[发明专利]一种直流偏压检测装置及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及半导体生产技术领域，特别涉及一种直流偏压检测装置及其制备方法和应用。其中，一种直流偏压检测装置，晶圆基体，包括键合的下晶圆及上晶圆，下晶圆设置有供能空腔及多个检测空腔，检测空腔与上晶圆形成多个封闭的晶圆格；电压检测模块，设置在检测空腔内部；供能模块，设置在供能空腔内部，与电压检测模块电连接；其中，上晶圆与下晶圆接触部分布置有氧化硅层；上晶圆环绕检测空腔外沿设置有间隔空隙，间隔空隙贯穿上晶圆至氧化硅层。本申请提供的直流偏压检测装置，通过键合的上晶圆与下晶圆，使得直流偏压检测装置可以适应真空环境及离子体环境，使得真空腔室内精确位置处的电压检测得以实现。

技术领域

本申请涉及半导体生产技术领域，特别涉及一种直流偏压检测装置及其制备方法和应用。

背景技术

静电放电(ESD Electro-Static discharge)是目前晶圆生产过程中导致失效的常见原因。

目前生产过程中会产生静电的工艺主要在蚀刻(etch)阶段，在蚀刻工艺过程中，蚀刻腔体射频产生等离子，并作用在晶圆上产生直流偏压(Vdc)。直流偏压可以高达8000V，过高的电压会导致晶圆异常放电，产生ESD失效，甚至发生晶圆炸毁的现象。

但是现有技术中缺少合适的测量方法来模拟、检测蚀刻过程的静电情况。在实际生产中，测试蚀刻工艺过程，即等离子体环境下的电位，主要是用拉谬探针进行测试。将外接探针伸入腔体，检测晶圆上不同位置的电位。但是外接导线会使得等离子腔体内的电场被破坏，测得值的参考性大为下降。

发明内容

为解决上述现有技术无法适应真空环境与离子体环境、以及精度不足无法检测具体点位电压的问题，本申请提供一种直流偏压检测装置，包括

晶圆基体，包括键合的下晶圆及上晶圆，所述下晶圆设置有供能空腔及多个检测空腔，所述检测空腔与所述上晶圆形成多个封闭的晶圆格；

电压检测模块，设置在所述检测空腔内部；

供能模块，设置在所述供能空腔内部，与所述电压检测模块电连接；

其中，所述上晶圆与所述下晶圆接触部分布置有氧化硅层；所述上晶圆环绕所述检测空腔外沿设置有间隔空隙，所述间隔空隙贯穿所述上晶圆至所述氧化硅层。

在一实施例中，所述间隔空隙内填充有氧化硅隔离层。

在一实施例中，所述氧化硅隔离层表面设置有金属氧化层。

在一实施例中，所述金属氧化层的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝或氧化钇中的任意一种。

在一实施例中，所述下晶圆表面设置有由所述供能空腔至所述电压检测模块的导电线路，所述供能模块通过所述导电线路与所述电压检测模块电连接。

在一实施例中，所述晶圆格采用分散式排布或紧密式排布。

在一实施例中，所述下晶圆及所述上晶圆的材料为硅片。

在一实施例中，所述电压检测模块包括电压检测单元、储存控制单元及无线传输单元；所述供能模块包括蓄电池及无线充能单元；

所述电压检测单元检测所述上晶圆与所述下晶圆间的电位差；所述储存控制单元记录电压检测单元测得的数据；所述无线传输单元将所述储存控制单元记录的数据传输至外部；所述无线充能单元将外部电能无线传输至所述蓄电池，所述蓄电池为所述电压检测模块供能。

本申请还提供一种制备如上任意所述的直流偏压检测装置的制备方法，步骤如下：

S100、在下晶圆刻蚀出检测空腔及供能空腔，在上晶圆拟与所述下晶圆接触部分设置氧化硅层；

S200、在检测空腔内安装电压检测模块，在供能空腔内安装供能模块，使供能模块与电压检测模块电连接；