半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，包括軸線豎直設(shè)置的真空旋轉(zhuǎn)吸盤，真空旋轉(zhuǎn)吸盤的頂部具有真空吸附平面，用以放置待檢測晶圓，晶圓的表面設(shè)有再造鈍化層，在真空旋轉(zhuǎn)吸盤的上方沿豎直方向滑動設(shè)置有電流測量裝置，用以根據(jù)施加電流測量裝置上的電壓以及電流測量裝置獲得的電流生成再造鈍化層表面的絕緣電阻的電阻值。本申請?zhí)峁┑陌雽?dǎo)體絕緣電阻測量裝置，通過在真空旋轉(zhuǎn)吸盤的上方沿豎直方向滑動設(shè)置電流測量裝置，方便在線監(jiān)控每片晶圓表面的絕緣電阻，如有異常當(dāng)站產(chǎn)品實時及時再次進行去除碳化層的作業(yè)，保證產(chǎn)品的電性能質(zhì)量。
【專利說明】
半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，半導(dǎo)體器件在成本降低和前道晶圓制造工藝的提升的共同促進下，實現(xiàn)了同樣功能的半導(dǎo)體器件的單體芯片尺寸越來越小的目標(biāo)，可以直接在晶圓上形成直接可以應(yīng)用在印刷電路板上安裝的球狀凸點。由于晶圓制造工藝局限性或者設(shè)計者出于同一款集成電路多種用途的考慮，在晶圓級封裝時需要對傳輸電信號的輸入端子重新定義位置形成球狀凸點，這就需要金屬再布線結(jié)構(gòu)。
[0003]如圖1，晶圓1lx主動面形成電路后表面有電極102和鈍化層103，在晶圓1lx上形成第一再造鈍化層110，在第一再造鈍化層110上形成再布線金屬層210;再通過涂膠、曝光、顯影和固化的方法形成第二再造鈍化層310，再造鈍化層在再布線210上形成開口；在再造鈍化層開口上通過濺射、光刻、電鍍和腐蝕的方法形成凸點下金屬層410;通過植球回流的方法形成球形凸點510;對晶圓1lx背面研磨減薄后形成薄型晶圓；在晶圓1lx的背面貼一層背膠膜610并固化;切割后形成晶圓級封裝的單體100。
[0004]圖1的晶圓凸點結(jié)構(gòu)在第一再造鈍化層110形成后再布線金屬層210形成前，需要進行對第一再造鈍化層110實施等離子干法蝕刻處理，去掉表面碳化層確保表面絕緣電阻十兆歐以上；另外在第二再造鈍化層310形成之后，凸點下金屬層410形成之前也需要對第二再造鈍化層310實施等離子干法刻蝕處理去掉表面碳化層確保表面絕緣電阻十兆歐以上。這兩步驟的工藝處置如出現(xiàn)問題，只有在產(chǎn)品最終功能測試前才會被發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件失效。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置。
[0006]本實用新型提供了一種半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，包括軸線豎直設(shè)置的真空旋轉(zhuǎn)吸盤，所述真空旋轉(zhuǎn)吸盤的頂部具有真空吸附平面，用以放置待檢測晶圓，所述晶圓的表面設(shè)有再造鈍化層，在所述真空旋轉(zhuǎn)吸盤的上方沿豎直方向滑動設(shè)置有電流測量裝置，用以根據(jù)施加所述電流測量裝置上的電壓以及所述電流測量裝置獲得的電流生成所述再造鈍化層表面的絕緣電阻的電阻值。
[0007]本實用新型提供的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，通過在真空旋轉(zhuǎn)吸盤的上方沿豎直方向滑動設(shè)置電流測量裝置，根據(jù)施加的電壓以及獲得的電流以方便在線監(jiān)控每片晶圓表面的絕緣電阻，如有異常當(dāng)站產(chǎn)品實時及時進行去除碳化層的作業(yè)，保證產(chǎn)品的電性能質(zhì)量。
【附圖說明】
[0008]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0009]圖1為現(xiàn)有的晶圓級封裝單體的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0010]圖2為本實用新型提供的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖3為本實用新型提供的半導(dǎo)體絕緣電阻監(jiān)控的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關(guān)實用新型，而非對該實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實用新型相關(guān)的部分。
[0013]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本申請。
