一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，特別涉及一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在MEMS (Micro Electromechanical System,微電子機械系統(tǒng))器件的制造工藝中，經(jīng)常會需要對硅襯底進行深硅孔刻蝕，形成縱向垂直或者橫向連通的硅深孔結(jié)構(gòu)，而后，對硅深孔結(jié)構(gòu)進行材料的填充。
[0003]硅深孔的填充是一個重要的工藝步驟，在填充后需要對填充的效果進行有效的監(jiān)控，尤其是對橫向連通的硅深孔結(jié)構(gòu)的填充。目前，最直觀的方法是通過掃描電子顯微鏡查看硅深孔的橫截面，但這種方法對晶圓具有破壞性，僅適用于采樣監(jiān)測，且反饋結(jié)果慢，無法用于量產(chǎn)時對工藝制程的有效監(jiān)測。
[0004]為此，需要提出直觀的且適用于量產(chǎn)的快速監(jiān)測方法，以判斷硅深孔填充后是否達到工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，提供一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法，適用于量產(chǎn)監(jiān)測，快速有效。
[0006]為此，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0007]一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法，包括:
[0008]提供硅深孔填充后的質(zhì)量目標值以及其容差范圍；
[0009]在娃深孔填充后，獲得晶圓的質(zhì)量；
[0010]判斷晶圓質(zhì)量是否在質(zhì)量目標值的容差范圍內(nèi)。
[0011]確定硅深孔填充后的質(zhì)量目標值的步驟具體為:測量特定產(chǎn)品的晶圓在硅深孔填充后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡分析該晶圓的硅深孔填充形貌，確定該晶圓的質(zhì)量為質(zhì)量目標值。
[0012]確定硅深孔填充后的質(zhì)量容差值的步驟具體為:測量該特定產(chǎn)品的其他多批次晶圓在硅深孔填充后的質(zhì)量，得到硅深孔填充后的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。
[0013]本發(fā)明還提供了一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法，包括:
[0014]提供娃深孔填充前、后的質(zhì)量差目標值以及其容差范圍；
[0015]在硅深孔填充前，獲得晶圓的第一質(zhì)量；
[0016]在硅深孔填充后，獲得晶圓的第二質(zhì)量；
[0017]判斷第二質(zhì)量與第一質(zhì)量的質(zhì)量差是否在質(zhì)量差目標值的容差范圍內(nèi)。
[0018]確定質(zhì)量差目標值的步驟具體為:測量特定產(chǎn)品的晶圓在硅深孔填充前、后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡分析該晶圓的硅深孔填充形貌，確定該晶圓的前、后質(zhì)量差為質(zhì)量差目標值。
[0019]確定質(zhì)量差容差值得步驟具體為:測量該特定產(chǎn)品的其他多批次晶圓在硅深孔填充前、后的質(zhì)量，得到硅深孔填充前、后的質(zhì)量差變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。
[0020]本發(fā)明實施例提供的硅深孔工藝的監(jiān)測方法，通過測量硅深孔填充后的質(zhì)量，來間接監(jiān)測硅深孔填充工藝的是否達到要求，該方法直觀、快速并對晶圓沒有損傷，適用于量產(chǎn)時對硅深孔填充制程的有效監(jiān)測。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例一的硅深孔工藝的監(jiān)測方法的流程示意圖；
[0023]圖2-3為根據(jù)本發(fā)明實施例一的方法監(jiān)測硅深孔工藝的過程中硅深孔的截面示意圖；
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例二的硅深孔工藝的監(jiān)測方法的流程示意圖；
[0025]圖5-6為根據(jù)本發(fā)明實施例二的方法監(jiān)測硅深孔工藝的過程中硅深孔的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0027]在本發(fā)明中，提供的硅深孔工藝的監(jiān)測方法，通過測量硅深孔填充后的質(zhì)量，來間接監(jiān)測硅深孔填充工藝的是否達到要求，該方法直觀、快速并對晶圓沒有損傷，適用于量產(chǎn)時對硅深孔填充制程的有效監(jiān)測。
[0028]為了更好的理解本發(fā)明，以下將結(jié)合具體的實施例進行描述。
[0029]實施例一
[0030]以下將結(jié)合圖1詳細描述以填充后的晶圓質(zhì)量為目標進行監(jiān)測的實施例。
[0031 ] 首先，確定硅深孔填充后的質(zhì)量目標值以及其容差范圍。
[0032]在本實施例中，選擇特定廣品的晶圓為米樣晶圓，并測量其在娃深孔填充后的質(zhì)量；而后，通過掃描電子顯微鏡(SEM)對該晶圓的硅深孔填充形貌進行分析，如在SEM下的填充厚度、填充是否存在間隙等，對于填充形貌達到工藝要求的晶圓，確定其質(zhì)量為質(zhì)量目標值。
[0033]而后，測量該類型產(chǎn)品的其他多批次晶圓在填充后的質(zhì)量，這樣，得到貴深孔填充后的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，根據(jù)這些質(zhì)量數(shù)據(jù)，確定質(zhì)量容差范圍(spec )。
[0034]而后，在娃深孔填充后，獲得晶圓的質(zhì)量。
