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半导体晶片和半导体晶片检查方法

阅读:1022发布:2020-05-12

专利汇可以提供半导体晶片和半导体晶片检查方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供具有均匀 半导体 膜的 半导体晶片 。对于2英寸直径的半导体晶片(1),在每一个半导体晶片(3)中形成一个至20个的针孔(3)。因而,在形成半导体膜之后获得半导体晶片(1)的 翘曲 值减小以及在曝光之后获得尺寸变化减小的效果。可以预计,通过针孔(3)的存在而导致半导体晶片(1)的表面上的位错被消除,从而能够获得这种效果。能够均匀化半导体膜的膜 质量 ,以及均匀化半导体装置的性能,并且可以防止半导体晶片(1) 破碎 。,下面是半导体晶片和半导体晶片检查方法专利的具体信息内容。

1.一种半导体晶片,其中,
在每两英寸的直径中形成有一到二十个以内的针孔。
2.根据权利要求1所述的半导体晶片,其中,
所述针孔的直径在0.45微米到5微米之间。
3.一种半导体晶片检查方法,所述方法具有以下各步骤:
使吸附台与晶片的前侧接触而以真空方式吸住所述晶片,并且通 过真空度的经时性变化、或者通过是否检测到检测气体来判断在所述 晶片中是否存在针孔;以及将光束引导到被判断为具有针孔的晶片的前侧之上,检测穿过所 述晶片的光线,并且由此确定所述针孔的数目和位置

说明书全文

技术领域

发明涉及半导体晶片和半导体晶片的检查方法;具体地,本发 明涉及在其中出现微管/针孔(在下文中,称为针孔)缺陷的半导体晶 片,并且涉及对该种半导体晶片进行检查的方法。

背景技术

在诸如光电装置元件和电子装置的半导体装置的制造中,通常在 半导体晶片的前侧上执行各种化学和物理的处理——例如,包括在晶 片前侧上形成外延膜的处理。通常地,在半导体晶片的前侧存在诸如 针孔的缺陷被认为会阻碍在半导体晶片前侧上形成均匀的半导体膜, 使得对针孔存在的检查是至关重要的。出于此原因,至今已经提出了 许多种用于检查半导体晶片的针孔的方法。(例如,参考专利文献1)。
在专利文献1中公布了一种方法,根据这种方法,其中出现针孔 的半导体晶片被浸入在溶融的氢(KOH)中,以化学蚀刻微管, 并且采用诸如光学显微镜的观察设备来检测晶体中的微管和其他的宏 观缺陷。
专利文献1:日本未审专利申请公布No.10-509943。

发明内容

待解决的问题
发明人对在半导体晶片的前侧上形成的均匀半导体膜进行研 究。结果是,本发明人粉碎了先前观点,即,为了使半导体膜均匀而 可优选的是在半导体晶片上不存在针孔,第一次阐明了在半导体晶片 中存在针孔的情况下,也允许在半导体晶片上实现均匀的层叠的半导 体膜的可能性。
出于此原因,本发明的主要目的是使得能够实现通过在半导体晶 片中出现的针孔来形成均匀的半导体膜的半导体晶片。并且,本发明 的另一目的在于使得能够实现可以有效率地检查半导体晶片中的针孔 的位置和数目的半导体晶片检查方法。
问题的解决方式
本发明人研究了为何半导体晶片中针孔的存在能够实现均匀的半 导体膜的原因。推断的结果是,通过形成预定数目和直径的针孔来消 除晶片前侧中的位错,由于该原因而使晶片的翘曲消失,它们以以下 的构成形式来实施本发明。
在涉及本发明的半导体晶片中,在每两英寸的直径中形成在一到 二十个之间的针孔。根据该构成形式,认为存在一到二十个之间的针 孔消除了半导体晶片前侧中的位错。在膜形成之后,晶片的翘曲减小, 并且光刻曝光之后,尺寸变化减小。如果不存在针孔(数目为0),那 么不会出现位错的消除。另一方面,而是认为其中针孔数目为二十一 或者更多的例子会增大晶片前侧的应变,因此恶化了晶片中的翘曲。
