TW201603210A - 用於等化一基板堆疊之方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於藉由運用於具有至少一個施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)之一施加設備(11、11'、11")對局部厚度峰(12)進行局部施加而等化一基板堆疊(1)之厚度變化之方法，該基板堆疊(1)由一產品基板(4)及一載體基板(2)組成且特定而言運用於一互連層(3)連接。 此外，本發明係關於一種對應裝置。

Description

用於等化一基板堆疊之方法及裝置
本發明係關於一種如技術方案1中所主張之方法及一種如技術方案8中所主張之對應裝置。
在現代半導體行業中，一基板之層厚度之減小係用於不斷促進半導體組件之小型化之一基本先決條件。儘管幾年前主動及被動組件僅在一單個基板(尤其一晶圓)上生產，但現今不同功能性之基板彼此對準且彼此接合。使個別功能單元之間接觸經由穿矽導通體(TSV)較佳地發生。TSV允許基板之間的一導電連接之直接生產。
此一多基板堆疊之生產中之關鍵程序中之一者係背部薄化程序。在一背部薄化程序中，具有通常數百毫米之一直徑之一基板經薄化為直至小於50μm之一層厚度。因此，該基板在背部薄化程序期間使用一載體基板來以機械方式穩定。此外，穩定技術亦意欲允許對幾微米厚基板之進一步處理、運輸及儲存。
最頻繁使用之載體技術係所謂的暫時接合。在暫時接合中，將一暫時膠合劑施加至產品晶圓(其待背部薄化)及/或載體基板。此後，產品基板與載體基板之間的一暫時接合程序發生。此處往往如此，使得運用暫時膠合劑固定於載體晶圓上之產品基板側已具有功能單元。該等功能單元可為微晶片、LED、MEM、RDL或凸塊。暫時膠合劑之層厚度必須相應地大於功能單元之最大高度，以便確保功能單元在膠 合劑中之完全嵌入。
先前技術中之一極嚴重問題係所謂的總厚度變化(TTV)。此定義為一物件沿著一個給定方向或一個平面之最大厚度與最小厚度之間的差。舉例而言，一矽晶圓之TTV定義為將在矽晶圓之一個位置處發現之最大厚度與將在別處發現之其最小厚度之間的差。
TTV之概念亦可擴展為經組合物件。因此，在半導體行業中，通常量測一經接合基板堆疊之厚度變化。在如此做時將其中其第一基板之表面指向外側之基板堆疊安置於儘可能平坦之一量測裝置之一平面上。此後，基板堆疊相對於一感測器之一相對移動發生。感測器通常係一雷射干涉儀。運用一個雷射干涉儀可偵測並確定奈米範圍內之厚度改變。沿著量測方向對基板堆疊厚度之一量測係藉由經接合基板堆疊與雷射干涉儀之間的相對移動發生。層厚度圖譜以及最大及最小層厚度以及(因此)TTV可依據已以此方式獲得之量變曲線判定。
TTV知識主要對在接合、主要背部薄化及蝕刻程序之後應用於產品基板之彼等程序係重要的。具體而言，一過大TTV提供不均勻厚度移除且因此在最壞之情形中導致產品基板之破壞。
本發明之目標係設計可藉以減小厚度變化且因此改良厚度變化之一程序及一裝置。
此目標係運用技術方案1及8之特徵來達成。在附屬申請專利範圍中給出本發明之有利開發。在說明書、申請專利範圍及/或各圖中給出之特徵中之至少兩者之所有組合亦歸屬於本發明之範疇內。在給定值範圍下，所指示限制內之值亦將考量為經揭示作為邊界值且將其以任何組合主張。就此程度，針對該裝置所揭示之特徵亦可視為方法特徵，其亦可根據該方法應用且反之亦然。
本發明之基本理念係藉由運用於具有至少一個施加單元之一施加設備對局部厚度極端(尤其厚度峰)進行局部施加而等化一基板堆疊 之厚度變化，該基板堆疊係運用於一互連層、一第一基板(特定而言一載體基板)及一第二基板(特定而言一產品基板)而連接。一厚度極端可為一厚度峰或一厚度谷。下文中在此專利中，運用於實例而非排他地使用如本發明中所主張較佳之對厚度峰之施加，以闡述如本發明中所主張之實施例。
特定而言製作為一產品晶圓之一產品基板比特定而言製作為一載體晶圓且意欲支撐產品基板之載體基板薄。
本發明之範疇內之等化特定而言意指，藉由執行如本發明中所主張之方法將厚度變化減小25%、較佳地減小50%、再更佳地減小至少75%、最佳地減小至少90%，所有當中最佳地減小至少95%。
