CN105593983B - 测量晶片的损伤的深度的方法 - Google Patents

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Abstract

实施例的方法包括下列步骤：使用X射线衍射设备，获取相对于获取的晶片的第一摇摆曲线；在第一摇摆曲线中设置具有比基准水平更高强度的X射线入射角范围，计算设置的X射线入射角的面间距，使用计算出的面间距，计算晶片的应变值，以及，根据计算出的应变值，计算采样的应变值；根据对应于采样的应变值的X射线衍射光束的强度，根据晶片的损伤程度，建模厚度；根据设置的X射线入射角范围、计算出的面间距、采样的应变值和建模的厚度，获取第二摇摆曲线；通过改变设置的X射线入射角范围、面间距、采样的应变值和建模的厚度中的至少一项，将第二摇摆曲线与第一摇摆曲线匹配；以及，根据匹配结果，计算晶片的损伤的深度。

Description

测量晶片的损伤的深度的方法
【技术领域】
诸实施例涉及一种测量对晶片的机械损伤的深度的方法。
【背景技术】
一般而言，晶片制造工艺可包括诸如锭研磨、锭切片，或精研之类的机械表面处理工艺。
由于这些机械表面处理工艺，晶片的表面可能会在机械方面被损伤。可以通过在诸如研磨或蚀刻之类的后处理中研磨或蚀刻晶片，消除对晶片的机械损伤。
可以根据对晶片的机械损伤的深度，确定要在后处理中移除的晶片的量。为此，用于确定对晶片的机械损伤的深度的测量必须在移除前面。
测量对晶片的机械损伤的深度的方法可包括使用蚀刻或抛光的方法、使用X射线衍射仪的方法、使用喇曼光谱学的方法、使用光致发光的方法，等等。
然而，由于使用蚀刻或抛光的方法是有损方法，可能需要很长时间抛光并热处理晶片。另外，使用X射线衍射仪的方法可以仅仅判断晶片是否被损伤，并可以仅以定性方式确定对晶片的损伤的程度。另外，使用喇曼光谱学的方法和使用光致发光的方法不可能测量对晶片的损伤的深度。
【发明内容】
【技术问题】
诸实施例提供一种使用非损伤性的方法来准确地测量对晶片的机械损伤的深度的方法。
【技术方案】
根据一实施例，一种测量对晶片的损伤的深度的方法包括：使用X射线衍射设备，获取准备的晶片的第一摇摆曲线；在所述第一摇摆曲线中设置具有比基准水平较高强度的X射线入射角范围；计算所设置的X射线入射角的面间距；使用所计算出的面间距，计算所述晶片的应变值；以及，基于所计算出的应变值，提取采样的应变值；基于对应于所采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度，根据对所述晶片的损伤程度，建模厚度；基于所设置的X射线入射角范围、所计算出的面间距，所采样的应变值，以及建模的厚度，获取第二摇摆曲线；通过改变X射线入射角范围、所述面间距，所采样的应变值，以及建模的厚度中的至少一项，将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线匹配；以及，基于匹配的结果，计算对所述晶片的损伤的深度。
获取第一摇摆曲线可包括：在所述晶片上设置用于对其进行结晶评估的点；在所述晶片上的所述设置的点，获取X射线摇摆曲线；以及，比较所述晶片上的所述设置的点处的所述X射线摇摆曲线的FWHM(半极大处全宽度)，以便根据比较结果，获取所述第一摇摆曲线。
在X射线摇摆曲线当中，具有最大的FWHM的X射线摇摆曲线可以被选为第一摇摆曲线。
所述第一摇摆曲线饱和时的所述衍射光束的所述强度可以被设置为所述基准水平。
所述晶片的应变值中的每一个都可以是减除面间距和基准面间距之间的比率，所述基准面间距可以是对应于所述第一摇摆曲线中的所述衍射光束的最大的强度值的面间距，以及，减除面间距可以是在所述计算面间距时计算出的所述面间距与所述基准面间距之间的差。
在所提取采样的应变值中，可以基于计算出的应变值的最高值，提取所述采样的应变值。
根据对晶片的损伤程度来建模厚度可包括：获取对应于所述采样的应变值中的每一个的所述X射线衍射光束的所述强度；以及，根据对所述晶片的所述损伤的程度，与所获取的所述X射线衍射光束的强度成比例地，建模所述厚度。