当例如通过气相沉积,经由外延生长将半导体膜沉积在半导体晶 片的前侧上时,使半导体晶片前侧的温度均匀是至关重要的。如果晶 片的翘曲减小,那么半导体晶片的前侧温度可以变得均匀,由此可以 使外延层的组成变得均匀。再次,如果半导体晶片的翘曲较大,那么 在加热和半导体膜的形成期间,可能产生晶片破裂或者晶片脱离使其 保持的基座的问题。假设晶片的翘曲较小,则可以抑制晶片的破碎。 因此,本发明的半导体晶片可以用于使得半导体膜的质量更稳定,并 且防止半导体晶片破碎。
在前述的半导体晶片中,可优选地,针孔的直径在0.45微米到5 微米之间。在此情况下,对针孔大小进行限定甚至可以进一步减小在 半导体膜形成后的半导体晶片的翘曲以及进一步减小在光刻曝光之后 的尺寸变化。如果针孔直径小于0.45微米,那么不能够充分地获得消 除位错的效果。同时,如果针孔直径超过5微米,则而是认为,在晶 片前侧出现应变,导致晶片的翘曲增大。
涉及本发明的半导体晶片检查方法提供有以下步骤,在所述步骤 中,将吸附接触在晶片前侧上以将其真空吸附住,并且通过真空度 的经时性变化,或者通过是否检测到检测气体来判断在晶片中是否存 在针孔。另外,还提供有以下步骤,在该步骤中,将光束引导到被判 断具有针孔的晶片前侧上,并且由此确定针孔的位置和数目。
在由此实施的方法中,在进行了关于晶片存在针孔的判断之后, 仅仅对那些被判断为具有针孔的晶片来执行制定针孔的位置和数目的 检查。对针孔的位置和数目进行的检查没有相对于全部数目的晶片来 执行。即,在其中被判断为不存在针孔的晶片被从用于制定针孔的位 置和数目的检查之中排除。因此,可以有效率地对晶片进行用于针孔 存在的检查,并且当针孔存在时,可以有效率地检查出它们的位置和 数目。而且,与传统的将半导体晶片浸入在溶液中以检测缺陷的检查 方法相比,晶片不与任何溶剂接触;因此,不存在晶片被污染的险, 使得检查能够更容易和更方便地进行。
发明的效果
根据本发明的半导体晶片,针孔的存在允许实现均匀的半导体膜。 根据本发明的半导体晶片检查方法,可以有效率地检查半导体晶片中 的针孔数目和位置。
附图说明
图1是示意性示出晶片中出现的针孔的示例的示意图;
图2是示意性示出晶片中出现的针孔的另一示例的示意图;
图3是说明SORI的限定的示意图;
图4是示出半导体晶片检查方法的流程图
图5是示意性示出用于判断是否存在针孔的装置的示例的示意 图;
图6是示意性示出用于判断是否存在针孔的装置的另一示例的示 意图;
图7是示意性示出在其中采用多孔板的吸附单元的构造的示意 图;
图8是表示在图7中所示的多孔板的细节的斜视图;
图9是说明采用图7所示的吸附单元以用于判断是否存在针孔的 装置的另一示例的示意图;以及
图10是示意性示出用于确定针孔数目和位置的装置的示例的示 意图。
图例
1:半导体晶片
1a:  前侧
1b:  背侧
2:   针孔出现地点
3:   针孔
5:   参考平面
11:  吸附台
12、22:O  型环
13:  晶片托盘
14、24、34、47:  箭头
21:  腔
23:  检测气体供应单元
25:  气体检测装置
31:  光源
32:  光线
40:  吸附单元
41:  多孔板
41a:  全接触表面
42:  凝胶衬垫
43:  基座
43a:  凹部
44:  通风沟道
45:  通风管道
46:  排气管
100:  供应线
110:  真空
120:  压

具体实施方式

在下文中,将基于附图对本发明的实施方式进行描述。应该理解, 在下文中,附图中相同或者相应部分用相同的附图标记来标识,并且 将不再重复对它们的描述。