本發明尤其係關於用於減小一經接合基板堆疊之總厚度變化之一方法及一系統。本發明之一項態樣特定而言在於用於尤其結合以下一裝置來判定TTV或局部峰之X-Y位置之一量測裝置：所結合之該裝置可對基板堆疊、尤其兩個基板之間的邊界表面或該等基板之間的一互連層較佳地在局部上施加，以便以一受控制方式改變厚度波動、特定而言以便等化厚度波動。如本發明中所主張之方法較佳地實施為一接合後程序。如本發明中所主張之方法及如本發明中所主張之系統較佳地用以減小兩個基板之間及其之間的一層(特定而言一膠合劑層)之TTV。另一選擇係，該裝置及該方法亦可用以直接操縱一層(特定而言一膠合劑層)之TTV。特定而言，因此同樣考量揭示如本發明中所主張之關於一層(特定而言一膠合劑層)之直接操縱的所有所指示實施例及程序。本發明特定而言係關於用於減小，特定而言用於完全消除特定而言一基板堆疊之總厚度變化之一方法及一系統。該基板堆疊較佳地係已藉由一暫時接合程序生產之一基板堆疊。如本發明中所主張之方法亦可根本上用於對永久經接合基板堆疊及/或已藉由一預先接合生產之基板堆疊之不平整性及(因此)TTV之局部補償。
如本發明中所主張之實施例及如本發明中所主張之系統之根本優點在於TTV之一接合後減小之可能性。就程序技術而言，在接合期間將總是做出努力來完全減小TTV。但經驗展示，甚至對於最有效及最現代接合系統，TTV之一完全減小係不可能的。
如本發明中所主張之系統特定而言由至少兩個單元組成，具體而言：-至少一個量測單元，其用於量測厚度分佈或厚度峰之X-Y位置，及-一施加設備，其用於對以下各項之受控制改變(尤其係等化)：基板堆疊之凸出弓形面或基板堆疊之厚度峰、尤其互連層。
量測單元
第一單元係用於沿著一基板堆疊之一個表面，尤其沿著產品基板之一個表面量測局部厚度之一量測單元。特定而言總厚度變化及/或厚度峰及/或厚度谷之X-Y位置可依據沿著前述表面中之一者對不同X-Y位置處之厚度之量測而判定。X-Y位置較佳地存檔於一中央控制單元中以控制所有方法步驟及裝置之組件。
該量測單元特定而言由一傳輸器及一接收器組成。較佳地，傳輸器及接收器以機械方式彼此耦合。在一項再更佳實施例中，傳輸器及接收器共同安裝於一個單元中，特定而言安裝於一較佳地封閉殼體中。下文中，以簡化術語論述一傳輸器。傳輸器意指發射信號(舉例而言，電磁波、聲學聲波)、接收、評估並分析該等信號以便將先前所提及厚度判定為可如本發明中所主張進一步用於等化之值的一組件。
在如本發明中所主張之量測單元之一第一實施例中，該量測單元係特定而言具有一光學傳輸器之一光學量測單元。該光學量測單元較佳地具有一干涉儀。該干涉儀可為一單色白光干涉儀或根據一項較 佳實施例一多色白光干涉儀。在一個具體實施例中該干涉儀係一紅外線干涉儀。
在如本發明中所主張之一第二實施例中該量測單元製作為特定而言具有一聲學感測器之一聲學量測單元。該聲學量測單元較佳地具有一個超音波傳輸器。為將超音波信號注入至基板堆疊中，較佳地將一流體(尤其一液體)施加於傳輸器與基板堆疊之表面之間。因此此類型之量測不係較佳的。
該傳輸器關於安裝底座較佳地剛性地或靜態地安裝。該安裝底座儘可能均化且用以容納一晶圓卡盤，該晶圓卡盤可沿著安裝底座較佳地移動且基板堆疊可固定於該晶圓卡盤上，且經固定以供量測及/或等化。可移動晶圓卡盤實現基板堆疊與傳輸器之間的相對移動及(因此)沿著先前所提及表面對基板堆疊之層厚度之一量測。
隨後平整性用作一平坦區(特定而言一表面)之完美性之一量度。與一平坦表面之偏差由波紋及粗糙性導致。一表面之波紋由該表面在特定而言毫米範圍、通常低於微米範圍內之一特定週期性升高及降低來表徵。相反地，粗糙性係微米或奈米範圍內之一相當非週期性現象。此等表面性質之確切定義係熟習表面物理學、摩擦學、機械工程設計或材料科學之技術者所已知的。為處理與理想表面之不同偏差，下文中粗糙性之概念同義地用於先前所提及效應及所有此等效應之疊加。粗糙性規定為平均粗糙性、平方粗糙性或經平均峰至谷高度。平均粗糙性、平方粗糙性及經平均峰至谷高度之所判定值對於相同所量測距離或量測區通常不同，但通常係為相同數量級。因此，以下粗糙性數值範圍應理解為平均粗糙性之值、平方粗糙性之值或經平均峰至谷高度之值。
如本發明中所主張之安裝底座之粗糙性儘可能小，特定而言小於100μm、較佳地小於10μm、更佳地小於1μm、最佳地小於100 nm、所有當中最佳地小於10nm、再更佳地小於1nm。安裝底座較佳地由具有低塑性變形性之一機械剛性材料(尤其花崗岩)組成。安裝底座之彈性模數係尤其大於0.01GPa、較佳地大於0.1GPa、再更佳地大於1GPa、最佳地大於100GPa、所有當中最佳地大於1000GPa。高表面平整性及(因此)低粗糙性係特定而言藉由研磨、拋光及蝕刻方法達成。
晶圓卡盤沿著安裝底座在氣墊軸承上較佳地移動。晶圓卡盤之表面較佳地具有一對應低粗糙性。晶圓卡盤表面之粗糙性特定而言小於100μm、較佳地小於10μm、更佳地小於1μm、最佳地小於100nm、所有當中最佳地小於10nm、再更佳地小於1nm。晶圓卡盤之彈性模數尤其大於0.01GPa、較佳地大於0.1GPa、再更佳地大於1GPa、最佳地大於100GPa、所有當中最佳地大於1000GPa。
