用于處理基材的設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于處理基材(1)的設備，該設備包含至少兩個除氣單元和至少一個處理單元，其中，一個第一除氣單元包含具有加熱所述基材(1)的裝置的氣鎖器及處理監測傳感器，所述氣鎖器連接于排空系統，一個第二除氣單元包含用以加熱所述基材的裝置、用以吹氣至所述基材之背面的氣體供應器、處理監測傳感器，所述第二除氣單元連接于排空系統，至少一個后續處理單元包含用以主動冷卻所述基材(1)的裝置。
【專利說明】用于處理基材的設備
[0001] 本申請是申請日為2010年11月17日、申請號為201080052142. 2、發明名稱為"用 于處理基材的裝置與方法"的發明專利申請的分案申請。

【技術領域】
[0002] -些基材當置放于真空中時呈除氣（out-gassing)狀態，在該除氣狀態期間，氣 體物質會由基材發出。此氣體物質可能會污染處理裝置和基材本身的部分，基材本身的所 述部分是不被預期的。當基材置放于真空中時，含有有機化合物的基材容易呈除氣狀態。

【背景技術】
[0003] -般半導體芯片是被提供于含有有機化合物（例如，成模塑料（plastic molding compound))的封裝體中。此封裝體可保護由晶圓所切割出的半導體芯片，且此封裝體還形 成半導體材料的接點與外部接點區域之間的連接，由此封裝體設置于例如印刷電路板的一 高階重新布線基板（higher level rewiring substrate)上。
[0004] 當電路的復雜度增加時，接點的數量也隨之增加，這意味著需要新型式的封裝方 式。簡單芯片的必要接點可僅沿著封裝體的邊緣來進行，但復雜芯片需使用封裝體的整個 底部。接點可利用排列成矩陣圖案的插針或球型的形式。有時，芯片過于復雜，因而封裝體 實際上需大于單個芯片所需，以容納所有的接點。
[0005] -些型態的封裝，例如揭露于美國專利第7, 009, 288號，使用一重新布線基板，其 是一預制的重新布線板，并在利用連接線或焊球來電性連接于重新布線板之前，設置半導 體芯片于其上。此半導體芯片和電性連接經常是嵌設于塑化成份中，其形成封裝體的外殼， 并可保護此半導體芯片和電性連接免于環境的傷害。
[0006] 內埋晶圓級球柵陣列（embedded wafer-level ball grid array，eWLB)技術可使 封裝體符合焊球所需的空間，而無關于芯片的實際尺寸，意指封裝體幾乎未大于硅芯片本 身太多。當提供此種封裝時，首先嵌設多個半導體芯片于塑料殼體成份內，以形成一復合晶 圓，接著，沉積一重新布線結構于此復合晶圓上，以提供從芯片接墊至封裝體的外部接墊的 電性連接。此方法的例子已揭露于美國專利第7, 202, 107號。
[0007] 然而，有必要對用于處理除氣中之基材（例如復合晶圓）的設備與方法進行改善。


【發明內容】

[0008] 提供了一種用于處理一基材的方法，基材在放置于真空環境時呈除氣狀態。將基 材放置于真空環境，通過將該基材加熱至一溫度T1，并移除由該基材所發出的氣體污染物 來執行除氣處理，直到除氣率被該基材之污染物的擴散所決定，因而建立一實質穩態。之 后，當該基材之污染物的擴散率低于在該溫度T1時所呈現的擴散率時，該基材的溫度被降 低至溫度T2。在該溫度T2進一步處理該基材，直到該基材被含有金屬的一薄膜所覆蓋。
[0009] 根據本方法，該除氣率并不降至最低，但可建立一平衡，亦即在溫度T1的穩態，其 除氣率是僅通過擴散率所決定，換言之，該基材之整體持續地產生氣體，并被持續地抽出。 基材表面污染及腔體污染不影響此除氣。
[0010] 通過隨后將環境溫度降低至T2,擴散率被降低。這使得抽氣功率足夠來確保一低 污染，即使發生蝕刻、具有其它工作氣體的金屬沉積。因此，在溫度T2進一步處理該基材， 直到表面被金屬薄膜覆蓋，以避免升高溫度而再次增加除氣率。
[0011] 擴散率依據溫度來決定，在一些基材中，約為六次方的關系。
[0012] 該溫度T1與該第二溫度T2之間的差異至少為100K。例如，T1可為150°C，而T2 可為20°C。
[0013] 在另一實施例中，在進一步處理該基材時，將該基材維持在該溫度T2或小于溫度 T2〇
[0014] 進一步處理該基材的步驟可包括對該基材的蝕刻步驟以及在該基材上沉積一個 或更多金屬層的步驟中的一個或多個。
[0015] 此放置于真空環境時呈除氣狀態的基材可具有許多形式。在第一實施例中，該基 材是一半導體晶圓，其包含一有機材料層。該有機材料包含一聚亞酰胺層，其形成于該半導 體晶圓的如表面上。該半導體晶圓是一娃晶圓。
[0016] 在其它實施例中，該基材的該前表面和后表面中的一個或多個的至少一部分包含 有機材料。該基材可由有機材料所形成。在一個實施例中，該基材為復合晶圓，其包含嵌設 于一共同塑料成份中的多個半導體芯片。半導體芯片的至少一個接墊暴露于復合晶圓的第 一主表面。金屬層沉積于復合晶圓的第一主表面上。此金屬層可接著被構成，以產生一重 新布線結構，用于個別的電子組件，其是由此復合晶圓所切割出。此類型的基材亦習知于內 埋晶圓級球柵陣列（eWLB)結構。
[0017] 在一實施例中，此復合晶圓置放于一腔室內，并被加熱至溫度T1以及被真空泵所 抽氣，以移除由復合晶圓所發出的氣體物質至腔室之外。或者，在抽氣時，可應用一氣流于 此復合晶圓，以增加移除率。
[0018] 由復合晶圓所發出的氣體物質可被捕捉于冷卻阻礙中，其位于一抽氣路線上，并 被導引至泵。這樣避免了由氣體物質所造成之抽氣的損害及/或污染。
[0019] 可使用端點偵測技術來決定此復合晶圓是否已充分地被除氣。由復合晶圓所移 除的氣體物質可被監測，并可并確認化合物諸如二氧化碳（C0 2)、水氣（H20)、碳氫化合物 (CxHy)的一種或多種化合物的存在。
[0020] 在沉積該第一金屬層前，可于溫度T2進行一清潔處理。清潔處理可用以改善該第 一金屬層在接墊上的附著性，此接墊位于半導體芯片的主動表面上。此清潔處理可為一蝕 刻處理。
[0021] 為了保持復合晶圓的溫度于預期的低溫，此復合晶圓可在清潔處理及/或沉積該 第一金屬層時主動地被冷卻。借由冷卻一復合晶圓所位于的夾具，可進行主動冷卻。
[0022] 第一金屬層可利用物理氣相沉積來沉積，例如濺鍍技術，如脈沖DC濺鍍。若使用 DC ?賤鍍，可施加一 RF偏壓于夾具來支持平板。此有益于沉積同積金屬層于彎曲基材上。
