TWI541888B - 用於在基板中形成孔的裝置及方法 - Google Patents

Description

用於在基板中形成孔的裝置及方法 【相關申請案之交叉引用】

本申請案主張於2011年1月5日提出申請之美國臨時申請案第61/430,045號之權益。

如本文示範性描述之本發明之實施例大體而言係關於用於在基板中形成孔之裝置及方法。更特定言之，本發明之實施例係關於能夠藉由處理雷射機器加工之特徵結構來有效形成孔之裝置及方法。

通常已知，許多半導體製造應用需要使用「矽通孔」。通常，矽通孔或(TSV)為延伸穿過矽基板之垂直通道，該通道可由導電材料塗佈或填充，以允許電流或熱自基板之一側面流至另一側面。TSV可藉由各種方法形成。舉例而言，TSV可在乾式蝕刻製程中形成，在該製程中反應性氣體在真空下蝕刻基板。然而，乾式蝕刻製程可產生具有側壁之TSV，該等側壁具有不當之扇形表面輪廓。為了避免扇形表面輪廓，通常將乾式蝕刻製程充分減緩或使TSV經受額外處理(例如，塗佈或蝕刻製程)。亦可使用雷射來形成TSV，其中雷射束加熱並剝蝕基板。然而，雷射鑽孔通常產生具有側壁之TSV，所述側壁具有非均勻之組成及結晶結構以及不當之粗糙表面輪廓。已經提出若干製程(包括乾式蝕刻製程及濕式蝕刻製程)來處理由鐳射鑽孔導致之有害效應。然而，此類製程之益處有限，因為此類製程並不產生具有許多適當特徵(例如，足夠平滑之側壁及可控之縱橫比、錐角、入口直徑、出口直徑及橫截面輪廓)之TSV。

在一實施例中，在基板內形成孔之方法包括：提供基板，其具有第一側面及與該第一側面相對之第二側面；用雷射束輻射該基板，以在該基板內形成雷射機器加工之特徵結構，該雷射機器加工之特徵結構具有側壁；及用蝕刻劑蝕刻該側壁，以改變該雷射機器加工之特徵結構中之至少一特徵，其中該蝕刻包括將該蝕刻劑自該基板之該第一側面及該第二側面引入該雷射機器加工之特徵結構。

在另一實施例中，用於在具有第一側面及第二側面之基板內形成孔之系統包括：雷射，其經配置以由雷射束輻射該基板，以在該基板內形成雷射機器加工之特徵結構；及蝕刻處理系統，其具有經配置以收納該基板之蝕刻腔室，該蝕刻處理系統經配置以將蝕刻劑自該基板之該第一側面及該第二側面引入該雷射機器加工之特徵結構，該蝕刻劑經配置以移除與該雷射機器加工之特徵結構鄰近的至少一部分基板。

下文中參照隨附圖式更全面地描述本發明，隨附圖式中圖示本發明之示例性實施例。然而，本發明可用許多不同形式來實施，並且不應將本發明解釋為限於本文闡述之實施例。實情為，提供此等實施例，以使得本揭示案將為透徹且完整的，並且本揭示案將向熟習此項技術者充分傳達本發明之範疇。在圖式中，為清晰起見，可能誇示層及區域的尺寸及相對尺寸。

將理解，儘管本文可使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區域、裝備、末端、路徑等，但是此等元件、部件、區域、裝備不應受此等術語限制。此等術語僅用以將一元件、部件、區域、裝備、末端、路徑等與另一元件、部件、區域、裝備、末端、路徑等進行區分。因此，在不脫離本文提供之教示的情況下，以下論述之第一元件、部件、區域、裝備、末端、路徑等可稱為第二元件、部件、區域、裝備、末端、路徑等。

本文使用之術語係僅用於描述特定示例性實施例之目的且不意欲視為本發明之限制。除非上下文另有清楚指示，否則如本文所使用之單數形式「一」及「該」意欲同樣包括複數形式。將進一步理解，術語「包括」及/或「包括」在用於本說明書中時指定所敘述特徵結構、整體、步驟、操作、元件及/或部件之存在，但並不排除一或多個其他特徵結構、整體、步驟、操作、元件、部件、末端、路徑及/或其群組之存在。