在一項尤其較佳實施例中，在一雙步驟程序中判定位置相依厚度。在第一步驟中，藉由基板堆疊與傳輸器之間的相對移動(包含其X-Y位置)來判定基板堆疊之厚度。此後，基板堆疊圍繞其表面法線之一180旋轉及對該基板堆疊之重複量測發生。然後可依據在旋轉之前及之後的兩個厚度分佈之算數平均數來計算基板堆疊之實際厚度分佈。此平均程序之先決條件係在彼此翻轉之兩個座標系統之間對基板堆疊點及X-Y位置之明確指派。此實施例之優點主要在於藉由對所量測層厚度之統計平均，晶圓卡盤及/或安裝板之不平整性對經平均最終結果具有較少影響。若如本發明中所主張在不旋轉之情況下實施對每一點之重複量測，則僅將獲得更好計數統計。
施加設備
特定而言如本發明中所主張為獨立之第二單元或裝置係一施加設備，基板堆疊藉由該施加設備曝露於局部影響(特定而言變形)至減小基板堆疊之TTV所必須之程度。該等影響可為機械、電、磁及/或 熱影響。如本發明中所主張，機械及/或熱影響係較佳的。
預先準備且存檔於尤其受軟體控制之控制設備中之基板堆疊之厚度分佈現在用以辨識局部極端(因此峰及/或谷)。此等極端特定而言發生於已藉由一暫時接合生產之基板堆疊中。至少主要地，基板堆疊由於暫時膠合劑或互連層之厚度之不均勻性而指向局部不同厚度。此外，厚度(尤其係隔離的或附屬的)受產品基板之拓撲影響，受包含物、粒子或熱負載之影響。
如本發明中所主張之一項態樣在於以一受控制方式使用施加設備來減小局部極端。特定而言，該施加設備經設計以與量測單元類似地具有剛性、經相應確切地製造、可被負載，且遞送重現性結果。在具體實施例中，施加設備與一量測單元組合，尤其位於且固定於相同安裝底座上。因此，如本發明中所主張設計如本發明中所主張之系統之一緊密實施例。此外，基板堆疊之在量測單元與施加設備之間的運輸路徑係最小的。量測單元與施加設備之組合之另一優點係對厚度之量測及局部改變之並行執行。
如本發明中所主張，特定而言將可設想量測單元之傳輸器將位於一第一位置處且施加設備之一施加單元將位於該實施例之一第二位置處。就此程度，基板堆疊在安裝底座上方移動，使得該基板堆疊之一局部峰之X-Y位置首先通過量測單元之傳輸器之位置且然後通過施加單元之位置，可在一第一位置處進行一厚度量測且可在一第二位置處同時實施層厚度之改變。因此，達成一對應較高輸送量。
在一整個具體實施例中，量測單元及施加設備彼此單獨地較佳地位於相同工廠(晶圓廠)之不同模組中或甚至不同晶圓廠之模組中。以此方式，對厚度分佈之量測與對基板堆疊之等化分離且如本發明中所主張將不同製造商之量測單元與施加設備彼此組合變得可能。
施加設備可製作為一點式施加設備或一表面施加設備。表面施 加設備係如本發明中所主張較佳之實施例，此乃因對於等化而言輸送量明顯較高。特定而言，其由點式施加設備之一場組成，且點式施加設備中之每一者特定而言可單獨地觸發並監視。藉由對一點式施加設備之操作方式之說明，如本發明中所主張之方法及如本發明中所主張之裝置之操作方式特定而言變得清晰且簡單。
點式施加設備
在如本發明中所主張之一第一實施例中，施加設備確切地具有特定而言能夠將機械壓力施加至基板堆疊之表面、尤其產品基板之表面之一個施加單元。該施加單元較佳地衝壓為銷形狀。較佳地，一局部峰之凸出弓形面上之壓縮應力導致載體基板與產品基板之間的互連層之流動及(因此)互連層及(因此)基板堆疊之厚度之一均化。銷之尖端可具有不同形狀。因此，可設想尖頭形狀、圓頭、尤其球面或矩形形狀。
在如本發明中所主張之一項實施例中可加熱施加單元。特定而言，施加單元之溫度可以優於5℃、較佳地優於2℃、再更佳地優於1℃、最佳地優於0.1℃、所有當中最佳地優於0.01℃之一精確度來調節。施加單元之可觸發溫度範圍尤其介於室內溫度與100℃之間、較佳地介於室內溫度與300℃之間、再更佳地介於室內溫度與500℃之間、最佳地介於室內溫度與700℃之間。可加熱施加單元可與基板堆疊之表面接觸且經由熱傳導遞送熱，或可停留在距基板堆疊之表面之一特定距離處且可藉由熱輻射及/或熱對流來加熱較緊靠附近。熱之遞送主要致使一(局部受限)加熱及(因此)暫時膠合劑之一黏度改變(尤其一黏度降低)及(因此)較佳地致使凸出弓形面藉由鬆弛之一降低，此尤其歸因於產品基板及/或載體基板之內部應力。
