半导体器件、蚀刻系统及用于回蚀刻的方法技术方案

本发明专利技术的实施例涉及半导体器件、蚀刻系统及用于回蚀刻的方法。工件定位在工件支撑件上，该工件支撑件包括多个温度控制区。通过测量工件上多个位置处的多个蚀刻前表面高度或厚度来确定蚀刻前表面形貌。多个位置对应于工件支撑件上的多个温度控制区。基于所测量的多个蚀刻前表面高度或厚度，加热或冷却温度控制区域中的至少第一区域，使得第一区域具有与温度控制第二区域的第二温度不同的第一温度。在第一区域具有与温度控制区域的第二区域的第二温度不同的第一温度的同时执行干蚀刻。二温度不同的第一温度的同时执行干蚀刻。二温度不同的第一温度的同时执行干蚀刻。

Semiconductor device, etching system and method for back etching

【技术实现步骤摘要】
半导体器件、蚀刻系统及用于回蚀刻的方法


[0001]本专利技术的实施例涉及半导体器件、蚀刻系统及用于回蚀刻的方法。

技术介绍

[0002]在过去的四十年中，集成电路的密度通过称为摩尔定律的关系而增加。简单地说，摩尔定律说集成电路(IC)上的晶体管数量约每18个月翻一番。因此，只要半导体行业可以继续遵守这一简单的“法律”，IC的速度和功率约每18个月就会翻一番。IC的速度和功率的显着提高在很大程度上迎来了当今信息时代的曙光。
[0003]与自然法则不同，自然法则无论人类的活动如何都成立，而摩尔定律只有在创新者克服与之相关的技术挑战时才成立。例如，近年来已经开发了回蚀刻技术以“减薄”半导体晶圆，并且可以在半导体制造中的许多不同情况下使用回蚀刻技术。例如，可以使晶圆变薄，以帮助提高光电探测器的量子效率，帮助完成的IC装入给定的封装中。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种用于回蚀刻的方法，包括：将工件定位在工件支撑件的表面上，其中，工件支撑件的表面包括多个温度控制区；以及通过测量工件上多个位置处的多个蚀刻前表面高度或厚度来确定工件的蚀刻前表面形貌，其中，工件上的多个位置对应于工件支撑件的表面上的多个温度控制区；基于所测量的多个蚀刻前表面高度或厚度来加热或冷却温度控制区中的至少第一区域，使得第一区域具有与温度控制区中的第二区域的第二温度不同的第一温度；以及在第一区域具有与温度控制区域的第二区域的第二温度不同的第一温度的同时执行第一干蚀刻。
[0005]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种蚀刻系统，包括：测量装置，被配置为接收工件，其中，测量装置被配置为确定在工件的上表面上的多个位置处的多个蚀刻前表面高度；局部回蚀刻装置，在测量装置下游，被配置为回蚀刻工件的上表面以使工件变薄，局部回蚀刻装置包括：工件支撑件，被配置为支撑工件，其中，工件支撑件的表面包括分别具有多个温度控制元件的多个温度控制区；等离子体源，被配置为生成离子以蚀刻工件，同时将工件支撑在工件支撑件上。
[0006]根据本专利技术实施例的又一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一集成电路结构，包括第一半导体衬底和第一互连结构，第一互连结构包括电介质结构，并且多条金属线彼此堆叠且通过第一互连结构中的接触件和通孔彼此连接；第二集成电路结构，包括设置在第一互连结构上方的第二互连结构和设置在第二互连结构上方的第二半导体衬底；以及其中，第二半导体衬底的总厚度在约0.5微米至约9微米的范围内，并且总厚度变化或高度变化小于0.3微米且大于100埃。
附图说明
[0007]图1示出了根据本公开的一些实施例的系统的框图。
[0008]图2A示出了根据本公开的一些实施例的工件支撑件的截面图。
[0009]图2B示出了根据本公开的一些实施例的工件支撑件的俯视图。
[0010]图3示出了用于在工件上提供均匀回蚀刻的方法的流程图。
[0011]图4A
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图7描绘了根据一些实施例的在用于提供均匀回蚀刻的方法中的各个阶段的一系列截面图。
[0012]图8
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图11描绘了根据一些实施例的在用于提供均匀回蚀刻的方法中的各个阶段的一系列俯视图。
[0013]图12A
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图12C和图13A
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图13C示出了局部回蚀刻工艺包括多次迭代的一些实施例。
具体实施方式
[0014]本公开提供一种用于在整个工件上提供热均匀性的系统和设备。因此，参考附图进行描述，在附图中，通常通篇使用相似的附图标记指代相似的元件，并且其中不一定按比例绘制各种结构。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便于理解。然而，对于本领域的技术人员而言，显而易见的是，本文所述的一个或多个方面可以以较少程度的这些具体细节来实践。在其他情况下，以框图的形式示出了已知的结构和设备以促进理解。