图1和图2是示意性示出晶片中存在的针孔的示例的示意图。如 图1所示,在厚度方向上直线地贯通半导体晶片1的针孔3形成在半 导体晶片1中的针孔出现地点2中。虽然在图中未示出,但是在一些 例子中出现了斜贯通半导体晶片的针孔(即,相对于半导体晶片的前 侧倾斜地形成的针孔)。并且如图2所示,有时候出现锯齿形的针孔3。 该种针孔3由于,例如,如下原因形成:当生产晶锭时在熔炉内落下 的物质被捕获到晶锭内部,并且当晶锭被切片以生产半导体晶片的时 候,捕获的落下的物质被释放或者被弄碎。换言之,当通过晶体生长 操作来生产晶锭时,形成了针孔的铸型,并且在晶锭切片以及相关处 理期间,暴露出针孔。
应该理解,除了如图1和图2中所示的在厚度方向上贯通半导体 晶片1的针孔3之外,对于在半导体晶片1的前侧上出现的缺陷,还 可能出现导致前侧好像被啄过的坑。虽然,通常在前侧的坑有时也被 称为“针孔”,但是在本说明书中,“针孔”指的是在厚度方向上贯通 半导体晶片的微孔。
首先,研究在2英寸直径的半导体晶片中出现的每个衬底的针孔 的数目和在半导体膜通过外延生长形成在半导体晶片的前侧上之后半 导体晶片的翘曲(warp)(以微米为单位),以及在晶片被光刻曝光之 后光刻曝光图案的尺寸变化(以百分比为单位)之间的关系。结果示 出在表I中。
表I
  实施例   针孔数(数目/2   英寸晶片)   外延后的翘曲   (微米)   光刻曝光后的尺   寸变化(±%)   1-1   0   12.2   24.4   1-2   1   8   3.3   1-3   2   8.2   3.2   1-4   4   7.8   3.4   1-5   5   7.7   3.0   1-6   10   8.1   6.8   1-7   17   8.5   9.9   1-8   20   9.1   14.3   1-9   21   11.3   25.2
如表I所示,与在其中针孔数为0个孔(实施例1-1)和21个孔 (实施例1-9)的例子相比,在其中针孔数在1个孔到20个孔(实施 例1-2到1-8)之间的例子中,半导体晶片的翘曲和在它们的光刻曝光 图案中的尺寸变化都被减小。
在此,半导体晶片的翘曲根据值SORI来评估。在没有吸附的晶 片上所有探测点的数据的最大值和最小值之间的差的数值被称为 “SORI”。图3是说明SORI值的限定的图。如图3所示,在其中存在 翘曲的晶片1没有被吸附固定在平坦的压盘上的情况中,在没有面向 压盘的晶片1的前侧和参考平面5之间的距离的最大值和最小值之间 的差为WARP值。参考平面5是最小二乘平面。
此外,通过测量被光刻曝光的晶片前侧上实际光刻的图案的宽度, 根据在其中制造有用于抗蚀剂的目标线宽例如为10微米的图案的例子 中的抗蚀剂图案的精度,评估光刻曝光图案中的尺寸变化。沿着晶片 前侧的任意九个点测量图案的尺寸,并且根据下面方程式来计算相对 于最大值和最小值的尺寸变化(百分比)。
尺寸变化=(最大值-最小值)/(最大值+最小值)×100(%)
接下来,在其中每个2英寸直径的半导体晶片中出现一个针孔的 例子中,研究在针孔直径(以微米为单位)和针孔位置(以毫米为单 位),与半导体晶片的翘曲以及光刻曝光图案的尺寸变化之间的关系。 结果示出在表II中。在其中,对于测量针孔位置,在确定物是晶片的 外围边缘作为零点(即,针孔位置为0毫米的点)的情况下,针孔位 置由半径距离给定。
表II
  实施例   针孔大小   (微米)   针孔位置   (毫米)   外延后翘曲   (微米)   光刻曝光后尺寸   变化(±%)   2-1   0.07   6.2   9.7   14.2   2-2   0.15   4.6   8.8   5.2   2-3   0.25   8   8.5   4.1   2-4   0.45   7.6   7.8   3.8   2-5   0.6   -   7.9   2.9   2-6   1.2   10   7.7   3.0   2-7   2   -   7.6   2.8   2-8   5   -   7.8   3.1   2-9   50   -   8.3   3.7   2-10   300   -   9.3   13.8