[0023] 為在處理此復合晶圓的前側表面時減少由此復合晶圓的背面所發出的污染，在沉 積第一金屬層于此復合晶圓的前側表面之前，可沉積一密封金屬層于此復合晶圓的背面。 此密封金屬層亦可作為一適合表面，以安裝額外的散熱器。
[0024] 在實施例中，此基材是一復合晶圓。
[0025] 此第一金屬層可接著構成來提供多個導電軌和多個接墊中的一個或多個，多個導 電軌從半導體芯片之主動表面上的接墊延伸至組件接墊，組件接墊是位于塑料成份上，并 鄰近半導體芯片。導電軌及組件接墊的配置選擇可提供適合的焊球排列及間距。
[0026] 在另一實施例中，一第二金屬層沉積于該第一金屬層上，或者，一第三金屬層沉積 于該第二金屬層上，以提供一多層重新布線結構。不同層的金屬可不同。最低層可作為一 黏著層，而最高層可作為一低阻值接觸層。
[0027] 亦提供一種制造電子組件的方法，其中，根據上述實施例之一，基材以復合晶圓形 式來進行處理，且基材被切割，以產生一或多個電子組件。電子組件包含：一半導體芯片，其 嵌設于一塑料成份中；以及至少一金屬層，其位于該半導體芯片的至少一者及該塑料成份 上。
[0028] 提供一種用于處理基材的設備，其包含二個除氣單元及至少一處理單元。第一除 氣單元包含一具有加熱該基材之一裝置的氣鎖器及一處理監測傳感器。該氣鎖器是連接于 一排空系統。第二除氣單元包含一用以加熱該基材的裝置、一用以吹氣至該基材之背面的 氣體供應器以及處理監測傳感器。該第二除氣單元亦連接于一排空系統。至少一后續處理 單元包含一用以主動冷卻該基材的裝置。
[0029] 該設備適用于執行根據上述實施例之一所述的方法，由于除氣可被進行來得到一 擴散的穩態，此擴散是來自基材的整體體積，接著，基材可被冷卻至一溫度T2,該溫度T2被 維持，直到基材的至少一主表面被含有一金屬的一薄膜所覆蓋。特別是，此除氣處理可在傳 統群集型多單兀處理系統（cluster type multi-station processing system)中進行，如 輸入氣鎖亦被使用來進行除氣。此正常制造率可被維持，而無需其它外部設備來執行一部 分或全部的除氣處理。
[0030] 用以冷卻基材的裝置可為一致冷夾，其包含一加熱件。這使得基材的溫度可被控 制在一更大的溫度范圍。
[0031] 除氣單元與該處理單元可包含接收針，用以接收一圓形彎曲的該基材。由于復合 晶圓容易呈圓形彎曲，因此，若欲處理的基材為復合晶圓，則可進行此實施例。
[0032] 處理單元和除氣單元中的一個或多個可進一步包含一冷卻阻礙，用以捕取由該基 材所發出的氣體物質。這樣避免了真空系統的傷害和污染。
[0033] 該第二除氣單元及/或后續的處理單元可進一步包含一氣體管線，用以提供氧氣 至該些單元，以提供及一 RF電源供應至第二除氣單元的夾具，因而可進行臨場清潔。
[0034] 該第一除氣單元可為一群集型多單元處理設備的一輸入氣鎖器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 現在將參照附圖來描述實施例。
[0036] 圖1顯示一扇出模封基板或復合晶圓。
[0037] 圖2a顯示一凸塊圖案。
[0038] 圖2b顯示根據第一實施例之平板的示意性剖面圖。
[0039] 圖2c顯示根據第二實施例之平板的示意性剖面圖。
[0040] 圖3顯示復合晶圓的除氣處理。
[0041] 圖4顯示復合晶圓的蝕刻處理。
[0042] 圖5a顯不第一金屬層沉積于復合晶圓上。
[0043] 圖5b顯不第二金屬層沉積于復合晶圓上。
[0044] 圖6顯示復合晶圓的制造。
[0045] 圖7顯不復合晶圓的基材彎曲。
[0046] 圖8顯示eWLB基材在除氣后之典型的殘留氣體分析（residual gas analyzer, RGA)的頻譜圖。
[0047] 圖9顯示eWLB基材在除氣后之典型的殘留氣體分析（RGA)的頻譜圖。
[0048] 圖10顯示除氣之前及之后。
[0049] 圖11顯示一對照UBM流程。
[0050] 圖12顯示基材的不同變形型式。
[0051] 圖13顯示一具有端點偵測的定性清潔循環。
[0052] 圖14顯示一標準封裝設備群集設計。
[0053] 圖15顯示用于一標準對照工藝的溫度和除氣的定性圖。
[0054] 圖16顯示根據一實施例之一溫度及除氣的定性圖。
[0055] 圖17顯示一具有TWP特征之F0UP說明圖。
[0056] 圖18顯示可能之表面與整體污染的流動。
[0057] 圖19顯示整體處理監測器的設置。
[0058] 圖20顯不一設備的概要圖，用于復合晶圓處理。
[0059] 圖21顯示根據一實施例之一溫度及除氣的定性圖，用于eWLB處理。
[0060] 圖22顯示根據一實施例之一方法，用以制造一平板。
[0061] 圖23顯不一適用于彎曲基材的F0UP。
[0062] 圖24顯示一具有TWP硬件之前端四軸機械臂。
[0063] 圖25顯示一具有大面積夾持的對位器。
[0064] 圖26顯示一維持材料緩沖器。
[0065] 圖27顯示一 CLN300氣鎖除氣單元。
[0066] 圖28顯示300mm之TWP真空末端執行器。
[0067] 圖29顯示一致冷夾組。
[0068] 圖30顯示一致冷夾的控制范圍。
[0069] 圖31顯示不同種類的基材。

【具體實施方式】
[0070] 本申請敘述一種設備和方法，其設計用于處理基材以及改善來適用單一晶圓和高 純凈度設備，基材是呈有機或其它除氣狀態。
[0071] 此基材可為一半導體晶圓，其包含一有機材料層，例如聚亞酰胺（polyimide)層。 此基材亦可部分是由有機材料所形成。以下實施例是以一基材為復合晶圓（composite wafer)的形式來進說明。此復合晶圓包含多個半導體芯片，其嵌設于一般塑料化合物，例如 成模塑料（molding compound)。一復合晶圓可使用于eWLB FanOut產品的大規模制造。
[0072] 扇出（FanOut或Fan-out)是一種以電子的方式實現的可輸出邏輯門的方法，以驅 動相同類型的其它邏輯門的許多輸入。在大多數的設計中，邏輯門是共同被連接，以形成更 復雜的電路，且其一般用于使一邏輯門輸出連接于多個邏輯門輸入。這種用于實現邏輯門 的技術經常可允許門輸入來被直接寫入，而不需額外的接口電路。
