缺陷定位方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種缺陷定位方法，包括：提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底內(nèi)包括多個(gè)在垂直方向延伸的金屬塞，所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性；沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面，所述斷面與所述金屬塞的距離大于等于100μm；以及對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光從所述斷面對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。由于所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性，所以，如果所述金屬塞中具有缺陷，所述缺陷經(jīng)過激光的照射，所述缺陷的電阻值會(huì)發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出亮點(diǎn)，從而經(jīng)過熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。
【專利說明】
缺陷定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體有效改測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種缺陷定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足電子產(chǎn)品發(fā)展的需求，3D堆疊式封裝技術(shù)已被視為能否以較小尺寸來制造高效能芯片的關(guān)鍵，而硅通孔(TSV)技術(shù)是透過以垂直導(dǎo)通來整合晶圓堆棧的方式，以達(dá)到芯片間的電氣互連，該技術(shù)讓元件整合的方式進(jìn)入到利用穿孔信道的區(qū)域數(shù)組式互連(Area-array-like Interconnects)的新階段，讓不同的芯片或晶圓能夠堆桟在一起，并實(shí)現(xiàn)更快的速度、更少的噪聲，以及更強(qiáng)的功能，這將促使電子產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的應(yīng)用。因此3D硅通孔技術(shù)一經(jīng)問世，便受到了廣泛的關(guān)注與青睞。
[0003]在集成電路(integrated circuit，簡稱IC)制造工藝中，3D封裝娃通孔技術(shù)是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)的硅通孔技術(shù)中，在半導(dǎo)體基底(一般為硅基底)中制備硅通孔，并在所述硅通孔中填充金屬塞，通過所述金屬塞實(shí)現(xiàn)層疊晶圓之間的電性導(dǎo)通。硅通孔技術(shù)能夠很好的節(jié)約制造成本，且有效提尚集成電路系統(tǒng)的整合度與效能。
[0004]由于TSV結(jié)構(gòu)的特殊性，針對(duì)TSV的失效分析變得異常的困難。由于TSV非常的深OlOOum)，現(xiàn)有的測試方法無法定位到金屬塞在垂直方向失效的深度，從而使得無效分析就變得無從下手。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種缺陷定位方法，能夠有效地定位金屬塞在垂直方向的失效深度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種缺陷定位方法，包括:
[0007]提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底內(nèi)包括多個(gè)在垂直方向延伸的金屬塞，所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性；
[0008]沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面，所述斷面與所述金屬塞的距離大于等于100 μ m ；以及
[0009]對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光從所述斷面對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。
[0010]可選的，在所述沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面的步驟之前還包括:
[0011]對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光沿所述垂直方向?qū)λ霭雽?dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷的在水平方向的位置。
[0012]可選的，所述半導(dǎo)體基底100在垂直方向Y的上方還設(shè)置有電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層中包括互連層以及兩個(gè)墊片，所述墊片位于所述電介質(zhì)層的頂部，所述互連層將所述金屬塞電性引出到兩個(gè)所述墊片。
[0013]可選的，多個(gè)所述金屬塞沿水平第一方向依次排列。
[0014]可選的，兩個(gè)所述墊片位于所述金屬塞在水平第二方向上的同一側(cè)，所述水平第一方向和水平第二方向相垂直。
[0015]可選的，所述金屬塞與兩個(gè)所述墊片在所述水平第二方向上的距離均為大于等于100 μ mD
[0016]可選的，在所述沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面步驟中，在所述墊片處制備所述斷面。
[0017]可選的，通過研磨拋光的方法制備所述斷面。
[0018]可選的，所述半導(dǎo)體基底的材料為硅。