第1圖為示意性圖示根據一實施例之基板的橫截面圖。

參照第1圖，可提供具有上側面(亦稱為「第一側面」)12及下側面(亦稱為「第二側面」)14之基板10。基板10可由諸如矽之材料形成。在一實施例中，將基板10提供為摻雜或無摻雜之矽基板(例如，單晶矽基板、多晶矽基板或其類似物)。在一實施例中，將基板10提供為插入式基板。如此項技術中已知，插入式基板致能兩個器件或晶片(例如，在一電子封裝中)之間的連通(例如，電氣連通、光學連通或其類似連通或其組合)。然而，在其他實施例中，可將基板10提供為基板、半導體晶粒、工件或其類似物。在其他實施例中，基板10可由一或多種材料形成，該等材料諸如玻璃、藍寶石、SiC、GaN、GaAs、InP及其類似物。第一側面12與第二側面14之間的基板10之厚度t可在約15 μm至約1500 μm之範圍內。在所說明之實施例中，第一側面12及第二側面14為裸面(亦即，每一側面皆不存在諸如器件、導電線及其類似物的部件)。在其他實施例中，可在第一側面12、第二側面14或兩者的組合上形成一或多個部件(例如，器件、導電線及其類似物)。

在所說明之實施例中，於第一側面12上、於第二側面14上及於在第一側面12與第二側面14之間延伸的邊緣側面上形成蝕刻遮罩層16。所形成之蝕刻遮罩層16允許在隨後蝕刻製程期間在選定位置蝕刻基板10，該蝕刻製程將在以下更詳細論述。在一實施例中，蝕刻遮罩層16由可在隨後蝕刻製程期間以比基板10慢之速率被蝕刻或者將完全不被蝕刻的材料形成。例如，藉由任何適合之製程，蝕刻遮罩層16可由以下材料形成：氮化物材料(例如，氮化矽、氮化硼、氮氧化矽等)、氧化物材料(例如，氧化矽等)、基板10之含有摻雜劑材料(例如，P、As、Sb、B、Ga、In、Al等)的區域、聚合物材料(例如，光阻劑、聚乙烯醇、漆、清漆、蠟、膠、墨水、染料、顏料、膠帶、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、表面活性劑等)或其類似物或其任何組合。然而，在其他實施例中，可省略蝕刻遮罩層16。

第2圖為示意性圖示在第1圖中所示之基板中形成雷射機器加工之特徵結構的方法之一實施例的橫截面圖。

參照第2圖，在雷射鑽孔製程(例如，環鑽雷射鑽孔製程、衝擊鑽雷射鑽孔製程或其類似製程或其組合)期間，用雷射束20輻射基板10，以形成雷射機器加工之特徵結構22。如示例性說明，雷射機器加工之特徵結構22為通孔。然而，將瞭解，亦可將雷射機器加工之特徵結構22提供為對準特徵結構或其類似物。在所說明之實施例中，執行雷射鑽孔製程，以使得基板10之第一側面12上的蝕刻遮罩層16之部分、基板10及基板10之第二側面14上的蝕刻遮罩層16之部分受到雷射束20順序地輻射，以形成雷射機器加工之特徵結構22。在一實施例中，雷射鑽孔製程可採用對一或多種輔助氣體(例如，氧氣、氮氣或其類似氣體或其組合)及/或水之使用，以在雷射鑽孔製程期間增強基板10之材料移除，及/或在雷射鑽孔製程期間冷卻基板10。

