CN105632977B - 半导体绝缘电阻监控方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种半导体绝缘电阻监控方法，包括：提供待检测晶圆，晶圆的表面设有再造钝化层；测量再造钝化层表面的漏电流以确定再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值；判断电阻值是否满足合格条件；以及基于判断的结果执行相应的处理。本发明通过在线监控每片晶圆表面的绝缘电阻，主要是监控晶圆表面的再造钝化层的电阻，若当站发现异常产品，就及时进行蚀刻处理以去除再造钝化层表面的碳化层，避免发生产品电性能质量问题。本发明在不影响制造周期和监控成本的情况下实施半导体绝缘电阻的监控，判断影响晶圆绝缘电阻偏低的工艺，提高半导体产品的合格率。

Description

半导体绝缘电阻监控方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体绝缘电阻监控方法。
背景技术
近年来，半导体器件在成本降低和前道晶圆制造工艺的提升的共同促进下，实现了同样功能的半导体器件的单体芯片尺寸越来越小的目标，可以直接在晶圆上形成直接可以应用在印刷电路板上安装的球状凸点。由于晶圆制造工艺局限性或者设计者出于同一款集成电路多种用途的考虑，在晶圆级封装时需要对传输电信号的输入端子重新定义位置形成球状凸点，这就需要金属再布线结构。
如图1，晶圆101x主动面形成电路后表面有电极102和钝化层103，在晶圆101x上形成第一再造钝化层110，在第一再造钝化层110上形成再布线金属层210；再通过涂胶、曝光、显影和固化的方法形成第二再造钝化层310，再造钝化层在再布线210上形成开口；在再造钝化层开口上通过溅射、光刻、电镀和腐蚀的方法形成凸点下金属层410；通过植球回流的方法形成球形凸点510；对晶圆101x背面研磨减薄后形成薄型晶圆；在晶圆101x的背面贴一层背胶膜610并固化；切割后形成晶圆级封装的单体100。
图1的晶圆凸点结构在第一再造钝化层110形成后再布线金属层210形成前，需要进行对第一再造钝化层110实施等离子干法蚀刻处理，去掉表面碳化层确保表面绝缘电阻十兆欧以上；另外在第二再造钝化层310形成之后，凸点下金属层410形成之前也需要对第二再造钝化层310实施等离子干法刻蚀处理去掉表面碳化层确保表面绝缘电阻十兆欧以上。这两步骤的工艺处置如出现问题，只有在产品最终功能测试前才会被发现，从而导致半导体器件失效。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种半导体绝缘电阻监控方法，包括：
提供待检测晶圆，所述晶圆的表面设有再造钝化层；
测量所述再造钝化层表面的漏电流以确定所述再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值；
判断所述电阻值是否满足合格条件；以及
基于所述判断的结果执行相应的处理。
本发明提供的半导体绝缘电阻监控方法，通过在线监控每片晶圆表面的绝缘电阻，主要是监控晶圆表面的再造钝化层的电阻，若当站发现异常产品，就及时进行蚀刻处理以去除再造钝化层表面的碳化层，避免发生产品电性能质量问题。本发明在不影响制造周期和监控成本的情况下实施半导体绝缘电阻的监控，判断影响晶圆绝缘电阻偏低的工艺，提高半导体产品的合格率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有的晶圆级封装单体的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的半导体绝缘电阻监控的流程示意图
图3为本发明另一实施例提供的获得半导体绝缘电阻的电流测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参考图2，本发明的一实施例提供了一种半导体绝缘电阻监控方法，包括步骤：
S101：提供待检测晶圆，晶圆的表面设有再造钝化层；
S102：测量再造钝化层表面的漏电流以确定再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值；
S103：判断电阻值是否满足合格条件；
S104：基于判断的结果执行相应的处理。
进一步地，在测量再造钝化层表面的漏电流之前，对再造钝化层的表面进行蚀刻处理以去除碳化层。
进一步地，测量再造钝化层表面的漏电流包括：利用电流测量装置在同一电压下针对再造钝化层实施多次电流测量。