在如本發明中所主張之一第三實施例中，施加單元具有特定而言可儘可能確切地聚焦之一雷射。同調雷射光係藉由光學器件較佳地 集中於位於產品基板與載體基板之間(因此在互連層中)之一焦點處。以此方式，對互連層儘可能局部受限、強烈且快速之加熱受影響。特定而言，藉由連續較佳地高頻率接通及關斷而使雷射較佳地施加脈衝。此施加脈衝在極大程度上完全防止附近之加熱。雷射特定而言係一紅外線雷射、一可見光雷射或一UV光雷射。雷射之波長較佳地介於10-8與10-3m之間、較佳地介於10-8與10-4m之間、最佳地介於10-8與10-5m之間。可在互連層中導致一化學反應之波長範圍內之雷射係尤其較佳的。此化學反應特定而言導致一共價鍵之斷裂。一化學鍵之斷裂所必須之能量係較佳地在UV波長範圍內。此化學反應可能影響互連層之黏度行為及(因此)可進一步最佳化TTV之減小。
在一項尤其較佳實施例中，施加單元組合一加熱單元及/或壓力單元及/或雷射單元，使得熱及/或機械及/或光化學應力係同時可能的。
然而並非較佳的如本發明中所主張之其他實施例要求將施加單元切換為一場電極，使得一高強度電場可在儘可能尖頭之一尖端處產生。在如此做時，特定而言將晶圓卡盤設定至被相應地相反充電之一電位。互連層可藉由對應高電場之產生而受到物理上及/或化學上的影響。
在如本發明中所主張之另一實施例中，可設想將施加單元建立為一磁極靴，使得可產生儘可能強之一磁場。此場穿透基板堆疊且導致互連層之改變，此允許等化。
如本發明中所主張，點式施加設備及/或晶圓卡盤係經由對應軟體及/或韌體及/或硬體而受控制，使得將對其進行施加之凸出凸起或厚度峰被個別地靠近且藉由施加單元在表面上之負載而儘可能廣泛地平面化。此最小化基板堆疊之TTV。
根據本發明之任何實施例中之一項較佳實施例之施加單元可至 少沿著Z軸移動。
表面施加設備
表面施加設備由可特定而言單獨地觸發及/或離散地配置之數個施加單元組成。如上文所闡述，每一個別施加單元因此可以機械方式及/或以熱方式及/或以電方式及/或以磁方式操作，以便影響基板堆疊之凸出弓形面或厚度峰及(因此)最小化TTV。與點式施加設備相比，表面施加設備可同時控制數個施加單元及(因此)可同時處理數個位置，特定而言數個凸出弓形面。此致使一大量加速，尤其加速對應於所提供之施加單元之數目之倍數。
如本發明中所主張之以下實施例係由數個施加單元組成之裝置。該等施加單元彼此緊挨(特定而言)齊平地配置於一靜止位置中。施加單元之配置係較佳地規則的，特定而言配置沿著一矩形柵格發生。亦將可設想具有可相應地增加之一半徑的彼此同心之數個圓中之施加單元之一配置。如本發明中所主張可設想之另一可能性將係沿著一六邊形或面心柵格之施加單元之一配置。
根據如本發明中所主張之表面施加設備之一第一實施例，施加單元對產品基板之表面直接施加。施加單元可以機械方式及/或以熱方式及/或以電方式及/或以磁方式改變產品基板之表面。如上文所闡述之點式施加設備中之類似考量適用於不同版本之影響。相應地，施加單元又可具有內建加熱器及/或用於產生強電場及/或磁場之設備。亦將可設想靜態施加單元或以下彼等靜態施加單元之使用：該等靜態施加單元不施加一機械負載且不改變其位置或在任何情形下改變位置以調整至產品基板之表面之一距離，因此總是具有至基板堆疊之大於零之一距離。此實施例中之凸出弓形面受加熱元件極大地特定而言排外地影響。此表面施加設備特定而言將受限於與上文所闡述實施例相比將不產生最佳結果之局部可調整加熱器。
在如本發明中所主張之一第二實施例中，具有撓性且可沿施加單元之施加方向伸展之一隔膜伸展於施加單元前面。該隔膜藉由施加單元至少局部地變形至一個施加位置中。與離散施加單元相比，該隔膜具有一連續表面，尤其覆蓋表面施加設備之一整個施加側之一個連續表面。此實施例產生產品基板/基板堆疊之表面之一經改良平面負載。
該隔膜根本上可由任何材料組成，但較佳地為耐磨耗、耐熱、塑性及/或具有對應高強度。
關於硬度，存在不同技術特性。正確硬度量測方法取決於諸多影響因素。最重要因素係待測試之材料以及測試本體。金屬及陶瓷、(因此)具有對應高強度及/或對應塑性能力之固體主要運用但不排外地運用洛克威爾(Rockwell)、勃氏(Brinell)及維克氏(Vickers)硬度方法來測試。個別硬度量測值係有條件地可能的。對應圖表及格式存在且為熟習此項技術者已知。但必須提及，確切轉換並不總係可能的或係不確切的。以下硬度量測值與維克氏硬度有關。隔膜材料之維克氏硬度特定而言係大於100、較佳地大於500、再更佳地大於1000、最佳地大於5000、所有當中最佳地大於10000。在如本發明中所主張之特定實施例中，亦可較佳地使用具有一極低硬度且因此可尤其良好地適合於基板之表面之隔膜材料。此等尤其較佳隔膜材料主要由塑膠組成，尤其由溫度穩定高達攝氏數百度之塑膠組成。用於塑膠之較佳硬度量測方法係蕭耳(Shore)方法。塑膠之蕭耳硬度特定而言小於100、較佳地小於75、再更佳地小於50、最佳地小於25、所有當中最佳地小於5。可在對應標準DIN ISO 7619-1及DIN EN ISO 868中查找確切定義。