根据对晶片的损伤程度来建模厚度可包括：根据对晶片的损伤程度，在晶片的深度方向，将所述晶片分割为多个部分；获取对应于所采样的应变值中的每一个的所述X射线衍射光束的所述强度；以及，与所述X射线衍射光束的所获取的强度成比例地，在所述部分中的每一个中设置厚度。
在获取第一摇摆曲线时，所述晶片可以是通过对单晶锭进行切片而获得的半导体晶片，或是通过在所述半导体晶片的表面上执行精研、研磨，以及抛光中的至少一项获得的晶片。
在匹配所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线时，可以通过调整在所述部分中的每一个中设置的所述厚度，将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线匹配。
在计算对所述晶片的损伤的深度时，可以将所述部分中的所述经调整的厚度全部相加，以便根据所述相加的结果，计算对所述晶片的损伤的所述深度。
所述晶片上的用于对晶片进行结晶评估的点可包括所述晶片上的中心点、所述晶片上的边缘点，以及沿着所述晶片的半径位于半途的点。
所述晶片上的用于对晶片进行结晶评估的点被定位为，以便彼此径向地分离。
根据另一实施例，一种测量对晶片的损伤的深度的方法包括：准备晶片；使用X射线衍射设备，获取所述晶片的第一摇摆曲线；基于所述第一摇摆曲线，根据对所述晶片的损伤程度，建模厚度；基于所述建模的结果，根据执行计算机模拟的结果，获取第二摇摆曲线；将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线进行匹配；以及，基于所述匹配的结果，计算对所述晶片的损伤的深度。
获取第一摇摆曲线可包括：分别获取位于所述晶片上的中心点、所述晶片上的边缘点，以及沿着所述晶片的半径位于半途的点处的X射线摇摆曲线；以及，比较所述获取的X射线摇摆曲线的FWHM(半极大处全宽度)，而选择获取的X射线摇摆曲线之中的具有最大的FWHM的那一个作为所述第一摇摆曲线。
根据对晶片的损伤程度来建模厚度可包括：设置所述第一摇摆曲线饱和时的衍射光束的强度作为基准水平；设置具有比所述基准水平更高强度的X射线入射角范围；使用布拉格定律，计算所设置的X射线入射角的面间距；使用所计算出的面间距，计算所述晶片的应变值；基于所计算出的应变值的最高值，提取采样的应变值；以及，基于对应于所采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度，根据对所述晶片的所述损伤程度，建模所述厚度。
所述晶片的应变值中的每一个都可以是减除面间距和基准面间距之间的比率，所述基准面间距可以是对应于所述第一摇摆曲线中的所述衍射光束的最大的强度值的面间距，以及，所述减除面间距可以是在计算面间距中计算出的所述面间距与所述基准面间距之间的差。
根据对晶片的损伤程度来建模厚度可包括：根据对晶片的损伤程度，在晶片的深度方向，将所述晶片分割为多个部分，获取对应于所采样的应变值中的每一个的所述X射线衍射光束的强度；以及，与所述X射线衍射光束的获取的强度成比例地，在所述部分中的每一个中设置厚度。
在获取第二摇摆曲线时，可以基于所设置的X射线入射角、为所设置的X射线入射角计算出的所述面间距、所采样的应变值，以及所建模的厚度，获取所述第二摇摆曲线。
在匹配所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线时，可以通过调整在所述部分中的每一个中设置的所述厚度，将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线匹配。
【有益的效果】
诸实施例可以使用非损伤性的方法来准确地测量对晶片的机械损伤的深度。
【附图说明】
图1是示出了根据一实施例的用于检测晶片的机械损伤的方法的流程图。
图2是示出了用于对晶片执行结晶评估的方法的示例的流程图。
图3是示出了晶片上的预定点处的X射线摇摆曲线的图。
图4是示出了图1中所示出的建模步骤的示例的流程图。
图5是示出了用于说明图4中所示出的建模步骤的第一摇摆曲线的示例的图。
图6是用于说明建模图4中所示出的晶片的机械损伤的程度的图示。