进一步地，判断电阻值是否满足合格条件，包括：判断电阻值是否大于预定阈值。
同一电压下对再造钝化层实施多次电流测量，可以根据漏电流对应的电阻值与预定阈值进行比较，进而判断每次去除碳化层处理后的再造钝化层表面的绝缘电阻是否符合要求。
进一步地，基于判断的结果执行相应的处理，包括：若判断结果为满足合格条件，则执行后续半导体制作工艺；若判断结果为不满足合格条件，且蚀刻处理达到预定次数，则报废晶圆；若判断结果为不满足合格条件，且蚀刻处理未达到预定次数，则再次进行蚀刻处理以去除碳化层后，再次执行测量。
作为一种优选的实施方式，在首次执行测量之前，对再造钝化层执行两次蚀刻处理。
作为一种优选的实施方式，预定次数优选为三次。
对于图1所示的现有的晶圆级封装单体的封装结构，再造钝化层包括第一再造钝化层110和第二再造钝化层310，优选的，分别针对第一再造钝化层和第二再造钝化层执行漏电流的测量，其中，第二再造钝化层310形成在第一再造钝化层110之后，并且针对第一再造钝化层110表面的漏电流的测量在第二再造钝化层310形成之前。
本发明的另一实施例提供了一种获得半导体绝缘电阻的电流测量装置。如图3所示，电流测量装置包括：一对探针141，探针141具有探头144，用以接触再造钝化层22的表面；测试主机142，通过导线143连接探针141，用以控制测阻的进程以及显示测量数据；以及使探针141沿竖直方向上下移动的运动导轨145，探针141固定于运动导轨145内，且探头144位于运动导轨145的下方；
确定再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值的方法包括：
将测试主机142连接电源，对测试主机142施加电压；
移动运动导轨145使探针141向下运动至探头142接触再造钝化层22的表面，获得电压对应的漏电流；
由电压和其对应的漏电流确定绝缘电阻的电阻值。
本发明中提供的获得半导体绝缘电阻的电流测量装置，实质上通过施加电压获得对应的漏电流，由电压和漏电流推出绝缘电阻的电阻值。
如图3所示，待检测的晶圆21以及设置于其表面的再造钝化层22，本发明中再造钝化层22泛指图1中涉及的第一再造钝化层110和第二再造钝化层310，但不局限与此。对第一再造钝化层110和第二再造钝化层310的绝缘电阻的测量方式可参照图3所示的再造钝化层22的测量方式。
进一步地，测量再造钝化层22表面的漏电流时，晶圆21放置于真空旋转吸盘顶部的真空吸附平面上，通过光电对中装置13对晶圆进行对准。
进一步地，光电对中装置13包括信号发射装置131以及光电传感器132；信号发射装置131位于晶圆的上方，用以发出光信号；光电传感器132位于晶圆的下方，用以接收信号发射装置发出的光信号。
对测试主机142施加电压，通过运动导轨145带动探针141向下运动至探头144与再造钝化层22的表面接触，得到漏电流，进而确定再造钝化层的绝缘电阻。
本申请中，对晶圆21的表面的再造钝化层22进行蚀刻处理，然后放置于真空旋转吸盘上，通过光电对中装置对准，接着对再造钝化层的表面执行漏电流的测量，以确定绝缘电阻的阻值。
本申请中的蚀刻处理优选为离子干法蚀刻工艺，主要的利用氧气、氮气、四氟化碳等气体实施干法蚀刻。
如图3所示，在测量在钝化层22表面的漏电流之前，对再造钝化层22的表面进行蚀刻处理以去除碳化层。
同一电压下对再造钝化层实施多次电流测量，蚀刻处理的预定次数优选为三次。其中，电压定义为U，电压U优选为4.2V。
在首次测量漏电流之前，先进行两次蚀刻处理，电流测量得漏电流I1，从而得与漏电流I1对应的R1(＝U/I1)，将R1与预定阈值进行比较，若R1大于预定阈值，则R1满足合格条件，执行后续的半导体制作工艺；若R1小于预定阈值，则进行第三次蚀刻处理，电流测量得漏电流I1’，从而得与漏电流I1’对应的R1’(＝U/I1’)，将R1’与预定阈值进行比较，若R1’大于预定阈值则R1’满足合格条件，执行后续的半导体制作工艺，若R1’小于预定阈值，则晶圆报废。其中，预定阈值优选为10MΩ。
本发明提供的半导体绝缘电阻监控半导体绝缘电阻监控方法，通过在线监控每片晶圆表面的绝缘电阻，主要是监控晶圆表面的再造钝化层的电阻，若当站发现异常产品，就及时进行蚀刻处理以去除再造钝化层表面的碳化层，避免发生产品电性能质量问题。本发明提供的半导体绝缘电阻监控方法实施方便，在不影响制造周期和监控成本的情况下实施监控半导体绝缘电阻，判断影响晶圆绝缘电阻偏低的工艺，提高半导体产品的合格率。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，包括：