通常，雷射機器加工之特徵結構22之特徵(諸如縱橫比、入口直徑(亦即，雷射機器加工之特徵結構22在與第一側面12鄰近之位置處的直徑d1)、出口直徑(亦即，雷射機器加工之特徵結構22在與第二側面12鄰近之位置處的直徑d2)、錐角(亦即，出口直徑與入口直徑之比例)、縱橫比(亦即，特徵結構長度與特徵結構寬度之比例)及橫截面輪廓)可藉由調整雷射鑽孔製程之一或多個參數來影響。可調整之雷射鑽孔製程參數的實例包括(例如)焦平面位置、雷射脈衝能量、雷射脈衝持續時間、雷射脈衝暫時輪廓、雷射脈衝重複率、雷射脈衝數目、雷射光斑尺寸、波長及其類似參數。入口直徑d1和出口直徑d2可在約1 μm至約500 μm之範圍內。在所說明之實施例中，出口直徑d2小於入口直徑d1。然而，在另一實施例中，出口直徑d2可等於入口直徑d1。因此，雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓可為錐形(如圖所示)或為垂直的。通常，雷射機器加工之特徵結構22之縱橫比係在約1:1至約50:1之間的範圍內。例如，雷射機器加工之特徵結構22之縱橫比可在2:1至50:1之間的範圍內。在一實施例中，雷射機器加工之特徵結構22之縱橫比為約20:1。

在雷射鑽孔製程期間，受雷射束20輻射之材料(例如，基板10及蝕刻遮罩層16之材料)自其原始位置以氣態、液態及可能以固態形式排出。隨著雷射鑽孔製程穿過基板10進行，排出之材料可冷卻並黏至先前已由雷射鑽孔製程形成之表面上。因此，雷射機器加工之特徵結構22之側壁24可能粗糙度不理想。同樣在雷射鑽孔製程期間，基板10之與受雷射束20輻射之區域鄰近的部分可變熱，從而產生「熱影響區」或(HAZ)26，HAZ 26由回流之基板材料、非晶基板材料、多晶基板材料、再結晶基板材料及其類似材料形成。基板10之HAZ 26亦可包括高應力區域、裂痕及其他熱誘導之特徵結構。因此，HAZ 26可自雷射機器加工之特徵結構22之側壁24延伸一些距離至基板10中。當基板10由矽材料形成時，HAZ 26可由矽酸鹽材料、熔合矽、回流之矽、重鑄矽、再結晶矽、多晶矽、非晶矽或其類似材料或其組合形成。

第3圖為示意性圖示處理第2圖中所示之雷射機器加工之特徵結構以形成孔的方法之一實施例的橫截面圖。第4圖至第8圖為示意性圖示可根據一些實施例形成之孔的橫截面圖。

參照第3圖，在形成雷射機器加工之特徵結構22之後，可在蝕刻製程期間蝕刻側壁24，以使得HAZ 26至少部分得以移除，以形成諸如孔30之孔。然而，在另一實施例中，可在蝕刻製程期間完全移除HAZ 26。如以下更詳細地論述，可在蝕刻製程期間改變雷射機器加工之特徵結構22的一或多個特徵(例如，側壁24之表面粗糙度、入口直徑d1、出口直徑d2、錐度、縱橫比、橫截面輪廓等)以產生孔30。

蝕刻製程包括複數個蝕刻製程(例如，包括一或多個乾式蝕刻製程、一或多個濕式蝕刻製程或其組合)，在該等蝕刻製程中使用蝕刻劑來蝕刻雷射機器加工之特徵結構22之側壁24。在一實施例中，使用第一蝕刻製程及第二蝕刻製程來蝕刻雷射機器加工之特徵結構22之側壁24。在第一蝕刻製程期間，將蝕刻劑自基板10之第一側面12引入至雷射機器加工之特徵結構22中。在第二蝕刻製程期間，將蝕刻劑自基板10之第二側面14引入至雷射機器加工之特徵結構22中。第一蝕刻製程及第二蝕刻製程中所用之蝕刻劑可包括乾蝕刻劑(例如，蝕刻劑氣體)、濕蝕刻劑(例如，蝕刻劑溶液)或其組合。第一蝕刻製程中所用之蝕刻劑可與第二蝕刻製程中所用之蝕刻劑相同或不同。

在一實施例中，可在第二蝕刻製程之前、期間或之後執行第一蝕刻製程。因此，可在將乾蝕刻劑自第二側面14引入至雷射機器加工之特徵結構22中之前、同時或之後，將乾蝕刻劑自第一側面12引入至雷射機器加工之特徵結構22中。在一實施例中，可在將乾蝕刻劑自第一側面12及第二側面14中的一側面引入至雷射機器加工之特徵結構22中的同時，將乾蝕刻劑自第一側面12及第二側面14中的另一側面連續地或間歇地引入至雷射機器加工之特徵結構22中。

