本发明的实施例是有关于一种用于检测的设备，且特别是有关于一种用于检测研磨工艺的终点的设备。
背景技术：
半导体器件使用于多种电子应用中，例如个人计算机、手机、数码相机及其它电子设备。半导体器件通常通过在半导体衬底上依序沉积绝缘或介电层、导电层以及半导体材料层并使用光刻来图案化各种材料层来制造，以在上面形成电路组件和元件。
在半导体器件的制造中，可执行研磨工艺以去除重建晶片的层上的模制化合物的部分和其它介电材料，进而减小重建晶片的厚度。
由于经受研磨的层通常是薄层，在适当的时间精确停止研磨工艺对制造工艺的产率是重要的。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种用于检测研磨工艺的终点的设备，包括：连接器件，配置以与传感器连接，所述传感器周期性地感测包括至少两种类型的多个管芯的重建晶片的接口以产生厚度信号，所述厚度信号包括从所述重建晶片的绝缘层的表面到通过所述传感器感测的所述重建晶片的所述接口的厚度；计时器，配置以产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号；以及控制器，耦合到所述传感器以及所述计时器，且配置以根据所述时钟信号对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中的所述厚度当中的厚度极值，其中在所述滤波之后，所述厚度信号用以确定正对所述重建晶片执行的所述研磨工艺的所述终点。
附图说明
在结合附图阅读时从以下详细描述最好地理解本发明的各方面。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1a到图1g示出根据本发明的一些实施例的用于制造集成扇出型封装件的工艺流程；
图1h示出根据本公开的示例性实施例的包含用于检测研磨工艺的终点的设备的终点检测系统的示意性框图；
图2示出根据本公开的另一示例性实施例的包含用于检测研磨工艺的终点的设备的终点检测系统的示意性框图；
图3a示出根据本公开的示例性实施例的包含多个在研磨工艺之前的管芯的重建晶片部分的横截面视图；
图3b示出根据本公开的示例性实施例的包含多个在研磨工艺期间的管芯的重建晶片部分的横截面视图；
图3c示出根据本公开的示例性实施例的通过感测重建晶片获得的厚度信号的实例；
图4示出根据本公开的示例性实施例的时间间隔和在时间间隔中的每一个中的厚度极值；
图5a到5c示出根据本公开的例示性实施例的厚度信号；
图6示出根据本公开的示例性实施例的用于检测研磨工艺的终点的流程图；
图7示出根据本公开的示例性实施例的用于制造半导体结构的方法的流程图；
附图标号说明：
100：晶片；
100'：薄化晶片；
110、110a：半导体衬底；
110'：薄化半导体衬底；
120：导电垫；
130、130a：钝化层；
132、142：接触开口；
140、140a：后钝化层；
150：导电柱；
160、160a：保护层；
200：半导体管芯/第一管芯/管芯；
210：绝缘材料；
300：第二管芯/管芯；
310：绝缘层；
311：部分；
1000、2000：终点检测系统；
1010：检测设备；
1012、2012：终点检测(epd)传感器；
1014、2014：epd控制器；
1016：计时器；
1020：磨具；
1030、2030：epd软件；
1040：重建晶片；
2020：研磨设备；
2022：研磨控制器；
2024：计时器；
2026：连接器件；
c：载体；
clk：时钟信号；
db：剥离层；
di：介电层；
ds1、ds2：接口；
max1：厚度最大值；
sthk1、sthk3：厚度信号；
sthk2：经滤波厚度信号；
s：入射信号/信号；
s1、s2：反射信号/信号；
s610、s620、s630、s710、s720、s730、s740、s750：步骤；
thk、thk1、thk2、thk3：厚度；
t：时间间隔；
t0、t1、tn：时间点；
tn：预定厚度阈值；
ws1、ws2：表面。
具体实施方式
