沟槽底部颗粒的检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种沟槽底部颗粒的检测方法，包括：在沟槽形成后进行硅片减薄，减薄后的硅片厚度比沟槽深度至少厚10微米，然后，采用红外线干涉探测的方式，从硅片背面对沟槽底部进行成像，观察沟槽底部的颗粒状况。本发明具有速度快、效率高、检查范围广等优点。
【专利说明】沟槽底部颗粒的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体制造中的颗粒检测方法，特别是涉及一种沟槽底部颗粒的检测方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的发展，对沟槽的深度要求越来越高，如从10微米到200微米都有，但随着技术发展可能会有更深的要求。
[0003]目前，较多的沟槽深度大约为10到200微米，针对沟槽的底部颗粒，传统的扫描方法已不能发现这些沟槽底部颗粒，只能通过一个一个的切断面去了解沟槽底部颗粒分布状况，但这种方法检测速度慢、效率低，检查的范围小，不能反映出整面的颗粒状况。
[0004]因此，如何快速发现沟槽底部颗粒已经成为一个亟待解决的重要问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种沟槽底部颗粒的检测方法。通过该方法，可快速、有效地进行沟槽底部的颗粒状况检测。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的沟槽底部颗粒的检测方法，包括:在沟槽形成后进行硅片减薄，减薄后的硅片厚度比沟槽深度至少厚10微米，然后，采用红外线干涉探测的方式，从硅片背面对沟槽底部进行成像，观察沟槽底部的颗粒状况。
[0007]所述沟槽底部颗粒的检测方法，其具体步骤包括:
[0008]I)采用等离子硅刻蚀方法，在硅片表面形成沟槽；
[0009]2)在硅片正面贴附一层起保护作用的蓝膜；
[0010]3)采用硅片背面减薄的方式，将硅片减薄，其中，减薄后的硅片厚度比沟槽的深度至少厚10微米；
[0011]4)揭掉硅片正面的蓝膜；
[0012]5)将减薄后的硅片背面进行抛光处理；
[0013]6)采用红外激光透射的方法，从硅片的背面观察沟槽底部的颗粒状况。
[0014]所述步骤I)中，采用等离子硅刻蚀方法时，硅片表面通过涂覆光刻胶的方式形成掩膜板或以硬质掩膜板的形式进行刻蚀，以形成沟槽；其中，光刻胶的厚度为I?4微米；硬质掩膜板的材质包括:氧化膜、氮化膜或氮氧化膜，厚度为5000埃?4微米；沟槽的深度为10?700微米。
[0015]所述步骤2)中，蓝膜的厚度为100?200微米，蓝膜中的胶层厚度为20微米至100微米之间。
[0016]所述步骤3)中，减薄后的硅片厚度为在沟槽深度的基础上增加10?100微米，其中，当减薄后的硅片厚度大于或等于160微米时，采用常规的减薄方式进行减薄；当减薄后的硅片厚度小于160微米时，采用太古减薄的方式进行。
[0017]所述步骤4)的揭掉硅片正面的蓝膜中，当减薄后的硅片厚度大于或等于160微米时，采用常规的蓝膜揭除方式；当减薄后的硅片厚度小于160微米时，采用太古揭膜机进行揭膜。
[0018]所述步骤5)的抛光处理中，采用湿法药液抛光或机械化学研磨的方式进行抛光，其中，湿法药液抛光方式是通过含有5%氢氟酸、40%硝酸、10%硫酸、20%磷酸的混合药液作为硅刻蚀药液进行抛光；当减薄后的硅片厚度大于400微米时，采用机械化学研磨的方式替代湿法药液抛光。
[0019]所述步骤6)中，采用红外激光透射的方法，可通过所有含有红外透射的量测机台或检测机器进行。
[0020]本发明采用一种全新的方法，来观测深沟槽底部的颗粒状况。通过该方法，能以较快速度、较大的范围发现沟槽底部的颗粒分布状况，因此，本发明具有速度快、效率高、检查范围广等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0022]图1是沟槽形成后的示意图；
[0023]图2是贴完蓝膜后的硅片示意图；
[0024]图3是硅片减薄后的示意图；
[0025]图4是蓝膜揭除后的效果示意图；
[0026]图5是红外激光透射2倍的倍率下的照片，其机台型号为PHEM0S1000 ；
[0027]图6是红外激光透射后的沟槽底部照片，其机台型号为PHEM0S1000。
[0028]图中附图标记说明如下:
[0029]I为娃片，2为沟槽,3为颗粒,4为蓝膜。
【具体实施方式】
[0030]本发明的沟槽底部颗粒的检测方法，是通过在沟槽形成后进行硅片I减薄，减薄后的硅片I厚度比沟槽2深度至少厚10微米，然后，采用红外线干涉探测的方式，从硅片I背面对沟槽2底部进行成像，观察沟槽底部的颗粒3状况。
[0031]上述检测方法的具体步骤可如下:
[0032]I)采用等离子硅刻蚀方法，在硅片I表面形成深度为10?700微米的沟槽2 (如图1所示);
[0033]该步骤中，硅片表面通过涂覆光刻胶的方式形成掩膜板或以硬质掩膜板的形式进行刻蚀，以形成沟槽；其中，光刻胶的厚度为I?4微米；硬质掩膜板的材质可为氧化膜(如氧化硅膜)、氮化膜(如氮化硅膜)或氮氧化膜(如氮氧化硅膜)，厚度为5000埃?4微米。
[0034]2)在硅片I正面贴附一层起保护作用的蓝膜4 (如图2所示)，其中，蓝膜4的厚度为100?200微米，蓝膜4中的胶层厚度为20微米至100微米之间。
[0035]3)采用硅片I背面减薄的方式，将硅片I减薄(如图3所示)，其中，减薄后的硅片I厚度比沟槽2的深度至少厚10微米，如减薄后的硅片I厚度可为在沟槽2深度的基础上增加10?100微米；