在所說明之實施例中，藉由將乾蝕刻劑自第一側面12沿箭頭32所指示之方向引入至雷射機器加工之特徵結構22中來執行第一蝕刻製程，且藉由將乾蝕刻劑自第一側面12沿箭頭34所指示之方向引入至雷射機器加工之特徵結構22中來執行第二蝕刻製程。然而，將瞭解，可分別藉由將乾蝕刻劑自第一側面12和第二側面14沿相同方向引入至雷射機器加工之特徵結構22中來執行第一蝕刻製程及第二蝕刻製程。例如，在執行將乾蝕刻劑自第一側面12沿箭頭32所指示之方向引入至雷射機器加工之特徵結構22中的第一蝕刻製程之後，可用任何適合之方式來移動(例如，重新定向)基板10，以使得第3圖中所示之第一側面12及第二側面14的位置翻轉或反向。在翻轉之後，可執行第二蝕刻製程，以將乾蝕刻劑自第二側面14沿箭頭32所指示之方向引入至雷射機器加工之特徵結構22中。

雷射機器加工之特徵結構22上之第一蝕刻製程及第二蝕刻製程的蝕刻率及效應以及因此所產生之孔的特徵可藉由所採用之第一蝕刻製程及第二蝕刻製程中的一個或兩個製程之一或多個參數來影響。可調整之第一蝕刻製程及第二蝕刻製程之參數(本文中亦稱為「乾式蝕刻參數」)包括(例如)乾蝕刻劑之組成、乾蝕刻劑在雷射機器加工之特徵結構22內之流動速率、乾蝕刻劑之溫度、第一蝕刻製程及/或第二蝕刻製程之持續時間、第一蝕刻製程及/或第二蝕刻製程期間基板10與蝕刻劑源(例如，蝕刻劑氣體噴頭、蝕刻劑溶液噴嘴等)之間的距離或其類似參數或其組合。

第一蝕刻製程及第二蝕刻製程中所用之乾蝕刻劑可含有(例如)碳氟化合物、氧氣、氯氣、四氯化二硼化合物或其類似物或其組合。在一實施例中，乾蝕刻劑包括蝕刻劑氣體，諸如二氟化氙(XeF₂)。可選地，可使用載送氣體(例如，氦氣、氬氣、氮氣或其類似氣體或其組合)來攜帶，以幫助將乾蝕刻劑遞送至雷射機器加工之特徵結構22中。

在執行第一蝕刻製程及第二蝕刻製程之後，可將蝕刻遮罩層16自基板10移除。在一實施例中，可在蝕刻製程之前執行可選之預清洗製程，以移除在雷射鑽孔製程期間形成之雷射機器加工之特徵結構22內所發現之碎片。

藉由如上所述蝕刻雷射機器加工之特徵結構22之側壁24，可改變雷射機器加工之特徵結構22之一或多個特徵(例如，側壁24之表面粗糙度、入口直徑d1、出口直徑d2、錐度、縱橫比、橫截面輪廓等)，以形成具有一或多個所要特徵之孔。可選擇一或多個乾式蝕刻參數，以影響由蝕刻製程所產生之孔的一或多個特徵(例如，錐度，入口直徑、出口直徑、橫截面輪廓、縱橫比、表面粗糙度等)。將瞭解，雷射機器加工之特徵結構22之特徵亦可影響到乾式蝕刻參數對由蝕刻製程所產生之孔的一或多個特徵的影響方式。因此，可選擇雷射鑽孔製程之參數，以影響由蝕刻製程所產生之孔的一或多個特徵。

