之後，該研磨輪被抬高至一安全的直立位置。該工件夾頭的轉速可在水被施加至該晶圓之表面上時增加(步驟754)。此將殘餘之研磨屑從該晶圓移除。
25.於某些實施例中，該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在拋光(或蝕刻)位置(步驟756)。該晶圓可經由拋光或蝕刻方法消除應力(步驟758)。
26.該旋轉指示器指引該工件夾頭定位在裝載/卸載位置(步驟760)。該研磨腔室遮蓋被打開。
27.該濕式機械手臂316將該末端作用器定位在該晶圓上方，以從該工件夾頭拾取出該晶圓。該下主軸關掉該真空，且在某些實施 例中，將一小量的空氣注入該工件夾頭中，以協助將該晶圓從該工件夾頭鬆釋開(步驟762)。
28.該晶圓由該濕式機械手臂316被傳送至該SRD324。該SRD以如同在所選擇之製作法中所界定的方式乾燥該晶圓(步驟764)。
29.該研磨腔室遮蓋關閉，以便可由乾淨的水、刷子、石頭、刀片刮除及/或其他如是的技術來清潔該工件夾頭(步驟766)。
30.在該旋轉-沖洗-乾燥循環被完成之後，該乾式機械手臂317使用一末端作用器將該晶圓從該SRD拾起。
31.該已被研磨及乾燥的晶圓隨後被放回到一卡匣中(步驟768)。
32.對在該卡匣中之多個其他晶圓，該循環被重複。某些實施例進一步以平行的方式實施研磨，應用該等研磨模組312至314全部將該工具機之產量最大化。多個研磨模組因此能顯著地增加該研磨工具機的產量。
組合之研磨及拋光
圖8圖示說明依據某些實施例之一工具機平台的一簡化俯視圖。該工具機平台包括一或多個研磨模組(例如是來自史特斯包被說明於2011年10月21日所提申，名稱為晶圓研磨之系統及方法，序號為61/549,787之共同申請案中的研磨模組)，及一或多個介於一清潔區段及一CMP處理區段(例如是一3工作台之CMP處理區段)之間的研磨/拋光濕式機械手臂處理器。
某些實施例提供用於組合之研磨及拋光或平坦化加工，例如化學機械式拋光/平坦化加工(CMP)。CMP為通常被用於指被使用在半導 體裝置之製造中之拋光製程的用詞。其被用於在不同的處理製程(有時候多於十道製程)之間，製造及保持一在該矽晶圓上之沉積層的平坦、光滑的表面，以致光學微影能保持必需之短的聚焦長度來印製線條等等，對各相繼之步驟，一在另一之頂部。如此，其通常是使用一相當硬質之上拋光墊結合一軟質之下拋光墊來拋光該晶圓，以在拋光期間達成局部之平坦性，同時保持遍及該晶圓之全面的均勻度。例如，道(Dow)公司之IC1000(〝硬質〞)在舒霸(Suba)4(〝軟質〞)墊堆疊上被工業界廣泛使用。被使用在CMP中之化學拋光漿料常被發展來強化裝置之局部平坦性，同時在取得一平坦的表面時〝停止〞。
另一方面，〝拋光〞為通常被用於指被使用來將研磨過之初級晶圓基材帶至一高度平滑的(光亮的)表面之拋光製程的用詞，半導體或LED裝置可被建立在該表面上。此製程通常是使用一相當軟之拋光墊結合一含有小研磨顆粒之化學漿料來平坦化及光滑化該表面，移除次表面損壞及/或模糊。例如，道公司的舒霸600及舒霸1200之毯狀墊為此目的被晶圓製造工業廣泛使用。
