形成消除氣泡的薄膜的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種形成薄膜的方法，且更特定來說，涉及一種形成消除氣泡的薄膜的方法。
【背景技術】
[0002]旋涂為在半導體晶片上形成薄膜的眾所周知的方法。在一種常見的旋涂方法中，在半導體晶片的中心處形成流體樹脂洼坑，所述半導體晶片然后以例如1500到4000rpm的高速度自旋。離心力致使中心處的流體樹脂在晶片的頂表面上方擴散。薄膜的最終厚度及均勻性通常由晶片的旋轉速度及晶片旋轉的時間長度定義。
[0003]流體樹脂可靜態(tài)或動態(tài)施涂。在靜態(tài)施涂的情況下，在晶片靜止時將流體樹脂沉積到晶片上。在動態(tài)施涂的情況下，將流體樹脂在晶片以例如500rpm的相對適度速度自旋時沉積到所述晶片上。
[0004]常規(guī)旋涂的一個問題為:當直線施涂高粘度流體樹脂時，在將流體樹脂初始施涂到晶片上時可存在氣泡。舉例來說，難以通過噴嘴以大于400cP的速度來施涂流體樹脂，所述噴嘴為具有限制樹脂從供應管線流出的開口的輸出結構。因此，通常將噴嘴從供應管線移除，使得可直接從供應管線施涂高粘度流體樹脂。從供應管線直接施涂流體樹脂稱為直線施涂。
[0005]直線施涂的一個缺點為:在使用之間，空氣可進入供應管線，此又導致在下次將流體樹脂初始施涂到晶片上時存在氣泡。在接著使晶片高速自旋時，遠離晶片中心的樹脂洼坑中的氣泡響應于高速自旋的離心率朝向晶片的外邊緣移動并超過所述外邊緣。
[0006]然而，氣泡到晶片中心越近，存在的離心率越少且氣泡越不可能移動超過晶片的外邊緣，借此使氣泡留在保持在晶片上的樹脂中。因此，需要用消除在初始施涂流體樹脂時可存在的氣泡的高粘度流體樹脂形成薄膜的方法。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明提供形成消除氣泡的薄膜的方法。所述方法在具有晶片卡盤及供應管線的處理站中形成薄膜，其中所述供應管線具有管狀施涂開口。所述方法包含:在半導體晶片自旋時將流體樹脂從所述管狀施涂開口施涂到所述半導體晶片上，且改變所述晶片卡盤與所述管狀施涂開口之間的相對位置使得以圓形圖案將所述流體樹脂施涂到所述半導體晶片上。所述方法還包含:在已形成所述圓形圖案之后，使所述半導體晶片從自旋減速到停止，且改變所述晶片卡盤與所述管狀施涂開口之間的相對位置使得所述流體樹脂繼續(xù)從所述圓形圖案到所述半導體晶片的中心，并在所述半導體晶片的所述中心上方形成樹脂洼坑。
[0008]本發(fā)明進一步提供形成薄膜的替代方法。本發(fā)明包含:在所述半導體自旋時將流體樹脂從所述管狀施涂開口施涂到半導體晶片上。在所述半導體晶片自旋及施涂所述流體樹脂時，所述半導體晶片的所述中心無所述流體樹脂。所述方法還包含:在所述半導體晶片靜止時將所述流體樹脂從所述管狀施涂開口施涂到所述半導體晶片的所述中心上以在所述半導體晶片的所述中心處形成樹脂洼坑。
[0009]通過參考以下詳細說明及闡明其中利用本發(fā)明原理的說明性實施例的附圖將獲得對本發(fā)明的特征及優(yōu)點的較佳理解。
【附圖說明】
[0010]圖1為圖解說明根據(jù)本發(fā)明的形成薄膜的方法100的實例的流程圖。
[0011 ] 圖2為圖解說明根據(jù)本發(fā)明的處理站200的實例的側視圖
[0012]圖3A到3B為圖解說明根據(jù)本發(fā)明將流體樹脂沉積到半導體晶片224的頂表面上的實例的平面圖。圖3A圖解說明螺旋圓形圖案，而圖3B圖解說明由互連部分同心圓成的圓形圖案。
[0013]圖4A到4B為圖解說明根據(jù)本發(fā)明將流體樹脂沉積到半導體晶片224的頂表面上的實例的橫截面圖。圖4A圖解說明等待之前的流體樹脂，而圖4B圖解說明等待之后的流體樹脂。
【具體實施方式】
[0014]在高速自旋之后保留在位于半導體晶片上方的樹脂中的氣泡導致可嚴重損壞晶片的一系列事件。舉例來說，當兩個晶片(例如，CMOS晶片及MEMS晶片)在經(jīng)切割以形成若干個堆疊式芯片結構之前接合在一起，底部晶片通常經(jīng)形成以具有若干個硅通孔(TSV)結構，所述硅通孔(TSV)結構完全延伸穿過所述底部晶片以提供將所述底部晶片電連接芯片載體的構件。
[0015]通常通過在晶片上形成經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層來開始TSV結構的形成。所述經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層必須能夠耐受長期蝕刻時間，且通常具備經(jīng)圖案化以具有若干個意向開口的厚(例如，9微米)、高粘度流體樹脂。
[0016]在施涂高粘度流體樹脂時存在的氣泡當氣泡爆裂時在流體樹脂中形成相對大孔且因此在經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層中形成相對大意外開口。舉例來說，經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層可具有大約25微米寬的用于TSV結構的意向開口，而由爆裂的氣泡導致的意外開口的寬度可為大約50到300微米寬。
