CN104655006A - 晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法，包括：提供晶圆；在晶圆正面形成绝缘层；在绝缘层上表面形成检测标记，检测标记与绝缘层之间具有色差；在绝缘层上形成器件图形，器件图形的下表面边界和检测标记在垂直于晶圆正面方向上具有第一对准位置；在晶圆的背面形成背孔；使用光学显微镜通过背孔开口观察，得到背孔底部边界和检测标记在垂直于晶圆正面方向上的第二对准位置，当第二、第一对准位置相同，判定器件图形和背孔对准，当第二、第一对准位置不相同，判定器件图形和背孔未对准。使用本技术方案不需要红外光照射，使用光学显微镜直观观察，就可实现晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测目的，且操作简单，易实现。

Description

晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法。

背景技术

微机电系统（MEMS）是一种集成了微电子电路和微机械制动器的微小器件，可以利用传感器接收外部信息，将转换出来的信号经电路处理放大，再由致动器变为机械操作，去执行信息命令。可以说，微机电系统是一种获取、处理信息和执行机械操作的集成器件。

以MEMS压力传感器为例，通过感应膜接收外部的压力，然后再转换成电信号，测量出具体的压力信息。压力传感器分为电阻式压力传感器、电容式压力传感器。

现有的电阻式压力传感器的形成方法包括：

参照图1，提供晶圆1，晶圆1包括正面S1和背面S2，在晶圆1的正面S1形成氧化硅层2，在正面S1形成有第一对准标记7，第一对准标记7在后续定义压力传感器的形变部位置的光刻过程中起到对准作用；

参照图2，在氧化硅层2上形成多晶硅层3，在多晶硅层3中形成有P+掺杂，在多晶硅层3上形成压阻元件4，其中多晶硅层3作为压力感应膜，压阻元件4之间的多晶硅层为形变部6，压阻元件4与多晶硅层3上的互连线（未示出）电连接，当外界压力作用在形变部6上，形变部6发生形变，形变部6的电阻率变化，引起电阻变化，压阻元件4接收电信号，电信号通过互连线传递至相应的控制电路，控制电路将电信号转化为压力值；

参照图3，在晶圆1的背向多晶硅层3的背面S2形成第二对准标记8，第二对准标记8在后续定义背孔位置的光刻过程中起到对准作用；

参照图4，使用光刻、刻蚀工艺在晶圆1的背面S2形成背孔5，露出氧化硅层2，背孔5的底部边界轮廓和与氧化硅层2接触的形变部6下表面边界轮廓基本相同。第一对准标记7间接标记形变部6的位置，第二对准标记8间接标记背孔5的位置，确保背孔5与形变部6在垂直于晶圆1正面方向对准，使得形变部6受压力朝向背孔5发生形变。

除了电阻式压力传感器，电容式压力传感器或声音传感器等需要在晶圆背面形成背孔，背孔与晶圆正面的器件图形对准的器件，均需要进行晶圆正面的器件图形与背面的背孔进行对准检测。

在现有技术中，参照图4，晶圆正面的形变部与背面的背孔进行对准检测，通常使用红外光穿透成像方法，使用红外光在垂直于晶圆背面S2方向照射背面S2，形变部6和背孔5成像在同一屏幕上，进而根据形变部6的成像和背孔5的成像之间的位置关系确定形变部6和背孔5是否对准。但是，由于在晶圆1的正面S1形成有金属互连线或其他金属器件，红外光线对金属的穿透力很弱，会阻挡形变部6和背孔5成像，就很难检测到两者在垂直于晶圆正面方向上是否对准。

发明内容

本发明解决的问题是，使用红外光穿透成像方法很难检测到晶圆正面的器件图形和背面的背孔在垂直于晶圆正面方向上是否对准。

为解决上述问题，本发明提供一种晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法，该检测方法包括：

提供晶圆，所述晶圆具有正面和背面；

在所述晶圆的正面形成绝缘层；

在所述绝缘层上表面形成检测标记，所述检测标记与绝缘层之间具有色差；

在所述绝缘层上形成器件图形，所述器件图形与绝缘层接触的下表面边界和所述检测标记在垂直于晶圆正面方向上具有第一对准位置；

在所述晶圆的背面形成背孔，所述背孔露出绝缘层；

使用光学显微镜通过背孔开口观察，得到所述背孔底部边界和所述检测标记在垂直于晶圆正面方向上的第二对准位置，当所述第二对准位置和所述第一对准位置相同，则判定器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上对准，当所述第二对准位置和所述第一对准位置不相同，则判定器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上未对准。