被使用於CMP及拋光的設備相近，通常包括有一貼附有拋光墊之相當大型的拋光台(例如是大於兩片晶圓之直徑，且在某些情況下是大於數片(3至5片)晶圓之直徑)、漿料輸送系統、拋光主軸、以及附接於該主軸之晶圓攜載器(或〝拋光頭〞)。該主軸及附接之晶圓攜載器轉動該晶圓抵靠該拋光墊，同時該拋光墊亦轉動抵靠該晶圓。漿料被施加在該拋光墊之頂部，且其由該轉動之拋光台及拋光墊攜載在該晶圓之下。CMP機器通常具有額外的硬體及軟體來控制拋光移除及整個晶圓的均勻性，以及拋光 墊調節硬體(以保持在該等硬質拋光墊上之移除速率)，以及用於在拋光之前、期間或之後監測結果之特定的量測設備。
某些實施例進一步提供CMP及拋光和被堆疊之矽晶圓應用。在某些情況下，其等如上述被研磨之被堆疊之矽晶圓可在接著該研磨之後被拋光或CMP處理。例如，在BSI影像感測器製造中，該被研磨之表面被製作成非常的平滑，以使通過該極薄之矽(<2um)的背側至該影像感測裝置之光線能有均勻有效的穿透。雖然該矽極薄，該影像感測裝置在研磨及拋光之後保持稍微埋設在該矽的表面之下。因此，在此情況下，一拋光製程在研磨之後被實施。
在某些情況下，以3D-IC製程，表面處理之目的常是將在該晶圓中之該等TSVs(矽穿孔)顯露出。此些金屬(例如銅)TSVs最終將提供電性連接點給該被堆疊之晶圓。單獨使用研磨來顯露出該等TSVs常是不想要的，因為涉及高磨蝕作用力及局部高溫之研磨會造成環繞在該等TSVs周圍之矽中的應力破裂。因此，該晶圓可被研磨成一接近該等TSVs之頂端的高度，通常是落在該等穿孔之一界限值內，然後被拋光、蝕刻及/或平坦化處理來顯露出該等TSVs。例如，粗研磨可被實施至一第一界限值，接著精研磨至一離該等TSVs之第二界限距離，然後該晶圓可被拋光及/或蝕刻來顯露出該等TSVs。該等TSVs保持相當的平坦，使該矽之表面提供一適當之電性連接點常是重要的。〝碟化〞係由該等金屬TSVs相對於該矽過度拋光所造成之一常見的問題。此在和該矽表面相比時，產生一種〝碟〞形或內凹或凹陷在該金屬TSV的頂部，使其難以製成一連至該TSV之電性連接。CMP技術可被用於將此碟化最小化。
對被堆疊之晶圓應用(例如300mm之被堆疊之晶圓應用)而言，該等晶圓通常在一被稱為一〝FOUP〞的卡匣罩殼中被繞著工廠(〝半導體製造設備(fab)〞)移動，該〝FOUP〞是指一〝前端開啟式晶圓傳送盒〞的簡稱。此些FOUP’s提供一乾淨的微環境，被設計成和自動化處理設備一起運作，將該等FOUP’s繞著該Fab(半導體製造設備)移動係一較佳的方法，且與在該處理設備上之FOUP裝載埠直接接合。晶圓在處理後在被放回入一乾淨的FOUP之前被清潔及乾燥處理。一晶圓每次必須被清潔及乾燥處理及傳送通常會增加該等裝置在一晶圓所需之總成本及時間。此外，每個晶圓處理步驟增加了損壞一晶圓的風險。
因此，晶圓研磨及CMP/拋光組合入一單獨整合的平台對被堆疊之晶圓應用及其他處理是合意的。藉由將此些工具機組合入一單獨的工具機平台，至少一清潔及乾燥步驟及處理步驟可被排除，且晶圓處理被最少化，因為該等晶圓不需被清潔、乾燥、放回該FOUP、及被傳送於研磨及CMP/拋光步驟之間及/或機械之間。
因此，某些實施例提供可實施該等方法之一或多個的系統或工具機平台，該等方法係前述和在此工具機平台中之CMP結合的方法。在至少某些實施方式中，此工具機平台可被放置在一乾淨的房室中或在一具有一接合至乾淨的裝載/卸載區域之接口的灰色區域中。