就此而言，溫度抵抗意指升高溫度下之隔膜並不開始蠕變，因此在負載下不發生擴散程序引起之塑性變形。為避免必須解決蠕變之較詳細物理及化學程序，如本發明中所主張之一耐蠕變材料特徵在於 對應材料不會隨時間而經歷塑性變形直至一最大張力及一最大溫度為止。如本發明中所主張之最大溫度特定而言係大於0℃、較佳地大於50℃、再更佳地大於100℃、最佳地大於250℃、所有當中最佳地大於500℃。如本發明中所主張之最大張力特定而言大於10E6 Pa、較佳地大於10E7 Pa、更佳地大於10E8 Pa、最佳地大於10E9 Pa。
由彈性模數闡述彈性。如本發明中所主張之隔膜之彈性模數係尤其介於1GPa與1000GPa之間、較佳地介於10GPa與1000GPa之間、更佳地介於25GPa與1000GPa之間、最佳地介於50GPa與1000GPa之間、所有當中最佳地介於100GPa與1000GPa之間。舉例而言，一些類型之鋼之彈性模數大約係200GPa。
屈服點規定本體並未塑性地變形之最大張力。如本發明中所主張，具有一高屈服點以便防止永久塑性變形之隔膜材料係較佳的。如本發明中所主張之隔膜材料之屈服點係尤其大於1MPa、較佳地大於10MPa、再更佳地大於100MPa、最佳地大於500MPa、所有當中最佳地大於1000MPa。
不污染產品基板之表面之隔膜材料尤其係較佳的。因此，隔膜材料應較佳地不含對半導體應用關鍵之所有元素，尤其係類似銅、金、鉬及鈦之金屬。較佳地使用基於一聚合物及/或碳材料之一隔膜材料。
在如本發明中所主張之一第三實施例中，施加單元係彼此分割開且可運用壓力尤其單獨地觸發及/或供應之壓力室。該等壓力室在將藉由一隔膜且橫向上藉由彈性可變形壓力室壁對其進行施加之產品基板之表面之方向上被環繞。該等壓力室可較佳地個別地曝露於過壓力及/或負壓力且允許隔膜之變形，且(因此)在與產品基板之表面接觸之後，旋即允許如本發明中所主張之對凸出弓形面之施加。
如本發明中所主張之壓力室特定而言具有介於10-8mbar與10bar 之間、較佳地介於10-8mbar與8bar之間、再更佳地介於10-8mbar與6bar之間、最佳地介於10-8mbar與4bar之間、所有當中最佳地介於10-8mbar與2bar之間的一壓力。該等壓力室可用任何流體(因此用液體及/或氣體)來供應。相應地，該等壓力室係液壓及/或氣壓壓力室。較佳地不使用液體，使得氣壓壓力室係較佳的。
如上文所闡述，如本發明中所主張可設想一表面施加設備與一量測單元之組合。較佳地首先量測整個基板堆疊(特定而言，關於基板堆疊之厚度及/或該基板堆疊之個別層之厚度，諸如產品基板、載體基板及/或互連層之厚度)。此後如本發明中所主張之厚度變化(TTV)之改良在如本發明中所主張之表面施加設備中發生。在另一選用步驟中，然後基板堆疊之重複量測發生。若所判定TTV應小於一給定邊界值，則可進一步處理基板堆疊。若所判定TTV較大，則運用於如本發明中所主張之施加設備發生如本發明中所主張之厚度變化(TTV)之一重複改良。
在一項較佳實施例中，如本發明中所主張之表面施加設備及量測單元位於一個單元內或相同模組內，因此基板堆疊之量測與TTV之改進之間的改變得以加速。
施加單元之配置及形狀
施加單元之特定而言在一施加側及/或位於端上之一護套表面上之形狀根本上可為選用的，就此程度以此方式對表面進行施加係可能的。然而據展示，特定形狀適合於具體施加。
施加單元之護套表面較佳地經塑形為圓形、尤其環形或方柱形。
施加側(或施加頭部)特定而言經塑形為圓頭的、扁平的、尖頭的、椎體平坦化的或六邊形扁平的。
扁平施加頭部如本發明中所主張更好地適合於減小凸出弓形面 且適合於熱轉移。
尖頭施加頭部主要在將產生且局部化高電場及/或磁場時係重要的。
具有一六邊形形狀之扁平施加頭部特定而言係較佳的，此乃因其一方面係扁平的，可完全覆蓋一個表面，且由於其六邊形對稱性而與其對應相鄰者具有一最佳徑向關係。
本發明之其他優點、特徵及細節將自對較佳例示性實施例之以下說明且使用該等圖式而變得顯而易見。
在各圖中運用相同元件符號識別相同組件或具有相同動作之組件。