可选地，所述检测标记的形状和器件图形下表面的部分边界线或全部边界线形状相同，所述第一对准位置为器件图形下表面边界和相邻的检测标记之间的第一对准距离，所述第二对准位置为背孔和相邻的检测标记在平行于绝缘层上表面的同一平面上的投影之间的第二对准距离；

所述第二对准位置和所述第一对准位置相同是指，所述第二对准距离和第一对准距离相等；所述第二对准位置和所述第一对准位置不相同是指，所述第二对准距离和第一对准距离不相等。

可选地，所述第一对准距离为0。

可选地，所述检测标记关于器件图形下表面的中心呈对称分布。

可选地，所述检测标记包括呈十字相对的两组刻度线，分别为第一组刻度线和第二组刻度线；

所述第一组刻度线包括十字的一条直线上的多条相互隔开的第一刻度线，所述第二组刻度线包括十字的另一条直线上的多条相互隔开的第二刻度线；

所述十字的交点位于器件图形下表面的边界范围内，所述器件图形下表面边界在所述第一组刻度线上具有两个第一交点，在所述第二组刻度线上具有两个第二交点，所述第一对准位置为第一交点到十字的交点的第一距离和第二交点到十字的交点的第二距离；

所述背孔底部边界在所述第一组刻度线上具有两个第三交点，在所述第二组刻度线上具有两个第四交点，所述第二对准位置为第三交点到十字的交点的第三距离和第四交点到十字的交点的第四距离；

将所述第一距离和第三距离进行比较，将所述第二距离和第四距离进行比较：

当所述第一距离和第三距离相同，且所述第二距离和第四距离相同，判定所述第二对准位置和第一对准位置相同；

当所述第一距离和第三距离不相同，且所述第二距离和第四距离相同，或者所述第一距离和第三距离相同，且所述第二距离和第四距离不相同，或者所述第一距离和第三距离不相同，且所述第二距离和第四距离不相同，则判定所述第二对准位置和第一对准位置不相同。

可选地，所述第一组刻度线关于十字的交点对称分布。

可选地，所述第二组刻度线关于十字的交点对称分布。

可选地，相邻两第一刻度线之间的距离相等。

可选地，相邻两第二刻度线之间的距离相等。

可选地，所述检测标记还包括十字交叉的第一坐标轴和第二坐标轴，所述第一坐标轴和第二坐标轴相交的交点位于器件图形的下表面内，作为原心；

在所述第一坐标轴上具有等间距分布的多条第一刻度线，在所述第二坐标轴上具有等间距分布的多条第二刻度线；

所述器件图形下表面边界与所述第一坐标轴具有两第一交点，与所述第二坐标轴具有两第二交点，第一对准位置为第一交点的坐标和第二交点的坐标；

所述背孔底部边界与所述第一坐标轴具有两第三交点，与所述第二坐标轴具有两第四交点，所述第二对准位置为第三交点的坐标和第四交点的坐标；

将所述第一交点的坐标和第三交点的坐标进行比较，将所述第二交点的坐标和第四交点的坐标进行比较：

当所述第一交点的坐标和第三交点的坐标相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标相同，判定所述第一对准位置和第二对准位置相同；

当所述第一交点的坐标和第三交点的坐标不相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标相同，或者所述第一交点的坐标和第三交点的坐标相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标不相同，或者所述第一交点的坐标和第三交点的坐标不相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标不相同，判定所述第一对准位置和第二对准位置不相同。