以下公开内容提供用于实施本公开的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些只是实例且并不意欲为限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或第二特征上的形成可包含第一特征和第二特征直接接触地形成的实施例，并且还可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成，使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可以在各种实例中重复参考标号及/或字母。此重复是出于简单和清晰的目的，且本身并不规定所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为易于描述，空间相对术语，例如“底下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”和其类似者可在本文中使用以描述如图中所示的元件或特征与另一元件或特征的关联。除图中所描绘的定向之外，空间上相对的术语意图涵盖器件在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间相对描述词同样可相应地进行解释。
还可包含其它特征和工艺。举例来说，可包含测试结构以帮助校验3d封装或3dic器件的测试。测试结构可包含例如形成于重布线层中或衬底上的测试垫，所述衬底允许测试3d封装或3dic、使用探针和/或探针卡等等。可对中间结构以及最终结构执行校验测试。另外，本文中所公开的结构和方法可与并入有已知良好管芯的中间校验的测试方法结合使用以提高产率并降低成本。
图1a到图1g示出根据本发明的一些实施例的用于制造集成扇出型封装件的工艺流程。参看图1a，提供包含例如以阵列布置的多个半导体管芯200的晶片100。在对晶片100执行晶片切割工艺之前，晶片100的半导体管芯200彼此连接。在一些实施例中，晶片100包含半导体衬底110、形成于半导体衬底110上的多个导电垫120以及钝化层130。钝化层130形成于衬底110上方且具有多个接触开口132，使得导电垫120通过钝化层130的接触开口132部分暴露。举例来说，半导体衬底110可为包含形成于其中的有源组件(例如，晶体管等等)和无源组件(例如，电阻器、电容器、传感器等等)的硅衬底；导电垫120可为铝垫、铜垫或其它合适的金属垫；且钝化层130可为氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或由其它合适的介电材料形成的介电层。
如图1a中所示，在一些实施例中，晶片100可任选地包含形成于钝化层130上方的后钝化层140。后钝化层140覆盖钝化层130且具有多个接触开口142。通过钝化层130的接触开口132暴露的导电垫120通过后钝化层140的接触开口142部分暴露。举例来说，后钝化层140可为聚酰亚胺(polyimide，pi)层、聚苯并恶唑(polybenzoxazole，pbo)层或由其它合适的聚合物形成的介电层。
参看图1b，多个导电柱150形成于导电垫120上。在一些实施例中，导电柱150电镀在导电垫120上。下文详细描述导电柱150的电镀过程。首先，将晶种层溅镀在后钝化层140和通过接触开口142暴露的导电垫120上。经图案化光刻胶层(未图示)随后通过光刻形成于晶种层上方，其中经图案化光刻胶层暴露晶种层的对应于导电垫120的部分。包含形成于其上的经图案化光刻胶层的晶片100随后浸入到电镀浴的电镀液中，使得导电柱150电镀在晶种层的对应于导电垫120的部分上。在形成电镀导电柱150之后，剥除图案化光刻胶层。其后，举例来说，通过使用导电柱150作为硬掩模，晶种层的未由导电柱150覆盖的部分可通过蚀刻去除直到暴露后钝化层140。在一些实施例中，导电柱150是电镀铜柱。
参看图1c，在形成导电柱150之后，保护层160形成于后钝化层140上以便覆盖导电柱150。在一些实施例中，保护层160可为具有足以密封和保护导电柱150的厚度的聚合物层。举例来说，保护层160可以是聚苯并恶唑(pbo)层、聚酰亚胺(pi)层或其它合适的聚合物。在一些替代性实施例中，保护层160可由无机材料制成。
参看图1d，在形成保护层160之后，对晶片100的后表面执行背侧研磨工艺。在背侧研磨工艺期间，半导体衬底110接地以使得形成包含薄化半导体衬底110'的薄化晶片100'。
参考图1e，在进行背侧研磨工艺之后，对薄化晶片100'执行晶片切割工艺，使得晶片100'中的半导体管芯200彼此单体化。单体化的半导体管芯200中的每一个包含半导体衬底110a、形成于半导体衬底110a上的导电垫120、钝化层130a、后钝化层140a、导电柱150以及保护层160a。如图1d和图1e中所示，半导体衬底110a、钝化层130a、后钝化层140a以及保护层160a的材料和特性与半导体衬底110、钝化层130、后钝化层140以及保护层160的材料和特性相同。因此，省略对半导体衬底110a、钝化层130a、后钝化层140a以及保护层160a的详细描述。
