[發明專利]晶圓表面損傷的檢測方法及檢測系統

在審

• 申請號: 202110506336.5
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN115406936A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 李嗣晗;曾懷望;楊睿峰;焦文龍;王淼
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N27/24;G01R31/26;G01R29/24;H01L21/66
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;張振軍

一種晶圓表面損傷的檢測方法及檢測系統，包括：提供晶圓，所述晶圓的表面具有金屬?介質層的堆疊結構；測量所述晶圓表面的第一平帶電壓；自所述晶圓的另一表面，對所述晶圓進行工藝處理；測量所述晶圓表面的第二平帶電壓；根據所述第一平帶電壓以及第二平帶電壓，確定所述金屬?介質層的堆疊結構周圍預設范圍內的晶圓表面損傷。本發明可以提高損傷檢測的效率和準確性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種晶圓表面損傷的檢測方法及檢測系統。

背景技術

隨著柔性電子(Flexible Electronics)應用的興起，對三維集成封裝的需求越來越強烈，對芯片、電子產品的尺寸要求也越來越高，在越來越多的封裝形式中，采用超薄(如厚度小于100μm)晶圓進行封裝。

以12寸晶圓為例，其厚度為775μm，因此在磨削階段需要去除約700μm厚的晶圓材料。硅片背面減薄技術有很多種，如磨削、拋光、電化學腐蝕、濕法腐蝕等。如晶圓自旋轉磨削方法因其具有效率高、成本低的特點，成為當前主流的硅晶圓磨削技術。

然而在減薄過程中，不可避免地產生硅晶圓損傷(defect)，如相變、位錯、微裂紋等損傷，影響器件功能，嚴重時甚至導致晶圓報廢，然而現有的晶圓表面損傷的檢測方法，在評估表面損傷時的效率、準確性和評估成本均不佳。

亟需一種晶圓表面損傷的檢測方法，能夠有效、快速的評估表面損傷。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種晶圓表面損傷的檢測方法及檢測系統，可以提高損傷檢測的效率和準確性。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種晶圓表面損傷的檢測方法，包括：提供晶圓，所述晶圓的表面具有金屬-介質層的堆疊結構；測量所述晶圓表面的第一平帶電壓；自所述晶圓的另一表面，對所述晶圓進行工藝處理；測量所述晶圓表面的第二平帶電壓；根據所述第一平帶電壓以及第二平帶電壓，確定所述金屬-介質層的堆疊結構周圍預設范圍內的晶圓表面損傷。

可選的，所述金屬介質層的堆疊結構位于所述晶圓的正面，所述晶圓的正面或背面還具有電學接入結構，所述電學接入結構包括金屬層；其中，在測量所述第一平帶電壓以及第二平帶電壓的過程中，所述金屬-介質層的堆疊結構的表面施加有電壓，所述電學接入結構的表面施加有電極電壓，且所述電極電壓與所述金屬-介質層的堆疊結構的表面施加的電壓極性相反。

可選的，所述電學接入結構為第一電極結構，且所述第一電極結構位于所述晶圓的正面。

可選的，所述電學接入結構為第二電極結構，且所述第二電極結構位于所述晶圓的背面。

可選的，所述電學接入結構為金屬-介質層的正面堆疊結構，且所述金屬-介質層的正面堆疊結構位于所述晶圓的正面。

可選的，所述晶圓包括多個區域，每個區域具有各自的金屬-介質層的堆疊結構以及電學接入結構；根據所述第一平帶電壓以及第二平帶電壓，確定所述金屬-介質層的堆疊結構周圍預設范圍內的晶圓表面損傷包括：在各個區域，比較所述晶圓表面的第一平帶電壓以及第二平帶電壓，以確定各個區域的晶圓表面損傷。

可選的，所述金屬-介質層的堆疊結構位于所述晶圓的半導體襯底的表面，所述金屬-介質層的堆疊結構包含介質層，以及位于所述介質層表面的金屬層；其中，在所述金屬-介質層的堆疊結構以及所述電學接入結構的表面施加電壓時，形成在所述金屬層、介質層、半導體襯底以及所述電學接入結構之間的載流子移動通路。

可選的，所述晶圓的半導體襯底為硅襯底。

可選的，所述電學接入結構中的金屬層為環繞所述金屬-介質層的堆疊結構的金屬環或金屬框。

可選的，所述電學接入結構中的金屬層為金屬塊。