晶圆表面缺陷检测及表面修复方法技术

在本发明专利技术提供的一种晶圆表面缺陷检测及表面修复方法，其通过键合至少两个晶圆，以在相邻两个晶圆之间形成键合结构，并在判断出气泡缺陷是由设计结构导致后，破开键合结构以分离至少两个键合后的晶圆，并根据气泡缺陷在晶圆上的位置，确定导致发生气泡缺陷的设计结构，以能够快速检测出导致气泡缺陷的设计结构。

【技术实现步骤摘要】
晶圆表面缺陷检测及表面修复方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种晶圆表面缺陷检测及表面修复方法。
技术介绍
晶圆键合已经成为半导体制造技术集成发展和实用化的关键技术。晶圆键合是指将两片平整的晶圆面对面贴合起来，并施加以一定的压力、温度、电压等外部条件，在原有的两片晶圆间的界面产生原子或者分子间的结合力，如共价键、金属键、分子键等，使两表面间的键合能达到一定强度，而使这两片晶圆结为一体。然而，在晶圆键合工艺中，固定设置在晶圆上的设计结构(比如标记等)，由于其凸出于晶圆表面，或者凹陷至晶圆内并低于晶圆表面时，在键合时可能会导致气泡缺陷。气泡缺陷会进一步导致气泡所在区域以及气泡附近区域的产量损失，并且气泡在后续的任一制程中都可能发生破裂，而气泡的破裂又会增加其它缺陷。例如，在减薄工艺中对晶圆进行研磨时，气泡破裂产生的残渣会导致晶圆表面刮伤；或者，键合且减薄后的晶圆在继续形成膜层结构时，在沉积工艺的高温作用下气泡破裂产生的残渣会污染机台，从而导致机台中的批量的晶圆表面受到污染，进而导致键合晶圆的批量异常；再或者，在曝光工艺中造成气泡缺陷所在的区域不能准确对焦曝光或者导致其它正常区域散焦。另外，当检测到具有气泡缺陷的键合晶圆后，为了避免对其它正常的键合晶圆产生影响，需要停机清洁保养和/或更换零部件，这样就导致耗费大量的成本。因此，检测位于晶圆表面上的哪些设计结构会导致气泡缺陷就显得尤其重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶圆表面缺陷检测及表面修复方法，以解决无法检测出晶圆表面上的哪些设计结构会导致气泡缺陷的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种晶圆表面缺陷的检测方法，包括：提供至少两个晶圆，至少其中之一的所述晶圆上具有至少一个固定设置在所述晶圆上的设计结构，所述设计结构凸出于所述晶圆表面，或者凹陷至所述晶圆内并低于所述晶圆表面；依次键合所述至少两个晶圆，以在相邻两个所述晶圆之间形成键合结构，所述设计结构位于所述键合结构内；检测每个所述键合结构是否存在气泡缺陷，并初步判断所述气泡缺陷是否由所述设计结构导致；若是，则记录所述气泡缺陷在所述晶圆上的位置，并破开所述键合结构以分离相互键合的两个所述晶圆，并根据所述气泡缺陷在所述晶圆上的位置，以最终确定导致发生所述气泡缺陷的所述设计结构并记作缺陷结构。可选的，形成所述键合结构的方法包括：分别在相邻两个晶圆相对的表面上形成第一介质层，所述第一介质层覆盖所述设计结构；键合分别位于相邻两个晶圆上的两个第一介质层以形成所述键合结构。可选的，所述第一介质层的厚度为可选的，每个所述晶圆上具有至少两个图形区，每个所述图形区上具有至少一个所述设计结构；以及，初步判断所述气泡缺陷是否由所述设计结构导致的方法包括：判断不同图形区内是否均存在有气泡缺陷，且至少两个所述图形区内的所述气泡缺陷在所述图形区上的位置是否相同，以及所述气泡缺陷的大小是否位于预设气泡大小阈值范围内，若是，则判断所述气泡缺陷由所述设计结构导致。可选的，所述预设气泡大小阈值范围为300um～500um。为解决上述问题，本专利技术还提供一种晶圆表面修复方法，包括：根据上述任意一项所述的晶圆表面检测方法检测以确定所述晶圆的缺陷结构，并提供具有所述缺陷结构的待修复晶圆；量测所述待修复晶圆上的所述缺陷结构的顶表面与所述晶圆表面的距离差，以筛选出位于同一所述待修复晶圆上，且所述顶点距离差最大的所述缺陷结构，并将对应的所述距离差最大的所述缺陷结构记作目标缺陷结构，以及将所述目标缺陷结构对应的所述距离差记作目标距离差；可选的，根据如下公式计算以获得所述修复层的厚度：Y＝aX+b，其中，Y表示：目标距离差；X表示：修复层的厚度；a表示：目标距离差与修复层的厚度的线性关系系数；b表示：目标距离差与修复层的厚度的线性关系常数。可选的，获取所述目标距离差与修复层的厚度的线性关系系数的方法包括：提供具有目标缺陷结构的测试晶圆；在设有所述目标缺陷结构的测试晶圆的表面上，按照预定厚度沉积用于修复的测试层，所述预定厚度大于沉积在所述晶圆上形成键合结构的第一介质层的厚度，且所述预定厚度还小于所述第一介质层厚度的10倍；研磨所述测试层，以部分去除所述测试层，其中，被去除的所述测试层的设定厚度为所述预定厚度与所述第一介质层的厚度的差值；量测剩余的所述测试层的最大厚度，并获得剩余的所述测试层的最大厚度与所述第一介质层的厚度的差值，所述差值判定为所述目标缺陷结构被修复的距离差；获得所述目标距离差与修复层的厚度的线性关系系数，其中，所述目标距离差与修复层的厚度的线性关系系数，等于所述目标缺陷结构被修复的距离差与用于修复的测试层的预定厚度的商。可选的，所述测试层的预设厚度为可选的，若所述目标缺陷结构凸出于所述待修复晶圆表面，则所述目标距离差与修复层的厚度的线性关系系数的绝对值为0.03～0.1。可选的，所述目标距离差与修复层的厚度的线性关系常数为在本专利技术提供的提供晶圆表面检测方法中，通过键合至少两个晶圆，以在相邻两个晶圆之间形成键合结构，并在判断出气泡缺陷是由设计结构导致后，破开键合结构以分离至少两个键合后的晶圆，并根据气泡缺陷在晶圆上的位置，确定导致发生气泡缺陷的设计结构。如此一来，能够快速检测出导致气泡缺陷的设计结构。附图说明图1是本专利技术一实施例的晶圆表面检测方法的流程示意图。图2是本专利技术一实施例的晶圆表面检测方法中的晶圆俯视示意图。图3是图2中沿AA’方向的剖面示意图。图4是本专利技术一实施例的晶圆表面检测方法中的晶圆键合后的俯视示意图。图5是图4中沿BB’方向的剖面示意图。图6是本专利技术一实施例的晶圆表面修复方法的流程示意图。图7是本专利技术一实施例的晶圆表面修复方法的结构示意图。其中，附图标记如下：1-晶圆；11-图形区；2-设计结构；3-第一介质层；30-键合结构；4-气泡缺陷；5-待修复晶圆；6-修复层；7-目标缺陷结构。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的晶圆表面缺陷检测及表面修复方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。图1是本专利技术一实施例的晶圆表面检测方法的流程示意图；图2是本专利技术一实施例的晶圆表面检测方法中的晶圆俯视示意图；图3是图2中沿AA’方向的剖面示意图；图4是本专利技术一实施例的晶圆表面检测方法中的晶圆键合后的俯视示意图；图5是图4中沿BB’方向的剖面示意图。下面结合附图1到图5对本实施例提供的晶圆表面检测方法其各个步骤进行详细说明。在步骤S10中，如图2和图3所示，提供至少两个晶圆1，至少其中之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆表面缺陷的检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n提供至少两个晶圆，至少其中之一的所述晶圆上具有至少一个固定设置在所述晶圆上的设计结构，所述设计结构凸出于所述晶圆表面，或者凹陷至所述晶圆内并低于所述晶圆表面；/n依次键合所述至少两个晶圆，以在相邻两个所述晶圆之间形成键合结构，所述设计结构位于所述键合结构内；/n检测每个所述键合结构是否存在气泡缺陷，并初步判断所述气泡缺陷是否由所述设计结构导致；/n若是，则记录所述气泡缺陷在所述晶圆上的位置，并破开所述键合结构以分离相互键合的两个所述晶圆，并根据所述气泡缺陷在所述晶圆上的位置，以最终确定导致发生所述气泡缺陷的所述设计结构并记作缺陷结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆表面缺陷的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
提供至少两个晶圆，至少其中之一的所述晶圆上具有至少一个固定设置在所述晶圆上的设计结构，所述设计结构凸出于所述晶圆表面，或者凹陷至所述晶圆内并低于所述晶圆表面；
依次键合所述至少两个晶圆，以在相邻两个所述晶圆之间形成键合结构，所述设计结构位于所述键合结构内；
检测每个所述键合结构是否存在气泡缺陷，并初步判断所述气泡缺陷是否由所述设计结构导致；
若是，则记录所述气泡缺陷在所述晶圆上的位置，并破开所述键合结构以分离相互键合的两个所述晶圆，并根据所述气泡缺陷在所述晶圆上的位置，以最终确定导致发生所述气泡缺陷的所述设计结构并记作缺陷结构。