如图1d和图1e所示，在背侧研磨和晶片切割工艺期间，保护层160和保护层160a可保护半导体管芯200的导电柱150。另外，可通过依序执行工艺(例如半导体管芯200的拾取和放置工艺、模制工艺等)来保护半导体管芯200的导电柱150免受损坏。
参考图1f，在由薄化晶片100'(图1d中所示)单体化半导体管芯200之后，提供具有形成于其上的剥离层db和介电层di的载体c，其中剥离层db在载体c与介电层di之间。在一些实施例中，举例来说，载体c是玻璃衬底，剥离层db是形成于玻璃衬底上的光热转换(light-to-heatconversion，lthc)释放层，且介电层di是形成于剥离层db上的聚苯并恶唑(pbo)层。
如图1f中所示，在一些实施例中，包含导电垫120、导电柱150以及形成于其上的保护层160a的半导体管芯200中的一个被挑选且放置在介电层di上。半导体管芯200通过管芯贴合膜(dieattachfilm，daf)、粘合膏等等附着或粘合在介电层di上。在一些替代性实施例中，半导体管芯200中的多于一个被挑选且放置在介电层di上，其中放置在介电层di上的半导体管芯200可以阵列布置。
参看图1g，绝缘材料210形成于介电层di上以覆盖半导体管芯200。在一些实施例中，绝缘材料210是通过模制工艺形成的模制化合物。半导体管芯200的导电柱150及保护层160a由绝缘材料210覆盖。换句话说，半导体管芯200的导电柱150及保护层160a未暴露且通过绝缘材料210很好地保护。在一些实施例中，绝缘材料210包含环氧树脂或其它合适的介电材料。
在一些替代性实施例中，至少两种类型的多个半导体管芯放置在介电层di上，其中所述类型中的一种与半导体管芯200的类型相同并且类型中的另一种与半导体管芯200的类型不同。绝缘材料210形成于介电层di上以覆盖至少两种类型的半导体管芯。在一些实施例中，至少两种类型的半导体管芯放置在介电层di上，且绝缘材料210形成于至少两种类型的半导体管芯上以产生重建晶片。重建晶片可用于研磨工艺中，其中研磨工艺的终点在本公开的实施例中检测。
在一些实施例中，图1h示出根据本公开的示例性实施例的包含用于检测研磨工艺的终点的设备的终点检测系统的示意性框图。参看图1h，本实施例的终点检测系统1000可包含检测设备1010和磨具1020。磨具1020配置以对重建晶片1040执行研磨工艺以去除由模制化合物和重建晶片1040的其它材料形成的绝缘层的部分。在一些实施例中，磨具1020可包含经驱动以执行研磨工艺的一或多个研磨元件(未图示)。磨具1020在研磨工艺的终点处停止研磨工艺。
在一些实施例中，检测设备1010配置以检测磨具1020的研磨工艺的终点。检测设备1010可包含终点检测(endpointdetection，epd)传感器1012、epd控制器1014以及计时器1016。epd控制器1014通过连接器件(例如系统总线、usb、火线、雷电、通用异步收/发器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)、串行外围接口总线(serialperipheralinterfacebus，spi))连接到epd传感器1012，所述连接器件在本文中不以此为限。epd传感器1012配置以定期感测重建晶片1040的接口以在预定时段(例如1微秒(μs))或在0.1微秒到100微秒范围内的时段中产生厚度信号sthk1。在一些实施例中，重建晶片1040可包含至少两种类型的多个管芯和已填充到管芯与管芯上方之间的空间中的绝缘材料。绝缘材料可形成重建晶片1040的绝缘层。通过epd传感器1012感测的厚度信号sthk1指示从重建晶片1040的绝缘层的表面到管芯的接口的厚度。在一些实施例中，厚度信号sthk1可包含从重建晶片的绝缘层的表面到管芯的接口的厚度的时间序列数据。换句话说，厚度信号sthk1可包含对应于研磨工艺的每一时间点的厚度。
在一些实施例中，epd传感器1012根据从重建晶片1040的表面散射的光学信号感测重建晶片1040的接口。epd传感器1012可将入射光学信号发射到重建晶片1040且从重建晶片1040接收反射的光学信号。通过分析入射光学信号和反射光学信号的特性，例如光学信号的飞行时间、反射光学信号的强度(自反性)等等，获得厚度信号。