圖1a展示一理想基板堆疊1之一示意性剖面，該理想基板堆疊由一載體基板2、製作為暫時膠合劑之一互連層3及一產品基板4組成。在無法在技術上實施或可以不成比例的努力實施之此實施例中，載體基板2、互連層3及產品基板4具有一均勻厚度，因此一厚度變化(TTV)為零。載體基板2、互連層3及產品基板4之均勻厚度因此產生一均勻基板堆疊厚度。
圖1b展示一真實基板堆疊1之一示意性剖面，該真實基板堆疊由一載體基板2、具有厚度變化之一互連層3及一產品基板4組成。厚度變化由互連層3至少極大地、基本排外地規定。產品基板4比載體基板2薄，出於此原因產品基板4基本上遵循互連層3之厚度變化，而至少在執行如本發明中所主張之方法時之載體基板2容納於(特定而言固定於)一均化晶圓卡盤8上。
不均勻基板堆疊厚度t係可清晰辨識的。在對產品基板4之一表面4o之背部薄化(參見圖1c)期間之基板堆疊厚度t之不均勻性導致一對應不均勻產品基板4。表面4o之凸出彎曲區段(局部峰)被較強勁地移除，而表面4o之凹入彎曲區段(局部谷)被較小程度地移除。儘管整個產品基板4預先具有一均勻厚度，但該產品基板在一剝離程序之後將係不均勻的。
此程序僅可藉由其確保以下內容而防止：真實基板堆疊1之不均勻厚度分佈及(因此)TTV(其中將TTV考量為一尺寸)藉由如本發明中所主張之實施例減小至獲得一理想基板堆疊1之此一程度。在如本發明中所主張之實施例已將一真實基板堆疊1轉換成一理想基板堆疊1之後，亦可相應地處理後者。一理想基板堆疊1定義為具有低於一固定邊界值之一TTV值之一基板堆疊1。
圖2展示由一感測器7(較佳地一干涉儀、甚至更佳地一白光干涉儀)組成之一量測單元5。感測器7經由支柱10緊密地連接至一牢固安裝底座。安裝底座6用作一機械振動阻尼器。此外，晶圓卡盤8在安裝底座6上、較佳地在一氣墊軸承上沿由該安裝底座定義之一X-Y方向移動。
晶圓卡盤8可經由各種固定元件(未展示)固定基板堆疊1。固定元件可為真空固定件、靜電固定件、機械夾具、黏合表面或類似固定機構。該等固定元件可為熟習此項技術者已知。
晶圓卡盤8可沿著X及Y方向平移移動且亦可沿著Z方向(垂直於X及Y方向)較佳地移動，使得該晶圓卡盤實現基板堆疊1之升高。在一項尤其較佳實施例中，晶圓卡盤8可圍繞一局部Z軸翻轉及/或可圍繞一局部X及/或Y軸傾斜。
如本發明中所主張之第一步驟係藉由量測單元5量測基板堆疊1之厚度分佈，因此確切地量測基板堆疊1之每一X-Y位置之層厚度。 該量測單元由一控制設備(未展示)控制且所量測值經存檔以供稍後在一施加設備11(參見圖3至圖9)之控制中使用。
圖3展示此處製作為一點式施加設備之施加設備11，該施加設備由經由支柱10'連接至安裝底座6之一施加單元9組成。點式施加設備11及晶圓卡盤8係運用於軟體及/或韌體及/或硬體(控制設備)來控制。凸出弓形面或峰12(藉由沿X及Y方向移動晶圓卡盤8及/或施加單元9)經個別地靠近且藉由施加單元9在表面4o上進行施加而儘可能平面化。
沿著Z方向(參見圖3中之箭頭)使施加單元9升高及降低，以便藉由使一施加頭部9k與表面4o接觸、尤其藉由等化凸出弓形面12來等化基板堆疊厚度t。
施加單元9較佳地係一銷。相應地，凸出弓形面12之負載特定而言定義為機械壓縮負載。較佳地，凸出弓形面12之機械壓縮負載產生載體基板2與產品基板4之間的暫時膠合劑2之流動及(因此)一較均勻分佈。
圖4展示一項尤其較佳實施例，其中具有感測器7之量測單元5及具有施加單元9之施加設備11已彼此組合於一個單元或一個模組中。以此方式可執行一對應緊密量測及等化。主要地，量測與等化之間的改變可通常視需要且最重要的係對應有效地並且快速地實施。
圖5a展示如本發明中所主張之一第一程序步驟之一示意性剖面，其中一特定凸出弓形面12定位於感測器7下方。感測器7量測真實基板堆疊厚度tsr。在已知載體基板厚度tt及產品基板厚度tp之情況下，可判定凸出弓形面12。如本發明中所主張之凸出弓形面12將沿朝向載體基板2之負Z方向藉由一變形路徑dz儘可能大地變形，以便在此X-Y位置處達成所要理想基板堆疊厚度tsi。
圖5b展示相同凸出弓形面12在施加單元9下方之定位之一示意性 剖面。凸出弓形面12之定位應以高精確度發生。該精確度特定而言優於1mm(在X-Y方向上之最大偏差/容差)、較佳地優於100μm、更佳地優於10μm、最佳地優於1μm。
圖5c展示藉由降低且以此方式在施加頭部9k與表面4o接觸之後藉由對凸出弓形面12進行機械壓縮施加而使用施加單元9之一示意性剖面。在如此做時，凸出弓形面12得以平面化。出於在對該弓形面進行施加時互連層3之更好變形性，將其較佳地加熱，使得變形儘可能塑性地發生。
圖5d展示一選用第四量測步驟之一示意性剖面，該選用第四量測步驟對相同位置重複量測，以便驗證凸出弓形面12之降低或甚至消失，或者再次選用地施加一施加及/或校準施加設備11。