[0035]如圖2所示，在硅襯底100中刻蝕形成了縱向深孔110，在進行填充后，如圖3所示，在縱向深孔110中填充了介質(zhì)材料120，此時，獲得量產(chǎn)晶圓的質(zhì)量?？梢酝ㄟ^高精度的質(zhì)量量測設(shè)備獲得該質(zhì)量值。
[0036]而后,判斷量產(chǎn)晶圓質(zhì)量是否在質(zhì)量目標值的容差范圍內(nèi)。
[0037]如果量產(chǎn)晶圓質(zhì)量在質(zhì)量目標值的容差范圍內(nèi)，可以認為娃深孔的填充達到工藝要求，反之，可以認為硅深孔的填充沒有達到工藝要求，當連續(xù)出現(xiàn)沒有達到工藝要求的晶圓時，可以進一步進行分析，并對填充工藝條件進行調(diào)整。
[0038]實施例二
[0039]以下將結(jié)合圖4詳細描述以填充前后的晶圓質(zhì)量差為目標進行監(jiān)測的實施例。
[0040]首先,確定娃深孔填充前、后的質(zhì)量差目標值以及其容差范圍。
[0041]在本實施例中，選擇特定產(chǎn)品的晶圓為采樣晶圓，并測量其在硅深孔填充前、后的質(zhì)量；而后，通過掃描電子顯微鏡(SEM)對該晶圓的硅深孔填充形貌進行分析，如在SEM下的填充厚度、填充是否存在間隙等，對于填充形貌達到工藝要求的晶圓，確定其質(zhì)量差為質(zhì)量差目標值。
[0042]而后，測量該類型產(chǎn)品的其他多批次晶圓在硅深孔填充前、后的質(zhì)量，這樣，得到貴深孔填充后的質(zhì)量差變化數(shù)據(jù)，根據(jù)這些質(zhì)量差的數(shù)據(jù)，確定質(zhì)量差容差范圍(spec)。
[0043]而后，在娃深孔填充前，獲得量產(chǎn)晶圓的第一質(zhì)量。
[0044]如圖5所示，在硅襯底200中刻蝕形成了橫向深孔210，此時，獲得量產(chǎn)晶圓的第一質(zhì)量。
[0045]接著，進行填充，在硅深孔填充后，獲得量產(chǎn)晶圓的第二質(zhì)量。
[0046]如圖6所示，在橫向深孔210中填充了介質(zhì)材料220，此時，獲得量產(chǎn)晶圓的第二質(zhì)量?？梢酝ㄟ^高精度的質(zhì)量量測設(shè)備獲得該第一質(zhì)量和第二質(zhì)量。
[0047]而后，判斷量產(chǎn)晶圓質(zhì)量差是否在質(zhì)量差目標值的容差范圍內(nèi)。
[0048]質(zhì)量差即第二質(zhì)量與第一質(zhì)量的差值，該質(zhì)量差可以由質(zhì)量量測設(shè)備直接獲得。如果量產(chǎn)晶圓質(zhì)量差在質(zhì)量差目標值的容差范圍內(nèi)，可以認為硅深孔的填充達到工藝要求，反之，可以認為硅深孔的填充沒有達到工藝要求，當連續(xù)出現(xiàn)沒有達到工藝要求的晶圓時，可以進一步進行分析，并對填充工藝條件進行調(diào)整。
[0049]雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法，其特征在于，包括: 提供硅深孔填充后的質(zhì)量目標值以及其容差范圍； 在硅深孔填充后，獲得量產(chǎn)晶圓的質(zhì)量； 判斷量產(chǎn)晶圓質(zhì)量是否在質(zhì)量目標值的容差范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，確定硅深孔填充后的質(zhì)量目標值的步驟具體為:測量特定產(chǎn)品的晶圓在硅深孔填充后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡分析該晶圓的硅深孔填充形貌，確定該晶圓的質(zhì)量為質(zhì)量目標值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測方法，其特征在于，確定硅深孔填充后的質(zhì)量容差值的步驟具體為:測量該特定產(chǎn)品的其他多批次晶圓在硅深孔填充后的質(zhì)量，得到硅深孔填充后的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。4.一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法，其特征在于，包括: 提供娃深孔填充前、后的質(zhì)量差目標值以及其容差范圍； 在硅深孔填充前，獲得量產(chǎn)晶圓的第一質(zhì)量； 在硅深孔填充后，獲得量產(chǎn)晶圓的第二質(zhì)量； 判斷第二質(zhì)量與第一質(zhì)量的質(zhì)量差是否在質(zhì)量差目標值的容差范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測方法，其特征在于，確定質(zhì)量差目標值的步驟具體為:測量特定產(chǎn)品的晶圓在硅深孔填充前、后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡分析該晶圓的硅深孔填充形貌，確定該晶圓的前、后質(zhì)量差為質(zhì)量差目標值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測方法，其特征在于，確定質(zhì)量差容差值得步驟具體為:測量該特定產(chǎn)品的其他多批次晶圓在硅深孔填充前、后的質(zhì)量，得到硅深孔填充前、后的質(zhì)量差變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種硅深孔工藝的監(jiān)測方法，包括：提供硅深孔填充后的質(zhì)量目標值以及其容差范圍；在硅深孔填充后，獲得量產(chǎn)晶圓的質(zhì)量；判斷量產(chǎn)晶圓質(zhì)量是否在質(zhì)量目標值的容差范圍內(nèi)。通過測量硅深孔填充后的質(zhì)量，來間接監(jiān)測硅深孔填充工藝的是否達到要求，該方法直觀、快速并對晶圓沒有損傷，適用于量產(chǎn)時對硅深孔填充制程的有效監(jiān)測。
【IPC分類】B81C99/00
【公開號】CN104944366
【申請?zhí)枴緾N201410116990
【發(fā)明人】楊濤, 徐強, 洪培真, 李俊峰, 趙超
【申請人】中國科學院微電子研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月26日