[0073] 晶粒（Die):-晶粒在集成電路中是指具有半導體材料的小區塊，其形成有指定 的功能性電路于其上。通常，集成電路是利用例如光刻的工藝來大量地制造于電子級硅 (electronic-grade silicon,EGS)的單一晶圓上。此晶圓是被切割成多個小塊，每一小塊 包含有電路。這些小塊中的每一小塊稱之為晶粒。
[0074] F0UP為晶圓傳送盒（Front Opening Unified Pod)的英文縮寫。其是一特別塑料 盒，而設計來穩固地且安全地固定硅晶圓于已控管環境，并可允許晶圓被搭載有適當載埠 (load port)和機械手臂系統的工具所移動。
[0075] UBM為凸塊底層金屬（under bump metallization)的英文縮寫。大部分1C接墊 的最終金屬層為鋁，其提供一良好的表面，以進行傳統的焊線步驟。不幸地，此表面是不適 合于大部分導電凸塊。在暴露于空氣時，鋁很快地形成有氧化層，而此天然的氧化層是一電 性絕緣體。在焊線的形成中，借由擦去此絕緣氧化層，以焊接于底下的金屬。而凸塊則需其 它方式來形成電性連接。
[0076] 因此，成功的凸塊應先以一更適合的金屬，如UBM，來取代此被氧化的鋁表面。此 UBM應滿足幾個要求。其應提供一強且穩定、低阻值的電性連接至鋁。其應良好地黏附于下 伏的鋁和周圍的1C保護層，而密封地封裝鋁于外界環境之外。此UBM應提供一高阻擋層， 以避免其凸塊金屬擴散至1C。此UBM應良好融合于凸塊金屬，用以焊料回流。為滿足上述 要求，一般需多層不同的金屬，例如黏著層、擴散阻擋層、可焊接層及氧化阻擋層。
[0077] TWP為薄晶圓處理（Thin Wafer Processing)的英文縮寫。
[0078] ICP為電感稱合等離子體（Inductively Coupled Plasma)的英文縮寫。電感 耦合等離子體（ICP)是一等離子體源，其中能量是由電流所提供，此電流是由時變磁場 (time-varying magnetic fields)所形成之電磁感應所產生。
[0079] 本發明所敘述之概念和評估可參照于歐瑞康集群處理設備（Oerlikon Clusterline processing equipment)，其用于處理一包含埋置于有機化合物（例如塑料組 成）中的多個半導體芯片的基板。一或多個金屬層沉積于此基板上，以提供一從芯片接墊 到組件接墊的重新布線結構，組件接墊可設置于有機化合物上。此基板是用以制造多個封 裝體，其參照于內埋晶圓級球柵陣列（eWLB)封裝。此概念是詳述來處理具有嵌設晶粒技術 的基板，然亦可應用于更多的一般基材，所述基材是呈除氣狀態。但其適用性和功能性并不 特定的處理設備，而可用于其它種類的設備。
[0080] eWLB或扇出基材是復合基材，其中半導體晶粒是嵌設于有機化合物模型內。此技 術可增加接觸面積及產率。圖1顯示一復合晶圓，其包含多個嵌設于有機成份內的半導體 芯片。圖2a顯示焊球的凸塊圖案，其配置于組件接墊上。圖2b顯示基板在沉積重新布線 結構于復合晶圓后的示意性剖面圖。
[0081] 圖2b顯示部分基板1的剖面圖。此基板1包含多個半導體芯片2,在此僅顯示其 中一者于圖2b中，其嵌設于塑料殼體成份3中。每一半導體芯片2包含一主動表面4,多 個芯片接墊5位于主動表面4上。在本實施例中，此芯片接墊5是與塑料殼體成份3的主 表面6共平面。此基板1更包含一重新布線結構7,其是借由沉積金屬層于塑料殼體成份 3的主表面6與半導體芯片2的主動表面4上所形成。此重新布線結構7包括多個導電軌 8,其是由芯片接墊5以扇出的配置來延伸，因而每一導電軌8的末端是位于塑料殼體成份 3上，并鄰近半導體芯片2。每一末端提供一外接墊9, 一焊球10位于外接墊9上。在本實 施例中，半導體芯片的被動表面11是嵌入于塑料殼體成份3內。
[0082] 此基板1可沿著標號所標示的線來分割，以由基板1分成多個單獨的封裝體。
[0083] 在另外未繪示的實施例中，接點凸塊可位于半導體芯片之主動表面上的接墊上。 接點凸塊的最外部分可齊平于塑料殼體成份的主表面，在這些實施例中，半導體芯片的主 動表面是位于塑料殼體成份內。
[0084] 圖2c顯示依據另一實施例之一由基板1'所制成的半導體封裝結構。
[0085] 基板1'包括塑料封裝體2其具有模塑料（plastic molding compound) 9 ' 和一塑料層9"。此模塑料9'包圍住半導體芯片3'的側緣14'，并形成側緣13'，側 緣13'可被制得在任何期望的程度上大于半導體芯片3'的側緣14'，以提供形成外接墊 17'的空間。半導體芯片3'的被動表面27'并未被模塑料9'所覆蓋，且齊平于模塑料 9'的第二主表面5'。塑料層9"的電性絕緣層是配置于半導體芯片3'的主動上側12' 上以及模塑料9'的側緣13'上，并橋接于側緣13'與半導體芯片3'之間的區域。半導 體芯片3'的接墊11'并未被塑料層9"所覆蓋。
[0086] 在本實施例中，此重新布線結構為多層重新布線結構，塑料層9"承載有第一布線 面30'和第二布線面31'，第一布線面30'和第二布線面31'經由接孔28'來電性連接 于半導體芯片3'的接墊11'，而形成為接柱8'。此接柱8'及/或接孔28'以及布線面 30'可包含有電流或化學沉積的金屬。
[0087] 塑料層9"具有一厚度d，其可約為30mm或20mm，另一布線面可被提供于第一布線 面30'和第二布線面31'之上。
[0088] 為沉積此重新布線結構于包含埋設于有機材料中之多個半導體芯片2的復合晶 圓上，此時，考慮表面污染及整體污染（bulk contamination),并以系統的溫度、壓力及時 間限制來降低這兩種污染至可接受的水平，以控制一塑料成份、污染。
[0089] 借由在抽氣至低壓時增溫，可移除表面污染。另外，可使用氣引輔助（gas drag assisted)方法來加速此過程，并使此移除步驟相對獨立于抽氣速率。在歐瑞康CLN300中 的氣鎖脫氣器（airlock degasser)或CLN200中的層流（laminar flow)脫氣器是使用此 方法來確保在適中溫度的高移除率。
[0090] 此整體污染的移除率是借由易揮發成份之經由固體薄膜至表面的擴散率所決定。 由于固相擴散為非常緩慢的過程，因而移除固體薄膜的污染可能需大量的時間。由于現有 生產工具的限制，因而無法完全移除整體污染。