可选地，相邻两第一刻度线之间、相邻两第二刻度线之间的距离范围为大于等于0.5μm。

可选地，相邻两第一刻度线之间、相邻两第二刻度线之间的距离范围为0.5～1μm。

可选地，在所述绝缘层上表面形成检测标记的方法包括：

在所述绝缘层中形成开口，所述开口定义检测标记的位置；

在所述开口中形成填充层，所述填充层作为检测标记。

可选地，所述绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。

可选地，所述器件图形为电阻式压力传感器的形变部。

可选地，所述器件图形为电容式压力传感器的上极板；

在所述晶圆背面形成背孔后，在所述晶圆的背面形成下极板，所述下极板与上极板之间的背孔作为空腔。

可选地，所述器件图形为声音传感器的振动膜。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在形成器件图形之前，在绝缘层上形成检测标记，该检测标记与器件图形下表面边界在垂直于晶圆正面方向上具有第一对准位置，也就是，器件图形的位置用检测标记的第一对准位置定位。以此为前提，在形成背孔后，使用光学显微镜通过背孔开口观察，得到背孔底部边界与检测标记之间的第二对准位置，也就是背孔的位置用检测标记的第二对准位置来定位。如果第一对准位置和第二对准位置相同，判定器件图形与背孔在垂直于晶圆正面方向上对准；如果第一对准位置和第二对准位置不相同，判定器件图形与背孔在垂直于晶圆正面方向上未对准。使用本技术方案，不需要红外光照射，使用光学显微镜通过通孔开口进行直观观察，就可实现晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测目的，且操作简单，易实现。而且，即使晶圆的正面形成有金属互连线或其他金属器件，使用本技术方案，也能够实现对准检测。

进一步，检测标记包括呈十字相对的两组刻度线，分别为第一组刻度线和第二组刻度线；器件图形下表面边界在所述第一组刻度线上具有两个第一交点，在所述第二组刻度线上具有两个第二交点，所述第一对准位置为第一交点到十字的交点的第一距离和第二交点到十字的交点的第二距离；背孔底部边界在所述第一组刻度线上具有两个第三交点，在所述第二组刻度线上具有两个第四交点，所述第二对准位置为第三交点到十字的交点的第三距离和第四交点到十字的交点的第四距离。后续将第一距离和第三距离、将第二距离和第四距离进行比较，实现判定第一对准位置和第二对准位置是否相同的目的。使用本技术方案，可量化第一对准位置和第二对准位置，进而使器件图形和背孔的对准精度也可通过第一距离和第三距离之差，第二距离和第四距离之差来量化。

使用本技术方案，实现器件图形与背孔对准精度的量化，之后可根据量化的对准精度判断该产品是否合格。若该对准精度在可允许的范围内，则判定该产品合格。若该对准精度超过可允许范围，则判定该产品不合格，作出抛弃或修复。而且，还可以根据量化的对准精度改善工艺、调整设备运行，以实现技术进步。

附图说明

图1～图4是现有技术的电阻式压力传感器在形成过程中的剖面结构示意图；

图5～图12是本发明第一实施例的晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准检测过程中的示意图；

图13～图17是本发明第二实施例的晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准检测过程中的示意图；

图18～图19是本发明第三实施例的晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准检测过程中的俯视示意图。

具体实施方式

针对现有技术存在的问题，本技术方案提出一种新的晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法。使用该检测方法，在形成器件图形之前，在晶圆正面的绝缘层上表面形成检测标记，该检测标记与绝缘层之间具有色差。在绝缘层上形成器件图形后，器件图形下表面边界与检测标记在垂直于晶圆正面方向上具有第一对准位置。之后，在形成背孔后，使用光学显微镜通过背孔开口观察，得到背孔底部边界与检测标记在垂直于晶圆正面方向上的第二对准位置。最后，通过比较第一对准位置和第二对准位置来判断器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上是否对准。当所述第二对准位置和所述第一对准位置相同，则判定器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上对准，当所述第二对准位置和所述第一对准位置不相同，则判定器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上未对准。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

参照图5，提供晶圆100，所述晶圆具有正面S1和背面S2，正面S1和背面S2相互平行。

在具体实施例中，可在晶圆100的正面S1形成对准标记（图中未示出），对准标记在后续定义器件图形位置的光刻过程中，起到对准作用。

在具体实施例中，晶圆100可以是硅晶圆、锗晶圆或者绝缘体上硅晶圆等；或者晶圆100的材料还可以包括其它的材料，例如砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物。本领域的技术人员可以根据需要选择晶圆，因此晶圆的类型不应限制本发明的保护范围。