根据表II中示出的实施例,在针孔数为一个的例子中,在针孔的 直径在0.45微米和5微米之间的范围内,可以观察到半导体晶片翘曲 减小以及在光刻曝光图案的尺寸变化减小的趋势。应该理解,在实施 例2-4到2-8所展示的针孔直径为0.45微米到5微米的范围内,半导体 晶片翘曲和光刻曝光图案尺寸变化处于在表I中所示出的实施例1-2的 值的同等范围内。
同时,在针孔位置与半导体晶片翘曲和光刻曝光图案尺寸变化之 间可以不具有明显的相关性。
如上所述,根据表I,当每个2英寸直径的半导体晶片中出现一个 和二十个之间的针孔时,由此可以获得在半导体膜形成之后半导体晶 片的翘曲减小以及光刻曝光图案的尺寸变化减小的效果。认为这种现 象是因为针孔的存在而导致半导体晶片的前侧中的位错被消除。这可 以用于使半导体膜的质量均匀化,使半导体装置的性能均匀化,以及 防止半导体晶片破碎。
根据表II,如果针孔的直径在0.45微米和5微米之间,则限定针 孔大小使得可以进一步的减小在半导体膜形成后的半导体晶片的翘曲 以及在光刻曝光之后的尺寸变化。
接下来,将描述检查半导体晶片的方法。图4是示出半导体晶片 的检查方法的流程图。图5和图6是示意性示出用于判断针孔是否存 在的装置的示例的示意图。图7是示意性示出在其中采用多孔板的吸 附单元的构造的示意图。图8是表示图7中所示的多孔板的细节的斜 视图。图9是说明采用图7中所示的吸附单元以用于判断针孔是否存 在的装置的另一示例的示意图。图10是示意性示出用于确定针孔数和 位置的装置的示例的示意图。将参考图4至图10来描述半导体晶片的 检查方法。
如图4中所示,在步骤S1中准备晶片。例如,半导体晶片可以通 过对由种籽晶体生长的晶锭进行切片而生产,并且然后,可以对其进 行检查。
接下来,在步骤S2中判断是否有针孔存在。可以采用例如在图5 中所示的附着模式的检查装置。在图5所描述的检查装置中,晶片1 被加载到晶片托盘13上,其中,在相对于层叠有各半导体膜的前侧的 相反的一侧上,在其之间插入有O型环12的情况下,通过吸附台11 来沿着晶片1的背侧1b将该晶片1固定入位。因为背侧1b不是镜面 的,而是具有相当大的表面粗糙度,所以采用O型环12以便形成晶片 1和吸附台11之间的完整的密封。
以如下方式利用图5所示的检查装置,以检查是否存在针孔。即, 如箭头14所示,未示出的诸如真空泵负压源用以排气,并减小由吸 附台11和晶片1形成的间隙的压力,以使其处于真空状态。该间隙的 压力通过未示出的压力计监控。此时,如果在晶片1中形成针孔,则 空气将从晶片托盘13侧通过针孔泄漏,并且因此间隙的压力将逐渐升 高。以吸附台11接触到晶片1上并且抽成真空的该方式,使得可以根 据随耗用时间变化的真空度来判断在晶片1中存在针孔。
可替选地,可以采用例如,如图6所示的泄漏模式的检查方法, 以判断是否针孔存在。在图6中所描述的检查方法中,利用插入O型 环22,使晶片1固定在腔21中的位置。检测气体供应单元23被提供 在晶片1的前侧1a的旁边。
以如下方式使用图6中所示的检查装置,以检查是否存在针孔。 即,未示出的诸如真空泵的负压源用以减小由腔21和晶片1形成的间 隙的压力,以使其处于真空状态。在该种状态下,例如,诸如氦或酒 精的检测气体通过检测气体供应单元23朝着晶片1的前侧1a喷射。此 时,如果在晶片1中形成针孔,则检测气体将通过针孔向晶片1的背 侧泄漏。泄漏的检测气体将如箭头所示流动,并且泄漏的气体将被气 体检测装置25所感测。以此方式,根据是否检测到检测气体可以判断 在晶片1中是否存在针孔。