计时器1016配置以产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号clk。在一些实施例中，计时器1016可包含用于产生具有周期性波形的时钟信号clk的时钟产生器(未图示)。时间间隔可包含时钟信号clk的预定数目的脉冲。
在一些实施例中，epd控制器1014耦合到epd传感器1012和计时器1016以接收来自epd传感器1012的厚度信号sthk1和来自计时器1016的时钟信号clk。epd控制器1014配置以根据时钟信号clk对厚度信号sthk1进行滤波以输出经滤波厚度信号sthk2。特定来说，epd控制器1014确定在每一时间间隔内的厚度信号sthk1中的厚度当中的厚度极值。经滤波厚度信号sthk2包含在时间间隔内确定的厚度极值。
在一些实施例中，厚度极值可以是厚度最大值或厚度最小值。当厚度极值是厚度最大值时，epd控制器1014确定在每一时间间隔内的厚度信号sthk1的厚度当中的厚度最大值，并通过经滤波厚度信号sthk2将所确定的厚度最大值输出到磨具1020。替代地，当厚度极值是厚度最小值时，epd控制器1014确定在每一时间间隔内的厚度信号sthk1的厚度当中的厚度最小值，并通过经滤波厚度信号sthk2将所确定的厚度最小值输出到磨具1020。
在一些实施例中，对厚度极值是厚度最大值还是厚度最小值的确定可根据在包含于重建晶片1040中的不同类型的管芯当中选择目标管芯而进行。举例来说，如果目标管芯的平均厚度大于重建晶片1040中的其它类型的管芯的平均厚度，那么厚度极值确定为厚度最大值，且厚度信号sthk1经滤波以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号sthk1中的厚度当中的厚度最大值。替代性地，如果目标管芯的平均厚度小于重建晶片1040中的其它类型的管芯的平均厚度，那么厚度极值确定为厚度最大值，且厚度信号sthk1被滤除以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号sthk1中的厚度当中的厚度最小值。
在一些实施例中，终点检测系统1000更包含epd软件1030，其可包含用于在不同操作模式中操作磨具1020的指令集和程序代码。磨具1020的操作模式可包含时间模式，其中磨具1020执行研磨工艺直到达到终点。研磨工艺的终点根据经滤波厚度信号(例如sthk2)的厚度极值确定。除时间模式之外，epd软件1030可用于在例如平均目标模式的不同操作模式中操作磨具1020。
在本公开的替代性实施例中，研磨工艺的终点根据对应于目标管芯的厚度信号和第一类型的管芯与第二类型的管芯之间的厚度差确定。在一些实施例中，如果第一类型的管芯与第二类型的管芯之间的厚度差在恰当范围内(例如5微米到50微米)，那么厚度差进一步考虑为确定研磨工艺的终点。那是因为在研磨工艺期间，将首先研磨具有较小厚度的管芯，且如果厚度最大值用于确定研磨工艺的终点，那么两种类型的管芯之间的厚度差可用作对研磨工艺的终点的限制，以便确保具有较小厚度的管芯将不被磨碎。应注意，如果厚度差相对较小(例如小于5微米)，那么厚度差对于判定终点来说可能不是问题并且将不考虑。如果厚度差较大(例如大于50微米)，那么将厚度最小值用于确定研磨工艺的终点以便增加研磨工艺的精确度，而非使用厚度最大值来确定研磨工艺的终点。
在一些实施例中，图2示出根据本公开的另一示例性实施例的包含用于检测研磨工艺的设备的终点检测系统的示意性框图。参看图2，本实施例的终点检测系统2000可包含epd传感器2012、epd控制器2014以及研磨设备2020。epd传感器2012配置以感测重建晶片1040的表面以输出厚度信号sthk1。图2中的epd传感器2012类似于绘示于图1h中的epd传感器1012，因此关于epd传感器2012的详细描述在下文省略。
在一些实施例中，epd控制器2014耦合到epd传感器2012，且配置以控制epd传感器2012的操作。epd控制器2014可接收通过epd传感器2012产生的厚度信号sthk1，且执行一些预处理操作，例如对厚度信号sthk1求平均值或抽样以产生厚度信号sthk3。替代地，epd控制器2014可仅将厚度信号sthk1作为厚度信号sthk3转送到研磨设备2020。换句话说，厚度信号sthk3可相同于或可不同于厚度信号sthk1。