在一實例中，可選擇一或多個乾式蝕刻參數，以在不會顯著影響孔之橫截面輪廓的情況下，影響孔之入口直徑、出口直徑及/或表面粗糙度。因此，可改變雷射機器加工之特徵結構22之入口直徑、出口直徑及表面粗糙度，以產生具有所要入口直徑、出口直徑及/或表面粗糙度的諸如孔30之孔，但是可在孔30中保存雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓。如本文中所使用，若雷射機器加工之特徵結構22與孔為相同類型之橫截面輪廓，則在孔中會保存雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓。當孔之橫截面輪廓與雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓不為相同類型時，孔中不會保存雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓。將瞭解，可根據需要選擇第一蝕刻製程及第二 蝕刻製程之一或多個乾式蝕刻參數，以確保孔之橫截面輪廓與雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓為相同類型或不為相同類型。

橫截面輪廓之類型之實例包括錐形(例如，其中孔30具有大體上筆直之側壁36及小於100%之錐度(如第3圖中示例性展示)或大於100%之錐度)、垂直(例如，其中孔40具有大體上筆直之側壁42及至少大體上100%之錐度(如第4圖中示例性展示))、單扇形(例如，其中孔50包括側壁52，側壁52具有與第一側面12鄰近(如第5圖中示例性展示)或與第二側面14鄰近之凹形部分)、雙扇形(例如，其中孔60包括具有與第一側面12鄰近之凹形部分的側壁52及與第二側面14鄰近(如第6圖中示例性展示)的側壁62)、槽形(例如，其中孔70包括側壁72，側壁72具有與第一側面12鄰近(如第7圖中示例性展示)或與第二側面14鄰近之凸形部分)、沙漏形(例如，其中孔80包括具有與第一側面12鄰近之凸形部分的側壁72及具有與第二側面12鄰近之凸形部分(如第8圖中示例性展示)的側壁82)以及此等輪廓之組合(例如，孔具有諸如與第一側面12鄰近之側壁52(如第5圖中展示)的側壁部分及諸如與第二側面14鄰近之側壁42的側壁部分)。亦將瞭解，可根據需要選擇第一蝕刻製程及第二蝕刻製程之一或多個乾式蝕刻參數，以確保孔之橫截面輪廓與雷射機器加工之特徵結構22之橫截面輪廓為相同類型或不為相同類型。

在另一實例中，可選擇第一蝕刻製程及第二蝕刻製程中每一製程之上述乾式蝕刻參數中的一或多個參數，以產生具有大於50%之錐度的孔。例如，孔之錐度可大於60%且小於100%。然而，在另一實例中，孔之錐度可大於100%。

在另一實例中，可選擇上述乾式蝕刻參數中的一或多個參數，以產生具有大於雷射機器加工之特徵結構22之相應入口直徑d1及出口直徑d2的入口直徑及出口直徑之孔。例如，由第一蝕刻製程及第二蝕刻製程所產生之孔的入口直徑及出口直徑中的一個或兩個可比雷射機器加工之特徵結構22之相應入口直徑d1及出口直徑d2大出少於約25 μm。在一實施例中，由第一蝕刻製程及第二蝕刻製程所產生之孔的入口直徑及出口直徑中的一個或兩個可比雷射機器加工之特徵結構22之相應入口直徑d1及出口直徑d2大出少於20 μm。在另一實施例中，由第一蝕刻製程及第二蝕刻製程所產生之孔的入口直徑及出口直徑中的一個或兩個可比雷射機器加工之特徵結構22之相應入口直徑d1及出口直徑d2大至少4 μm。

在另一實例中，可選擇上述乾式蝕刻參數中的一或多個參數，以產生具有比雷射機器加工之特徵結構22之側壁平滑之側壁的孔。

第9圖為經配置以在基板中形成孔的裝置之一實施例的示意圖。

參照第9圖，諸如裝置90之裝置包括雷射處理系統92及蝕刻處理系統94。儘管未圖示，但是雷射處理系統92通常可包括：雷射，其經配置以產生雷射光束，進而光學界定出一光學路徑；及夾盤，其經配置以收納並固定基板10。