[0014]參考圖2，一種半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，包括軸線豎直設(shè)置的真空旋轉(zhuǎn)吸盤11，真空旋轉(zhuǎn)吸盤的頂部具有真空吸附平面，用以放置待檢測晶圓21，晶圓21的表面設(shè)有再造鈍化層22，在真空旋轉(zhuǎn)吸盤的上方沿豎直方向滑動設(shè)置有電流測量裝置，用以根據(jù)施加電流測量裝置上的電壓以及電流測量裝置獲得的電流生成再造鈍化層表面的絕緣電阻的電阻值。
[0015]進一步地，電流測量裝置包括:一對探針141和測試主機142，探針141具有探頭144，用以接觸再造鈍化層22的表面;測試主機142，通過導(dǎo)線143連接探針141，用以控制測阻的進程以及顯示測量數(shù)據(jù)。在晶圓制作的過程中，對測試主機施加電壓，通過探針接觸晶圓表面的再造鈍化層測出電流，由電壓和電流得到再造鈍化層表面的絕緣電阻。
[0016]進一步地，電流測量裝置還包括:使探針沿豎直方向上下移動的運動導(dǎo)軌145，探針141固定于運動導(dǎo)軌145內(nèi)，且探頭142位于運動導(dǎo)軌145的下方。本實用新型中通過運動導(dǎo)軌可帶動探針上下運動，在測流時，運動導(dǎo)軌帶動探針向下運動以使探頭接觸再造鈍化層。
[0017]進一步地，本實用新型提供的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，還包括:光電對中裝置13，光電對中裝置13位于晶圓21的邊緣，用于檢測晶圓圓心是否位于真空旋轉(zhuǎn)吸盤的軸線上。
[0018]進一步地，光電對中裝置包括信號發(fā)射裝置131以及光電傳感器132;信號發(fā)射裝置131位于晶圓的上方，用以發(fā)出光信號；光電傳感器位于晶圓的下方。晶圓在真空旋轉(zhuǎn)吸盤的帶動作用下，進行旋轉(zhuǎn)，通過設(shè)置在晶圓的邊緣的光電對中裝置發(fā)出的光信號進行判斷晶圓的圓心是否位于真空旋轉(zhuǎn)吸盤的軸線上。
[0019]對于圖1所示的現(xiàn)有的晶圓級封裝單體，利用本實用新型提供的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置對晶圓表面絕緣電阻進行測量，判斷晶圓處理的過程中影響晶圓絕緣電阻偏低的工藝，提尚半導(dǎo)體的性能。
[0020]作為一種可選的實施方案，如圖3所示的半導(dǎo)體絕緣電阻監(jiān)控流程，包括步驟:
[0021 ] SlOl:提供待檢測晶圓，晶圓的表面設(shè)有再造鈍化層；
[0022]S102:測量再造鈍化層表面的漏電流以確定再造鈍化層表面的絕緣電阻的電阻值；
[0023]S103:判斷電阻值是否滿足合格條件；
[0024]S104:基于判斷的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的處理。
[0025]進一步地，在測量再造鈍化層表面的漏電流之前，對再造鈍化層的表面進行蝕刻處理以去除碳化層。
[0026]進一步地，測量再造鈍化層表面的漏電流包括:利用電流測量裝置在同一電壓下針對再造鈍化層實施多次電流測量。
[0027]進一步地，判斷電阻值是否滿足合格條件，包括:判斷電阻值是否大于預(yù)定閾值。
[0028]同一電壓下對再造鈍化層實施多次電流測量，可以根據(jù)漏電流對應(yīng)的電阻值與預(yù)定閾值進行比較，進而判斷每次去除碳化層處理后的再造鈍化層表面的絕緣電阻是否符合要求。
[0029]進一步地，基于判斷的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的處理，包括:若判斷結(jié)果為滿足合格條件，則執(zhí)行后續(xù)半導(dǎo)體制作工藝;若判斷結(jié)果為不滿足合格條件，且蝕刻處理達到預(yù)定次數(shù)，則報廢晶圓;若判斷結(jié)果為不滿足合格條件，且蝕刻處理未達到預(yù)定次數(shù)，則再次進行蝕刻處理以去除碳化層后，再次執(zhí)行測量。
[0030]作為一種優(yōu)選的實施方式，在首次執(zhí)行測量之前，對再造鈍化層執(zhí)行兩次蝕刻處理。
[0031]作為一種優(yōu)選的實施方式，預(yù)定次數(shù)優(yōu)選為三次。
[0032]對于圖1所示的現(xiàn)有的晶圓級封裝單體的封裝結(jié)構(gòu)，本申請中再造鈍化層包括第一再造鈍化層110和第二再造鈍化層310。可選的，分別針對第一再造鈍化層和第二再造鈍化層執(zhí)行漏電流的測量，其中，第二再造鈍化層310形成在第一再造鈍化層110之后，并且針對第一再造鈍化層110表面的漏電流的測量在第二再造鈍化層310形成之前。
[0033]如圖2所示，待檢測的晶圓21以及設(shè)置于其表面的再造鈍化層22，本實用新型中再造鈍化層22泛指圖1中涉及的第一再造鈍化層110和第二再造鈍化層310，但不局限于此。對第一再造鈍化層110和第二再造鈍化層310的絕緣電阻的測量方式可參照圖3所示的再造鈍化層22的測量方式。
[0034]進一步地，測量再造鈍化層22表面的漏電流時，晶圓21放置于真空旋轉(zhuǎn)吸盤頂部的真空吸附平面上，通過光電對中裝置13對晶圓進行對準(zhǔn)。