研磨设备2020包含研磨控制器2022、计时器2024以及连接器件2026。连接器件2026为例如与epd控制器2014相容的任何有线或无线接口，例如usb、火线、雷电、通用异步收/发器(uart)、串行外围接口总线(spi)、wifi或蓝牙，所述接口在本文中不以此为限。连接器件2026用于连接研磨设备2020与epd控制器2014，使得厚度信号sthk3通过连接器件2026从epd控制器2014提供到研磨设备2020。
计时器2024配置以产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号clk。计时器2024可具有与计时器1016类似的功能、结构以及操作，因此关于计时器2024的详细描述在下文省略。
研磨控制器2022耦合到连接器件2026和计时器2024以通过连接器件2026接收厚度信号sthk3且从计时器2024接收时钟信号clk。研磨控制器2022配置以根据时钟信号clk对厚度信号sthk3进行滤波以输出经滤波厚度信号sthk2。经滤波厚度信号sthk2用于确定研磨工艺的终点。特定来说，研磨控制器2022确定每一时间间隔内的厚度信号sthk3中的厚度当中的厚度极值。经滤波厚度信号sthk2包含在时间间隔内确定的厚度极值。
在一些实施例中，厚度极值可以是厚度最大值或厚度最小值。当厚度极值是厚度最大值时，研磨控制器2022确定每一时间间隔内的厚度信号sthk3的厚度当中的厚度最大值以产生经滤波厚度信号sthk2。替代地，当厚度极值是厚度最小值时，研磨控制器2022确定每一时间间隔内的厚度信号sthk3的厚度当中的厚度最小值以产生经滤波厚度信号sthk2。
在一些实施例中，包含于重建晶片1040中的不同类型的管芯当中的目标管芯可用于确定厚度信号sthk3的厚度最大值或厚度最小值是否用于产生经滤波厚度信号sthk2。举例来说，如果目标管芯的平均厚度大于特定类型的管芯的平均厚度，那么厚度极值是厚度最大值，且根据每一时间间隔内产生的厚度信号sthk3中的厚度当中的厚度最大值产生经滤波厚度信号sthk2。替代地，如果目标管芯的平均厚度小于特定类型的管芯的平均厚度，那么厚度极值是厚度最小值，且根据每一时间间隔内产生的厚度信号sthk3中的厚度当中的厚度最小值产生经滤波厚度信号sthk2。
在一些实施例中，终点检测系统2000更包含epd软件2030，其可包含用于操作研磨设备2020的指令集和程序代码。图2中所绘示的epd软件2030类似于图1h中所绘示的epd软件1030，因此关于图2中的epd软件2030的详细描述在下文省略。
在一些实施例中，用于检测应用的研磨工艺的终点的设备包含如图1h和图2中所公开的终点检测系统中的所有元件，例如epd控制器、epd传感器、计时器、连接器件、磨具以及epd软件，所述元件在本文中不以此为限。也就是说，用于检测应用的研磨工艺的终点的设备可集成图1h中的检测设备1010、图2中的研磨设备2020以及epd软件的功能。
图3a示出根据本公开的示例性实施例的包含多个在研磨工艺之前的管芯的重建晶片部分的横截面视图。图3b示出根据本公开的示例性实施例的包含多个在研磨工艺期间的管芯的重建晶片部分的横截面视图。参看图3a，重建晶片1040的部分包含如在图1g中示例的第一管芯200和第二管芯300，以及绝缘层310。在一些实施例中，第一管芯200和第二管芯300是逻辑、控制器ic、存储器、应用程序处理器等中的一个，且第一管芯200的类型不同于第二管芯300的类型。第二管芯300可通过如图1a到图1g中所示的制造，其在本文中不重复。绝缘层310由填充管芯200与管芯300之间的空间并覆盖管芯200、管芯300的绝缘材料形成。
参看图1h和图3a，在一些实施例中，epd传感器1012可将入射信号s发射到重建晶片1040且接收从重建晶片1040反射的信号s1和信号s2以产生厚度信号sthk1。信号s1是入射信号s在第一管芯200的接口ds1上的反射信号，且信号s2是入射信号s在第二管芯300的接口ds2上的反射信号。入射信号s和反射信号s1以及反射信号s2可操纵以相应地计算从绝缘层310的表面ws1到第一管芯200和第二管芯300的接口的厚度。特定来说，入射信号s和反射信号s1可操纵以计算从绝缘层310的表面ws1到第一管芯200的接口ds1的厚度，且入射信号s和反射信号s2可操纵以计算从绝缘层310的表面ws1到第二管芯300的接口ds2的厚度。厚度信号sthk1可包含根据入射信号s和反射信号s1以及反射信号s2产生的厚度。在一些实施例中，信号s、信号s1以及信号s2是光学信号，但能够检测厚度的任何其它类型的信号可应用于实施例中。