作为在图9中所绘制的另一示例的检查装置,可以利用在其中采 用多孔板的如图7中所示的吸附单元,以判断针孔是否存在。利用图5 和图6中所示的装置构造,在吸附台11和晶片1的背侧1b之间,或 者在腔21和晶片1之间形成间隙。通过O型环12、22,在外围的附 近处支撑晶片1。这意味着晶片1的中央部分及其附近部分面向空的间 隙,而没有被任何其他组件支撑。利用这种构造,当运行真空泵以使 得间隙内部成为真空状态时,晶片1以晶片1的中央位置及其附近向 间隙凸出的方式来弯曲,增大了晶片1的翘曲量。
利用图5中所描述的附着模式的检查装置以及图6中所描述的泄 漏模式的检查装置,虽然间隙内的压力越小则检查的精度提高,但是 翘曲量增加。晶片1的翘曲存在使得晶片1损坏的风险。尤其在晶片1 中已经出现针孔的例子中,当晶片1弯曲时,在出现针孔地点处发生 应力集中,使晶片1损坏可能性增大。
在该情况下,作为晶片1附着到其上的吸附台的吸附单元40可以 如图7所示出的那样来构造。如图7所示,吸附单元40被配置有多孔 板41、凝胶衬垫42以及基座43。在基座43的前侧中形成凹部43a, 使得多孔板41可以合适地安装在凹部43a的内部,并且与基座43形成 整体。凝胶衬垫42被粘贴到限定凹部43a的基座43的表面。凝胶衬垫 42被粘贴到凹部43a的外部的边缘上。
晶片1被加载在吸附单元40上,以便与多孔板41和凝胶衬垫42 两者完全接触。多孔板41被形成为使得其直径相对于晶片1稍小,其 中,晶片1的中央部分与多孔板41完全接触,并且晶片1的外围部分 与凝胶衬垫42完全接触。当晶片1加载并且附着在吸附单元40上时, 通过晶片1压缩凝胶衬垫42并且使其变形。该变形吸收震动,并且避 免对晶片1的背侧1b的损害,同时,使得晶片1与多孔板41和凝胶 衬垫42完全接触。当晶片1加载在吸附单元40上时,几乎整个背侧 1b与多孔板41完全接触,其中,除了外围边缘之外,在沿着晶片1的 中央部分的几乎整个表面上,晶片1由多孔板41支撑。
需要多孔板41具有高多孔性——其内部是可通气的——并且多 孔板41被形成为使加载到多孔板41上的晶片1可以被真空吸附。此 外,期望多孔板41在与晶片1接触时不划伤晶片1,期望多孔板41不 要太易碎,以及期望多孔板41的杂质含量是微量的。出于这些目的, 采用诸如氧化的陶瓷材料来作为多孔板41的物质,例如, 多孔板41可以通过低体密度(例如,在30%到60%孔隙率)的陶瓷模 制品来形成。具体地,在其上通过负压可以附着固定晶片1的整个表 面的多孔吸附可以适当地用作多孔板41。
此外,凝胶衬垫42必须能够与晶片1紧密地接触,并且凝胶衬垫 42必须是气体不可渗透的。出于这些目的,例如,诸如软的硅凝胶的 合成树脂材料可以用作凝胶衬垫42的物质。具体地,作为非常软的凝 胶状基础物质的αGEL(注册商标)可以理想地用作凝胶衬垫42。
此外,可以由与多孔板41的原料相同的原料的陶瓷材料来形成基 座43。基座43必须保留多孔板41,并且相对于多孔板41,基座43必 须具有更高的强度。因此,期望基座43被形成为使得相对于多孔板41, 其具有更高的体密度和更低的孔隙率。
如图7中所示,在基座43中形成的凹部43a的底部形成通风沟道 44。并且在基座43内部,形成将通风沟道44与基座43的外部相连通 的通风管道45。通风管道45使沟槽43a的内部与连接到基座43的侧 部的排气管46的内部相连通。如箭头47所示的通过排气管46内部的 排气减小通风管道45内的、排气沟道44内的以及多孔板中的空洞内 的压力,因此,加载到多孔板41上的晶片1被真空吸附,使晶片1与 多孔板41紧密地接触。
为了使得晶片1沿着其外围边缘与凝胶衬垫42紧密地接触,如图 8中所示的多孔板41的直径D被限定为小于晶片1的直径。当晶片1 的直径是2英寸(50毫米)时,多孔板41能够被形成为使得直径D 为47毫米。