[0091] 本發明所使用之用于處理復合晶圓或eWLB之污染的方法具有二階段，首先，在清 洗及抽真空時增加基材的溫度，以盡量移除表面污染。此方法可用以建立一污染的穩態，其 是由整體污染的擴散所決定。
[0092] 接著，快速地降低基材的溫度，以降低擴散率，因而可在低溫下保持低污染程度， 直到基材被第一金屬薄膜所覆蓋。
[0093] 此方法是顯示于圖3至圖5,用以由復合晶圓13來制造基板1。此復合晶圓13包 括多個半導體芯片2,其埋設于塑料殼體成份3中，使得半導體芯片2的主動表面4可實質 齊平于塑料殼體成份3的主表面6,因而主動表面4是暴露于塑料殼體成份3之外。
[0094] 如圖3所示，此復合晶圓13被加熱至溫度T1，以移除由此復合晶圓13所發出的氣 體污染物（如圖中的箭頭14所示）。此熱處理是在真空下進行，且可在抽氣移除氣體物質 的過程中進行。此溫度T1可例如約為150°C。此熱處理是被進行，直到除氣率被復合晶圓 13之污染物的擴散所決定，并建立一實質穩態。
[0095] 之后，復合晶圓13的溫度被降低至溫度T2,此時，復合晶圓之污染物的擴散率低 于在溫度T1時之復合晶圓之污染物的擴散率。溫度T2低于溫度T1。溫度T2可比T1低 100K，若 T1 為 150°C，則 T2 例如為 20°C至 30°C。
[0096] 此復合晶圓系在溫度T2被進一步處理，直到基材的主表面被含金屬的薄膜所覆 蓋。
[0097] -第二除氣處理亦可被進行，以從復合晶圓移除進一步的氣體物質。在第二除氣 處理中，此復合晶圓可被加熱至比在第一除氣處理過程中所達到的溫度T1高的溫度，以獲 得預期的穩態條件。
[0098] 在圖4所示的后續處理步驟中，芯片接墊4是經由蝕刻步驟來進行清洗，如圖中的 箭頭15所示。此蝕刻步驟在溫度T2下進行。
[0099] 之后，如圖5a所不，第一金屬層16沉積于塑料殼體成份3的第一主表面6、半導 體芯片2的主動表面4以及芯片接墊5上，以形成一封閉的金屬層16于此復合晶圓的表面 上。此沉積步驟亦進行于溫度T2。此第一金屬層16可利用物理氣相沉積方法（例如濺鍍 技術）來進行沉積。
[0100] 此重新布線結構7可包含多層結構。在本實施例中，如圖5b所示，第二金屬層17 和可選的更多金屬層沉積于第一金屬層16上。第一金屬層16及第二金屬層和更多金屬層 (如果存在）可沉積成一封閉層，其實質地構成多個導電軌8。
[0101] 復合晶圓13的制造是顯示于圖6。首先，提供支撐基板20,且黏著層21沉積于此 支撐基板20的一側上。多個半導體芯片2是接著橫向及縱向地排列于黏著層21上，因而 半導體芯片2的主表面及芯片接墊5接觸于黏著層21。之后，半導體芯片2的側面22及背 面23埋入于共同塑料殼體成份3。接著，移除此支撐基板20和黏著層21，以形成復合晶圓 13。
[0102] 依據上述實施例之一的方法可使用下述設備來進行。
[0103] 以復合晶圓或eWLB為形式的基材在自動高真空設備中處理時具有多個挑戰。
[0104] 如圖7所示，當基材放置于一平坦表面時，此基材容易顯得過于彎曲，例如直徑 200mm的基材可能彎曲大于1mm。當基材為300mm 0且放置于標準F0UP內時，此彎曲情 形會自然地更加惡化。基材為薄晶圓時具有相似的機械特性，然而薄晶圓顯現圓柱形彎曲 (cylindrical bow), eWLB基材顯現球形彎曲（spherical bow)。此方面關系到這兩種晶圓 的處理及處理時的基材固定。
[0105] 基材呈過除氣狀態，特別是在加熱時。圖8與圖9顯示一加熱過基材之少量掃描 的殘留氣體頻譜分析圖以及一冷卻及加熱基材的峰值軌跡。此加熱且已抽氣之晶圓的除氣 頻譜仍顯示晶圓的明顯蒸發以及碳水化合物的片段。
[0106] 對照于埋設之晶粒，晶圓具有或未具有聚酰亞胺涂布是顯示出有關有機材料之較 高的峰值（圖8之尖端），此表示頻譜主要是由于基材的除氣步驟，而僅有一小部分是由于 涂布層。此亦表示于下文。
[0107] eWLB基材的除氣率是大幅地高于標準涂布有PI的晶圓。對于eWLB基材，基材的 前后面皆進行除氣，而需考慮到污染控制。此點是不同于硅晶圓的標準處理。
[0108] eWLB或復合晶圓亦包含有水份，水份在基材進入真空時揮發。此水份可能造成腔 室及復合晶圓之組件（例如芯片接觸面）的污染。圖10顯示基材于相同腔室內分別在室 溫及被加熱（150°C )時的表現。
[0109] 室溫時除氣已明顯地存在，顯示出10倍的水氣增加。相較于標準硅晶圓，其明顯 地在室溫時并未影響峰值。
[0110] 另外，一旦復合晶圓被加熱至約120至150°C，可觀察到108倍的水氣增加。此遠 大于一標準蝕刻步驟以可接受的質量和速度所能處理的。
[0111] 表示出的總壓力顯示水份的分壓是達到約6xl(T6mbar.其是約用于清潔接觸面之 標準處理壓力的百分之一。這可能會對接觸面的清潔造成負面的影響。
[0112] 另外，在濺鍍腐蝕性材料（例如鈦）過程中顯示出有處理氣體的水污染的基材容 易顯示出高度的氧化物，其是由于與水的反應所造成的。這亦可能嚴重地影響接觸面的質 量。對于硅基材，若沉積有特定的材料厚度，則此除氣影響會被減少。對于eWLB復合晶圓 基材，由于對基材的除氣亦進行于基材背面，因而可能無法預測其影響。
[0113] 相似于水污染的影響，亦可同理于有機物污染。正如水份，碳水化合物扮演一重要 角色于蝕刻清潔與沉積薄膜的化學反應中，其可能造成接觸面質量難以控制。
[0114] 有機物污染顯示一特別額外的負面表現。由于污染物的本質，在等離子體環境中 這些易揮發的物質反應成較大聚合物分子，而具有非常大的氣體分壓。這些新形成的物質 容易累積于反應腔內。在使用反應腔時，可在較冷的區域上觀察到大量的沉積物，特別是位 于等離子體朝向泵的下游處。
[0115] 這些沉積物在制程上的影響尚未得知。但在真空度上影響是相當的明顯。已觀察 知基本壓力（base pressures)高于一般的15至30倍。自然地，此造成非常長的抽真空時 間，因而清潔設備的特定基本壓力可能無法達到，且會持續惡化。
[0116] 第二影響是這些沉積物會嚴重地影響蝕刻薄膜在反應腔及組件上的黏著性。這可 能造成微粒的形成，進而需頻繁地更換設備的清潔組件以及需經常清洗設備。
[0117] 因此，盡管有機物污染并未直接惡化制程，但可能嚴重地減少設備的可靠度及性 能。