[0015]在半导体工艺中，在各种各样的情况下使用蚀刻工艺，通过该蚀刻工艺可以“减薄”半导体晶圆上的一层或多层(和/或晶圆本身)。例如，理想的回蚀刻程序可以从其最上表面在晶圆的整个表面上的高度和/或厚度基本均匀的层开始，并且可以以其回蚀刻的最上表面为薄层的该层的变薄版本结束。在晶圆的整个表面上的高度仍基本均匀(尽管该层的变薄版本的高度和/或厚度远小于原始层的高度和/或厚度)。因此，在理想情况下，回蚀刻程序从层的整个最上表面均匀地去除材料。不幸的是，在现实情况下，回蚀刻步骤的去除率会出现较小的不均匀性，从而导致回蚀刻层的高度和/或厚度出现很小的变化，这是由于刻蚀条件的随机变化很小，材料不均匀所致。因此，本公开提供了改进的局部回蚀刻工艺，其比先前的方法具有更均匀的去除速率。
[0016]图1示出了根据一些实施例的蚀刻系统100，该蚀刻系统100实现了比先前的方法更均匀的去除速率。蚀刻系统100包括测量装置102和局部回蚀刻装置104，两者均由控制器106控制。局部回蚀刻装置104在测量装置102的下游，使得可以首先加工工件108。被测量装置102处理后，然后由机器人组件和/或传送带移动(参见线109)到局部回蚀刻装置104。然后，局部回蚀刻装置104处理工件108，以通过局部回蚀刻程序提供均匀的去除。
[0017]测量装置102被配置为在工件108的上表面上的多个位置处确定多个蚀刻前表面高度或厚度(h1，h2，h3，...hn)表面(分别为S1，S2，S3，...，Sn)，其中n可以为任何正数。这些位置通常是彼此大小相等的预定区域，并且可以在工件的上表面上排列成一排列和一排。在一些实施例中，例如，测量装置102可以包括隧道电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜、原子力显微镜(AFM)或某种其他设备以测量每个位置处工件108上表面的高度或厚度。位置的高度或厚度测量可以由单个测量装置串行执行，或者可以由在工件108的上表面上同时进行测量的许多测量装置并行执行。理想地，在许多情况下，上表面穿过系统100的每个工件108的“高度”在其整个上表面上将具有均匀的高度或厚度(例如，上表面将是平坦的或平坦的)。然而，由于现实世界中的制造变化和公差，每个工件108的上表面可以包括一些具有
峰的区域和其他具有谷的区域。因此，半导体工件108的上表面的总高度和/或厚度可以以某种随机和/或不可预测的方式彼此变化。这可以被称为按位置随机，这意味着每个半导体工件具有在各个位置处具有不同的高度和/或厚度的上表面。
[0018]位于测量装置102下游的局部回蚀刻装置104被配置为回蚀刻工件108的上表面以“变薄”工件108，从而基于他们测量的高度以略微不同的速率蚀刻各个位置。因此，该局部回蚀刻装置104为工件108提供了蚀刻后的上表面，该后蚀刻的上表面在工件108的整个上表面上具有基本均匀的高度或厚度。
[0019]更具体地，局部回蚀刻装置104包括配置为将工件保持在真空室110内的壳体，布置在真空室110内并配置为支撑工件108的工件支撑件112和等离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于回蚀刻的方法，包括：将工件定位在工件支撑件的表面上，其中，所述工件支撑件的所述表面包括多个温度控制区；以及通过测量所述工件上多个位置处的多个蚀刻前表面高度或厚度来确定所述工件的蚀刻前表面形貌，其中，所述工件上的所述多个位置对应于所述工件支撑件的所述表面上的所述多个温度控制区；基于所测量的所述多个蚀刻前表面高度或厚度来加热或冷却所述温度控制区中的至少第一区域，使得所述第一区域具有与所述温度控制区中的第二区域的第二温度不同的第一温度；以及在所述第一区域具有与所述温度控制区域的所述第二区域的所述第二温度不同的所述第一温度的同时执行第一干蚀刻。2.根据权利要求1所述的用于回蚀刻的方法，其中，在所述第一干蚀刻期间，加热所述多个温度控制区域中的一些区域，同时冷却所述多个温度控制区域中的其他区域。3.根据权利要求1所述的用于回蚀刻的方法，还包括：通过测量所述工件上所述多个位置处的多个蚀刻后表面高度，确定工件的蚀刻后表面形貌。4.根据权利要求3所述的用于回蚀刻的方法，还包括：确定所述蚀刻后表面形貌中的多个所测量的蚀刻后表面高度是否在预定的可接受范围内；以及当所述蚀刻后表面形貌中的所述多个所测量的蚀刻后表面高度落在所述预定的可接受范围之外时，则分别将所述多个温度控制区分别加热或冷却至第二多个温度，其中，所述第二多个温度的测量分别基于所测量的多个蚀刻后表面高度，并且在所述多个温度控制区分别处于所述第二多个温度时进行第二干蚀刻。5.根据权利要求1所述的用于回蚀刻的方法，还包括：在确定所述工件的所述蚀刻前表面形貌之前，去除所述工件的初始厚度的至少95％，以使所述工件的厚度减小2微米至10微米，其中，所述工件具有包括所述蚀刻前表面形...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭棋，徐鸿文，柯闵咏，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：