同时,多孔板41的厚度t被设计为能够保证多孔板41的强度的 程度,并且也可以被设定在便于制造多孔板41的尺寸。例如,多孔板 41的厚度t可以被设计为直径D的十分之一或者更大;当直径D为47 毫米时,可以将多孔板41形成为具有5毫米的厚度t。
另外,在图8中所示,期望将作为与晶片1紧密地接触侧的多孔 板41的表面的完全接触表面41a形成为平坦、平滑的表面,使得当晶 片1被真空吸附时,完全接触表面41a全部与晶片1紧密地接触,以使 晶片1的变形最小化。在例如其中直径D为47毫米的例子中,多孔板 41能够被形成为使得完全接触表面41a的平坦度公差为0.01毫米。
在图9中,示出了从吸附单元40延伸到真空泵110的示意图,示 出了其中在检查装置中采用吸附单元40来判断针孔是否存在的例子。 在图7中所示的排气管46连接到沿着气动线100的一端的连接器101。 作为减小吸附单元40内部的压力以吸附晶片1的负压源的真空泵110 沿着气动线100的另一端被连接到连接器102。真空线过滤器103设置 在气动线100中靠近连接器101的位置,用于去除从排气管46流入气 动线100的外来物质。
在气动线100中形成压力计闸105。通过连接到压力计闸门105 的连接管121,而与气动线100内部相连通的压力计120检测气动线 100内部的压力。压力计120装配有用于显示气动线100内部的检测压 力的压力指示器124,当气动线100内部的压力在规定范围内时,“OK” 灯122点亮,并且当气动线100内的压力在规定范围之外时,“NG”灯 123点亮。
切断104设置在压力计闸门105和连接到真空泵110的连接器 102之间。当切断阀104处于导通状态时,操作真空泵110将晶片1真 空附着到吸附单元40。此时,通过调整手动阀106的导通程度,可以 调整在晶片1上的真空附着力。此外,通过将切断阀104置于关断状 态,从吸附单元40延伸到压力计120的系统与真空泵110隔离,并且 保持气动线100中的真空。因而,实现了一种构造,在该构造中,当 切断阀104关断时,即使真空泵110被操作,在气动线100到切断阀 104的连接器101侧内部的压力不改变。
氮气净化线130也连接到气动线100。在完成晶片1的检查之后, 在切断阀104处于关断状态的情况下导通切断阀133,并且通过使氮气 通过闸门131进入氮气净化线130,并且通过氮气净化线130将氮气送 入气动线100,使得气动线100和排气管46内部达到标准大气压力或 者稍微正的压力,使得从吸附单元40上容易地去除晶片1。当在氮气 净化线130中的压力超过规定值时——在诸如当切断阀133左侧关断 的状况下通过闸门131注入氮气时的情况下——导通弹簧安全阀132, 对氮气净化线130进行抽气,并且由此保持氮气净化线130中的压力 不变得过量。
以如下方式使用在图7至图9中所示的检查装置,以检查针孔是 否存在。即,操作作为负压源的真空泵110,以对气动线100、排气管 46、通风管道45、通风沟道44以及多孔板41的内部用泵抽并且使它 们进入真空状态。在此,晶片1与多孔板41和凝胶衬垫42紧密地接 触。在真空状态下的气动线100内的压力由压力计120监控。在这种 状态下,关断切断阀104的情况下,保持真空状态,并且气动线100 内的压力控制由压力计120监控。
因此,当在晶片1中出现针孔时,因为空气会通过针孔从晶片前 侧1a向背侧1b泄漏,所以在气动线100内的、由压力计120监控的压 力将逐渐增加。以此方式,在晶片1已经被真空吸附到采用多孔板41 的吸附单元40的情况下,根据真空度随时间的变化,可以判断晶片1 中是否存在针孔。
如上所述,利用图5所示的附着模式,以及图6所示的泄漏模式 的检查装置,当在吸附台11(或者腔21)与晶片1之间形成的间隙内 的压力变低时,晶片1的翘曲量增大,这导致晶片1有被破损的风险。 相反,利用图7至图9中所示的检查装置,因为多孔板41被放置成保 持晶片1,在吸附时晶片的偏斜被极大程度地最小化。因此,真空泵 110能够用以使得多孔板41内的空洞接近针孔状态(即,低压力状态)。