在某些實施例中，該工具機平台包括有一研磨模組(例如是來自史特斯包之模組7AH研磨機)結合一拋光機(例如是來自史特斯包之模組6EHCMP乾入乾出(DIDO)拋光機(亦稱為STB300CMP系統))。該乾入乾出係指該拋光系統包括有用於後CMP清潔及乾燥晶圓之設備的事實。在某些 實施例中，此組合研磨/CMP工具機平台之配置，包括有沿著其較長軸線分裂或〝拉伸出〞一模組6EH系統(來自史特斯包)，例如至約223英寸，保留該寬度(例如80英寸)。
某些實施例同時結合一晶圓研磨機(例如一300mm晶圓研磨機)及最新技術之CMP工具機的特徵。此外，某些實施例提供全口徑CMP/拋光而非可被用於某些其他系統之次口徑。該全口徑CMP/拋光可選擇性地具有所有製程控制器來達成極為精細的拋光，其在某些情況下可包括有在該晶圓上之作用力、端點檢測、拋光墊調整上的區域性控制及其他如是之控制。
某些實施例提供用於研磨及拋光或平坦化處理例如是被堆疊之矽晶圓之基材的製程。圖9顯示及以下說明依據某些實施例之一研磨及拋光一基材之製程910的一範例。
1.一或多個卡匣或晶圓之FOUPs被裝載入一被裝設至該自動化工具機之該EFEM的卡匣輸入/輸出(I/O)裝置(步驟912)。一或多個空的卡匣(或FOUPs)亦可被裝載為用於某些配置的輸出(或〝接收〞)卡匣。
2.一操作員或工廠主機指定、選定或界定一將被用於研磨、拋光、及清潔處理的製作法；及藉由研磨/拋光工具機平台來達成該製作法，在至少某些情況下亦可被界定之一〝流程〞(或晶圓路徑)(步驟914)。
3.該乾式機械手臂使用一掃瞄裝置來掃瞄用於晶圓之出現的輸入及輸出卡匣(步驟916)。或者，該等卡匣可由該卡匣I/O裝置偵測(例如，FOUP裝載埠通常具有整合的晶圓偵測能力)。
4.該乾式機械手臂使用一末端作用器例如自一底側從該 輸入卡匣來拾取一晶圓，以及從該卡匣將該晶圓取出，及送進入該EFEM(步驟918)。
5.該晶圓被移至一想要的位置，其可包括旋轉180°，造成該末端作用器在該晶圓之頂部(步驟920)。
6.該晶圓由該乾式機械手臂被放置在一第一傳送/預對齊站上(步驟922)。
7.在某些實施例中，該第一傳送/預對齊站可將該晶圓定中心(或找出該晶圓的中心)，且可相對該末端作用器之拾取方向將該晶圓定向至一製作法、流程及/或使用者界定之角度(步驟2024)。若有存在，該晶圓ID亦可在該第一傳送/預對齊站由該OCR被讀取(步驟926)。
8.一乾淨的機械手臂隨後可將該晶圓從該第一傳送/預對齊站取出，及將其運送通過該工具機平台之一乾淨的區段，並將該晶圓放置在一第二傳送/預對齊站(步驟928)。
9.在某些實施例中，該第二傳送/預對齊站可將該晶圓定中心(或找出該晶圓的中心)，且可相對該末端作用器之拾取方向將該晶圓定向至一製作法、流程及/或使用者界定之角度(步驟930)。
10.對將被薄化處理之半晶圓被裝設於一〝攜載晶圓〞之被堆疊之晶圓對而言，該攜載晶圓的厚度及/或形狀是在該第二傳送/預對齊站被量測(步驟932)，例如是藉由一IR晶圓厚度感測器，或其他取得之方式(例如是接收自一第三方)來量測。該量測資料可由一控制電腦被儲存，以在接續之研磨、處理及/或清潔製程中使用。於其他實施例中，該乾式或濕式機械手臂可將該晶圓放入一分離的站來量測。在某些實施方式中，該攜載 晶圓可在該研磨模組本身中被量測。然而，對會防止從頂部通過該裝置晶圓量測該攜載晶圓厚度的某些IR感測器類型而言，可能會有厚度上的限制。在該些情況下，該攜載晶圓係在該研磨模組外，在該第一或第二預對齊裝置之一或二者或一分離的站被量測(例如形狀及/或厚度)。額外地或可選擇性地，該攜載晶圓之厚度及/或形狀資料可自該工廠或其他來源下載給該研磨模組及/或一控制器。