在真實情況下可展示：凸出弓形面12由於基板堆疊之內部應力或互連層3之流動行為而藉由變形路徑dz沿負Z方向所致之變形並不總係確切地可能的，使得理想參數係運用於上文所闡述實施例藉由經驗量測而判定。
針對基板堆疊1之所量測峰之所有X-Y位置實施如本發明中所主張之在圖5a至圖5d中展示之程序步驟。
圖6a展示一施加設備11'之一項較佳實施例，該施加設備製作為一表面施加設備，由數個施加單元9組成。施加單元9沿Z方向可移動地固定於一支柱主體10"上，該支柱主體又固定於安裝底座6上。
施加單元9可根據如圖3中所展示之實施例對產品基板4之表面4o或基板堆疊1以機械方式及/或以熱方式及/或以電方式及/或以磁方式進行施加且因此可致使凸出弓形面12之一減小。
如本發明中所主張之關於表面施加設備之理念首先在於在處理數個基板時之快速輸送量及(因此)低成本，且其次在於實施產品基板4之表面4o及下伏互連層3之一平行變形之可能性。此主要在藉由一施 加單元9在一個位置處對一凸出弓形面12之移除導致材料流動及另一凸出弓形面12之產生之情況下係必須的。藉由產品基板之表面4o之數個點之專用及受控制同時負載，可更好地控制暫時膠合劑3之材料流動且可甚至更有效地減小厚度變化。
施加單元9可個別地觸發且可沿Z方向自一靜止位置移動至一施加位置中。在靜止位置中施加單元9齊平地位於平行於X-Y方向之一個平面中。施加單元9較佳地彼此等距地配置且形成施加單元9之一場。
圖6b展示構成根據圖6a之實施例之一擴充之一施加設備11"。此處施加設備11"具有一隔膜14。隔膜14附著至支柱主體10"且與施加單元9之施加頭部9k重疊。在對表面4o進行施加時施加單元9使隔膜14變形，且與產品基板4之表面4o之接觸因此不再直接發生，而是經由隔膜14發生。以此方式，一類似但較連續(由於隔膜13之連續性)及(因此)較均勻分佈之壓縮施加得以達成。
根據圖7中所展示之另一實施例，存在具有呈壓力室之形式的施加單元9VI之一施加設備11"'。壓力室由彈性壓力室壁13及隔膜14定界。該等壓力室可藉由其曝露於壓力而被個別地控制。藉由經由流體通道15路由進入或離開壓力室之一流體施加壓力。流體可為一氣體、一氣體混合物、一液體、一液體混合物或在特定應用中為一氣體液體混合物。
隔膜14除其作為一壓力轉移元件之功能之外亦可具有加熱元件，該等加熱元件特定而言係運用局部解析度來觸發，以加熱基板堆疊1，尤其係互連層3。
圖8展示施加單元9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI之不同替代形式。施加單元9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI之護套表面較佳地塑形為圓形、特定而言環形(左邊三個版本9、9'、9")或方柱形(右邊三個版 本9"'、9IV、9V)。
施加側(或施加頭部)特定而言係圓頭(施加單元9)、扁平的(施加單元9'、9"')、尖頭的(施加單元9")、椎體平坦化的(施加單元9IV)或六角形扁平的(施加單元9V)。
圖9展示一施加設備11IV之一項實施例，該施加設備製作為具有六邊形扁平施加單元9V之一場之一表面施加設備。施加單元9V以一蜂巢形式彼此鄰接且因此因劃分及穩定性而突出良好地適合於如本發明中所主張之方法。
1‧‧‧基板堆疊/理想基板堆疊/真實基板堆疊
2‧‧‧載體基板/第一基板/暫時膠合劑/第二基板
3‧‧‧互連層/下伏互連層/暫時膠合劑
4‧‧‧產品基板/第二基板/第一基板
4o‧‧‧表面/產品基板之表面
5‧‧‧量測單元/光學及/或聲學操作量測單元
6‧‧‧安裝底座
7‧‧‧感測器/傳輸器-接收器單元
8‧‧‧平準晶圓卡盤/晶圓卡盤
9‧‧‧施加單元
9'‧‧‧施加單元
9"‧‧‧施加單元
9"'‧‧‧施加單元
9"'‧‧‧施加單元
9IV‧‧‧施加單元
9V‧‧‧施加單元
9VI‧‧‧施加單元
9k‧‧‧施加頭部
10‧‧‧支柱/支柱主體
10'‧‧‧支柱/支柱主體
10"‧‧‧支柱/支柱主體
11‧‧‧施加設備/點式施加設備
11'‧‧‧施加設備
11"‧‧‧施加設備
11"'‧‧‧施加設備
11IV‧‧‧施加設備
12‧‧‧局部厚度峰/凸出弓形面或峰/凸出弓形面/厚度峰/局部厚度極端
13‧‧‧隔膜/彈性壓力室壁/壓力室壁
14‧‧‧隔膜
15‧‧‧流體通道
dz‧‧‧變形路徑
t‧‧‧不均勻基板堆疊厚度/基板堆疊厚度
tsi‧‧‧所要理想基板堆疊厚度/理想基板堆疊厚度