参照图6，在晶圆100的正面S1形成绝缘层101，所述绝缘层101起到绝缘隔离作用。

在具体实施例中，绝缘层101的材料可以是氧化硅或氮化硅。

在本实施例中，晶圆100为硅晶圆，绝缘层101的材料为氧化硅，可使用化学气相沉积或热氧化生长形成绝缘层101。

参照图7、图8，图8为对应图7的俯视图，图7为对应图8的AA方向的剖面结构示意图，在绝缘层101的上表面形成检测标记102，检测标记102与绝缘层101之间具有色差，在后续通过光学显微镜通过背孔开口观察时，能清楚区分检测标记和绝缘层；

参照图9，在绝缘层101上形成器件图形103，与绝缘层101接触的器件图形103下表面边界和检测标记102在垂直于晶圆100正面S1方向（即XX方向）上具有第一对准位置。也就是，器件图形103和检测标记102之间的第一对准位置是预先定义好的，并根据预先定义第一对准位置形成器件图形103，器件图形103的位置用检测标记102的第一对准位置来进行确定。

在本实施例中，检测标记102的形状和器件图形103下表面的部分边界线或全部边界线形状相同。例如，当器件图形103的下表面边界轮廓为圆，则检测标记102可以是多个圆弧或圆合；当器件图形103的下表面边界轮廓为方形，检测标记102可以是多条线段或方形。第一对准位置为器件图形103下表面边界和相邻的检测标记102之间的第一对准距离。检测标记102的形状和器件图形103下表面的部分边界线或全部边界线形状相同，可以更方便测量检测标记102和相邻的器件图形103下表面边界之间的第一对准距离，以便精确定位器件图形103的位置。

在本实施例中，第一对准距离可以是0，即检测标记102和器件图形103的下表面边界是重合的。或者，在其他实施例中，第一对准距离大于0，检测标记102位于器件图形103的下表面内，在后续观察背孔底部边界和检测标记之间的位置关系时，确保部分或全部检测标记在背孔范围内。

在本实施例中，检测标记102关于器件图形103下表面的中心呈对称分布。例如，可以在穿过器件图形103下表面中心的两条相互垂直的直线上分别设置两轮廓线对，每个轮廓线对关于器件图形103下表面中心对称，且每个轮廓线对的两条轮廓线到器件图形103下表面中心的距离相等。与非对称分布相比，检测标记102呈对称分布设置，可以更精确定位器件图形的位置。在后续定位背孔位置时，通过多个呈对称分布的轮廓线也能更准确定位背孔底部边界。

在具体实施例中，在绝缘层101上表面形成检测标记102的方法包括：

在绝缘层101上形成开口，开口定义检测标记的位置，在本实施例中，开口未暴露基底，在其他实施例中，开口也可暴露基底；

在所述开口中形成填充层，填充层上表面与绝缘层101上表面基本持平，所述填充层作为检测标记102，填充层的材料与绝缘层材料层之间具有色差。检测标记102与绝缘层101之间存在色差，光学显微镜才能在绝缘层中区分检测标记102，清楚识别检测标记102。填充层的材料可以是透明材料或非透明材料。

除了在开口中形成填充层外，填充层还可以覆盖绝缘层101，填充层上表面与绝缘层101的上表面基本持平，便于后续器件图形形成。

在具体实施例中，在绝缘层101中形成开口的方法包括：

在绝缘层101上形成图形化的掩模层，图形化的掩模层定义开口的位置；

以所述图形化的掩模层为掩模，刻蚀绝缘层形成开口，在本实施例中，为刻蚀部分厚度的绝缘层形成开口，在其他实施例中，也可刻蚀全部厚度的绝缘层；

去除图形化的掩模层。

在具体实施例中，器件图形可以是电阻式压力传感器的形变部。器件图形还可以是电容式压力传感器的上极板，上极板为压力感应部。形成器件图形的方法为光刻、刻蚀工艺。

在其他实施例中，器件图形还可以是声音传感器的振动膜。在所述绝缘层上形成器件图形后，在所述振动膜上形成固定极板；在所述固定极板和振动膜之间形成空腔。其中，在固定极板中形成有多个相互隔开的声压孔，声压孔与空腔连通，振动膜和固定极板分别与控制电路电连接。