2.如权利要求1所述的晶圆表面缺陷的检测方法，其特征在于，形成所述键合结构的方法包括：
分别在相邻两个晶圆相对的表面上形成第一介质层，所述第一介质层覆盖所述设计结构；
键合分别位于相邻两个晶圆上的两个第一介质层以形成所述键合结构。


3.如权利要求2所述的晶圆表面缺陷的检测方法，其特征在于，所述第一介质层的厚度为


4.如权利要求1所述的晶圆表面缺陷的检测方法，其特征在于，每个所述晶圆上具有至少两个图形区，每个所述图形区上具有至少一个所述设计结构；
以及，初步判断所述气泡缺陷是否由所述设计结构导致的方法包括：
判断不同图形区内是否均存在有气泡缺陷，且至少两个所述图形区内的所述气泡缺陷在所述图形区上的位置是否相同，以及所述气泡缺陷的大小是否位于预设气泡大小阈值范围内，若是，则判断所述气泡缺陷由所述设计结构导致。


5.如权利要求4所述的晶圆表面缺陷的检测方法，其特征在于，所述预设气泡大小阈值范围为300um～500um。


6.一种晶圆表面修复方法，其特征在于，包括：
根据如权利要求1到5任意一项所述的晶圆表面检测方法检测以确定所述晶圆的缺陷结构，并提供具有所述缺陷结构的待修复晶圆；
量测所述待修复晶圆上的所述缺陷结构的顶点与所述晶圆表面的距离差，以筛选出位...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁斐，赵长林，胡胜，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42