[发明专利]使用红外线的贯通孔图案检查方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于三维积层等的基板的检查方法及检查装置。又，关于利用此等的曝光系统及半导体装置的制造方法。

背景技术

在认为半导体的微细化已接近限界的情况下，将半导体晶片三维积层具有效能提升、省电化、省空间化等的优点，作为与半导体的微细化同等的附加价值提升的手段而急速普及。三维积层为使半导体晶片薄至10～50μm程度为止而积层的技术，但上下的晶片间的电气连接是使用贯通晶片的多数个电极(TSV：硅贯通电极)进行。如此，能以短距离将晶片间电气连接，因此相较于将晶片水平排列连接的习知SiP(System in a Package)，可达成元件的动作速度的提升、省电化、省空间化。

TSV(Through-Silicon Via)的形成方法，有在形成半导体晶片上的元件之前进行的情形、或在形成半导体晶片上的元件之后进行的情形等各种情形，任一情形皆通过在晶圆(硅基板上)形成微细直径的深孔、以绝缘膜覆盖孔的侧壁后将铜等导电性高的物质填充形成。此时，在TSV的形成过程、及TSV的形成后的检查重要，此等的检查是通过将晶圆分割并以SEM(扫描型电子显微镜)或TEM(透射型电子显微镜)等观察来进行。此方法能观察剖面实际的形状，但相反地为破坏性检查，检查耗时。

另一方面，也有以显微镜等观察晶圆表面的方法，但如此仅能确认晶圆表面的状态。又，亦通过使用红外线的显微镜观察透射像，但一次仅能观察极小的区域，以此方法检查晶圆整面的TSV并不实际。再者，此方法中，由于观察从一方观看的透射像，因此不易检测微小立体的形状变化。

然而，有以衍射光的强度或偏光状态的变化等检查形成在半导体晶圆的反复图案的技术(例如，参照专利文献1)。根据此方式，能以短时间检查广面积，以短时间高感度检测用以形成图案的曝光装置的焦点变动或剂量(曝光能量)变动导致的异常、或起因于加工装置的缺陷或调整不良的异常。

专利文献1：美国专利第7298471号说明书

发明内容

然而，使用此方式的习知装置中，照明光的波长为可见～深紫外的波长域，具有仅能检查晶圆表面附近的状态、亦即在晶圆表面的TSV的直径或开口部的异常，无法检测在TSV的孔的深部分的异常的问题。

本发明是有鉴于上述问题而构成，其目的在于提供一种能检查至图案的深部为止的基板的检查方法及检查装置，以及利用此等的曝光系统及半导体装置的制造方法。

为了达成上述目的，本发明的基板的检查方法，具有：照射步骤，对在一方的面形成有从该面延伸至内部的图案的基板的该一方或另一方的面照射照明光，该照明光具有对该基板渗透至既定深度为止的渗透性；检测步骤，检测该照明光被该基板反射或透射过的光；以及检查步骤，使用以在该检测步骤检测出的该图案为依据的信息进行该基板的检查。

此外，上述检查方法中，该基板为硅基板亦可，在该检查步骤，根据该照明光对该硅基板的渗透特性，从在该检测步骤检测出的来自该硅基板的检测信号进行该硅基板的所欲深度位置为止的该检查亦可。

又，上述检查方法中，作为该照明光使用约600nm～约1100nm的波长的光亦可。

又，上述检查方法中，该图案为由对该基板开孔形成的复数个孔构成的孔图案亦可，该孔为用以在该基板形成贯通电极的孔亦可。

又，上述检查方法中，具有运算步骤，该运算步骤利用来自该基板的光与该孔的直径的相关，从在该检测步骤检测出的检测信号算出该孔的直径亦可。

又，上述检查方法中，在该照射步骤，将该照明光照射至该基板，以在该基板的该图案使衍射光产生亦可，在该检测步骤，检测该照明光照射而在该基板的该图案产生的该衍射光亦可。

又，本发明的基板的检查装置，具备：照射部，对在一方的面形成有从该面延伸至内部的图案的基板的该一方或另一方的面照射红外线即照明光；检测部，检测来自该照明光照射后的该基板的光，并输出检测信号；调整部，依据该图案调整该基板与该照射部与该检测部的中至少一个；以及检查部，使用该检测信号的状态进行该基板的检查。

此外，上述检查装置中，该基板为硅基板亦可，该检查部，根据该照明光对该硅基板的渗透特性与来自该硅基板的该检测信号，进行该硅基板的所欲深度位置为止的该检查亦可。

又，上述检查装置中，该照射部，作为该照明光将复数个波长的照明光分别照射至该基板亦可，该检查部，根据该照明光对该硅基板的渗透特性，进行该所欲深度位置的该检查亦可。

又，上述检查装置中，作为该照明光使用约600nm～约1100nm的波长的光亦可。