[0035]進一步地，光電對中裝置13包括信號發(fā)射裝置131以及光電傳感器132;信號發(fā)射裝置131位于晶圓的上方，用以發(fā)出光信號;光電傳感器132位于晶圓的下方，用以接收信號發(fā)射裝置發(fā)出的光信號。
[0036]對測試主機142施加電壓，通過運動導(dǎo)軌145帶動探針141向下運動至探頭144與再造鈍化層22的表面接觸，得到漏電流，進而確定再造鈍化層的絕緣電阻。
[0037]本申請中，對晶圓21的表面的再造鈍化層22進行蝕刻處理，然后放置于真空旋轉(zhuǎn)吸盤上，通過光電對中裝置對準(zhǔn)，接著對再造鈍化層的表面執(zhí)行漏電流的測量，以確定絕緣電阻的阻值。
[0038]本申請中的蝕刻處理優(yōu)選為離子干法蝕刻工藝，主要的利用氧氣、氮氣、四氟化碳等氣體實施干法蝕刻。
[0039]如圖3所示，在測量在鈍化層22表面的漏電流之前，對再造鈍化層22的表面進行蝕刻處理以去除碳化層。
[0040]同一電壓下對再造鈍化層實施多次電流測量，蝕刻處理的預(yù)定次數(shù)優(yōu)選為三次。其中，電壓定義為U，電壓U優(yōu)選為4.2V。
[0041 ]在首次測量漏電流之前，先進行兩次蝕刻處理，
[0042I電流測量得漏電流Ii，從而得與漏電流Ii對應(yīng)的Ri(=u/Ii)，將Rl與預(yù)定閾值進行比較，若Rl大于預(yù)定閾值，則R1滿足合格條件，執(zhí)行后續(xù)的半導(dǎo)體制作工藝;若Rl小于預(yù)定閾值，則進行第三次蝕刻處理，電流測量得漏電流1:’，從而得與漏電流I1’對應(yīng)的仏’(=U/h’)，將Ri’與預(yù)定閾值進行比較，若R1’大于預(yù)定閾值則Ri’滿足合格條件，執(zhí)行后續(xù)的半導(dǎo)體制作工藝，若Ri’小于預(yù)定閾值，則晶圓報廢。其中，預(yù)定閾值優(yōu)選為10ΜΩ。
[0043]本申請通過在形成半導(dǎo)體封裝的過程中，實時測量監(jiān)控半導(dǎo)體絕緣電阻的電阻值，在不影響制造周期和監(jiān)控成本的情況下實施監(jiān)控半導(dǎo)體絕緣電阻，判斷影響半導(dǎo)體晶圓絕緣電阻偏低的工藝，確保半導(dǎo)體的質(zhì)量。
[0044]以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的實用新型范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋在不脫離所述實用新型構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，包括軸線豎直設(shè)置的真空旋轉(zhuǎn)吸盤，所述真空旋轉(zhuǎn)吸盤的頂部具有真空吸附平面，用以放置待檢測晶圓，所述晶圓的表面設(shè)有再造鈍化層，其特征在于，在所述真空旋轉(zhuǎn)吸盤的上方沿豎直方向滑動設(shè)置有電流測量裝置，用以根據(jù)施加所述電流測量裝置上的電壓以及所述電流測量裝置獲得的電流生成所述再造鈍化層表面的絕緣電阻的電阻值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，其特征在于，所述電流測量裝置包括: 一對探針，所述探針具有探頭，用以接觸所述再造鈍化層的表面；以及 測試主機，通過導(dǎo)線連接所述探針，用以控制測阻的進程以及顯示測量數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，其特征在于，所述電流測量裝置還包括:使所述探針沿豎直方向上下移動的運動導(dǎo)軌，所述探針固定于所述運動導(dǎo)軌內(nèi)，且所述探頭位于所述運動導(dǎo)軌的下方。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，其特征在于，還包括:光電對中裝置，所述光電對中裝置位于所述晶圓的邊緣，用以檢測晶圓圓心是否位于所述真空旋轉(zhuǎn)吸盤的軸線上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體絕緣電阻測量裝置，其特征在于，所述光電對中裝置包括信號發(fā)射裝置以及光電傳感器;所述信號發(fā)射裝置位于所述晶圓的上方，用以發(fā)出光信號;所述光電傳感器位于所述晶圓的下方，用以接收所述信號發(fā)射裝置發(fā)出的光信號。
【文檔編號】G01R27/02GK205656237SQ201521128701
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年12月29日 公開號201521128701.X, CN 201521128701, CN 205656237 U, CN 205656237U, CN-U-205656237, CN201521128701, CN201521128701.X, CN205656237 U, CN205656237U
【發(fā)明人】施建根
【申請人】南通富士通微電子股份有限公司