参看图3a和图3b，在一些实施例中，当对重建晶片1040执行研磨工艺时，研磨绝缘层310的部分311且绝缘层310的表面从表面ws1改变成表面ws2。研磨工艺根据终点而结束，所述终点根据本公开的实施例而检测。
参看图3a到图3c，绘示包含多个厚度thk1和多个厚度thk2的示例性厚度信号，其中x轴表示测量时间(秒)且y轴表示测量厚度thk(微米)。厚度thk2是从绝缘层310的表面ws1到第一管芯200的接口ds1测量的厚度；且厚度thk1是从绝缘层310的表面ws1到第二管芯300的接口ds2测量的厚度。在一些实施例中，厚度信号周期性地从epd传感器所感测，且厚度thk1和厚度thk2是时间序列数据。
图4示出根据本公开的示例性实施例的时间间隔和在时间间隔中的每一个中的厚度极值。参看图4，x轴代表测量时间(秒)，y轴代表测量厚度thk(微米)，且包含多个测量厚度的厚度信号由多个时间间隔t分隔开。时间间隔t可根据由计时器提供的时钟信号而确定。举例来说，时间间隔t可根据通过绘示于图1h中的计时器1016产生的时钟信号clk而确定。厚度信号中的厚度中的每一个表示在特定时间点处的从重建晶片的绝缘层的表面到重建晶片中的管芯的表面的厚度。在每一时间间隔t内，确定在时间间隔t内的厚度当中的厚度极值(例如，厚度最大值或厚度最小值)。在图4中示出的实施例中，厚度极值是厚度最大值max1，但在另一实施例中，厚度极值可以是厚度最小值。时间间隔t中的每一个内的厚度最大值max1组合以产生经滤波厚度信号，所述经滤波厚度信号用于检测对重建晶片执行的研磨工艺的终点。
在一些实施例中，图5a到图5c示出根据本公开的一些示例性实施例的厚度信号，其中x轴表示测量时间(秒)且y轴表示测量厚度thk(微米)。参看图5a，示出包含多个厚度thk1和多个厚度thk2的厚度信号。在一些实施例中，厚度thk1表示从重建晶片的绝缘层的表面到第一管芯的接口的厚度，且厚度thk2表示从重建晶片的绝缘层的表面到第二管芯的接口的厚度。在一些实施例中，绘示于图5a中的厚度信号是通过edp传感器输出的厚度信号。举例来说，绘示于图5a中的厚度信号可以是通过绘示于图1h中的epd传感器1012输出的厚度信号sthk1。替代地，绘示于图5a中的厚度信号可以是通过图2中绘示的epd传感器2012输出的厚度信号sthk1。
参看图5b，示出包含厚度信号sthk1的厚度极值的经滤波厚度信号sthk2。经滤波厚度信号sthk2可包含厚度信号sthk1的厚度极大值，其中厚度极大值中的每一个是在多个时间间隔中的一个内的厚度信号sthk1的厚度最大值。替代地，在一些实施例中，经滤波厚度信号可包含厚度信号的厚度最小值，其中厚度极小值中的每一个是在多个时间间隔中之一个内的厚度信号的厚度最小值。经滤波厚度信号sthk2用于确定研磨工艺的终点。
图5c示出根据本公开的示例性实施例的厚度信号。参看图5c，示出在不同时序中的厚度信号。在从t0到t1的时间段中，厚度信号包含多个厚度thk1、多个厚度thk2以及多个厚度thk3。在一些实施例中，厚度thk1是从重建晶片的绝缘层的表面到第一管芯的接口的厚度，且厚度thk2是从重建晶片的绝缘层的表面到第二管芯的接口的厚度。厚度thk3可以是从重建晶片的绝缘层的表面到第三管芯的接口的厚度，或可以是由epd传感器产生的噪声。
在从t1到tn的时段中，通过epd传感器产生的厚度信号经滤波以产生经滤波厚度信号sthk2，其中经滤波厚度信号sthk2包含每一时间间隔内的厚度信号的厚度极值。换句话说，时间间隔中的厚度信号的厚度极值经确定并组合以产生经滤波厚度信号sthk2。在绘示于图5c中的实施例中，经滤波厚度信号sthk2包含时间间隔内的厚度信号的厚度最大值。在替代性实施例中，经滤波厚度信号sthk2包含时间间隔内的厚度信号的厚度最小值。
经滤波厚度信号sthk2的厚度用于检测研磨工艺的终点。在一些实施例中，将经滤波厚度信号sthk2的厚度与预定厚度阈值tn相比较以确定研磨工艺的终点。当时间点tn处的经滤波厚度信号sthk2的厚度达到预定厚度阈值tn时，时间点tn确定为研磨工艺的终点。
