CN104459420B - 一种tsv孔内介质层的电学性能检测方法 - Google Patents

一种tsv孔内介质层的电学性能检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种TSV孔内介质层的电学性能检测方法。包括：将沉积有介质层的TSV晶圆正向放置在真空环境中，晶圆上的TSV孔的开口朝上。在TSV孔内注入去离子水，并测量去离子水的流量；检测TSV孔内的液面高度，当去离子水注满TSV孔时，停止注入去离子水，记录去离子水的总流量。对晶圆进行干燥，除去TSV孔内的去离子水；将晶圆反向放置，TSV孔的开口朝下。在TSV孔内注入汞，并测量汞的流量，控制汞的总流量小于记录的去离子水的总流量；采用汞探针C‑V测试仪对TSV孔进行电学性能检测。本发明提供的TSV孔内介质层的电学性能检测方法，能够方便地对TSV孔进行电学性能检测。

Description

一种TSV孔内介质层的电学性能检测方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种TSV孔内介质层的电学性能检测方法。
背景技术
硅通孔技术(TSV，Through-Silicon-Via)是3D IC集成技术和3D硅集成技术的核心，TSV技术成为了当前微电子领域研究的热点。目前，有关TSV介质层的电学性能检测只能局限于孔周围平面薄膜，为了提高产品的性能，封装工艺中常常采用深宽比大的硅通孔，而目前薄膜的沉积工艺并不能百分之百的覆盖TSV孔，特别是孔内底角的覆盖率非常低。因此，只检测孔周围的介质层的电学性能并不能知晓TSV孔内介质层的电学性能。到目前为止，还没有一种有效的TSV孔内介质层的电学性能检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能对TSV孔内介质层的电学性能进行检测的TSV孔内介质层的电学性能检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种TSV孔内介质层的电学性能检测方法，包括：将沉积有介质层的TSV晶圆正向放置在真空环境中，所述晶圆上的TSV孔的开口朝上。在所述TSV孔内注入去离子水，并测量所述去离子水的流量；检测所述TSV孔内的液面高度，当所述去离子水注满所述TSV孔时，停止注入所述去离子水，记录所述去离子水的总流量。对所述晶圆进行干燥，除去所述TSV孔内的去离子水；将所述晶圆反向放置，所述TSV孔的开口朝下；在所述TSV孔内注入汞，并测量所述汞的流量，控制所述汞的总流量小于记录的所述去离子水的总流量。注汞完成后采用汞探针C-V测试仪对所述TSV孔进行电学性能检测。
进一步地，采用微流量计测量所述去离子水和所述汞的流量。
进一步地，采用光反射液面高度检测仪检测所述TSV孔内的液面高度。
进一步地，采用加热的方式对所述晶圆进行干燥，除去所述TSV孔内的去离子水。
本发明提供的TSV孔内介质层的电学性能检测方法，在TSV孔内注入一定量的汞，然后采用汞探针C-V测试仪对TSV孔进行电学性能检测。由于汞具有良好的导电性能，且具有易流动、内聚力强、粘度小等特点，适合TSV孔内填充且不会对孔造成污染。本发明提供的TSV孔内介质层的电学性能检测方法，利用等离子水测量TSV孔的容积，再向TSV孔内注入小于TSV孔容积的汞，可有效的防止汞的溢出，避免汞溢出对TSV晶圆造成污染，以及防止汞溢出对人体造成伤害。
附图说明
图1为本发明实施例提供的TSV孔内介质层的电学性能检测方法操作示意图；
图2为本发明实施例提供的TSV孔内介质层的电学性能检测方法又一操作示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明实施例提供了一种TSV孔内介质层的电学性能检测方法，包括：
步骤10、将沉积有介质层的TSV晶圆正向放置在真空环境中，晶圆上的TSV孔5的开口朝上。
步骤20、在TSV孔5内注入去离子水，并测量去离子水的流量；检测TSV孔5内的液面高度，当去离子水注满TSV孔5时，停止注入去离子水，记录去离子水的总流量V0。
参见图1，在注入去离子水前，构建一个去离子水注射装置，该装置包括：去离子水容器1、微泵2、第一微流量计3及若干导管4组成。去离子水容器1通过导管4与微泵2连接，微泵2通过导管4与第一微流量计3的入口连接，第一微流量计3的出口通过导管4连通至TSV孔5。在注入去离子水时，开启微泵2，微泵2抽取去离子水，去离子水通过微流量计注射到TSV孔5内。
参见图1，检测去离子水的液面高度采用光反射液面高度检测仪6，当去离子水注满时，光反射液面高度检测仪6接收的亮度会产生剧烈变化。
步骤30、采用加热的方式对晶圆进行干燥，除去TSV孔5内的去离子水。
步骤40、TSV孔5干燥完成后，将晶圆反向放置，TSV孔5的开口朝下。
步骤50、在TSV孔5内注入汞，并测量汞的流量，控制汞的总流量小于记录的去离子水的总流量V0。
参见图2，在注汞前，构建一个注汞装置，该装置由：汞探针C-V测试仪10、无尘钢管9、第二微流量计8及微探针7组成。汞探针C-V测试仪10通过无尘钢管9与微流量计的入口连接，探针与微流量计的出口连接。注汞时，将汞探针C-V测试仪10中的汞通过第二微流量计8注入到TSV孔5内，当第二微流量计8显示的流量接近但小于去离子水的总流量V0时，停止注汞。
步骤60、注汞完成后采用汞探针C-V测试仪10对TSV孔5进行电学性能检测。
参见图1和图2，本发明实施例提供的TSV孔5内介质层的电学性能检测方法，在TSV孔5内注入一定量的汞，然后采用汞探针C-V测试仪10对TSV孔5进行电学性能检测。由于汞具有良好的导电性能，且具有易流动、内聚力强、粘度小等特点，适合TSV孔5内填充且不会对孔造成污染。本发明实施例提供的TSV孔5内介质层的电学性能检测方法，利用等离子水测量TSV孔5的容积，再向TSV孔5内注入小于TSV孔5容积的汞，可有效的防止汞的溢出，避免汞溢出对TSV晶圆造成污染，以及防止汞溢出对人体造成伤害。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种TSV孔内介质层的电学性能检测方法，其特征在于，包括：
将沉积有介质层的TSV晶圆正向放置在真空环境中，所述晶圆上的TSV孔的开口朝上；
在所述TSV孔内注入去离子水，并测量所述去离子水的流量；检测所述TSV孔内的液面高度，当所述去离子水注满所述TSV孔时，停止注入所述去离子水，记录所述去离子水的总流量；
对所述晶圆进行干燥，除去所述TSV孔内的去离子水；
将所述晶圆反向放置，所述TSV孔的开口朝下；
在所述TSV孔内注入汞，并测量所述汞的流量，控制所述汞的总流量小于记录的所述去离子水的总流量；
注汞完成后采用汞探针C-V测试仪对所述TSV孔进行电学性能检测。
2.根据权利要求1所述的TSV孔内介质层的电学性能检测方法，其特征在于，采用微流量计测量所述去离子水和所述汞的流量。
3.根据权利要求1或2所述的TSV孔内介质层的电学性能检测方法，其特征在于，采用光反射液面高度检测仪检测所述TSV孔内的液面高度。
4.根据权利要求3所述的TSV孔内介质层的电学性能检测方法，其特征在于，采用加热的方式对所述晶圆进行干燥，除去所述TSV孔内的去离子水。
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