蝕刻處理系統94可包括：一或多個蝕刻腔室；一或多個蝕刻劑引入系統(例如，安置於蝕刻腔室內並耦接至蝕刻腔室外部之蝕刻劑氣體源的蝕刻劑氣體噴頭)；一或多個載送氣體引入系統，其經配置以將載送氣體引入至蝕刻腔室中；基板支撐系統(例如，夾盤)，其經配置以在第一蝕刻製程及第二蝕刻製程期間支撐基板；及其他部件，其用於監測及/或控制引入至蝕刻腔室中之乾蝕刻劑及/或載送氣體的溫度、流動速率、組成等，或其類似元件或其組合。

在一實施例中，可在蝕刻腔室外部如上所述將基板10翻轉、旋轉、重新定向或以其他方式移動(例如，基板搬運機器人或其類似物)。在另一實施例中，可在蝕刻腔室內部如上所述將基板10翻轉、旋轉、重新定向或以其他方式移動。因此，在此實施例中，可配置基板支撐系統以用適於在蝕刻腔室內部翻轉、旋轉、重新定向或以其他方式移動基板10之任何方式來翻轉、旋轉、重新定向或以其他方式移動夾盤。在此實施例中，可藉由自相同蝕刻劑引入系統引入乾蝕刻劑來執行第一蝕刻製程及第二蝕刻製程。替代地，在此實施例中，可藉由自不同蝕刻劑引入系統引入乾蝕刻劑來執行第一蝕刻製程及第二蝕刻製程，該等不同蝕刻劑引入系統中之每一系統係安置於基板10之相同側面上(例如，在基板10上方或在基板10下方)的蝕刻腔室內。

在將第一蝕刻製程中的至少一部分與第二蝕刻製程中的至少一部分同時執行(例如，使得不需要在第一蝕刻製程與第二蝕刻製程之間翻轉、旋轉、重新定向或以其他方式移動基板10)的實施例中，可配置基板支撐系統以支撐基板10(例如，支撐其週邊區域)，以使得乾蝕刻劑可自基板10之第一側面12及第二側面14(例如，分別自安置於第一側面12上方的第一蝕刻劑引入系統及自安置於第二側面14下方的第二蝕刻劑引入系統)流入雷射機器加工之特徵結構22中。

在以上描述了各種裝置及方法之後，將瞭解，可用許多不同形式來實施及實踐本發明之實施例。通常，乾蝕刻劑之蝕刻速率隨著與乾蝕刻劑源(例如，噴頭)之距離增加而減小。因此，藉由將蝕刻劑(例如，乾蝕刻劑)自基板10之第一側面12及第二側面14引入至雷射機器加工之特徵結構22中(例如，經由上述第一蝕刻製程及第二蝕刻製程)來蝕刻雷射機器加工之特徵結構22，可最小化乾蝕刻劑之蝕刻速率的依賴於距離之減小。因此，第一蝕刻製程及第二蝕刻製程可比習知蝕刻製程更快地自雷射機器加工之特徵結構22形成孔，在習知蝕刻製程中僅將乾蝕刻劑自基板10之一個側面引入至雷射機器加工之特徵結構22中。另外，第一蝕刻製程及第二蝕刻製程可用以移除在雷射鑽孔製程期間沈積於基板10之第一側面12及/或第二側面14上之碎片。將瞭解，可將本文示例性描述之裝置及方法併入基板處理系統中，該基板處理系統包括(例如)旋塗式塗佈機站、雷射鑽孔站、旋轉清洗器站、乾式蝕刻站、乾式蝕刻腔室或其類似物或其組合。

在以上描述了各種裝置及方法之後，將瞭解，可用許多不同形式來實施及實踐本發明之實施例。在一示例性實施例中，可提供用於在具有頂部側面及底部側面之基板中使用具有含雷射之雷射處理系統來形成孔之改良方法，其中所提供之雷射處理系統具有含乾蝕刻劑之蝕刻腔室。可用雷射形成雷射機器加工之特徵結構，且可用蝕刻劑自基板之頂部側面及底部側面來蝕刻雷射機器加工之特徵結構，進而形成孔。在此示例性實施例中，蝕刻腔室可允許翻轉基板。