在一些实施例中，从t0到t1的时间段示出在终点检测系统的第一操作模式中的厚度信号，且从t1到tn的时间段示出在终点检测系统的第二操作模式中的厚度信号。举例来说，第一操作模式可以是平均目标模式，且第二操作模式可以是时间模式或峰值模式。
参看图6，示出用于检测研磨工艺的终点的示例性流程图。在步骤s610中，重建晶片的接口经周期性地感测，其中重建晶片包含至少两种类型的多个管芯以产生厚度信号，所述厚度信号包括从重建晶片的绝缘层的表面到重建晶片的接口的厚度。在步骤s620中，产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号。在步骤s630中，根据时钟信号对厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号中的厚度当中的厚度极值以确定对重建晶片执行的研磨工艺的终点。
参看图7，示出根据本公开的示例性实施例的用于制造半导体结构的方法。在步骤s710中，用绝缘层密封放置在载体上的至少两种类型的多个管芯以形成重建晶片。在步骤s720中，对重建晶片执行研磨工艺且重建晶片的接口经周期性地感测以产生厚度信号，所述厚度信号包括从重建晶片的绝缘层的表面到重建晶片的接口的厚度。在步骤s730中，产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号。在步骤s740中，根据时钟信号对厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号中的厚度当中的厚度极值以确定研磨工艺的终点。在步骤s750中，研磨工艺在终点处结束。在一些实施例中，方法更包含从载体剥离重建晶片的管芯以形成半导体结构的步骤。
根据本公开的一些实施例，用于检测研磨工艺的终点的设备包含连接器件、计时器以及控制器。连接器件配置以与传感器连接，所述传感器周期性地感测包括至少两种类型的多个管芯的重建晶片的接口以产生厚度信号，所述厚度信号包括从重建晶片的绝缘层的表面到通过传感器感测的重建晶片的接口的厚度。计时器配置以产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号。控制器耦合到传感器和计时器，且配置以根据时钟信号对厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号中的厚度当中的厚度极值，并且其中在滤波之后的厚度信号用以确定对重建晶片执行的研磨工艺的终点。
在相关实施例中，所述传感器根据从所述重建晶片的所述接口散射的光学信号感测所述重建晶片的所述接口。
在相关实施例中，所述厚度信号中的所述厚度包括从所述绝缘层的所述表面到通过所述传感器感测的第一类型的所述管芯的接口的厚度以及从所述绝缘层的所述表面到通过所述传感器感测的第二类型的所述管芯的接口的厚度。
在相关实施例中，所述控制器根据所述第一类型和所述第二类型的所述管芯当中的目标管芯的平均厚度对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中的所述厚度当中的厚度最大值或厚度最小值。
在相关实施例中，所述控制器包括：如果所述目标管芯的所述平均厚度大于另一类型的所述管芯的平均厚度，对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中所述厚度当中的所述厚度最大值；以及如果所述目标管芯的所述平均厚度小于所述另一类型的所述管芯的所述平均厚度，对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中所述厚度当中的所述厚度最小值。
在相关实施例中，对应于所述目标管芯的所述厚度信号用以确定所述研磨工艺的所述终点。
在相关实施例中，对应于所述目标管芯的所述厚度信号和所述第一类型的所述管芯与所述第二类型的所述管芯之间的厚度差用以确定所述研磨工艺的所述终点。
在相关实施例中，如果所述厚度差确定为在5微米到50微米内，所述第一类型的所述管芯与所述第二类型的所述管芯之间的所述厚度差用以确定所述研磨工艺的所述终点。
在相关实施例中，当在所述滤波之后所述厚度信号中的所述厚度达到目标厚度时，所述控制器对所述重建晶片执行所述研磨工艺以及确定所述研磨工艺的所述终点。
在相关实施例中，所述设备更包括所述传感器与所述控制器在所述滤波之后将所述厚度信号进一步馈送到所述重建晶片的研磨设备以确定正对所述重建晶片执行的所述研磨工艺的所述终点。