11.在該預對齊製程期間，該研磨模組為該晶圓準備(步驟934)。例如，該工件夾頭之一頂部表面可以一工件夾頭清潔組合被清潔處理。該旋轉指示器指引該工件夾頭至該研磨位置，及二接觸探針做參考基準在該工件夾頭之該頂部(步驟936)。該旋轉指示器指引該工件夾頭至該裝載/卸載位置(步驟938)。該研磨腔室的遮蓋可被打開。
12.一研磨/拋光濕式機械手臂使用一末端作用器從該第二傳送/預對齊站(或量測站)拾取該晶圓。
13.該研磨/拋光濕式機械手臂將該晶圓放置在該研磨模組中之該工件夾頭的頂部上。一真空作用力可被拉通過該工件夾頭之該多孔表面以坐落及夾持住該晶圓。該研磨/拋光濕式機械手臂末端作用器鬆釋開該晶圓並自該研磨模組撤回(步驟940)。
14A.研磨被施行(步驟942)。該研磨可被施行為上述之製程之一，例如是被說明之該被堆疊之晶圓的研磨製程(例如步驟12至28)。該研磨可包括將該工件夾頭及研磨晶圓定位於該研磨位置，在需要時調整該研磨主軸之對齊，及使用一或多個感測器及/或探針來施行該研磨及達成想要的研磨結果。
14B.在某些實施例中，該研磨表面被沖洗及清潔處理(步驟944)。
15.接著該研磨，該研磨/拋光濕式機械手臂從該工件夾頭拾取該被研磨之晶圓，該晶圓被翻轉180度，且隨後被傳送及放置在一預CMP清潔機中，然後進入一CMP裝載站(步驟946)。在某些情況下，一清潔製程被施行，其可包括一接觸清潔製程(例如刷子或類似者)，以在進入一CMP區域之前，將研磨屑顆粒從該晶圓研磨表面清除。
16.該研磨腔室遮蓋關閉，以便可由乾淨的水、刷子、石頭、刀片刮除及/或其他相關的清潔方式來清潔該工件夾頭。
17.一拋光主軸/晶圓攜載器移動至一相對該裝載站之位置(步驟948)。
18.該拋光主軸/晶圓攜載器結合(例如降低至)該裝載站，且該晶圓被該裝載站機構推入該晶圓攜載器袋囊內(步驟950)。該晶圓攜載器使用真空來將該晶圓保持在該攜載器袋囊內。
19.該拋光主軸/晶圓攜載器移至一位在該等拋光工作台之一的上方之位置(步驟952)。
20.對每個製作法，該主軸降低且該晶圓被拋光(步驟954)，其中該製作法通常係除其他事項外指定向下作用力、主軸轉動速度、拋光工作台速度、及漿料流。
21.該晶圓可在二分別之拋光工作台上被拋光(步驟956)，且對每一步驟可使用分別之製作法、拋光墊、及漿料在一第三拋光工作台上被擦光。拋光期間可經過由依據在該製作法中由使用者界定之值的時間 被控制，或可經過如由一端點檢測系統所偵測到的移除量。
22.在拋光被完成之後，該主軸/晶圓攜載器移動至一相對一卸載站之位置。
23.該拋光主軸/晶圓攜載器配合(例如降低至)該卸載站，且該晶圓從該晶圓攜載器被排出進入該卸載站(步驟958)。
24.該研磨/拋光濕式機械手臂使用一末端作用器來將該被拋光之晶圓從該卸載站移開(步驟960)。
25.該研磨/拋光濕式機械手臂將晶圓放置在第二傳送/預對齊站(步驟962)。
26.一乾淨的濕式機械手臂使用一末端作用器從該第二傳送/預對齊站拾取該晶圓。