[0017]在已形成經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層之后，通過所述經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層蝕刻晶片以形成幾乎完全延伸穿過所述晶片的孔。在上述情形之后，接著沉積金屬。金屬完全填充由經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層中的意向開口導致的晶片中的孔，且形成意向金屬結構。
[0018]然而，金屬僅部分填充由經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層中的意外開口(其由爆裂的氣泡導致)導致的晶片中的孔，且形成意外金屬結構。洞僅部分填充，這是因為由意外爆裂氣泡開口所致的洞比意向開口寬得多。
[0019]在稍后階段，兩個晶片接合在一起以形成雙晶片結構。在上述情形之后，將具有意向及意外金屬結構的雙晶片結構的晶片的背部磨光。背部研磨暴露意向金屬結構的頂端，且借此形成TSV結構。背部研磨還暴露意外金屬結構，且借此形成稱為劣等TSV結構的結構。
[0020]在研磨期間使晶片的背部暴露到周圍空氣壓力，而雙晶片結構的剩余部分經(jīng)受真空。此又跨越劣等TSV結構形成壓力差。此外，背部研磨推撞劣等TSV結構。
[0021]壓力差及研磨機碰撞劣等TSV結構的力的組合效應可致使晶片的區(qū)段破裂或爆破，借此損壞晶片。晶片中的單個劣等TSV結構通常致使整個晶片解體，此顯著影響工藝合格率。
[0022]圖1展示圖解說明根據(jù)本發(fā)明的形成薄膜的方法100的實例的流程圖。方法100是在具有晶片卡盤及供應管線的處理站中執(zhí)行。供應管線又具有不帶噴嘴的管狀施涂開口以用于進行直線施涂。如圖1中所展示，方法100在110處通過將半導體晶片附接到晶片卡盤(例如，通過真空安裝)而開始。
[0023]在已將半導體晶片附接到晶片卡盤之后，方法100移動到112以改變晶片卡盤與供應管線中的管狀施涂開口之間的相對位置使得管狀施涂開口垂直地位于半導體晶片的頂表面上的起點的正上方。
[0024]舉例來說，供應管線可附接到臂，所述臂可跨越半導體晶片的頂表面徑向移動以將供應管線的管狀施涂開口垂直地定位于起點的正上方。在此實例中，臂的移動改變晶片卡盤與管狀施涂開口之間的相對位置使得管狀施涂開口垂直地位于起點的正上方。起點繼而遠離半導體晶片的中心。在本實例中，起點到半導體晶片的外邊緣比到半導體晶片的中心近。
[0025]圖2展示圖解說明根據(jù)本發(fā)明的處理站200的實例的側視圖。如圖2中所展示，處理站200包含可以若干種速度繞中心軸212旋轉的晶片卡盤210、可通過管狀施涂開口216直線施涂流體樹脂的供應管線214及連接到供應管線214的臂218。
[0026]另外，處理站200包含連接到晶片卡盤210及臂218的主體220。主體220可使晶片卡盤210旋轉，且還沿實質上垂直于中心軸212的方向改變晶片卡盤210與管狀施涂開口 216之間的相對位置。舉例來說，當晶片卡盤210停止或繞中心軸212旋轉時，主體220可使臂218且借此使供應管線214及管狀施涂開口 216沿實質上垂直于中心軸212的方向朝向及遠離晶片卡盤210的中心軸212移動。
[0027]替代地，當晶片卡盤210停止或繞中心軸212旋轉時，主體220可使晶片卡盤210沿實質上垂直于中心軸212的方向朝向及遠離管狀施涂開口 216移動。此外，主體220可使晶片卡盤210及臂218兩者移動以實現(xiàn)相同結果。
[0028]還如圖2中所展示，半導體晶片224附接到晶片卡盤210，且位于實質上垂直于中心軸212的平面226中。另外，供應管線214的管狀施涂開口 216垂直地位于224的頂表面上的起點228的正上方。
[0029]返回圖1，在管狀施涂開口已定位成垂直地位于起點的正上方之后，方法100移動到114使半導體晶片自旋。隨著半導體晶片自旋，管狀施涂開口垂直地位于包含起點的圓形起始區(qū)的正上方。起始區(qū)繼而與半導體晶片的中心間隔開。在本實例中，起始區(qū)到半導體晶片的外邊緣比到半導體晶片的中心近。主體220可使晶片卡盤210旋轉以使半導體晶片自旋。在本實例中，晶片卡盤及半導體晶片以大約30rpm的相對緩慢速度自旋。
[0030]在上述情形之后，方法100接下來移動到116以在半導體晶片自旋時將流體樹脂從供應管線(無噴嘴)中的管狀施涂開口直接施涂到半導體晶片上，并改變晶片卡盤與管狀施涂開口之間的相對位置使得以圓形圖案將流體樹脂施涂到半導體晶片上。
[0031]圓形圖案向內移動朝向半導體晶片的中心，但與晶片的中心間隔開。此時，在半導體晶片自旋且施涂流體樹脂以形成圓形圖案時，半導體晶片的中心無流體樹脂。
[0032]圓形圖案可以若干種方式實施。舉例來說