晶圓正面的器件圖形與背面的背孔對準的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)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】
[0002]微機電系統(tǒng)(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?yōu)闄C械操作，去執(zhí)行信息命令。可以說，微機電系統(tǒng)是一種獲取、處理信息和執(zhí)行機械操作的集成器件。
[0003]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。
[0004]現有的電阻式壓力傳感器的形成方法包括:
[0005]參照圖1，提供晶圓1，晶圓I包括正面SI和背面S2，在晶圓I的正面SI形成氧化硅層2，在正面SI形成有第一對準標記7，第一對準標記7在后續(xù)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；
[0006]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(fā)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；
[0007]參照圖3，在晶圓I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(xù)定義背孔位置的光刻過程中起到對準作用；
[0008]參照圖4，使用光刻、刻蝕工藝在晶圓I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I正面方向對準，使得形變部6受壓力朝向背孔5發(fā)生形變。
[0009]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。
[0010]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I的正面SI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(fā)明內容】

[0011]本發(fā)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。
[0012]為解決上述問題，本發(fā)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:
[0013]提供晶圓，所述晶圓具有正面和背面；
[0014]在所述晶圓的正面形成絕緣層；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]在所述晶圓的背面形成背孔，所述背孔露出絕緣層；
[0018]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。
[0019]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；
[0020]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。
[0021]可選地，所述第一對準距離為O。
[0022]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。
[0023]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；
[0024]所述第一組刻度線包括十字的一條直線上的多條相互隔開的第一刻度線，所述第二組刻度線包括十字的另一條直線上的多條相互隔開的第二刻度線；
[0025]所述十字的交點位于器件圖形下表面的邊界范圍內，所述器件圖形下表面邊界在所述第一組刻度線上具有兩個第一交點，在所述第二組刻度線上具有兩個第二交點，所述第一對準位置為第一交點到十字的交點的第一距離和第二交點到十字的交點的第二距離；
[0026]所述背孔底部邊界在所述第一組刻度線上具有兩個第三交點，在所述第二組刻度線上具有兩個第四交點，所述第二對準位置為第三交點到十字的交點的第三距離和第四交點到十字的交點的第四距離；
[0027]將所述第一距離和第三距離進行比較，將所述第二距離和第四距離進行比較:
[0028]當所述第一距離和第三距離相同，且所述第二距離和第四距離相同，判定所述第二對準位置和第一對準位置相同；
[0029]當所述第一距離和第三距離不相同，且所述第二距離和第四距離相同，或者所述第一距離和第三距離相同，且所述第二距離和第四距離不相同，或者所述第一距離和第三距離不相同，且所述第二距離和第四距離不相同，則判定所述第二對準位置和第一對準位置不相同。
[0030]可選地，所述第一組刻度線關于十字的交點對稱分布。
[0031]可選地，所述第二組刻度線關于十字的交點對稱分布。
[0032]可選地，相鄰兩第一刻度線之間的距離相等。
[0033]可選地，相鄰兩第二刻度線之間的距離相等。
[0034]可選地，所述檢測標記還包括十字交叉的第一坐標軸和第二坐標軸，所述第一坐標軸和第二坐標軸相交的交點位于器件圖形的下表面內，作為原心；
[0035]在所述第一坐標軸上具有等間距分布的多條第一刻度線，在所述第二坐標軸上具有等間距分布的多條第二刻度線；
[0036]所述器件圖形下表面邊界與所述第一坐標軸具有兩第一交點，與所述第二坐標軸具有兩第二交點，第一對準位置為第一交點的坐標和第二交點的坐標；
[0037]所述背孔底部邊界與所述第一坐標軸具有兩第三交點，與所述第二坐標軸具有兩第四交點，所述第二對準位置為第三交點的坐標和第四交點的坐標；
[0038]將所述第一交點的坐標和第三交點的坐標進行比較，將所述第二交點的坐標和第四交點的坐標進行比較:
[0039]當所述第一交點的坐標和第三交點的坐標相同，且所述第二交點的坐標和第四交點的坐標相同，判定所述第一對準位置和第二對準位置相同；
[0040]當所述第一交點的坐標和第三交點的坐標不相同，且所述第二交點的坐標和第四交點的坐標相同，或者所述第一交點的坐標和第三交點的坐標相同，且所述第二交點的坐標和第四交點的坐標不相同，或者所述第一交點的坐標和第三交點的坐標不相同，且所述第二交點的坐標和第四交點的坐標不相同，判定所述第一對準位置和第二對準位置不相同。
[0041]可選地，相鄰兩第一刻度線之間、相鄰兩第二刻度線之間的距離范圍為大于等于0.5 μ m0
[0042]可選地，相鄰兩第一刻度線之間、相鄰兩第二刻度線之間的距離范圍為0.5?I μ m0
[0043]可選地，在所述絕緣層上表面形成檢測標記的方法包括:
[0044]在所述絕緣層中形成開口，所述開口定義檢測標記的位置；
[0045]在所述開口中形成填充層，所述填充層作為檢測標記。
[0046]可選地，所述絕緣層的材料為氧化硅或氮化硅。
[0047]可選地，所述器件圖形為電阻式壓力傳感器的形變部。
[0048]可選地，所述器件圖形為電容式壓力傳感器的上極板；
[0049]在所述晶圓背面形成背孔后，在所述晶圓的背面形成下極板，所述下極板與上極板之間的背孔作為空腔。
[0050]可選地，所述器件圖形為聲音傳感器的振動膜。
[0051]與現有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0052]在形成器件圖形之前，在絕緣層上形成檢測標記，該檢測標記與器件圖形下表面邊界在垂直于晶圓正面方向上具有第一對準位置，也就是，器件圖形的位置用檢測標記的第一對準位置定位。以此為前提，在形成背孔后，使用光學顯微鏡通過背孔開口觀察，