[0118] 在此所述的影響是以涂布有聚酰亞胺的晶圓于設備中來進行實驗。如除氣分析所 示，相較于eWLB基材，此類基材顯示適當的有機除氣。因此，可預測的是，當進行eWLB制程 時，設備的性能退化會大幅地被加速。
[0119] 總之，可借由以下之一或更多的方式修改標準制程方法來緩和進行eWLB基材之 制程的影響。
[0120] 基材之不確定的平坦度可借由調整系統來被補償。用于薄晶圓之相似的處理方法 亦可被使用。
[0121] 例如借由熱管理及抽氣配置，基材所產生的污染可在制程中被良好地管控。
[0122] 由于污染僅可降至最低而無法完全避免，因而可處理設備內的殘留物，以減少壓 力維持時間并增加產能。
[0123] 這些考慮是全部基于"標準"封裝材及制程流程，如圖11所示，用于凸塊底層金屬 (Under-Bump Metallization, UBM)。此制程流程可視為一對照制程流程。
[0124] 在此流程中，此材料經由壓力處系統（atmospheric handling system)自SEMI標 準F0UP(SEMI El. 9-1106及SEMI E47. 1-1106)來拿取，并放置于對位機上，以定位于凹槽 并補償位移。接著，此基材被移至氣鎖器內，而在氣鎖器內進行排氣。此時，基材溫度可已 被提升。在下一步驟，此基材在高真空下被加熱，并接著移至一 ICP蝕刻接面清潔器及多個 PVD濺鍍腔，以堆棧金屬。最后，此基材是經由氣鎖器來被移出真空，并被定位回F0UP。此 時，此基材需進行冷卻，其是由輸出氣鎖器來進行。
[0125] 圖12顯示不同形式的基材變形。依據SEMI-M001-0309,晶圓變曲或厚度變形應小 于100 μ m。用于壓力和真空晶圓傳送及制程單元硬件之標準處理設備一般設計來處理基材 之SEMI規定的平坦度。200mm eWLB基材所測得之撓曲/變形及300mm eWLB晶圓之預期撓 曲/變形需調整設備，以處理在晶圓基材平坦度上之如此大的公差。
[0126] 在另一應用中，晶圓平坦度上的較大公差發生于薄晶圓處理中。此技術已廣為習 知并用于許多集群設備（Clusterline tool)中。然而，用于成功地處理薄晶圓的方法大部 分是基于結晶基材容易顯示圓柱形彎曲（cylindrical bow)的事實。這表示，基材在平行 于基材表面的軸向上具有較大的變形，但卻沿任一其它軸不彎曲且平坦。這是由于結晶材 料的不可壓縮率。
[0127] eWLB基材由具有不同特性的材料所制成。因此，基材變形并不依據此軸向，且沿著 一軸向的變形并不影響其它軸向上的變形。故這些基材可呈不同形狀。任何處理設備應可 處理這些不同形狀。
[0128] 最后，在通過設備的過程中，基材會在設備內處于不同的溫度及薄膜壓力。因而可 推測基材的變形可在處理過程中改變。因此，系統需相對地不敏感于基材的實際形狀。
[0129] 這些基材上之形狀公差會影響集群處理設備之以下子系統的設計。
[0130] 前端機械臂：其可能為最關鍵的組件，因為其需傳送變形且任意放置的基材進入 及送出于在F0UP晶圓盒中的兩個其它變形基材之間的密閉空間。基材形狀和移動限制會 影響設計和末端執行器（end effector),其功效應可安全地固定基材，而無關于其形狀。末 端執行器的設計可定義機械手臂的移動軌道。最后，由于基材變形造成基材在F0UP內的實 際垂直位置上有較大公差，此定位系統應容許這些公差，以使基材可明確地分配至F0UP內 的開槽位置。
[0131] 基材對位器：此基材對位器應可安全地固定基材至定位。對位光學系統應處理一 基材邊緣，其可能在掃描時進出焦點。
[0132] 輸入及輸出氣鎖器：這兩個氣鎖器需可處理變形基材。
[0133] 真空機械臂：在基材之最初變形旁，此真空機械臂需同時處理基材的形變。此意 指，此機械末端執行器應非常不敏感于晶圓形狀。末端執行器的設計應亦考慮到，系統中的 有些制程可能非常敏感于溫度及溫度變動。因此，末端執行器對于晶圓的溫度接觸應減至 最低。
[0134] 制程單兀硬件（Process station hardware):基材接收針（substrate receiving pins)，其由末端執行器接管基材，而應充分地允許垂直位移公差，且應提供充足的空間予 末端執行器，以往下移動一放置的基材。
[0135] 晶圓感測系統：晶圓感測系統，其使用晶圓的垂直突出，可處理變形晶圓，只要突 出形狀是在感測系統的公差內。由于系統無法再假定此基材突出為圓形，因而可能難以利 用基于邊緣偏差之位移感測等特征。由于晶圓邊緣的垂直位置無法被良好地定義，因而垂 直邊緣偏差的晶圓感測可能無法被使用。
[0136] 多年來，一般處理系統用于處理復合基材的方法相似于薄晶圓處理。取代試著施 力于基材的形狀，處理系統應被設計來非常容許基材的垂直變形。此外，相較于薄晶圓，基 材可能變形的方式太多，且處理系統不可能被設計來處理所有可能的變形。此時，處理系統 的限制應被定義，使得關于基材之形狀公差的適當說明書可被制作。
[0137] 在定義制程硬設備時，關于eWLB基材的處理有幾方面應考慮到。這些限制或挑戰 方面為除氣、熱積存（Thermal budget)及形狀公差。對于每一制程單元，每一方面需特別 的考慮。一些對于特定設備功能的考慮說明如下。
[0138] 溫度：具有有機接面的基材，特別是模鑄基材，其具有有限的熱性能（thermal capabilities)。依據規定，這些型式之基材的溫度不允許升高至約150°C以上。超過此溫 度會危及基材，因而應避免此情形。因此，系統必須提供適當的溫度。例如，可使用燈管加 熱，其實際溫度需依據基材和環境，因而溫度控制可能很難以進行。且在等離子體處理時， 大量的熱注入于基材中。而在進行此步驟時可能需冷卻基材。
[0139] 等離子體功率：依據在熱積存的限制，在等離子體處理時施加的功率應設定于允 許冷卻組件來保持溫度在基材之最高容許溫度以下。
[0140] 晶圓夾（Wafer Chucks):晶圓夾的要求對應于制程需求。此時，需要一適當且均 勻之晶圓夾的接觸面，例如，當使用RF或熱耦合時，此晶圓形狀應適合于此晶圓夾。達成此 方式的唯一方法是機械性地施力于晶圓夾上的晶圓。然而，當基材上彎時，邊緣夾持仍無法 保證基材與晶圓夾適當對位。當基材對于晶圓夾的接觸并未滿足合理制程要求時，最好是 完全避免此接觸。