换言之,在与多孔板41完全接触的晶片1的背侧1b旁边和前侧 1a旁边的压力差可以比附着模式或者泄漏模式的检查装置的更大。这 意味着,在出现针孔的晶片1的例子中,空气更容易地经由针孔从前 侧1a旁边到背侧1b旁边穿过。因此,可以使得检查装置的检查精度获 得显著提高——使得关于晶片1中是否具有针孔的判断具有更高的精 度,并且使得能够检测更微小的针孔。
应该注意,除了图9中所示出的方案以外,可以安装(图6中的) 气体检测装置25,气体检测装置25可以被连接到切断阀104的连接器 101侧的气动线100中,并且(图6中的)检测气体供应单元23可以 设置在晶片1的前侧1a的附近。在此情况下,可以通过从检测气体供 应单元23朝着晶片1的前侧1a喷射检测气体,并且通过气体检测装置 25感测已经通过针孔沿着晶片1的背侧1b泄漏的检测气体来判断在晶 片1中是否存在针孔。
返回图4:接下来,在步骤S3中,在步骤S2中判断具有针孔的 晶片被识别。对于被识别为具有针孔的晶片,接下来,在步骤S4中, 辨别针孔的数目和位置。为了辨别针孔的数目和位置,例如可以采用 在图10中所示的探测束光源模式的检查装置。
利用图10中所示的检查装置,光源31放置在晶片1的背侧。光 束32从光源31中发出。在其中,以箭头34的方式,传输过晶片1中 的针孔的光泄漏到晶片1的前侧。检测通过晶片1的光线使得可以辨 别针孔的数目和位置。辨别的针孔位置可以例如通过以诸如JPEG的格 式,对已经泄漏通过的光线进行成像和存储,并且在图像中放置标志 来记录。
此外,即使晶片1是能够传输可见光的、诸如GaN的材料,通过 调整从光源31发射出的光束32的波长和发光强度,以使得传输过晶 片1的前侧的光是图像可识别的并且执行成像处理,也可以辨别针孔 的数目和位置。对于光32的波长,选择不能通过晶片1的波长——例 如,如果是GaN,那么选择365纳米或者更小的波长——是可优选的, 因为,然后沿着晶片1的背侧通过针孔并且泄漏的光线可以被感测。 可替选地,可以准备具有针孔的晶片1,并且当发光强度变化时,可以 调整发光强度使得对比最明显,根据以上可以实现探测。
以此方式,接下来,在步骤S5中,其的针孔数目和位置已经在步 骤S4中辨别出来的具有针孔的晶片以及在步骤S2中判断不具有针孔 的晶片关于它们是否是合格产品来进行辨别。例如,根据对于2英寸 直径的晶片,每个衬底的针孔数目在从一到二十个之间的是合格产品, 而针孔为零个或者二十一个或更多的为不合格产品,来建立标准。此 外,当通过步骤S4中的成像处理来执行针孔直径的数据的收集时,除 了上述的基于针孔数目的标准,可以根据针孔直径在0.45微米到5微 米之间的例子是合格产品来建立标准,以实施合格产品识别。应该理 解,还可以采用例如,光学显微镜或激光显微镜,或者扫描电子显微 镜(SEM)来判断针孔的直径。
如上所述,利用本发明的半导体晶片的检查方法,在步骤S2中, 做出关于晶片中存在针孔的判断之后,在步骤S4中,仅仅对那些被判 断为具有针孔的晶片执行确定针孔数目和位置的检查。用于确定针孔 数目和位置的检查不相对于所有的晶片来执行。即,在用于确定针孔 的数目和位置的步骤S3中,确认在其中不存在针孔的晶片被排除在检 查之外。因此,可以有效率地检查晶片中针孔的存在,以及当针孔存 在时,可以有效率地检查针孔的位置和数目。
本公开的实施方式在所有方面都应该被认为是说明性的而不是限 制性的。本发明的范围不是通过上述的描述来阐明,而是通过专利的 权利要求的范围来阐明,并且本发明旨在包括与专利权利要求的范围 等效的方式以及在其范围内的所有修改
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