27.在某些情況下，該乾淨的濕式機械手臂將該晶圓定向(例如將該晶圓翻轉180度)，及將該晶圓放入一或多個清潔站之一。例如，某些實施例可包括有三個清潔站，包括二支PVA刷子刷洗站及一選擇性的超音波振盪清潔站。該晶圓隨後使用使用者選擇或指定之清潔方法被清潔，包括刷洗速度、作用力、及化學濃度及流動(步驟964)。當該清潔被完成時，該晶圓可由該乾淨的濕式機械手臂傳送至其他的清潔站來使用使用者指定的製作法做進一步的清潔。
28.當該清潔被完成時，該乾淨的濕式機械手臂使用一末端作用器將該晶圓傳送至該SRD站(步驟966)。
29.該SRD如所選擇之製作法中所界定之方式乾燥該晶圓(步驟968)。其它的乾燥方法可被使用及/或可能是有利的，例如是用於某些 應用的馬蘭戈尼型(marangoni-type)乾燥。
30.在該旋轉-沖洗-乾燥循環被完成之後，該乾式機械手臂使用一末端作用器將該晶圓從該SRD拾起。
31.該已被研磨、拋光及乾燥的晶圓隨後被放回到該卡匣中(步驟970)。
32.對在該卡匣中之任何數目的晶圓，該循環被重複。某些實施例以平行的方式實施該處理，應用多個研磨模組將該工具機之產量最大化。多個研磨模組及/或拋光站因此可顯著地增加該工具機的產量。
因此，某些實施例提供使用相同之研磨模組平台之研磨及/或拋光應用。
以用於3D被堆疊之晶圓的背光照相機晶片(BSI)及矽通孔(TSV)，某些實施例提供能有一致之研磨至一非常薄之最終厚度及非常精細之幾何形狀的方法。其亦能使研磨及拋光可在相同的工具機平台中被進行。此外，某些實施例提供一可研磨薄的被堆疊之晶圓及/或硬質基材之單獨的工具機平台。
一或多個控制器、控制電腦及/或處理器被包含於及/或結合於本案實施例之該研磨模組、研磨系統、及/或工具機平台中，以提供該等構件及/或製程的控制。通常該控制器接收感測器資料，及控制該研磨、清潔、拋光、移動及/或其他處理。該控制器或該等控制器可通過一或多個處理器、控制器、中央處理單元、電腦、邏輯、軟體及類似者被實施。此外，在某些實施方式下，該(等)控制器可提供多處理器功能。電腦及/或處理器可使用之記憶體可被包括在該控制器內及/或可由該控制器使用。於某些 實施例中，記憶體儲存可執行的程式碼或指令，在由該控制器之一處理器執行時，造成該研磨模組、系統及/或工具機來控制該一或多個構件。此外，該程式碼可造成該等處理器之一或多個的施行及/或執行如此處所說明之一或多個功能。
於此處被說明之該等方法、技術、系統、裝置、服務、伺服器、來源及類似者可在許多不同類型的裝置及/或系統上被使用、實施及/或運轉。依據某些實施例，此些裝置及/或系統可被用於任何如是之實施方式中。該系統之一或多個構件被用於實施以上或以下所提及之任何系統、設備或裝置、或此些系統、設備或裝置之部分，例如是以上或以下所提及之控制器以及使用者互動系統、感測器、回饋、顯示器、控制器、監測器、馬達及類似者。然而，此些系統之一或多個或其等之任何部分的使用確定是不需要。