根据本公开的一些实施例，检测研磨工艺的终点的方法包含以下步骤：周期性地感测包括至少两种类型的多个管芯的重建晶片的接口以产生厚度信号，所述厚度信号包括从重建晶片的绝缘层的表面到重建晶片的接口的厚度；产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号；以及根据时钟信号对厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号中的厚度当中的厚度极值以确定对重建晶片执行的研磨工艺的终点。
在相关实施例中，所述厚度信号根据从所述重建晶片的所述接口散射的光学信号产生。
在相关实施例中，所述厚度信号中的所述厚度包括从所述绝缘层的所述表面到第一类型的所述管芯的接口的厚度以及从所述绝缘层的所述表面到第二类型的所述管芯的接口的厚度。
在相关实施例中，根据所述时钟信号对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中的所述厚度当中的所述厚度极值包括：根据在所述第一类型以及所述第二类型的所述管芯当中的目标管芯的平均厚度，对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中的所述厚度当中的厚度最大值或厚度最小值。
在相关实施例中，对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中的所述厚度当中的所述厚度最大值或所述厚度最小值包括：如果所述目标管芯的所述平均厚度大于另一类型的所述管芯的平均厚度，对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中所述厚度当中的所述厚度最大值；以及如果所述目标管芯的所述平均厚度小于所述另一类型的所述管芯的所述平均厚度，对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中所述厚度当中的所述厚度最小值。
在相关实施例中，对应于所述目标管芯的所述厚度信号用以确定所述研磨工艺的所述终点。
在相关实施例中，对应于所述目标管芯的所述厚度信号和所述第一类型的所述管芯与所述第二类型的所述管芯之间的厚度差用以确定所述研磨工艺的所述终点。
在相关实施例中，如果所述厚度差确定为在5微米到50微米内，所述第一类型的所述管芯与所述第二类型的所述管芯之间的所述厚度差用以确定所述研磨工艺的所述终点。
根据本公开的一些实施例，方法包含以下步骤：用绝缘层密封放置在载体上的至少两种类型的多个管芯以形成重建晶片；对重建晶片执行研磨工艺且周期性地感测重建晶片的接口以产生厚度信号，所述厚度信号包括从重建晶片的绝缘层的表面到重建晶片的接口的厚度；产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号；根据时钟信号对厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的厚度信号中的厚度当中的厚度极值以确定研磨工艺的终点；以及在终点处结束研磨工艺。
在相关实施例中，所述的方法更包括：从所述载体剥离所述重建晶片的所述管芯以形成半导体结构。
前文已概述了若干实施例的特征以使得所属领域的技术人员可更好地理解以下详细描述。所属领域的技术人员应了解，其可以易于使用本发明作为设计或修改用于进行本文中所介绍的实施例的相同目的和/或获得相同优势的其它工艺和结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效构造并不脱离本发明的精神及范围，且其可在不脱离本发明的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替代及更改。
1.一种用于检测研磨工艺的终点的设备，包括：
连接器件，配置以与传感器连接，所述传感器周期性地感测包括至少两种类型的多个管芯的重建晶片的接口以产生厚度信号，所述厚度信号包括从所述重建晶片的绝缘层的表面到通过所述传感器感测的所述重建晶片的所述接口的厚度；
计时器，配置以产生具有带时间间隔的多个脉冲的时钟信号；以及
控制器，耦合到所述传感器以及所述计时器，且配置以根据所述时钟信号对所述厚度信号进行滤波以输出在每一时间间隔内产生的所述厚度信号中的所述厚度当中的厚度极值，其中在所述滤波之后，所述厚度信号用以确定正对所述重建晶片执行的所述研磨工艺的所述终点。
技术总结