[發明專利]晶圓正面的器件圖形與背面的背孔對準的檢測方法

在審

• 申請號: 201310582610.2
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN104655006A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 劉國安;徐偉;劉煊杰
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種晶圓正面的器件圖形與背面的背孔對準的檢測方法。

背景技術

微機電系統（MEMS）是一種集成了微電子電路和微機械制動器的微小器件，可以利用傳感器接收外部信息，將轉換出來的信號經電路處理放大，再由致動器變為機械操作，去執行信息命令。可以說，微機電系統是一種獲取、處理信息和執行機械操作的集成器件。

以MEMS壓力傳感器為例，通過感應膜接收外部的壓力，然后再轉換成電信號，測量出具體的壓力信息。壓力傳感器分為電阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器。

現有的電阻式壓力傳感器的形成方法包括：

參照圖1，提供晶圓1，晶圓1包括正面S1和背面S2，在晶圓1的正面S1形成氧化硅層2，在正面S1形成有第一對準標記7，第一對準標記7在后續定義壓力傳感器的形變部位置的光刻過程中起到對準作用；

參照圖2，在氧化硅層2上形成多晶硅層3，在多晶硅層3中形成有P+摻雜，在多晶硅層3上形成壓阻元件4，其中多晶硅層3作為壓力感應膜，壓阻元件4之間的多晶硅層為形變部6，壓阻元件4與多晶硅層3上的互連線（未示出）電連接，當外界壓力作用在形變部6上，形變部6發生形變，形變部6的電阻率變化，引起電阻變化，壓阻元件4接收電信號，電信號通過互連線傳遞至相應的控制電路，控制電路將電信號轉化為壓力值；

參照圖3，在晶圓1的背向多晶硅層3的背面S2形成第二對準標記8，第二對準標記8在后續定義背孔位置的光刻過程中起到對準作用；

參照圖4，使用光刻、刻蝕工藝在晶圓1的背面S2形成背孔5，露出氧化硅層2，背孔5的底部邊界輪廓和與氧化硅層2接觸的形變部6下表面邊界輪廓基本相同。第一對準標記7間接標記形變部6的位置，第二對準標記8間接標記背孔5的位置，確保背孔5與形變部6在垂直于晶圓1正面方向對準，使得形變部6受壓力朝向背孔5發生形變。

除了電阻式壓力傳感器，電容式壓力傳感器或聲音傳感器等需要在晶圓背面形成背孔，背孔與晶圓正面的器件圖形對準的器件，均需要進行晶圓正面的器件圖形與背面的背孔進行對準檢測。

在現有技術中，參照圖4，晶圓正面的形變部與背面的背孔進行對準檢測，通常使用紅外光穿透成像方法，使用紅外光在垂直于晶圓背面S2方向照射背面S2，形變部6和背孔5成像在同一屏幕上，進而根據形變部6的成像和背孔5的成像之間的位置關系確定形變部6和背孔5是否對準。但是，由于在晶圓1的正面S1形成有金屬互連線或其他金屬器件，紅外光線對金屬的穿透力很弱，會阻擋形變部6和背孔5成像，就很難檢測到兩者在垂直于晶圓正面方向上是否對準。

發明內容

本發明解決的問題是，使用紅外光穿透成像方法很難檢測到晶圓正面的器件圖形和背面的背孔在垂直于晶圓正面方向上是否對準。

為解決上述問題，本發明提供一種晶圓正面的器件圖形與背面的背孔對準的檢測方法，該檢測方法包括：

提供晶圓，所述晶圓具有正面和背面；

在所述晶圓的正面形成絕緣層；

在所述絕緣層上表面形成檢測標記，所述檢測標記與絕緣層之間具有色差；

在所述絕緣層上形成器件圖形，所述器件圖形與絕緣層接觸的下表面邊界和所述檢測標記在垂直于晶圓正面方向上具有第一對準位置；

在所述晶圓的背面形成背孔，所述背孔露出絕緣層；

使用光學顯微鏡通過背孔開口觀察，得到所述背孔底部邊界和所述檢測標記在垂直于晶圓正面方向上的第二對準位置，當所述第二對準位置和所述第一對準位置相同，則判定器件圖形和背孔在垂直于晶圓正面方向上對準，當所述第二對準位置和所述第一對準位置不相同，則判定器件圖形和背孔在垂直于晶圓正面方向上未對準。

可選地，所述檢測標記的形狀和器件圖形下表面的部分邊界線或全部邊界線形狀相同，所述第一對準位置為器件圖形下表面邊界和相鄰的檢測標記之間的第一對準距離，所述第二對準位置為背孔和相鄰的檢測標記在平行于絕緣層上表面的同一平面上的投影之間的第二對準距離；

所述第二對準位置和所述第一對準位置相同是指，所述第二對準距離和第一對準距離相等；所述第二對準位置和所述第一對準位置不相同是指，所述第二對準距離和第一對準距離不相等。

可選地，所述第一對準距離為0。

可選地，所述檢測標記關于器件圖形下表面的中心呈對稱分布。

可選地，所述檢測標記包括呈十字相對的兩組刻度線，分別為第一組刻度線和第二組刻度線；