可由該等處理器及/或該控制器使用之該記憶體，通常是包括有一或多個由至少該等處理器及/或控制器使用之處理器可讀取的及/或電腦可讀取的媒體，且能包括揮發性及/或非揮發性媒體，例如RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體及/或其他記憶體技術。此外，該記憶體可被放在該系統的內部；然而，該記憶體可被放在內部及外部記憶體的內部或外部或做一結合。該外部記憶體可大致為任何相關的記憶體，例如是但不限於快閃記憶體保全數位(SD)卡、通用串列匯流排(USB)隨身碟或驅動器、其他記憶卡、硬碟驅動器、及其他如是之記憶體或此等記憶體之組合之一或多個。該記憶體可儲存程式碼、軟體、可執行之指令、研磨製作法、文本、數據、座標資料、程式、邏輯或歷史資料、使用者資料及類似者。
某些實施例使用一或多個特徵、元件、構件、結構、控制、或於2008年1月10日所提申名稱為具有一可伸展之輪架的研磨設備之第12/287,550號美國專利申請案，以及2006年10月10日頒予沃爾什等人名稱為研磨設備及方法之第7,118,446號美國專利案中所說明的其他觀點，該二申請或專利案於此併入本案參考。
本案實施例提供用於精確地處理及/或研磨晶圓之方法、系統、及設備。許多該等方法通過一單獨的研磨系統來實施該研磨至想要的厚度及/或形狀。此外，本案實施例提供對被堆疊及非被堆疊之晶圓的研磨。
圖10顯示依據某些實施例之一研磨一晶圓之製程1010的一簡化流程圖。在步驟1012中，一被堆疊之晶圓被定位在一待被研磨之位置。於某些實施例中，該被堆疊之晶圓包括有一與一攜載晶圓被固緊之第一晶圓，其中該第一晶圓與該攜載晶圓被固緊，使得該第一晶圓之一表面被顯露出來被研磨。在步驟1014中，該第一晶圓之一研磨在其由該攜載晶圓支撐之同時被啟動。在步驟1016中，一或多個感測器在研磨該第一晶圓之同時相對該第一晶圓被啟動。
在步驟1018中，該第一晶圓之厚度和該攜載晶圓之厚度以在研磨該第一晶圓同時來自一或多個感測器之資料的一函數分別被決定。在步驟1020中，其決定是否該第一晶圓之該厚度具有和一第一厚度界限值一預定的關係。在步驟1022中，在該第一晶圓之該厚度具有和該第一厚度界限值之該預定的關係時，該晶圓研磨被停止。
圖11顯示依據某些實施例之一研磨一晶圓之方法1110的一簡化流程圖。在步驟1112中，一被堆疊之晶圓被定位到一工件夾頭上。 該工件夾頭與一旋轉指示器固緊，且該被堆疊之晶圓包括有一待被研磨之第一晶圓。在步驟1114中，該旋轉指示器被移動來移動該工件夾頭以將該被堆疊之晶圓定位接近一第一探針。在步驟1116中，該工件夾頭被轉動來轉動該被堆疊之晶圓，同時在該第一探針被啟動同時，協調該旋轉指示器之移動來相對該第一探針移動該工件夾頭及該被堆疊之晶圓。在步驟1118中，一攜載晶圓之一表面的表面形狀測繪被取得。在步驟1120中，該待被研磨之第一晶圓的一研磨依據該攜載晶圓之該表面的測繪被修改，其中該攜載晶圓被裝配成在該第一晶圓被研磨時支撐該第一晶圓。
在於此被揭示之本案發明已藉由特定之實施例、範例及其等之應用被說明下，許多的修改及變化可由熟習相關技術者在不脫離於申請專利範圍中所提出之本案發明的範圍下被做出。

Claims (18)

  1. 一種處理晶圓的方法，該方法包括：將一被堆疊之晶圓定位於一待被研磨的位置，其中，該被堆疊之晶圓包括一被固緊於一攜載晶圓之第一晶圓，其中，該第一晶圓與該攜載晶圓被固緊以使得該第一晶圓之一表面被顯露出來而被研磨；在該第一晶圓被該攜載晶圓支撐之同時，啟動該第一晶圓之研磨；在研磨該第一晶圓之同時，相對該第一晶圓啟動一或多個感測器；在研磨該第一晶圓之同時，以來自一或多個感測器之資料的一函數，決定和該攜載晶圓之一厚度分別開來的該第一晶圓之一厚度；決定是否該第一晶圓之該被決定的厚度具有和一第一厚度界限值一預定的關係；以及在該第一晶圓之該厚度具有和該第一厚度界限值之該預定的關係時，停止該晶圓研磨。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括：取得該第一晶圓被固緊於其上之該攜載晶圓之一表面的測繪；以及依據該攜載晶圓之該表面的測繪修改該研磨。
