[发明专利]半导体晶片背面研磨控制系统及背面研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及减少工艺缺陷如晶片破损或翘曲，尤其涉及在背面研磨工艺中使半导体晶片具有一致的厚度。

背景技术

持续缩减半导体尺寸的趋势面临多重挑战。在集成电路的量产工艺中，缩减尺寸的方法之一为采用极薄半导体晶片。有部分已知的本领域发明人采用背面研磨法，以缩减半导体晶片的厚度。实际上操作为先完成半导体晶片的正面(或称有源面)元件，再由晶片背面移除多余基材。

在背面研磨工艺中，先将晶片置于工作台上，接着以研磨轮移除多余基材。某些系统可具有多个分开的研磨轮，某一研磨轮研磨生产线上的某一晶片，而其他研磨轮可同时研磨其他晶片。目前已知背面研磨工艺的控制与参数测量相关，比如驱动研磨轮的电流以及研磨轮的轴心转速两者的测量组合。由上述参数可知研磨轮与晶片之间的摩擦力是否控制在可接受的范围。其他方法则测量晶圆晶片与晶片上电容板之间的电容。

发明内容

本发明一实施例提供一种半导体晶片背面研磨的控制系统，包括：工作台，具有表面以在背面研磨工艺时支撑半导体晶片，其中工作台具有孔洞定义于表面中；传感器位于孔洞中以监测背面研磨工艺的参数；以及计算机工艺控制工具，耦接至传感器以接收输出信号，并以输出信号为基准控制背面研磨工艺。

本发明另一实施例提供一种半导体晶片背面研磨工艺的缺陷的降低方法，包括：将半导体晶片固定于工作台上，其中工作台具有表面，且半导体晶片的正面位于表面上，且其中工作台具有孔洞于表面中，且传感器置于孔洞中；进行研磨步骤，研磨至少部分半导体晶片的背面；在研磨步骤中监测传感器测得的参数；以及依据参数调整研磨步骤。

本发明又一实施例提供一种半导体晶片背面研磨工艺，用以改良半导体晶片厚度的均匀性，其采用具有上表面的工作台，其中工作台具有孔洞垂直钻入上表面，并具有压电转换器置于孔洞中，包括：将半导体晶片固定于工作台的上表面上，使压电转换器直接接触半导体晶片；进行背面研磨工艺，使研磨轮施加压力至晶片；以压电转换器测量研磨轮施加至晶片的压力；将压电转换器测量的数据转换为统计工艺控制工具可读的系列数值；以及当系列数值超出特定范围时暂停背面研磨工艺，或当系列数值位于特定范围时持续背面研磨工艺直到晶片达到所需厚度。

本发明的控制晶片背面研磨的系统和方法能有效减小工艺缺陷并使得半导体晶片在背面研磨工艺中保持厚度一致。

附图说明

图1A为本发明一个或多个实施例中，在晶片背面研磨工艺的生产线流程中，控制系统100的高层次图；

图1B为图1A的虚线框部分的局部放大图；

图2为本发明一个或多个实施例中，工作台的俯视图；

图3为本发明一个或多个实施例中，多重同步的晶片背面研磨工艺流程中的控制系统的高层次图；

图4为本发明一个或多个实施例的背面研磨工艺中，避免半导体晶片产生工艺缺陷如破损及/或翘曲的方法流程图；

图5为本发明一个或多个实施例的背面研磨工艺中，增加半导体晶片厚度的一致性的方法流程图；以及

图6为本发明一个或多个实施例中，与计算机工艺控制工具相连的计算机系统的高层次方块图。

其中，附图标记说明如下：

P～压力；20、20a、20b、20c～半导体晶片；22～半导体晶片正面；24～半导体晶片背面；100、300～控制系统；110、310～工作台；110s～工作台上表面；112、312～传感器；114、314～孔洞；115～晶片正面与工作台上表面之间的空间；130、330～控制盒；140、340～计算机工艺控制工具；142～收到的参数；144～可接受的范围；150、350～研磨轮；310a、310b、310c～表面区；400、500～方法；410、420、430、440、450、455、460、505、515、520、525～步骤；600～计算元件；612～处理器；614～输入/输出构件；616～存储器；618～总线。

具体实施方式

在下述说明中，不同段落中的“一实施例”指的不一定是单一实施例，其结构可实施于至少一实施例中。一般来说，会采用相同附图标记标示类似结构，但这并不表示每一实施例中具有相同附图标记的元件均具有相同结构。此外，图示中的结构并非完全依比例绘示，因此图示尺寸并非用以限制下述系统。