图7A到7D是示出了根据实施例的第一摇摆曲线的实际值和基于模拟的结果，将其与第二摇摆曲线匹配的过程的图。
图8是示出了根据使用蚀刻和抛光的方法和实施例的方法测量到的损伤的深度的图。
【具体实施方式】
现在将详细参考本发明的示例性实施例，在各个附图中示出了它们的示例。可以理解，当称作层(薄膜)、区域、图案，或元件在在另一层(薄膜)、区域、图案，或元件“上”或“下”时，它可以在层、区域、图案，或元件的紧上面/下面，也可以存在一个或多个中间元件。当元件被称作在“上”或“下”，基于元件，可包括“在元件下面”或“在元件上面”。
在图形中，为了描述方便和清楚起见，夸大、省略，或示意性地示出每一层的大小。此外，每一组成元件的大小没有完全反映其实际尺寸。另外，在整个附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的元件。在下文中，将参考各个附图来描述根据诸实施例的测量对晶片的机械损伤的方法。
图1是示出了根据一实施例的用于检测晶片的机械损伤的方法的流程图。
参考图1，方法首先准备用于检测其机械损伤的晶片(S110)。
在此情况下，准备的晶片可以是通过生长单晶锭，并对生长的单晶锭执行晶锭研磨、裁剪，以及切片处理来获得的半导体晶片。例如，半导体晶片可包括诸如蓝宝石晶片之类的单晶晶片。
另外，准备的晶片可以是通过对半导体晶片的表面执行精研、研磨、蚀刻，以及抛光处理中的至少一项获得的晶片。
接下来，方法使用X射线衍射设备，获取准备的晶片的第一摇摆曲线(S120)。
例如，可以基于对准备的晶片执行的结晶评估的结果，获取第一摇摆曲线。
例如，在晶片的不同位置，对准备的晶片上的预定点，执行结晶评估，可以基于评估的结果，选择晶片上的具有最低结晶度的点。晶片上的具有最低结晶度的选择的点处的X射线摇摆曲线可以被选为第一摇摆曲线。
图2是示出了用于对晶片执行结晶评估的方法的示例的流程图。
参考图2，方法首先设置晶片上的用于对其进行结晶评估的点(S210)。
例如，晶片上的用于对其进行结晶评估的预定点可以是中心点、边缘点，以及沿着晶片的半径位于半途的点，但是，预定点的数量和位置不仅限于此。可另选地，预定的点可以径向地彼此分离。
接下来，方法使用X射线衍射设备，获取每一个预定点处的X射线摇摆曲线(S220)。
当利用X射线照射任何晶体时，可以根据布拉格定律，确定晶体的特定的表面上的X射线的衍射角。在此情况下，当晶体绝对完美时，X射线衍射光束的强度可以被表达为单线。
另一方面，当晶体具有缺陷时，例如，点、线、面，或空间形状的缺陷，X射线衍射光束的强度可以被表达为高斯分布曲线，而并非单线。高斯分布曲线可以被称为X射线摇摆曲线。
图3是示出了晶片上的预定点处的X射线摇摆曲线的图。
x轴表示X射线入射角，而y轴表示X射线衍射光束的强度。g1可以表示晶片上的中心点(在下文中，简称为“第一点”)处的X射线摇摆曲线，g2可以表示沿着晶片的半径位于半途的点(在下文中，简称为“第二点”)处的X射线摇摆曲线，而g3可以表示晶片上的边缘点(在下文中，简称为“第三点”)处的X射线摇摆曲线。
参考图3，可以看出，第一到第三点处的X射线摇摆曲线g1，g2，以及g3是高斯曲线，而在第一到第三点中的每一点存在晶体缺陷。
接下来，方法通过比较预定点处的X射线摇摆曲线g1，g2，以及g3的FWHM(半极大处全宽度)，选择晶片上的具有最低结晶度的点或晶片上的具有最差结晶度的点(S230)。这里，每一FWHM都是相关联的摇摆曲线中的最大强度值的一半值之间的宽度。
好的结晶度可以表示，在晶片中很少存在缺陷。对晶片的表面的显著的机械损伤可以表示，晶片由于物理力，在其表面上具有许多缺陷。随着摇摆曲线的FWHM值增大，在晶片中缺陷可能会增多。
晶片的预定点处的低结晶度可以与晶片上的预定点处的FWHM成比例。
参考图3中所示出的预定点处的摇摆曲线g1，g2，以及g3，可以看出，摇摆曲线g1在晶片上的第一点处具有最大的FWHM。相应地，可以判断，晶片的结晶度在晶片上的第一点处最低，晶片上的第一点可以被选为最低点。
接下来，方法基于第一摇摆曲线，根据在晶片的深度方向的对晶片的损伤程度，建模厚度(S130)。