参照图10，在晶圆100的背面S2形成背孔104，背孔104露出绝缘层101。

在具体实施例中，在晶圆100的背面S2形成背孔104的方法包括：

当在绝缘层101上形成器件图形103后，将晶圆100翻转，晶圆100的背面S2朝上；

翻转后，对晶圆100的背面S2进行减薄处理，较薄的晶圆更容易划成小芯片并改善散热，它有益于在薄ULSI装配中减少热应力，更薄的芯片也减小最终集成电路管壳的外形尺寸和重量；

在减薄处理后的晶圆100的背面S2上形成图形化的掩模层，图形化的掩模层定义背孔的位置；

以所述图形化的掩模层为掩模，刻蚀晶圆100至绝缘层101露出；

去除图形化的掩模层。

在具体实施例中，背孔104底部边界的轮廓与器件图形103下表面的轮廓基本相同。

继续参照图10，使用光学显微镜通过背孔104开口观察，得到背孔104底部边界和检测标记102在XX方向上的第二对准位置，当第二对准位置和第一对准位置相同，则判定器件图形103和背孔104在XX方向上对准，当第二对准位置和第一对准位置不相同，则判定器件图形103和背孔在XX方向上未对准。

需要说明的是，即使检测标记没有贯通绝缘层的全部厚度，由于绝缘层本身的厚度很小，晶圆、绝缘层和检测标记之间存在色差，在使用光学显微镜观察时，可区分背孔底部边界与检测标记。

在本实施例中，第一对准位置为器件图形103下表面边界和相邻的检测标记102之间的第一对准距离，第二对准位置为背孔102底部边界和相邻的检测标记102之间的第二对准距离。相应地，第二对准位置和第一对准位置相同是指，所述第二对准距离和第一对准距离相等；第二对准位置和第一对准位置不相同是指，所述第二对准距离和第一对准距离不相等。

在本实施例中，参照图9，第一对准距离为0，器件图形103下表面边界与检测标记102重合。在具体实施例中，参照图11，当观察到背孔104底部边界与检测标记102重合，即第二对准距离为0，判定器件图形与背孔104在垂直于晶圆正面方向上对准；

参照图12，当观察到背孔104底部边界与检测标记102之间的第二对准距离不为0，也就是背孔104底部边界与检测标记102之间具有一定位移，判定器件图形与背孔104在垂直于晶圆的正面方向上未对准，器件图形与背孔在平行于晶圆正面方向上具有相对位移。

在具体实施例中，当第一对准距离不等于第二对准距离，第二对准距离和第一对准距离之间的偏差可用于表征背孔与器件图形之间的相对位移，实现晶圆正面的器件图形和背面的背孔之间对准精度的量化。

需要说明的是，在图11、图12中，背孔的边界轮廓为圆。在其他实施例中，若器件图形下表面边界轮廓为方形背孔的边界轮廓也为方形，这时的检测标记可设计为线段。也就是检测标记、背孔的边界轮廓可根据器件图形下表面边界轮廓调整一致。

使用本实施例的技术方案，无需使用红外光成像技术，即可实现晶圆正面的器件图形和背面的背孔的对准检测，整个操作过程简单。而且，当晶圆正面的器件图形的材料为金属、或者器件图形中形成有金属互连线或气体金属器件，使用本技术方案也可实现对准检测。

在具体实施例中，器件图形可以是电阻式压力传感器的形变部。在形成背孔前，在形变部的两侧形成压阻元件。

器件图形还可以是电容式压力传感器的上极板，上极板为压力感应部；在晶圆背面形成背孔后，在晶圆的背面形成下极板，下极板与上极板之间的背孔作为空腔。上极板、空腔和下极板构成一个电容器，上极板和下极板分别通过互连结构与晶圆中的控制电路电连接。当上极板受压力变形，上极板与下极板之间的间距变化，电容变化，压力信号转化成电信号，电信号传递至控制电路，控制电路将电信号再转化为压力值。

在其他实施例中，器件图形还可以是声音传感器的振动膜，，在上形成有多个相互隔开的声压孔，声压孔与空腔连通，振动膜与分别与控制电路电连接。当外部声音通过声压孔在振动膜与固定电极板之间的空腔扩散时，振动膜振动，振动膜与之间的间距变化，振动膜与之间的电容变化，声音振动被转化成电信号输出。