[0141] 基材夾持：為了標準硅晶圓，可使用靜電夾持。然而，由于具有模料的基材（molded substrates)使這些夾具電性絕緣，因而無法使用這些夾具，除非沉積一導電膜于基材的背 面。因此，夾持限制在機械夾持，當基材的前側被碰觸且軟性的PI作為上覆蓋層時，具有夾 具會插入PI內的危險。因此，夾具應能夠處理此晶圓插住的情形。
[0142] 真空抽氣：有些|旲塊可能具有1?量的揮發有機材料和水氣。意指抽氣方法和抽氣 型態應能夠處理這些氣體。包含水氣和有機材料的氣體會造成相矛盾的要求于抽氣型式 上，其中低溫抽氣是最適合于水氣，此有機成份可能會快速地降低抽真空。渦輪抽氣可用于 抽氣加熱時，以加速水氣的抽氣速度，并減少有機沉積至最低。另一選擇是施加非常高局部 抽氣速率于基材，而形成冷卻阻礙或捕陷（trap)。這些捕陷接著需被再生。
[0143] 除了這些一般方面之外，每一制程單元應考慮到基材來進行安裝。依據設備（圖 7) -標準制程流程，可應用使用手冊。
[0144] F0UP、處理及對位器被認為與制程相關。
[0145] 輸入氣鎖器：當設置一 RGA來監看殘留壓力時，此輸入氣鎖器可作為最初的晶圓 夾于基材的除氣。此可允許在氣鎖器被允許來開啟于設備的后段真空之前驗證環境壓力。 若在氣鎖器內結合有基材加熱功能，此單元變成進行第一除氣步驟的制程流程中的整體部 分。然而，當基材由氣鎖器轉移至第一制程腔室時，可能需增加基材的除氣程度。因此，仔 細選擇和控制基材的溫度于氣鎖器內是必須的。
[0146] 高真空除氣器（High Vacuum Degasser):在此單元中，基材的溫度在非常低的壓 力下增加，以移除由基材發出的揮發成份，其可能傷害后續的制程。當制程在非常低壓下進 行時，可使用一具有氣輔助熱耦合的加熱基材固定器。為確保每一基材是被適當地除氣且 被允許來移至下一具有有害特性的制程步驟，如端點檢測器（endpoint detector)，處理監 測器的使用是有利的。由于除氣單元主要關系到高水氣和有機壓力，因而應設置適合的抽 氣系統，可考慮增設除氣方面的支持，例如吹氮處理。
[0147] ICP接面清潔模塊：在之前的單元中，基材的溫度是盡量提升，以確保除氣。在此 蝕刻單元，此除氣應被減少。主要的原因是為降低反應物的分壓，其可能污染此接面清潔制 程。第二原因是盡量降低有機沉積于腔內的形成，其可能降低設備的性能。此基材的溫度 應被控制來得到適合的低壓。這可意指基材應被冷卻。此低溫亦應在等離子體處理時保持 住。此表示充分的熱傳導應表現于由基材至晶圓夾。因此，應進行晶圓夾持和背吹氣。
[0148] 金屬1模塊：在蝕刻器中之相似的討論應用于欲被沉積的第一金屬層。基材上的 除氣應被減少，避免金屬薄膜的污染，以確保適合的接面特性。因此，至少在最初的沉積中， 此基材的溫度應保持在其最低。基材之低除氣的第二影響是保護罩的使用壽命可被延長。 因此，可能的話，具有背面冷卻的一冷卻夾具應進行于此單元中。降低沉積溫度會影響此薄 膜應力。這可能會影響應力控制方法，例如需RF偏壓或脈沖DC。
[0149] 其它金屬：在后續基材的金屬化過程中，溫度不再是關鍵。由于基材的前側已覆 蓋有金屬，此區域的除氣會減至最小。而背面的除氣仍相當重要。應設法隔絕殘留氣體于 等離子體制程，以允許適當的金屬化。仍需處理這些氣體成份，以避免或最小化腔體污染。 標準的夾持背氣吸引可保持晶圓的背面隔離于等離子體制程，此背吹氣會持續吹至晶圓背 面。可能需一些修正，以導引污染物至抽氣。
[0150] 無關于最小化的方式，一些固體污染會在蝕刻基材后殘留于系統中。這將導致沉 積超時。因此，為了保持設備運轉，應設法移除殘留物于系統之外。
[0151] 在未處理的方式中，可開啟制程腔體及清潔或取代組件來移除殘留物。此是一般 實用且適合，只要在需進行的周期維護期間處理，其是相似于設備在未使用時的維護工作。
[0152] 再者，這些維護工作應確保制程設備維持在穩定且可接受的條件下。特別是真空 腔內任何一處的固態殘留沉積，此已被證實難以實現。
[0153] 系統中之大部分固態殘留物是由制程中之揮發材料的聚合作用所形成。通過在直 接或間接的含氧等離子體中氧化有機材料，可有效地當場維持系統條件。
[0154] 為了維持系統于特定條件中，較佳是在可能最短的間隔中執行清潔和條件 化步驟。此時，其會造成大量的人工介入，群集軟件可提供自動維護服務（Automated Maintenance Services,AMS)特點。利用此特點，當場的清潔、條件化及準備步驟可被程序 化，以依據設備歷史數據和未定工作來執行。
[0155] 可使用偵測反應產物的處理監測器來確保清潔順序已被完成。借由此監測器，清 潔過程的長短依據實際制程腔體的污染狀態來決定，使得在蝕刻清潔后可得到可再生狀 態。圖13顯示一具有端點偵測的定性清潔循環。
[0156] 臨場清潔（In situ cleaning)可進行于任一腔內，其可維持等離子體，且氧氣等 離子體不會傷及系統。這些條件可在ICP蝕刻器中設定，并可通過在晶圓夾設置RF產生器 而在除氣器內實現。
[0157] 為了實現適當臨場清潔，沉積物包含于被清潔區域是很重要的，此區域是可被等 離子體所清潔及/或可在定期維修中清潔。因而可能需額外的屏蔽。
[0158] 此外形考慮可轉用于所有設備概念。首先，此限制和現行狀態是說明于確定必要 修改之后，最后，確定此新設備構造和質量性能。
[0159] 為了由標準封裝UBM設備轉變至eWLB設備，并具最小可能風險，現有設計可盡量 使用于eWLB構造中。這可能有利于改進執行設備，以處理這些基材。
[0160] 測試已顯示出標準的歐瑞康封裝設備（Oerlikon packaging equipment)可使用 于eWLB基材，而得到滿意的制程結果。這些測試已被進行于設備上，如圖14所示，其具有 200mm基材。200mm的晶圓處理并不會有問題。
[0161] 此設備使用一模塊除氣器，其具有加熱夾具（heated chuck)，以及一無溫度控制 于基材上的ICP腔。所有薄膜是"無夾持"（clampless)地被沉積，其亦即無溫度控制。
[0162] 此設備內的制程順序為標準除氣-蝕刻-金屬化-冷卻，其已使用多年，用于封裝 應用。