图4是示出了图1中所示出的建模步骤(S130)的示例的流程图。图5是示出了用于说明图4中所示出的建模步骤(S130)的第一摇摆曲线的示例的图。
参考图4和5，方法设置第一摇摆曲线的基准水平(或背景水平)501(S310)。图5中所示出的第一摇摆曲线可以是在步骤S120中选择的晶片上的具有最低结晶度的点处的摇摆曲线，但是，本实施例不仅限于此。例如，第一摇摆曲线可以是步骤S210中的预定点处的摇摆曲线中的一个。
当在XRD测量过程中X射线入射角，即是第一摇摆曲线的x轴范围充分大时，第一摇摆曲线饱和时的X射线衍射光束的强度可以被设置为基准水平或背景水平。这是因为，在XRD测量过程中，第一摇摆曲线中的衍射光束的强度或基础水平可以随着功率、狭缝大小、X射线管寿命，以及样本状态(它们是XRD测量条件)而变化。
这里，可以假设基准水平为测量状态下的噪声。当摇摆曲线饱和时，需要设置上面的基准水平。如果布拉格定律不被满足，则在衍射光束的强度达到峰值时的点之外的点，衍射光束的强度从理论上来讲应该为0。然而，可以在上述的点测量基准水平。
接下来，方法设置比X射线摇摆曲线中的基准水平501(S320)具有更高强度的X射线入射角(θ)的范围(θL～θR)。在此情况下，可以根据晶片的类型，或晶片的表面或晶体状态，确定X射线入射角(θ)的设置的范围(θL～θR)。
例如，在硅晶片中，晶片的已处理的表面可以是(100)表面。因为由于X射线结构因素，硅的衍射不会在(100)表面上发生，可以通过X射线衍射方法，在平行于(100)表面并在其上面发生衍射的(400)表面上测量摇摆曲线。相应地，在其上面不会发生衍射的晶片的晶体表面，可以被设置为基准面。
例如，可以在X射线检测器的角度是固定的状态下，通过改变入射到(400)表面的X射线的入射角，来测量X射线的强度。具有比基准水平501更高强度的X射线入射角(θ)的范围(θL～θR)可以是基本上大约33.6°到35.0°的范围。
然而，当晶片的已处理的表面变化时，X射线入射角(θ)的范围可以变化。例如，由于在其上面测量X射线衍射的(111)晶片或(110)的晶片表面本身会变化，因此，(111)或(110)晶片中的X射线入射角(θ)的范围可以不同于硅晶片中的该范围。另外，蓝宝石晶片中的X射线入射角(θ)的范围可以不同于硅晶片中的该范围。
这里，(100)晶片可以表示其已处理的表面(正面或背面)具有(100)指数的晶片。(111)和(110)晶片中的每一个都也可以表示其已处理的表面是硅的晶体表面之中的(111)或(110)晶体表面的晶片。(100)表面可以表示其密勒指数是(100)的硅的晶体表面。这里，处理可以表示锭切片，并可包括，除切片之外，精研、研磨、抛光，以及蚀刻。
一般而言，不在基准面，例如，(100)表面，上对硅晶片进行切片，而是，在与(100)表面倾斜一个角度的方向进行切片。这里，可以根据用户的请求，确定斜角。
在下文中，其已处理的表面与基准面一致的晶片被称为第一晶片，而其已处理的表面与基准面倾斜一个角度的晶片被称为第二晶片。
表示第一晶片上的摇摆曲线的峰值的角度可以与表示基准面上的摇摆曲线的峰值的角度一致(在下文中，称为“第一角度”)。
由于在基准面，例如，在硅的(400)表面上，确定面间距和X射线波长，因此，可以根据布拉格定律，获取表示峰值的角度(例如，34.566°)。
另一方面，表示第二晶片上的摇摆曲线的峰值的角度(在下文中，称为“第二角度”)可能不与表示基准面上的摇摆曲线的峰值的角度一致，并可以生成角度之间的差。
相应地，需要按如下方式校正第二晶片的摇摆曲线。在第二晶片中，可以使用经过校正的摇摆曲线，设置具有比基准水平501更高强度的X射线入射角(θ)的范围，并可以基于经过校正的摇摆曲线，执行其后的过程。
即，可以利用第一和第二角度之间的差，校正第二晶片的摇摆曲线的角度。例如，可以利用第一和第二角度之间的差，在x轴方向，平行地移动第二晶片的摇摆曲线。
接下来，方法使用布拉格定律λ＝2dsinθ，计算X射线入射角(θ)的设置的范围(θL～θR)的面间距(d)(S330)。
这里，面间距(d)可以是晶片的基准面之间的距离。