第二实施例

在本实施例中，参照图13、图14，图14为对应图13的俯视图，图13为对应图14的BB方向的剖面结构示意图，检测标记302包括呈十字相对的两组刻度线，分别为第一组刻度线311和第二组刻度线312。第一组刻度线311包括十字的一条直线上的多条相互隔开的第一刻度线321，第二组刻度线312包括十字的另一条直线上的多条相互隔开的第二刻度线322；

所述十字的交点定义至器件图形下表面的边界范围内，器件图形下表面边界在第一组刻度线311上具有两个第一交点，在第二组刻度线312上具有两个第二交点，则预定义第一对准位置为第一交点分别到十字的交点的第一距离和第二交点分别到十字的交点的第二距离。

在具体实施例中，设置第一组刻度线311关于十字的交点对称分布，和/或第二组刻度线312关于十字的交点对称分布。在其他实施例中，第一组刻度线311也可关于十字的交点为非对称分布，第二组刻度线312也关于十字的交点为非对称分布。

在具体实施例中，设置相邻两第一刻度线321之间的距离相等，这样，在确定了一条第一刻度线321到十字的交点的距离，就可很方便地推算确定其他第一刻度线321到十字的交点的距离，而且，后续也能很方便读取背孔底部边界落在第一组刻度线上的两第三交点分别到十字的交点的第三距离。

相应地，设置相邻两第二刻度线322之间的距离相等，这样，在确定了一条第二刻度线322到十字的交点的距离，就可很方便地推算确定其他第二刻度线322分别到十字的交点的距离，而且，后续也能很方便读取背孔底部边界落在第二组刻度线312上的两第四交点分别到十字的交点的第四距离。

在具体实施例中，设置相邻两第一刻度线321之间、相邻两第二刻度线322之间的距离最低可为0.5μm。也就是，使用本技术方案，器件图形303与背孔之间的相对位移最低可精确到0.5μm，这相比于现有技术来说，提升了检测精度。在本实施例中，相邻两第一刻度线321之间、相邻两第二刻度线322之间的距离范围为0.5～1μm，大大提升监测精度。

在具体实施例中，十字的交点可以与器件图形303下表面边界的中心点重合，也可不重合。

在具体实施例中，设置第一刻度线321的形状、第二刻度线322的形状与待形成的器件图形的下表面部分边界线的形状相同，也与背孔底部部分边界线的形状相同。

参照图15，按照预定义的器件图形与检测标记的第一对准位置，在绝缘层301上形成器件图形303，器件图形303下表面边界和第一组刻度线具有两第一交点，和第二组刻度线具有第二交点。

参照图16，在晶圆300背面S2形成背孔304，露出绝缘层301。

之后，结合参照图17，使用光学显微镜通过背孔304开口观察背孔304底部边界和第一组刻度线311的两第三交点，背孔304底部边界和第二组刻度线312的两第四交点，背孔304和检测标记的第二对准位置为两第三交点分别到十字的交点的第三距离和两第四交点分别到十字的交点的第四距离。

将所述第一距离和第三距离进行比较，将所述第二距离和第四距离进行比较：

当第一距离和第三距离均相同，且所述第二距离和第四距离均相同，判定第一对准位置和第二对准位置相同，器件图形303和背孔304在垂直于晶圆正面方向上对准；

当第一距离和第三距离不相同，且所述第二距离和第四距离相同，或者所述第一距离和第三距离相同，且所述第二距离和第四距离不相同，或者所述第一距离和第三距离不相同，且所述第二距离和第四距离不相同，则判定所述第二对准位置和第一对准位置不相同，器件图形303和背孔304在垂直于晶圆正面方向上未对准，器件图形303和背孔304在平行于晶圆正面方向上发生相对位移。

在具体实施例中，器件图形303和背孔304在平行于晶圆正面方向上的相对位移可表示为：第一距离与第三距离之差，和第二距离与第四距离之差。

背孔304与器件图形303之间的相对位移可定义为对准精度，这样，背孔304与器件图形303在垂直于晶圆正面方向上的对准精度可以量化，之后可根据量化的对准精度判断该产品是否合格。若该对准精度在可允许的范围内，则判定该产品合格。若该对准精度超过可允许范围，则判定该产品不合格，作出抛弃或修复。而且，还可以根据量化的对准精度改善工艺、调整设备运行，以实现技术进步。