[0163] 最初，此基材是以標準UBM(under bump metallization)來進行處理。這并不能 得到滿意的結果。基材的除氣導致高壓沖入傳送腔，蝕刻過程不穩定或將消失，其是由于在 等離子體時過多的壓力增加。此薄膜質量無法被接受。此制程的一定性溫度及壓力曲線是 顯示于圖15。
[0164] 此對照UBM制程的除氣及蝕刻制程被修正來提供為復合晶圓適當結果。此除氣過 程及時進行，且蝕刻過程被中斷數次，以允許此基材被冷卻于后續蝕刻步驟之間。此制程的 一定性溫度及壓力曲線是顯示于圖16。
[0165] 此制程的確可產出所需的接面及薄膜特性，但時間的延長導致約為標準制程的 30%產量。
[0166] 具有緩慢制程的制造實驗顯示出污染累積是相似或差于具有PI覆蓋之晶圓的標 準UBM制程。由于對于這些制程來說，維護之間的時間已是相當地短，因而結果相似或差于 eWLB基材。可預期的是，即使使用300_基材，這些項目會惡化。
[0167] 總之，即使原設備的制程結果是可接受的，產量和維護應加以改善，以符合一經濟 可發展的制程方式。
[0168] 圖17顯示一從SEMI E1. 9-0611截取的晶圓盒的平面圖。根據薄晶圓理論，有些 批注已放于圖中。
[0169] 圖式中的批注描述在處理變形基材時的關鍵項目。困難在于晶圓盒內之支撐點 旁，不知晶圓是位于何處。任何晶圓處理限制于晶圓上靠近支撐物的區域，并在系統的處理 容許內。
[0170] 指示于圖式中為六個黑點，其依據于基材的變形，此基材會被任三個點所支持。由 于這些黑點的高度是被精確定義，且基材變形是在特定限制內，此基材位置是可以被確定 于基材的斜線區域（hatched area)上。這是會發生所有基材的處理之處。
[0171] 在標準F0UP晶圓盒的背支撐物是清楚地在于斜線區域之外。此表示基材的實際 位置可不必假設在被支撐物所支撐的地方。若基材呈圓柱形向下彎，基材的位移會導致與 支撐物的碰撞。其必須由晶圓盒內移出。
[0172] 設備內的所有現有處理物應位于斜線區域，以確保安全的基材操作，無關于基材 的形狀。此表示末端執行器僅可具有二腳，而制程模塊應具有四個接收針。
[0173] 污染控制應處理表面及整體污染。這兩種污染應在系統的溫度、壓力及時間限制 內控制在可接受的程度。
[0174] 表面污染可借由一般方法來移除，例如在抽氣降壓時增加溫度。其示意性地顯示 于圖18a中。可使用氣抽輔助法另外，除了加速制程這，并使其相對獨立于抽氣速率。歐瑞 康CLN300的氣鎖除氣器或CLN200的層流除氣器可使用于在適當溫度上確保高移除率。
[0175] 整體污染顯示于圖18b中，其可能更難以處理，因為此移除率由揮發成份經過固 體薄膜至表面的擴散率來決定。由于固相擴散為非常慢的過程，故由固體薄膜移除污染物 要大量的時間。在制程設備的現有限制內，可能無法完全地移除整體污染。
[0176] 在此用來處理eWLB污染的方法為兩種。
[0177] 借由在吹氣及抽真空時增加基材的溫度，以盡量完全移除此表面污染。此方法可 建立一污染穩態，其可由整體污染的擴散來決定。
[0178] 接著，基材的溫度被快速地降低至低于擴散率時的溫度，因而污染保持在低程度， 直到基材被第一金屬薄膜所覆蓋。
[0179] 為了決定蒸發的穩態，可使用真空分壓監測器來確保基材的質量。圖19顯示一簡 單的處理監測器。
[0180] 為了抑制污染和良好恢復，此設備設有氧氣，其中適當的軟件可提供自動維護服 務。
[0181] 基于上述考慮及進行上述概念，制程設備可設計來允許處理eWLB或其它污染基 材，以具有可接受的制程性能、產能及維護周期。此部分說明設備單元的詳細概念。
[0182] 對于所有設備構造，并不需大幅的改變。借由對個別制程單元的細部修改，可制造 此eWLB基材。
[0183] 為了完整，在圖20中呈現了該設備的整體布局。
[0184] 所有的制程流程相似于原有的UBM制程流程，其專注于溫度管理，并具有對制程 控制的必須改進。
[0185] 此定性目標溫度曲線表示于圖21中。主要目的是在除氣單元中使溫度盡量地升 高，以處理高污染，并在后續步驟保持在低溫。或者，此溫度盡量在低溫，直到第一金屬覆蓋 于基材上。
[0186] 制程流程粗略地顯示于圖22。首先，F0UP承載有基材，在本實施例中為復合晶圓。 基材是在入站氣鎖器被預先除氣，并被真空除氣和冷卻至溫度100K，其低于實現除氣穩態 的溫度。接著，基材是在低溫下處理，直到金屬薄膜沉積于基材上。在制程完成后，此基材 被升溫并移至設備之外。
[0187] 依據此方法，不需降低除氣率至最低，但建立一平衡情形，亦即在溫度T1的穩態， 此時，除氣率單獨由擴散率所決定。基材的整體污染持續產生氣體，其被持續抽出。然而， 基材表面污染和腔體污染并大幅影響此除氣。借由降低后續的環境溫度至T2,此擴散率被 降低。這樣的效果在于抽氣功率足夠來確保一低污染，即使發生蝕刻、具有其它工作氣體的 金屬沉積。因此，此基材在溫度T2進一步處理，直到表面覆蓋有金屬薄膜，以避免升高溫度 而再次增加除氣率。
[0188] 以下部分說明用于設備之每一單元的適合構造。
[0189] F0UP本身并不需修改來使用于硅晶圓。然而，此F0UP晶圓盒可能不兼容于變形基 材，其可能需移除二后支撐物。
[0190] 如圖23所示，適合的F0UP晶圓盒可由市售取得。應選擇適當的晶圓盒。
[0191] 圖24顯示一前瑞機械手臂，其修改來處理變形基材。所有的改變已經在生產中使 用了好幾年。所需的改變為：
[0192] 末端執行器：此TWP末端執行器應被使用，使得晶圓操作被限制于圖17所示的區 域。
[0193] 晶圓感測：標準的真空晶圓感測應被任一光學晶圓偵測器所取代。
[0194] 晶圓定位器：此晶圓定位是相似于薄晶圓定位，除了所需的晶圓定位角度可被省 略。此定位應被調整，使得晶圓盡量靠近于晶圓盒的側邊。
[0195] 機械手臂型式：此寬薄晶圓末端執行器需機械手臂的軌道垂直于F0UP和其它單 元的前側面。此需改變至一四軸機械臂。
[0196] 圖23顯示一具有大面積夾持的對位器。只有在此對位器的系統中，晶圓是操作于 圖17所示的區域之外。此對位器應設有大面積薄晶圓夾持具。
[0197] 有些維護循環，例如靶材預濺鍍或黏貼步驟，其需使用維護材料。此材料僅被AMS 系統所使用并可保留于設備中，而延長使用周期。圖26顯示一前端執行緩行器，用于六個 維持基材。