[0019]可選的，所述金屬塞位于硅通孔內(nèi)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的缺陷定位方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]在本發(fā)明提供的缺陷定位方法中，沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面，所述斷面與所述金屬塞的距離大于等于100 μπι，然后對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光從所述斷面對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行照射，由于所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性，所以，如果所述金屬塞中具有缺陷，所述缺陷經(jīng)過激光的照射，所述缺陷的電阻值會(huì)發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出亮點(diǎn)，從而經(jīng)過熱點(diǎn)分析(Hotspot)，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中缺陷定位方法的流程圖；
[0023]圖2-圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的缺陷定位方法的過程中器件結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的缺陷定位方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0026]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0027]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種缺陷定位方法，包括:
[0028]步驟Sll:提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底內(nèi)包括多個(gè)在垂直方向延伸的金屬塞，所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性；
[0029]步驟S12:沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面，所述斷面與所述金屬塞的距離大于等于100 μπι;以及
[0030]步驟S13:對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光從所述斷面對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。
[0031]在步驟S13中，由于所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性，所以，如果所述金屬塞中具有缺陷，所述缺陷經(jīng)過激光的照射，所述缺陷的電阻值會(huì)發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出亮點(diǎn)，從而經(jīng)過熱點(diǎn)分析(Hotspot)，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。
[0032]以下，請(qǐng)參閱圖1-圖7具體說明本發(fā)明一實(shí)施例的缺陷定位方法。
[0033]首先，如圖1所示，進(jìn)行步驟SI I，參考圖2-圖4，其中，圖2為器件結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3為圖2沿AA’線的剖面圖，圖4為圖2沿BB’線的剖面圖，在圖中，Xl為水平第一方向，X2為水平第二方向，Y為垂直方向，水平第一方向Xl和水平第二方向X2相垂直，垂直方向Y分別與水平第一方向Xl和水平第二方向X2相垂直。如圖3所示，提供半導(dǎo)體基底100，所述半導(dǎo)體基底100內(nèi)包括多個(gè)在垂直方向Y延伸的金屬塞110，所述半導(dǎo)體基底100的材料對(duì)激光具有透光性。較佳的，所述半導(dǎo)體基底100的材料為硅，硅對(duì)激光具有良好的透光性，如圖3所示，所述金屬塞110位于硅通孔120內(nèi)。
[0034]較佳的，所述半導(dǎo)體基底100在垂直方向Y的上方還設(shè)置有電介質(zhì)層200，所述電介質(zhì)層200中包括互連層210以及兩個(gè)墊片220，所述墊片220位于所述電介質(zhì)層200的頂部，所述互連層210將所述金屬塞110電性引出到兩個(gè)所述墊片220。在圖3中，所述互連層210包括第一層金屬線M1、第一通孔V1、第二層金屬線M2、第二通孔V2、第三層金屬線M3以及第三通孔V3，但是所述互連層210并不限于圖3所示的結(jié)構(gòu)，所述互連層210還可以包括更多層的金屬線，此為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。
[0035]較佳的，如圖2所示，多個(gè)所述金屬塞110沿水平第一方向Xl上依次排列，在步驟S13中可以清楚地觀察到亮點(diǎn)。此外，多個(gè)所述金屬塞110的排列方式并不限于圖2所示的方式，多個(gè)所述金屬塞110還可以排列成多行或無規(guī)則排列，只要多個(gè)所述金屬塞110在水平第二方向X2無重疊，亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0036]較佳的，如圖2所示，兩個(gè)所述墊片220位于所述金屬塞110在水平第二方向X2上的同一側(cè)，有利于制備斷面。優(yōu)選的，所述金屬塞110與兩個(gè)所述墊片220在所述水平第二方向X2上的距離均為大于等于100 μ m，例如200 μ m、500 μ m、800 μ m、1000 μ m等等。
[0037]在本實(shí)施例中，在步驟Sll和S12之間，還包括:對(duì)所述金屬塞100通電，如圖3所示，并用所述激光30沿所述垂直方向Y對(duì)所述半導(dǎo)體基底100進(jìn)行照射。如圖5所示，圖5為圖3沿激光照射方向看到的器件結(jié)構(gòu)的示意圖，由于所述半導(dǎo)體基底100的材料對(duì)激光30具有透光性，所以，如果所述金屬塞110中具有缺陷，所述缺陷經(jīng)過激光30的照射，所述缺陷的電阻值會(huì)發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出亮點(diǎn)111，從而經(jīng)過熱點(diǎn)分析(Hotspot)，通過亮點(diǎn)111的位置判斷缺陷在水平方向(包括水平第一方向Xl和水平第二方向X2)的位置。