除与第一实施例的区别之处外，其它未详细说明的内容或可替换方案可参考第一实施例，在本实施例中不再赘述。

第三实施例

参照图18，图18为俯视图，在绝缘层501上形成检测标记502。所述检测标记502包括十字交叉的第一坐标轴511和第二坐标轴512，所述第一坐标轴511和第二坐标轴512相交的交点，定义到待形成的器件图形的下表面内；

在第一坐标轴511上设置有多条等间距分布的第一刻度线521，在第二坐标轴512上设置有多条等间距分布的第二刻度线522。预定义第一对准位置为后续器件图形下表面边界与第一坐标轴511的两第一交点的第一坐标，和器件图形下表面边界与第二坐标轴512的两第二交点的第二坐标。

之后，根据预定义的第一对准位置在绝缘层上形成器件图形，器件图形的位置用第一对准位置来表示。

参照图19，在绝缘层上形成器件图形后，在晶圆背面形成背孔504。使用光学显微镜通过背孔504开口观察，第二对准位置为背孔504的底部边界与第一坐标轴511的两第三交点的第三坐标，和背孔504的底部边界与第二坐标轴512的两第四交点的第四坐标。

将第一坐标和第三坐标进行比较，将第二坐标和第四坐标进行比较：

若第一坐标和第三坐标相等，且第三坐标和第四坐标相等，判定第一对准位置和第二对准位置相同，器件图形与背孔在垂直于晶圆正面方向上对准；

若第一坐标和第三坐标相等，且第二坐标和第四坐标不相等，或者第一坐标和第三坐标不相等，且第三坐标和第四坐标相等，或者第一坐标和第三坐标不相等，且第三坐标和第四坐标不相等，判定第一对准位置和第二对准位置相同，器件图形与背孔在垂直于晶圆正面方向上未对准。

在具体实施例中，相邻两第一刻度线521之间的距离、相邻两第二刻度线522之间的距离可参考第二实施例中相邻两第一刻度线之间的距离、相邻两第二刻度线之间的距离介绍。

使用本技术方案，可以直观、方便读取第三坐标和第四坐标，再分别与第一坐标和第二坐标进行比较，更快捷实现器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上是否对准的检测目的。而且，使用坐标系，可更准确量化背孔的位置，精确定位器件图形和背孔的对准精度。

另外，如果第一坐标和第三坐标不相等，判定背孔和器件图形在第一坐标轴方向上发生相对位移，该相对位移为第一坐标与第三坐标的差值；

如果第二坐标和第四坐标不相等，判定背孔和器件图形在第二坐标轴方向上发生相对位移，该相对位移为第二坐标与第四坐标的差值；

如果第一坐标和第三坐标不相等，且第二坐标和第四坐标不相等，判定背孔和器件图形在第一坐标轴方向和第二坐标轴方向均发生相对位移，该相对位移可用第一坐标与第三坐标的差值，第二坐标与第四坐标的差值来表示。

除与第二实施例的区别之处外，其它未详细说明的内容或可替换方案可参考第二实施例，在本实施例中不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种晶圆正面的器件图形与背面的背孔对准的检测方法，其特征在于，包括：

提供晶圆，所述晶圆具有正面和背面；

在所述晶圆的正面形成绝缘层；

在所述绝缘层上表面形成检测标记，所述检测标记与绝缘层之间具有色差；

在所述绝缘层上形成器件图形，所述器件图形与绝缘层接触的下表面边界和所述检测标记在垂直于晶圆正面方向上具有第一对准位置；

在所述晶圆的背面形成背孔，所述背孔露出绝缘层；

使用光学显微镜通过背孔开口观察，得到所述背孔底部边界和所述检测标记在垂直于晶圆正面方向上的第二对准位置，当所述第二对准位置和所述第一对准位置相同，则判定器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上对准，当所述第二对准位置和所述第一对准位置不相同，则判定器件图形和背孔在垂直于晶圆正面方向上未对准。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测标记的形状和器件图形下表面的部分边界线或全部边界线形状相同，所述第一对准位置为器件图形下表面边界和相邻的检测标记之间的第一对准距离，所述第二对准位置为背孔和相邻的检测标记在平行于绝缘层上表面的同一平面上的投影之间的第二对准距离；