[0036]其中，当减薄后的硅片I厚度大于或等于160微米时，采用常规的减薄方式进行减薄；当减薄后的硅片I厚度小于160微米时，采用太古减薄的方式进行。
[0037]4)揭掉硅片I正面的蓝膜4 (如图4所示)；其中，当减薄后的硅片I厚度大于或等于160微米时，采用常规的蓝膜4揭除方式，即将晶圆置于平整的揭膜台上使用胶带将表面蓝膜揭掉；当减薄后的硅片I厚度小于160微米时，采用太古揭膜机进行揭膜。
[0038]5)采用湿法药液抛光或机械化学研磨的方式，将减薄后的硅片I背面进行抛光处理；
[0039]其中，湿法药液抛光方式是通过含有5%氢氟酸、40%硝酸、10%硫酸、20%磷酸的混合药液作为硅刻蚀药液进行抛光；当减薄后的硅片I厚度大于400微米时，采用机械化学研磨的方式替代湿法药液抛光。
[0040]6)通过含有红外透射的量测机台或检测机器，以红外激光透射的方法，从硅片I的背面观察沟槽2底部的颗粒3状况。其中，红外激光透射较小倍率下的照片，如图5所示，形成清晰的沟槽图形分布图。而红外激光透射后的沟槽底部照片，如图6所示，形成沟槽底部清晰的图像，当有颗粒在沟槽底部的时候会在图6中的黑色线条上出现白色图像，进而发现颗粒。
[0041 ] 现以更加具体的实例对本发明进行说明。
[0042]实例I
[0043]本发明的沟槽底部颗粒的检测方法，其流程可如下:
[0044]I)在硅片I上，使用4微米厚度的光刻胶曝光形成沟槽2掩膜板。
[0045]2)使用等离子刻蚀的方法，形成深度为30微米的沟槽2 (深沟槽)。
[0046]3)用光刻胶灰化机台将表面光刻胶去除。
[0047]4)在硅片I正面贴附一层保护蓝膜4，其中，蓝膜4的厚度为165微米，蓝膜4中的胶层厚度20微米。
[0048]5 )采用太古减薄方式，将硅片I减薄至80微米厚度。
[0049]6)使用太古专用的揭膜机，将整面贴的蓝膜4揭除。
[0050]7)通过含有5% (体积百分百比)氢氟酸、40%硝酸、10%硫酸、20%磷酸的混合药液作为硅刻蚀药液，使用背面刻蚀机台将硅片I背面刻蚀掉5微米的硅损伤层，实现硅片I背面抛光。
[0051]8)通过含有红外透射的量测机台，以使用红外线透视的方法，进行沟槽2底部成像，观察沟槽2底部的颗粒3状况。
[0052]按照本发明的方法，对于沟槽底部的颗粒检测具有检测速度快、效率高、检查范围广等优势，且能反映出整面的颗粒状况。
【权利要求】
1.一种沟槽底部颗粒的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括:在沟槽形成后进行硅片减薄，减薄后的硅片厚度比沟槽深度至少厚10微米，然后，采用红外线干涉探测的方式，从硅片背面对沟槽底部进行成像，观察沟槽底部的颗粒状况。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述沟槽底部颗粒的检测方法，其步骤包括: 1)采用等离子硅刻蚀方法，在硅片表面形成沟槽； 2)在硅片正面贴附一层起保护作用的蓝膜； 3)采用硅片背面减薄的方式，将硅片减薄，其中，减薄后的硅片厚度比沟槽的深度至少厚10微米； 4)揭掉硅片正面的蓝膜； 5)将减薄后的硅片背面进行抛光处理； 6)采用红外激光透射的方法，从硅片的背面观察沟槽底部的颗粒状况。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤I)中，采用等离子硅刻蚀方法时，硅片表面通过涂覆光刻胶的方式形成掩膜板或以硬质掩膜板的形式进行刻蚀，以形成沟槽；其中，光刻胶的厚度为I?4微米；硬质掩膜板的材质包括:氧化膜、氮化膜或氮氧化膜，厚度为5000埃?4微米；沟槽的深度为10?700微米。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤2)中，蓝膜的厚度为100?200微米，蓝膜中的胶层厚度为20微米至100微米之间。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤3)中，减薄后的硅片厚度为在沟槽深度的基础上增加10?100微米，其中，当减薄后的硅片厚度大于或等于160微米时，采用常规的减薄方式进行减薄；当减薄后的硅片厚度小于160微米时，采用太古减薄的方式进行。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤4)的揭掉硅片正面的蓝膜中，当减薄后的硅片厚度大于或等于160微米时，采用常规的蓝膜揭除方式；当减薄后的硅片厚度小于160微米时，采用太古揭膜机进行揭膜。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤5)的抛光处理中，采用湿法药液抛光或机械化学研磨的方式进行抛光，其中，湿法药液抛光方式是通过含有5%氢氟酸、40%硝酸、10%硫酸、20%磷酸的混合药液作为硅刻蚀药液进行抛光；当减薄后的硅片厚度大于400微米时，采用机械化学研磨的方式替代湿法药液抛光。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述步骤6)中，采用红外激光透射的方法，是通过含有红外透射的量测机台或检测机器进行。
【文档编号】H01L21/66GK103824788SQ201210470081
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月19日 优先权日:2012年11月19日
【发明者】郁新举, 刘鹏, 芮志贤, 潘永吉 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司