[發(fā)明專利]一種量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410076085.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN103887197A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡思平;陳俊;朱繼鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/66
• 分類號(hào): H01L21/66
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法。

背景技術(shù)

目前，晶圓鍵合技術(shù)在半導(dǎo)體集成制造中的應(yīng)用日益廣泛，因此對(duì)晶圓鍵合技術(shù)中的非鍵合區(qū)域尺寸的探測(cè)就顯得尤為重要，并因而成為一項(xiàng)重要的課題。目前常用的方法是利用超聲波顯微鏡（SAM）的聲學(xué)特性來(lái)探測(cè)鍵合晶圓中的非鍵合區(qū)域的尺寸，利用超聲波顯微鏡（SAM）的聲學(xué)特性來(lái)探測(cè)非鍵合區(qū)域的尺寸，其精確度較低，并且對(duì)于樣品邊緣的非鍵合區(qū)域的檢測(cè)，其使用的水介質(zhì)會(huì)對(duì)量測(cè)隙縫間距帶來(lái)影響，并不能最真實(shí)的反應(yīng)非鍵合區(qū)域的尺寸，且該探測(cè)的過程會(huì)對(duì)待測(cè)鍵合晶圓的樣品造成一定的損壞，從而造成材料的浪費(fèi)。

因此，如何提高非鍵合區(qū)域尺寸的測(cè)量精確度，且在探測(cè)鍵合晶圓非鍵合區(qū)域尺寸的同時(shí)對(duì)待測(cè)鍵合晶圓的樣品不會(huì)造成損害成為本領(lǐng)域技術(shù)人員致力研究的方向。

中國(guó)專利（CN1534273A）公開了一種對(duì)準(zhǔn)鍵合精度檢測(cè)系統(tǒng)，包括：一顯微鏡，一螺旋游標(biāo)測(cè)量目鏡，一CCD攝像機(jī)，一圖像顯示器，一紅外光源，所述螺旋游標(biāo)測(cè)量目鏡連接在所述顯微鏡的垂直目鏡的接口上，所述CCD攝像機(jī)連接在所述螺旋游標(biāo)測(cè)量目鏡上，所述圖像顯示器通過視頻電纜與所述CCD攝像機(jī)連接，所述紅外光源設(shè)置在所述顯微鏡的承片臺(tái)下方。該發(fā)明利用在近紅外區(qū)硅片具有較好的紅外通過能力，CCD攝像機(jī)對(duì)紅外光具有較好的成像質(zhì)量，以及螺旋游標(biāo)測(cè)量目鏡對(duì)鍵合誤差具有較精確的測(cè)量效果等特點(diǎn)，將其與顯微鏡結(jié)合成一體，為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)加工技術(shù)提供了一種有效的測(cè)量手段。它可以廣泛用于各種硅MEMS器件加工工藝過程的質(zhì)量監(jiān)控中，還可以作為可見光黑白圖像的攝像測(cè)量顯微鏡使用。

中國(guó)專利（CN10749346A）公開了一種硅/硅鍵合質(zhì)量測(cè)試儀。硅/硅直接鍵合技術(shù)廣泛地應(yīng)用于SOI(在絕緣層上的硅)材料的制造、不同材料之間的連接及體硅微機(jī)械傳感器與執(zhí)行器的制造。硅片鍵合界面空洞的檢測(cè)是關(guān)鍵技術(shù)之一。該實(shí)用新型采用普通CCD攝像儀,普通光源，配以可變焦鏡頭，觀測(cè)硅/硅直接鍵合樣品，圖像清晰，簡(jiǎn)單實(shí)用，成本較低。

上述兩件專利均未解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓非鍵合區(qū)域尺寸的測(cè)量精確度較差，且在探測(cè)晶圓非鍵合區(qū)域尺寸的同時(shí)會(huì)對(duì)待測(cè)鍵合晶圓的樣品造成損害的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種通過可穿透待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)的光源照射待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的牛頓環(huán)得到待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)的非鍵合區(qū)域尺寸的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的測(cè)量精確度較差，且在探測(cè)晶圓非鍵合區(qū)域尺寸的同時(shí)會(huì)對(duì)待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)造成損害的問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，包括如下步驟：

提供一具有非鍵合區(qū)域的待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)；

采用一光源照射所述待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)，以在沿所述光源照射方向上所述非鍵合區(qū)域?qū)?yīng)的位置處產(chǎn)生牛頓環(huán)；

通過量測(cè)所述牛頓環(huán)在與所述光源照射方向垂直的方向上的寬度，進(jìn)而獲得所述非鍵合區(qū)域在垂直于所述光源照射方向上的寬度。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，所述待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)的襯底為晶圓或芯片。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，所述光源發(fā)出的光線穿透所述待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)后產(chǎn)生所述牛頓環(huán)。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，所述光源為紅外光源。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，采用所述紅外光源發(fā)出的單色紅外光線垂直照射所述待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)，以在沿豎直方向上所述非鍵合區(qū)域?qū)?yīng)的位置處產(chǎn)生牛頓環(huán)。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，若所述非鍵合區(qū)域?yàn)槲挥谒龃郎y(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上的密封的非鍵合區(qū)域，所述牛頓環(huán)為完整的牛頓環(huán)。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，若所述非鍵合區(qū)域?yàn)槲挥谒龃郎y(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上的非密封的非鍵合區(qū)域，所述牛頓環(huán)為不完整的牛頓環(huán)。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，所述待測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)中單個(gè)器件結(jié)構(gòu)的厚度小于或等于775μm。

上述的量測(cè)鍵合器件結(jié)構(gòu)上非鍵合區(qū)域尺寸的方法，其中，通過顯微鏡量測(cè)所述牛頓環(huán)在與所述光源照射方向垂直的方向上的寬度，進(jìn)而獲得所述非鍵合區(qū)域在垂直于所述光源照射方向上的寬度。