所述第二对准位置和所述第一对准位置相同是指，所述第二对准距离和第一对准距离相等；所述第二对准位置和所述第一对准位置不相同是指，所述第二对准距离和第一对准距离不相等。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述第一对准距离为0。

4.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述检测标记关于器件图形下表面的中心呈对称分布。

5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测标记包括呈十字相对的两组刻度线，分别为第一组刻度线和第二组刻度线；

所述第一组刻度线包括十字的一条直线上的多条相互隔开的第一刻度线，所述第二组刻度线包括十字的另一条直线上的多条相互隔开的第二刻度线；

所述十字的交点位于器件图形下表面的边界范围内，所述器件图形下表面边界在所述第一组刻度线上具有两个第一交点，在所述第二组刻度线上具有两个第二交点，所述第一对准位置为第一交点到十字的交点的第一距离和第二交点到十字的交点的第二距离；

所述背孔底部边界在所述第一组刻度线上具有两个第三交点，在所述第二组刻度线上具有两个第四交点，所述第二对准位置为第三交点到十字的交点的第三距离和第四交点到十字的交点的第四距离；

将所述第一距离和第三距离进行比较，将所述第二距离和第四距离进行比较：

当所述第一距离和第三距离相同，且所述第二距离和第四距离相同，判定所述第二对准位置和第一对准位置相同；

当所述第一距离和第三距离不相同，且所述第二距离和第四距离相同，或者所述第一距离和第三距离相同，且所述第二距离和第四距离不相同，或者所述第一距离和第三距离不相同，且所述第二距离和第四距离不相同，则判定所述第二对准位置和第一对准位置不相同。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述第一组刻度线关于十字的交点对称分布。

7.如权利要求5或6所述的检测方法，其特征在于，所述第二组刻度线关于十字的交点对称分布。

8.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，相邻两第一刻度线之间的距离相等。

9.如权利要求5或8所述的检测方法，其特征在于，相邻两第二刻度线之间的距离相等。

10.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测标记还包括十字交叉的第一坐标轴和第二坐标轴，所述第一坐标轴和第二坐标轴相交的交点位于器件图形的下表面内，作为原心；

在所述第一坐标轴上具有等间距分布的多条第一刻度线，在所述第二坐标轴上具有等间距分布的多条第二刻度线；

所述器件图形下表面边界与所述第一坐标轴具有两第一交点，与所述第二坐标轴具有两第二交点，第一对准位置为第一交点的坐标和第二交点的坐标；

所述背孔底部边界与所述第一坐标轴具有两第三交点，与所述第二坐标轴具有两第四交点，所述第二对准位置为第三交点的坐标和第四交点的坐标；

将所述第一交点的坐标和第三交点的坐标进行比较，将所述第二交点的坐标和第四交点的坐标进行比较：

当所述第一交点的坐标和第三交点的坐标相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标相同，判定所述第一对准位置和第二对准位置相同；

当所述第一交点的坐标和第三交点的坐标不相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标相同，或者所述第一交点的坐标和第三交点的坐标相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标不相同，或者所述第一交点的坐标和第三交点的坐标不相同，且所述第二交点的坐标和第四交点的坐标不相同，判定所述第一对准位置和第二对准位置不相同。

11.如权利要求5或10所述的检测方法，其特征在于，相邻两第一刻度线之间、相邻两第二刻度线之间的距离范围为大于等于0.5μm。

12.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于，相邻两第一刻度线之间、相邻两第二刻度线之间的距离范围为0.5～1μm。

13.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述绝缘层上表面形成检测标记的方法包括：

在所述绝缘层中形成开口，所述开口定义检测标记的位置；

在所述开口中形成填充层，所述填充层作为检测标记。

14.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。

15.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述器件图形为电阻式压力传感器的形变部。

16.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述器件图形为电容式压力传感器的上极板；

在所述晶圆背面形成背孔后，在所述晶圆的背面形成下极板，所述下极板与上极板之间的背孔作为空腔。

17.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述器件图形为声音传感器的振动膜。