在另一示例性實施例中，可提供用於在具有頂部側面及底部側面之基板中使用具有含雷射之雷射處理系統來形成孔之改良系統，其中蝕刻腔室具有乾蝕刻劑，且可操作蝕刻腔室以允許基板之雷射機器加工及用乾蝕刻劑自頂部側面及底部側面蝕刻該雷射機器加工之基板。在此示例性實施例中，蝕刻腔室可允許翻轉基板。

在又一示例性實施例中，可提供用於在具有頂部側面及底部側面之基板中藉由具有雷射及具有乾蝕刻劑之蝕刻腔室之雷射處理系統來形成孔的改良之製程，其中可用雷射在基板中形成雷射機器加工之特徵結構，且可用乾蝕刻劑(例如，自基板之頂部側面及底部側面)蝕刻雷射機器加工之特徵結構以形成孔。在此示例性實施例中，蝕刻腔室可允許翻轉基板。

上文為本發明之實施例之說明性描述，且不欲解釋為對本發明之限制。儘管已描述了本發明之若干示例性實施例，但是熟習此項技術者將易於瞭解，在本質上不脫離本發明之新穎教示及優點的情況下，示例性實施例中可能有諸多修改。因此，所有此等修改意欲包括於申請專利範圍中所界定之本發明之範疇內。因此，應理解，上文為本發明之說明性描述，且不欲解釋為本發明限於所揭示之本發明之特定示例性實施例，且對所揭示之示例性實施例及其他實施例的修改意欲包括於所附申請專利範圍之範疇內。本發明由以下申請專利範圍界定，本發明亦包括申請專利範圍之均等物。

10．．．基板

12．．．上側面/第一側面

14．．．下側面/第二側面

16．．．蝕刻遮罩層

20．．．雷射束

22．．．雷射機器加工之特徵結構

24．．．側壁

26．．．熱影響區(HAZ)

30．．．孔

32．．．第一蝕刻製程期間乾蝕刻劑據以引入之方向

34．．．第二蝕刻製程期間乾蝕刻劑據以引入之方向

40．．．孔

42．．．側壁

50．．．孔

52．．．側壁

60．．．孔

62．．．側壁

70．．．孔

72．．．側壁

80．．．孔

82．．．側壁

90．．．裝置

92．．．雷射處理系統

94．．．蝕刻處理系統

d1．．．入口直徑

d2‧‧‧出口直徑

第1圖為示意性圖示根據一實施例之基板的橫截面圖。

第2圖為示意性圖示在第1圖中所示之基板中形成雷射機器加工之特徵結構的方法之一實施例的橫截面圖。

第3圖為示意性圖示處理第2圖中所示之雷射機器加工之特徵結構以形成孔的方法之一實施例的橫截面圖。

第4圖至第8圖為示意性圖示可根據一些實施例形成之孔的橫截面圖。

第9圖示意性圖示經配置以在基板中形成孔的裝置之一實施例。

10．．．基板

12．．．上側面/第一側面

14．．．下側面/第二側面

16．．．蝕刻遮罩層

30．．．孔

32．．．第一蝕刻製程期間乾蝕刻劑據以引入之方向

34．．．第二蝕刻製程期間乾蝕刻劑據以引入之方向

Claims (24)

