CN205656237U - 半导体绝缘电阻测量装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种半导体绝缘电阻测量装置，包括轴线竖直设置的真空旋转吸盘，真空旋转吸盘的顶部具有真空吸附平面，用以放置待检测晶圆，晶圆的表面设有再造钝化层，在真空旋转吸盘的上方沿竖直方向滑动设置有电流测量装置，用以根据施加电流测量装置上的电压以及电流测量装置获得的电流生成再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值。本申请提供的半导体绝缘电阻测量装置，通过在真空旋转吸盘的上方沿竖直方向滑动设置电流测量装置，方便在线监控每片晶圆表面的绝缘电阻，如有异常当站产品实时及时再次进行去除碳化层的作业，保证产品的电性能质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体绝缘电阻测量装置。
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。
实用新型内容
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测量装置。
本实用新型提供了一种半导体绝缘电阻测量装置，包括轴线竖直设置的真空旋转吸盘，所述真空旋转吸盘的顶部具有真空吸附平面，用以放置待检测晶圆，所述晶圆的表面设有再造钝化层，在所述真空旋转吸盘的上方沿竖直方向滑动设置有电流测量装置，用以根据施加所述电流测量装置上的电压以及所述电流测量装置获得的电流生成所述再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值。
本实用新型提供的半导体绝缘电阻测量装置，通过在真空旋转吸盘的上方沿竖直方向滑动设置电流测量装置，根据施加的电压以及获得的电流以方便在线监控每片晶圆表面的绝缘电阻，如有异常当站产品实时及时进行去除碳化层的作业，保证产品的电性能质量。
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为本实用新型提供的半导体绝缘电阻测量装置的结构示意图；
图3为本实用新型提供的半导体绝缘电阻监控的流程示意图。
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实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
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2，一种半导体绝缘电阻测量装置，包括轴线竖直设置的真空旋转吸盘11，真空旋转吸盘的顶部具有真空吸附平面，用以放置待检测晶圆21，晶圆21的表面设有再造钝化层22，在真空旋转吸盘的上方沿竖直方向滑动设置有电流测量装置，用以根据施加电流测量装置上的电压以及电流测量装置获得的电流生成再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值。
进一步地，电流测量装置包括：一对探针141和测试主机142，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。在晶圆制作的过程中，对测试主机施加电压，通过探针接触晶圆表面的再造钝化层测出电流，由电压和电流得到再造钝化层表面的绝缘电阻。
进一步地，电流测量装置还包括：使探针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142位于运动导轨145的下方。本实用新型中通过运动导轨可带动探针上下运动，在测流时，运动导轨带动探针向下运动以使探头接触再造钝化层。
进一步地，本实用新型提供的半导体绝缘电阻测量装置，还包括：光电对中装置13，光电对中装置13位于晶圆21的边缘，用于检测晶圆圆心是否位于真空旋转吸盘的轴线上。
进一步地，光电对中装置包括信号发射装置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；光电传感器位于晶圆的下方。晶圆在真空旋转吸盘的带动作用下，进行旋转，通过设置在晶圆的边缘的光电对中装置发出的光信号进行判断晶圆的圆心是否位于真空旋转吸盘的轴线上。
对于图1所示的现有的晶圆级封装单体，利用本实用新型提供的半导体绝缘电阻测量装置对晶圆表面绝缘电阻进行测量，判断晶圆处理的过程中影响晶圆绝缘电阻偏低的工艺，提高半导体的性能。
作为一种可选的实施方案，如图3所示的半导体绝缘电阻监控流程，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，本申请中再造钝化层包括第一再造钝化层110和第二再造钝化层310。可选的，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。
如图2所示，待检测的晶圆21以及设置于其表面的再造钝化层22，本实用新型中再造钝化层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，但不局限于此。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。
本申请通过在形成半导体封装的过程中，实时测量监控半导体绝缘电阻的电阻值，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，判断影响半导体晶圆绝缘电阻偏低的工艺，确保半导体的质量。
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，本申请中所涉及的实用新型范围，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实用新型构思的情况下，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 (5)
1.一种半导体绝缘电阻测量装置，包括轴线竖直设置的真空旋转吸盘，所述真空旋转吸盘的顶部具有真空吸附平面，用以放置待检测晶圆，所述晶圆的表面设有再造钝化层，其特征在于，在所述真空旋转吸盘的上方沿竖直方向滑动设置有电流测量装置，用以根据施加所述电流测量装置上的电压以及所述电流测量装置获得的电流生成所述再造钝化层表面的绝缘电阻的电阻值。
2.根据权利要求1所述的半导体绝缘电阻测量装置，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；以及
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。
3.根据权利要求2所述的半导体绝缘电阻测量装置，其特征在于，所述电流测量装置还包括：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。
4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体绝缘电阻测量装置，其特征在于，还包括：光电对中装置，所述光电对中装置位于所述晶圆的边缘，用以检测晶圆圆心是否位于所述真空旋转吸盘的轴线上。
5.根据权利要求4所述的半导体绝缘电阻测量装置，其特征在于，所述光电对中装置包括信号发射装置以及光电传感器；所述信号发射装置位于所述晶圆的上方，用以发出光信号；所述光电传感器位于所述晶圆的下方，用以接收所述信号发射装置发出的光信号。
Priority Applications (1)
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| CN201521128701.XU CN205656237U (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 半导体绝缘电阻测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN205656237U true CN205656237U (zh) | 2016-10-19 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112485528A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-12 | 中国矿业大学 | 一种高阻片的电阻测量方法 |
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2015
- 2015-12-29 CN CN201521128701.XU patent/CN205656237U/zh active Active
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