  3. 根據申請專利範圍第2項之方法，其進一步包括：將該第一晶圓定位在一工件夾頭上，其中，該工件夾頭由一旋轉指示器支撐；轉動該旋轉指示器來移動該工件夾頭通過該旋轉指示器之一部分旋轉以將該第一晶圓定位靠近一第一感測器；轉動該工件夾頭來轉動該第一晶圓，同時在該第一感測器被啟動同 時，協調該旋轉指示器之移動以相對該第一感測器來移動該工件夾頭及該攜載晶圓；以及記錄由該第一感測器在該旋轉指示器之該被協調之移動及該工件夾頭之該轉動期間所量測之該第一晶圓之該表面的一表面形狀。
  4. 根據申請專利範圍第3項之方法，其中，記錄該第一晶圓之該表面的該表面形狀包括測繪厚度及均勻度變化。
  5. 根據申請專利範圍第2項之方法，其進一步包括：取得該攜載晶圓及該第一晶圓在研磨期間會被定位於其上之一工件夾頭之一表面的測繪；以及依據該攜載晶圓之該表面的測繪及該工件夾頭之該表面的測繪修改該研磨。
  6. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，在研磨該第一晶圓之同時啟動一或多個感測器包括：啟動一第一感測器來量測該第一晶圓之該表面，及啟動一第二感測器來量測該工件夾頭之一表面；以及其中，決定和該攜載晶圓分別開來的該第一晶圓之該厚度包括：以由該第一感測器及該第二感測器取得之量測及該攜載晶圓之一厚度的一函數來決定該第一晶圓之一厚度。
  7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中，在該第一晶圓之該厚度具有和該第一厚度界限值之該預定的關係時停止該晶圓研磨包括：停止該晶圓研磨，使得該第一晶圓之該表面不會露出形成在該第一晶圓中之一或多個穿孔；以及拋光及蝕刻該第一晶圓之該表面來露出該等一或多個穿孔。
  8. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中，啟動該第一晶圓之該研磨包括：施加一粗研磨輪於該第一晶圓之該表面；藉由施加一精研磨輪於該第一晶圓之該表面，啟動該第一晶圓之該表面的一接續研磨；在以該精研磨輪研磨該第一晶圓之同時，啟動該等一或多個感測器，來量測該第一晶圓之該厚度；在以該精研磨輪研磨該第一晶圓之同時，決定和該攜載晶圓之該厚度分別開來的該第一晶圓之該厚度；決定是否該第一晶圓之該被決定的厚度具有和一第二厚度界限值一預定的關係；以及在該第一晶圓之該厚度具有和該第二厚度界限值之該預定的關係時，停止該晶圓研磨。
  9. 根據申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括：將該第一晶圓及該攜載晶圓定位到一研磨動力機之一工件夾頭上，其中，該工件夾頭和一被裝配來將該工件夾頭轉動至在該研磨動力機內之一或多個位置的旋轉指示器被固緊；轉動該旋轉指示器來將該工件夾頭及該第一晶圓定位在一邊緣研磨位置；以及在該第一晶圓之一邊緣上執行一邊緣研磨。