[0198] 圖 27 顯不除氣器插入單兀（degasser insertion unit)，用于 BrooksGX8000 傳送 氣鎖器。此單元允許溫度升至300°C。為了使氣鎖器進行除氣，應設置此單元。
[0199] 除了加熱器，抽氣系統的新修正為需設置處理監測器。此處理監測器應設置于系 統之高真空（渦輪-獨立）閥的后端，以避免組件的間歇外泄。
[0200] 此處理監測器是用以確保基材在設備的真空后端是適當地被除氣。若在指定時間 內無法實現，此基材可被移回晶圓盒，而無任何處理，以供失效分析。
[0201] 為處理晶圓，氣鎖器內需設有接收針，以處理晶圓。
[0202] 此氣鎖僅需修正來處理薄晶圓處理。
[0203] 圖28顯示薄晶圓真空末端執行器。此傳送機械臂需設有此單元。
[0204] 此除氣模塊是本發明的關鍵模塊之一。為了使此模塊具有必要的進一步能力，除 了標準除氣模塊之外的以下說明需被進行。
[0205] 基材是機械性地被熱夾（150°C )所夾持，其具有背吹氣，用于除氣。
[0206] 處理監測器可設于基材的直接視線上，以得到最佳的信號。此處理監測器是用以 檢測進入之基材是否具有適當的除氣狀態，并依據殘留氣體分析來終止此除氣過程。這樣 確保基材在下一站之前全被適當且重復地清潔。
[0207] 依據其它模塊所使用之冷卻器的類型，此除氣器可設有冷凝器（cold trap)，以改 善水抽引速度，并允許一更快除氣過程。
[0208] 可能需進行臨場清潔。為此，氧氣線需被增設于氣箱，并增設RF電源供應于夾具。 此處理監測器可用以監測此清潔過程。這可能需安裝一點火源，以激發此清潔等離子體。
[0209] 此基材接收針可為TWP型（四側排列）。
[0210] eWLB能力的一方面是降低及控制基材溫度于蝕刻站。其是由如圖29所示的致冷 夾來機械性夾持。當其背面需在可接收的時間內降低溫度并在蝕刻過程中保持低溫時，則 此基材需被夾持。此晶圓需保持在此溫度，直到第一金屬沉積完成。
[0211] 圖30顯示溫度范圍，其中夾具的溫度可借由加熱及/或冷卻來控制。
[0212] 此外，此蝕刻模塊是一般最多有機物累積發生的制程單元。依據反應氣體成份的 周期性的自清潔需維持適當條件于模塊中。
[0213] 為了進行這些功能，可設置以下的裝置。
[0214] 如圖29所示的致冷夾（cryogenic chuck)具有石英夾持件。
[0215] 氧氣管線設于氣箱中，用于臨場清潔。
[0216] 處理監測器。
[0217] 前等離子體污染罩，以使有機沉積局部于可清潔的區域。
[0218] 適合的軟件和硬件來允許在處理時調整反應器抽氣的開啟。
[0219] 基材接收針可為TWP型（四側排列）。
[0220] 軟件中的全AMS能力，以允許模塊可依據其狀態規范來進行準備、后制程清潔、靶 材清潔，并可在設備閑置時周期性地初始化/清潔。
[0221] 蝕刻腔內之冷卻過程的終止以及金屬1PVD制程模塊的終止之間的時間耦合 (Time coupling),以確保一可再現及最小的時間于停止此主動冷卻和沉積啟動之間。
[0222] 此第一金屬PVD制程可設有一標準第一金屬模塊于一標準封裝設備中，并具有以 下調整。
[0223] 依據后續制程的需求，一致冷夾可具有背吹氣或為無夾持形式。此背吹氣變動可 允許蝕刻器與金屬1之間的時間耦合限制變小，但在機械夾持時，沉積物可能無法形成于 所有的面積上。
[0224] 對于無夾持形式的（凹進的）夾具，此晶圓的背吹氣可能造成問題。若此背吹氣 對沉積薄膜造成負面影響，借由夾具上的特定形成，由晶圓至泵的傳導可被改善。
[0225] 此低沉積溫度會導致在沉積金屬薄膜中的應力改變。此可利用DC濺鍍來改善，或 者，若可形成更多抗壓薄膜或RF偏壓于夾具上。
[0226] 此基材接收針可為TWP型（四側排列）。
[0227] 由于污染源是被金屬1層所覆蓋，因而可省略進一步的處理方式。僅在背吹氣影 響金屬薄膜質量時，可進行對金屬1進行無夾持配置。
[0228] 對支撐單元來說，其一般是搭配CLN300II，一冷卻單元應被增設，以達到所需的低 溫。此單元的流出物應經由分散系統來分散至夾具。
[0229] 總之，可以實現下面的軟件能力；在不同的模塊中實現晶圓序列的結合和全自動 維持服務。
[0230] 所說明之用于污染控制及恢復的方法一般可應用于所有呈過除氣的基材。即使是 覆蓋有PI的硅晶圓于標準設備中，亦可被處理，以具有更好的質量及在維護中花費較少的 努力。為在現有設備中實行此方法，可進行AMS及臨場清潔。依據致冷制程之eWLB的結果， 此方法亦可進行現有設備中。
[0231] 圖31顯示半導體晶圓31的形式的基材30以及復合晶圓13的形式的基材40,其 中，基材30具有一位于主表面33上的聚酰亞胺層32,基材40還包括位于復合晶圓13的背 面42上的一金屬膠層41。
【權利要求】
1. 一種用于處理基材（1)的設備，其包含至少兩個除氣單元和至少一個處理單元，其 中， 一個第一除氣單元包含具有加熱所述基材（1)的裝置的氣鎖器及處理監測傳感器，所 述氣鎖器連接于排空系統， 一個第二除氣單元包含用以加熱所述基材的裝置、用以吹氣至所述基材之背面的氣體 供應器、處理監測傳感器，所述第二除氣單元連接于排空系統，以及 至少一個后續處理單元包含用以主動冷卻所述基材（1)的裝置。
2. 如權利要求1所述之設備，其中，用以冷卻所述基材（1)的裝置是包含加熱件的致冷 夾。
3. 如權利要求1或2所述之設備，其中，除氣單元與處理單元包含接收針，所述接收針 布置成接收圓形彎曲的所述基材（1)。
4. 如權利要求1至3中的一項權利要求所述之設備，其中，除氣單元與處理單元中的一 個或多個包含冷卻阻礙，用以捕取由所述基材（1)所發出的氣體物質。
5. 如權利要求1至4中的一項權利要求所述之設備，其中，所述第二除氣單元和/或后 續處理單元還包含氣體管線，用以提供氧氣至該些單元，以及提供RF電源供應至所述第二 除氣單元，用以臨場清潔。
6. 如權利要求1至5中的一項權利要求所述之設備，其中，所述第一除氣單元是群集型 多單元處理設備中的輸入氣鎖器。
【文檔編號】H01L21/56GK104091777SQ201410361067
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2010年11月17日 優先權日:2009年11月17日
【發明者】沃爾夫岡·里茨勒, 巴特·裘特凡梅斯特 申請人:Oc歐瑞康巴爾斯公司