tsr‧‧‧真實基板堆疊厚度
tp‧‧‧產品基板厚度
tt‧‧‧載體基板厚度
圖1a展示不具有TTV之一理想基板堆疊之一示意性剖面，圖1b展示具有厚度變化(TTV)之一真實基板堆疊之一示意性剖面，圖1c展示一真實基板堆疊之一處理程序(此處：背部薄化)之一示意性剖面，圖2展示如本發明中所主張之一量測單元之一項實施例之一示意性剖面，圖3展示如本發明中所主張之一點式施加設備之一項實施例之一示意性剖面，圖4展示已如本發明中所主張而組合之一量測單元及點式施加設備之一項實施例之一示意性剖面，圖5a展示用於如本發明中所主張之一方法之一項實施例的如本發明中所主張之一第一處理步驟之一示意性剖面，圖5b展示用於根據圖5a之實施例的如本發明中所主張之一第二處理步驟之一示意性剖面，圖5c展示用於根據圖5a之實施例的如本發明中所主張之一第三處理步驟之一示意性剖面， 圖5d展示用於根據圖5a之實施例的如本發明中所主張之一選用第四處理步驟之一示意性剖面，圖6a展示根據一第一實施例之如本發明中所主張之一表面施加設備之一示意性剖面，圖6b展示根據一第二實施例之如本發明中所主張之一表面施加設備之一示意性剖面，圖7展示根據一第三實施例之如本發明中所主張之一表面施加設備之一示意性剖面，圖8展示如本發明中所主張之一施加頭部之六項實施例之一剖面(在左邊)及一俯視圖(在右邊)之一示意圖，且圖9展示如本發明中所主張之具有六邊形扁平施加頭部之一場之一表面施加設備之一第四實施例之一示意性俯視圖。
1‧‧‧基板堆疊/理想基板堆疊/真實基板堆疊
2‧‧‧載體基板/第一基板/暫時膠合劑/第二基板
3‧‧‧互連層/下伏互連層/暫時膠合劑
4‧‧‧產品基板/第二基板/第一基板
9‧‧‧施加單元
9k‧‧‧施加頭部
11"‧‧‧施加設備
14‧‧‧隔膜

Claims (11)

  1. 一種用於藉由運用於具有至少一個施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)之一施加設備(11、11'、11")對局部厚度極端(12)進行局部施加而等化一基板堆疊(1)之厚度變化之方法，該基板堆疊(1)由一第一基板(4)及一第二基板(2)組成，特定而言運用於一互連層(3)連接。
  2. 如請求項1之方法，其中在該局部施加中，至少主要地、特定而言排外地使該互連層(3)變形。
  3. 如請求項1或2之方法，其中運用該施加設備(11、11'、11")將該施加排外地施加至厚度峰(12)。
  4. 如請求項1或2之方法，其中在局部施加之前運用於一尤其光學及/或聲學操作量測單元(5)判定該等局部厚度峰(12)之X-Y位置。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該施加設備(11、11'、11")具有特定而言可單獨地觸發及/或離散地配置之數個施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該施加設備(11、11'、11")具有一隔膜(14)，該隔膜(14)特定而言覆蓋該等施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)以對該等厚度峰(12)進行施加。
  7. 如請求項1或2之方法，其中將該厚度變化至少減小一半、較佳地減小至少75%、甚至更佳地減小至少90%、再更佳地減小至少95%。
  8. 一種用於運用一施加設備(11、11'、11")等化一基板堆疊(1)之厚度變化之裝置，該基板堆疊(1)由一第一基板(4)及一第二基板(2)組成，特定而言運用於一互連層(3)連接，該施加設備(11、11'、11")具有至少一個施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)以對 局部厚度峰進行局部施加。
  9. 如請求項8之裝置，其具有一光學及/或聲學操作量測單元(5)。
  10. 如請求項8或9之裝置，其中該施加設備(11、11'、11")具有特定而言可單獨地觸發及/或離散地配置之數個施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)。
  11. 如請求項8或9之裝置，其中該施加設備(11、11'、11")具有一隔膜(14)，該隔膜(14)特定而言覆蓋該施加單元(9、9'、9"、9"'、9IV、9V、9VI)以對該等厚度峰(12)進行施加。
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