检测晶圆通孔缺陷的方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112233993A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202011015046.2(22)申请日2020.09.24(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201315上海市浦东新区康桥东路298号1幢1060室(72)发明人孟春霞张辰明朱骏魏芳陈翰孟鸿林(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人郭立(51)Int.Cl.H01L21/66(2006.01)G01R31/28(2006.01)G01N27/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称检测晶圆通孔缺陷的方法及装置(57)摘要本发明提供了一种直接检测通孔通断状态的方法及装置，该装置可以由碳纳米管探针组成阵列模板，通过在碳纳米管探针上加上预设数值的电压，对准并向下移动探针到达孔层底部，由于孔层完全开通或有介质层残留时，底部的材料导电性不同，这样通过探针上电压的变化就可以直接检测出通孔的通断状态，用当站直接检测的数据来反馈前面工艺参数是否合适，解决目前孔层检测在填充金属后才可以检测，反馈滞后的问题。CN112233993ACN112233993A权利要求书1/2页1.一种检测晶圆通孔缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：将可上下移动的带有预设电压的探针伸入需要检测的晶圆通孔中并直抵通孔底部，通过电连接探针的导线传输系统传输电压信号值，分析所述电压信号值判断该通孔是否通断。2.根据权利要求1所述的一种检测晶圆通孔缺陷的方法，其特征在于，多个碳纳米管探针形成碳纳米管探针阵列模板，一次性完成多孔检测；所述电连接探针的导线为一种金属纤维。3.根据权利要求2所述的一种检测晶圆通孔缺陷的方法，包括以下步骤：步骤一、待检晶圆进入待检工位；步骤二、碳纳米管探针阵列模板进入检测工位，靠近待检晶圆需要检测的芯片单元或曝光单元；步骤三、碳纳米管探针阵列模板通过对准装置系统将模板对准标记，调整并对准晶圆需要测试的芯片单元或曝光单元；步骤四、碳纳米管探针阵列模板加上合适的电压，每个探针上都带有相同电压；步骤五、驱动碳纳米管探针阵列中需要进行测试的点上的金属纤维向下移动，接近晶圆上的测试通孔；步骤六、碳纳米管探针到达通孔的最底部，停止该点上金属纤维的向下运动；步骤七、读取每个测试点探针上的电压变化值，判断该点通孔的通断情况，输出该测试点通孔是否符合要求的信号。4.根据权利要求3所述的一种检测晶圆通孔缺陷的方法，其特征在于：所述步骤二的检测工位为多工位系统，每个工位为需要进行检测的芯片单元或曝光单元，碳纳米管探针阵列模板每进入一个新的检测工位，重复上述步骤三至步骤七，直至将待检晶圆需要进行检测的所有芯片单元或曝光单元检测完毕。5.一种检测晶圆通孔缺陷的装置，包括：碳纳米管探针(11)，可上下移动伸入待测晶圆(20)通孔(23)并直抵通孔底部；电极(13)，施加碳纳米管探针(11)预设电压值；电信号传输装置(40)，用于传输碳纳米管探针(11)电信号值；分析判断控制系统(30)，用于分析碳纳米管探针(11)电信号值并判断所述碳纳米管探针所伸入的晶圆通孔的通断。6.根据权利要求5所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于：多个碳纳米管探针(11)按照一定的间隔组成碳纳米管探针阵列模板(10)，所述的电信号传输装置包括与碳纳米管探针电连接的金属纤维(12)；所述碳纳米管探针阵列模板(10)开设有可置放金属纤维(12)的孔槽(15)。7.根据权利要求6所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于，还包括将碳纳米管探针阵列模板(10)与待测晶圆(20)需要检测的芯片单元或曝光单元对准的对准控制系统。8.根据权利要求7所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于，所述的对准控制系统包括待测晶圆检测时所放置的可进行四维运动的载台(60)以及探针阵列模板承载移动系统(70)。9.根据权利要求8所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于，所述的对准控制系统还包括探针阵列模板的对准标记(14)，用于探针阵列模板与晶圆中各个芯片单元或曝光单2CN112233993A权利要求书2/2页元对准。10.根据权利要求5所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于，所述电极(13)提供探针检测时需要的电压大小根据各产品工艺需求进行加载。11.根据权利要求6所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于，所述碳纳米管探针阵列模板(10)开设有可置放金属纤维(12)的孔槽(15)，每个孔槽(15)中都有一个金属纤维(12)，金属纤维可被控制在孔槽(15)中上下移动及是否加上电压，孔槽(15)的直径稍大于金属纤维(12)的直径。12.根据权利要求6所述的检测晶圆通孔缺陷的装置，其特征在于，金属纤维(12)为导