[0038]然后，進(jìn)行步驟S12，沿著所述垂直方向Y對(duì)半導(dǎo)體基底100制備斷面130，所述斷面130與所述金屬塞110的距離大于等于100 μπι，使得當(dāng)進(jìn)行步驟S13時(shí)，所述激光30既可以透過所述半導(dǎo)體基底100照射到所述金屬塞110，又可以保證不會(huì)損傷到所述金屬塞110。由于在本實(shí)施例中，所述金屬塞110與兩個(gè)所述墊片220在所述水平第二方向Χ2上的距離均為大于等于100 μ m，所以，如圖6所示，在所述墊片220處制備所述斷面130，所述斷面130可以切掉部分所述墊片220，也可以沿著所述墊片220的邊這杯所述斷面130。較佳的，可以通過研磨拋光的方法制備所述斷面130，精確度高，且損傷小。
[0039]最后，進(jìn)行步驟S13，對(duì)所述金屬塞110通電，一班可以通過對(duì)所述墊片220通電實(shí)現(xiàn)對(duì)所述金屬塞I1通電，此為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。如圖6所示，用所述激光30從所述斷面130對(duì)所述半導(dǎo)體基底100進(jìn)行照射，。如圖7所示，圖7為圖6沿激光照射方向看到的器件結(jié)構(gòu)的示意圖，由于所述半導(dǎo)體基底100的材料對(duì)激光30具有透光性，所以，如果所述金屬塞110中具有缺陷，所述缺陷經(jīng)過激光30的照射，所述缺陷的電阻值會(huì)發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出亮點(diǎn)112，從而經(jīng)過熱點(diǎn)分析(Hotspot)，通過亮點(diǎn)112的位置判斷缺陷在垂直方向Y的深度。
[0040]綜上，本發(fā)明提供一種缺陷定位方法，包括:提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底內(nèi)包括多個(gè)在垂直方向延伸的金屬塞，所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性；沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面，所述斷面與所述金屬塞的距離大于等于100 μπι;以及對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光從所述斷面對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。由于所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性，所以，如果所述金屬塞中具有缺陷，所述缺陷經(jīng)過激光的照射，所述缺陷的電阻值會(huì)發(fā)生變化，并呈現(xiàn)出亮點(diǎn)，從而經(jīng)過熱點(diǎn)分析(Hotspot)，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。
[0041]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種缺陷定位方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底內(nèi)包括多個(gè)在垂直方向延伸的金屬塞，所述半導(dǎo)體基底的材料對(duì)激光具有透光性； 沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面，所述斷面與所述金屬塞的距離大于等于ΙΟΟμ??;以及 對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光從所述斷面對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷在垂直方向的深度。2.如權(quán)利要求1所述的缺陷定位方法，其特征在于，在所述沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面的步驟之前還包括: 對(duì)所述金屬塞通電，并用所述激光沿所述垂直方向?qū)λ霭雽?dǎo)體基底進(jìn)行照射，并進(jìn)行熱點(diǎn)分析，通過亮點(diǎn)的位置判斷缺陷的在水平方向的位置。3.如權(quán)利要求1或2所述的缺陷定位方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體基底100在垂直方向Y的上方還設(shè)置有電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層中包括互連層以及兩個(gè)墊片，所述墊片位于所述電介質(zhì)層的頂部，所述互連層將所述金屬塞電性引出到兩個(gè)所述墊片。4.如權(quán)利要求3所述的缺陷定位方法，其特征在于，多個(gè)所述金屬塞沿水平第一方向依次排列。5.如權(quán)利要求4所述的缺陷定位方法，其特征在于，兩個(gè)所述墊片位于所述金屬塞在水平第二方向上的同一側(cè)，所述水平第一方向和水平第二方向相垂直。6.如權(quán)利要求4所述的缺陷定位方法，其特征在于，所述金屬塞與兩個(gè)所述墊片在所述水平第二方向上的距離均為大于等于100 μ m。7.如權(quán)利要求6所述的缺陷定位方法，其特征在于，在所述沿著所述垂直方向?qū)Π雽?dǎo)體基底制備斷面步驟中，在所述墊片處制備所述斷面。8.如權(quán)利要求1所述的缺陷定位方法，其特征在于，通過研磨拋光的方法制備所述斷面。9.如權(quán)利要求1所述的缺陷定位方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體基底的材料為硅。10.如權(quán)利要求9所述的缺陷定位方法，其特征在于，所述金屬塞位于娃通孔內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK105990177SQ201510087311
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日
【發(fā)明人】高保林, 王倩
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司