1. 一種在一基板中形成一孔之方法，該方法包括：提供具有一第一側面及與該第一側面相對之一第二側面的該基板；用一雷射束輻射該基板，以形成穿過該基板的孔，使得該孔是在該基板的該第一側面和該第二側面之間的一通孔，並且具有一側壁；以及用一蝕刻劑蝕刻該側壁，以改變該孔的至少一特徵，其中該蝕刻包括將該蝕刻劑自該基板之該第一側面及該第二側面引入至該孔中，其中該蝕刻包括：執行一第一蝕刻製程，包括將該蝕刻劑自該基板之該第一側面引入至該孔中；以及執行一第二蝕刻製程，包括將該蝕刻劑自該基板之該第二側面引入至該孔中，其中該蝕刻包括在該第一蝕刻製程與該第二蝕刻製程之間移動該基板。
2. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑包括一乾蝕刻劑。
3. 如請求項2之方法，其中該乾蝕刻劑為碳氟化合物、氧氣、氯氣或四氯化二硼化合物中的一種乾蝕刻劑。
4. 如請求項2之方法，其中該乾蝕刻劑包括二氟化氙。
5. 如請求項1之方法，其中該蝕刻包括同時執行該第一蝕刻製程中的至少一部分及該第二蝕刻製程中的至少一部分。
6. 如請求項1之方法，其中該蝕刻包括在不同時間執行該第一蝕刻製程中的至少一部分及該第二蝕刻製程中的 至少一部分，使得在該第一蝕刻製程期間，該蝕刻劑的一些自該基板之該第二側面被引入至該孔中。
7. 如請求項1之方法，其中移動該基板包括翻轉該基板。
8. 如請求項1之方法，其中該至少一特徵包括該側壁之一表面粗糙度。
9. 如請求項1之方法，其中該孔具有一可定義錐度，並且其中該蝕刻劑改變該可定義錐度。
10. 如請求項1之方法，其中該至少一特徵包括該孔的一橫截面輪廓。
11. 如請求項1之方法，其中該孔具有一縱橫比，並且其中該蝕刻劑改變該縱橫比。
12. 如請求項1之方法，其中該基板為一半導體基板。
13. 如請求項1之方法，其中該基板包括玻璃、藍寶石、SiC、GaN、GaAs、或InP，其中該雷射束與該基板的互動使碎片沈積於該基板之該第一側面或該第二側面上，並且其中該蝕刻的步驟將該碎片從該基板之該第一側面或該第二側面移除。
14. 如請求項1之方法，其中該孔包括藉由該雷射束與該基板的互動而沈積的碎片，並且其中該蝕刻在操作上將該碎片從該基板移除。
15. 如請求項1之方法，其中該雷射束與該基板的互動使碎片沈積於該基板之該第一側面或該第二側面上，並且其中該蝕刻在操作上將該碎片從該基板之該第一側面或該 第二側面移除。
16. 如請求項1之方法，其中該雷射束與該基板的互動使碎片沈積於該基板之該第一側面及該第二側面上，並且其中該蝕刻在操作上將該碎片從該基板之該第一側面及該第二側面移除。
17. 如請求項1之方法，其中該基板在一無遮罩狀態下進行蝕刻。
18. 如請求項1之方法，其中該雷射操作上藉由環鑽作用來形成該孔。
19. 如請求項1之方法，其中進行該蝕刻的步驟發生在一蝕刻腔室內，並且其中該基板在該蝕刻腔室內進行的該第一蝕刻製程及該第二蝕刻製程之間翻轉。
20. 一種用於在具有一第一側面及一第二側面之一基板內形成一孔之系統，該系統包括：一雷射，其經配置以用一雷射束輻射該基板，以形成穿過該基板的孔，使得該孔是在該基板的該第一側面和該第二側面之間的一通孔；以及一蝕刻處理系統，其具有一蝕刻腔室，該蝕刻腔室經配置以收納該基板，該蝕刻處理系統經配置以將一蝕刻劑自該基板之該第一側面及該第二側面引入至該孔中，該蝕刻劑經配置以移除該基板中與該孔鄰近之至少一部分，其中該蝕刻處理系統經配置以：執行一第一蝕刻製程，包括將該蝕刻劑自該基板之該第一側面引入至該孔中； 執行一第二蝕刻製程，包括將該蝕刻劑自該基板之該第二側面引入至該孔中；以及在該第一蝕刻製程和該第二蝕刻製程之間移動該基板。
21. 如請求項20之系統，其中該蝕刻劑包括一乾蝕刻劑。
22. 如請求項20之系統，其中該蝕刻處理系統進一步經配置以該第一蝕刻製程期間，將該蝕刻劑的一些自該基板之該第二側面引入至該孔中。
23. 如請求項20之系統，其中該蝕刻處理系統進一步經配置以在不同時間執行該第一蝕刻製程中的至少一部分及該第二蝕刻製程中的至少一部分。
24. 如請求項20之系統，其中該蝕刻處理系統經配置以在該第一蝕刻製程與該第二蝕刻製程之間在該蝕刻腔室內翻轉該基板。