提供待检测晶圆，所述晶圆的表面设有再造钝化层；
测量所述再造钝化层表面的漏电流以确定所述再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值；
判断所述电阻值是否满足合格条件；以及
基于所述判断的结果执行相应的处理；
在测量所述再造钝化层表面的漏电流之前，对所述再造钝化层的表面进行蚀刻处理以去除碳化层；
所述基于所述判断的结果执行相应的处理，包括：
若判断结果为满足合格条件，则执行后续半导体制作工艺；
若判断结果为不满足合格条件，且所述蚀刻处理达到预定次数，则报废所述晶圆；
若判断结果为不满足合格条件，且所述蚀刻处理未达到预定次数，则再次进行所述蚀刻处理以去除碳化层后，再次执行所述测量。
2.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，所述测量所述再造钝化层表面的漏电流包括：
利用电流测量装置在同一电压下针对所述再造钝化层实施多次电流测量。
3.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，所述判断所述电阻值是否满足合格条件，包括：
判断所述电阻值是否大于预定阈值。
4.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，在首次执行所述测量之前，对所述再造钝化层执行两次所述蚀刻处理。
5.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，所述预定次数为三次。
6.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，
所述再造钝化层包括第一再造钝化层和第二再造钝化层，分别针对所述第一再造钝化层和所述第二再造钝化层执行所述测量，其中，
所述第二再造钝化层形成在所述第一再造钝化层之后，并且针对所述第一再造钝化层的测量在所述第二再造钝化层形成之前。
7.根据权利要求2所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，
所述电流测量装置包括：一对探针，所述探针具有探头，用以接触所述再造钝化层的表面；测试主机，通过导线连接所述探针，用以控制测阻的进程以及显示测量数据；以及使所述探针沿竖直方向上下移动的运动导轨，所述探针固定于所述运动导轨内，且所述探头位于所述运动导轨的下方；
确定所述再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值的方法包括：
将测试主机连接电源，对所述测试主机施加电压；
移动所述运动导轨使所述探针向下运动至所述探头接触所述再造钝化层的表面，获得所述电压对应的漏电流；
由所述电压和其对应的漏电流确定所述绝缘电阻的电阻值。
8.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻监控方法，其特征在于，测量所述再造钝化层表面的漏电流时，所述晶圆放置于真空旋转吸盘顶部的真空吸附平面上，通过光电对中装置对所述晶圆进行对准。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103887159A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种对晶圆表面金属进行钝化及合金化处理的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075996A (ja) * 2000-08-25 2002-03-15 Rohm Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
CN103323635B (zh) * 2013-06-21 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 用于检测接触效果的探针模组

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103887159A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种对晶圆表面金属进行钝化及合金化处理的方法

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