  10. 根據申請專利範圍第9項之方法，其中，執行該邊緣研磨包括：通過該旋轉指示器和一直立式進給調整裝置的配合移動來調整一研磨輪和該第一晶圓邊緣接觸的一進給來執行該邊緣研磨。
  11. 根據申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括：接著該晶圓研磨的完成拋光該第一晶圓。
  12. 一種研磨一晶圓的方法，該方法包括：將一被堆疊之晶圓定位在一工件夾頭上，其中，該工件夾頭與一旋轉指示器被固緊，及該被堆疊之晶圓包括一待被研磨之第一晶圓；移動該旋轉指示器來移動該工件夾頭，以將該被堆疊之晶圓定位靠近一第一探針；轉動該工件夾頭來轉動該被堆疊之晶圓，同時在該第一探針被啟動同時，協調該旋轉指示器之移動，以相對該第一探針來移動該工件夾頭及該被堆疊之晶圓；取得一攜載晶圓之一表面之一表面形狀的一測繪；以及依據該攜載晶圓之該表面的該測繪修改該待被研磨之該第一晶圓的一研磨，其中，該攜載晶圓被裝配成在該第一晶圓被研磨時支撐該第一晶圓。
  13. 根據申請專利範圍第12項之方法，其進一步包括：在該第一晶圓被該攜載晶圓支撐之同時，依據該被修改之研磨來研磨該第一晶圓之一表面；在研磨該第一晶圓之同時啟動該第一探針，以量測至少該第一晶圓之該表面；在研磨該第一晶圓之同時，及以來自該第一探針之量測的一函數，來決定不同於該攜載晶圓之一厚度的該第一晶圓之一厚度；以及在該第一晶圓之該厚度具有和一第一厚度界限值一預定的關係時，停止該第一晶圓之研磨。
  14. 根據申請專利範圍第13項之方法，其進一步包括：啟動一第二接觸探針來量測該工件夾頭之一表面；以及其中，決定該第一晶圓之該厚度包括：在研磨該第一晶圓之同時，以得自該第一探針及該第二探針之該等量測及該攜載晶圓之一厚度的一函數，來決定該第一晶圓之一厚度。
  15. 根據申請專利範圍第13項之方法，其中，停止該第一晶圓之該研磨包括：停止該第一晶圓之該研磨，使得該第一晶圓之該表面係落在離一或多個形成在該第一晶圓中之穿孔的一界限距離內，及使得該等一或多個穿孔不被顯露在該第一晶圓之該表面。
  16. 根據申請專利範圍第13項之方法，其進一步包括：測繪該攜載晶圓及該第一晶圓在研磨期間被定位於其上之該工件夾頭的一表面；以及其中，修改該研磨包括依據該攜載晶圓之該表面的該測繪及該工件夾頭之該表面的該測繪修改該研磨。
  17. 根據申請專利範圍第12項之方法，其進一步包括：依據該攜載晶圓之一厚度的該測繪及該工件夾頭之該表面的該測繪，來相對該第一晶圓之該表面調整該研磨動力機之一研磨主軸的一相對對齊，以達成該第一晶圓之一表面的一想要的後研磨晶圓表面形狀。
  18. 根據申請專利範圍第12項之方法，其進一步包括：將該第一晶圓及該攜載晶圓定位到該研磨動力機之該工件夾頭上，其中，該旋轉指示器被裝配成將該工件夾頭移動至在該研磨動力機之內的一或多個位置； 啟動該旋轉指示器來移動該工件夾頭及該第一晶圓至一邊緣研磨位置；以及通過該旋轉指示器及一直立式進給調整裝置之進一步及配合的移動，來調整和該第一晶圓邊緣接觸之一研磨輪的一進給，以執行在該第一晶圓之一邊緣上的一邊緣研磨。
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