例如，硅晶片上的面间距(d)可以是指(400)表面之间的距离。即，面间距(d)可以表示被机械处理损伤并变形的(400)表面之间的距离。
接下来，方法使用计算出的面间距(d)，计算X射线入射角(θ)的范围(θL～θR)中的晶片的应变值(S340)。应变可以表示被机械因素改变的面间距(d)与基准面间距(d0)的比率。
例如，晶片的每一应变值都可以是减除面间距(d1)和基准面间距(d0)之间的比率(d1/d0)。
基准面间距(d0)可以是晶片的基准面之间的距离。
基准面间距(d0)可以是对应于第一摇摆曲线中的衍射光束的最大的强度值的面间距。例如，基准面间距(d0)可以是其中衍射光束的强度在第一摇摆曲线中是最大的面间距。
例如，硅的(400)表面的基准面间距(d0)可以是
减除面间距(d1)可以是在步骤S330中计算出的面间距(d)和基准面间距(d0)之间的差。
接下来，方法采样计算出的对应于X射线入射角(θ)的范围(θL～θR)的应变值，并提取采样的应变值(S350)。
例如，可以基于计算出的应变值的最高值，提取采样的应变值。例如，可以通过将计算出的应变值的最高值缩小某一值，提取采样的应变值。
例如，采样的应变值之间的差可以是50ppm到150ppm，但是，实施例不仅限于此。ppm是百万分之一的缩写，并表示10-6。
例如，当假设计算出的应变值的最高值是1000ppm时，可以通过将应变值缩小100ppm，提取样本(例如，1000ppm、900ppm、800ppm、700ppm，等等)。
接下来，可以基于对应于提取的并采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度，根据对晶片的机械损伤的程度，建模厚度(S360)。
可以根据提取的应变值来计算面间距(d)，可以使用布拉格定律，计算对应于计算出的面间距(d)的X射线入射角(θ)，并可以使用第一摇摆曲线，获取对应于计算出的X射线入射角(θ)的X射线衍射光束的强度。可以根据对晶片的机械损伤的程度，与获取的X射线衍射光束的强度成比例地，建模厚度。
例如，可以根据对晶片的机械损伤的程度，在晶片的深度方向，将晶片分成多个部分。可以基于对应于采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度，设置每一部分的厚度。
例如，与对应于采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度成比例设置每一部分的厚度。由于光束的强度本身随着测量条件而变化，可以基于X射线衍射光束的强度，基本上设置每一部分的厚度。
图6是用于说明建模图4中所示出的晶片的机械损伤的程度的图示。
参考图6，对晶片的机械损伤的程度在晶片的表面上可能严重，而机械损伤的程度可以在晶片的深度方向603减少。另外，在预定深度或更深处，不会发生机械损伤。
这里，晶片的表面601可以是在其上面入射了X射线的晶片表面，体块602可以位于晶片内部。晶片的深度方向603可以是从晶片的表面601指向体块的方向。
根据机械损伤的程度，在晶片的深度方向603，晶片可以分成多个部分(例如，612，614，以及616)。靠近晶片表面601的第一部分(例如，612)可以具有最高应变值，而机械损伤的程度在第一部分可能最高。另外，靠近体块602的第三部分(例如，606)可以具有最低应变值，而机械损伤的程度在第三部分可以最低。
可以基于对应于相应的采样的应变值(S1，S2，以及S3)的X射线衍射光束的强度，设置相应的部分(例如，612，614，以及616)中的厚度(t1，t2，以及t3)。
可以按如下方式设置相应的部分(例如，612，614，以及616)的厚度(t1，t2，以及t3)。
例如，当假设计算出的应变的最高值为1000ppm时，可以通过将应变值按100ppm缩小，来设置部分(例如，612，614，以及616)。
从晶片表面朝着体块的方向，对晶片的损伤程度减小。因此，甚至当应变按100ppm的有规律的间隔分割时，由于应变值小，因此每一部分的厚度显著增大。
如图6所示，当应变被分成部分(S0，S1，S2，以及S3)时，每一相同应变的厚度可以增大(t0<t1<t2<t3)。
可以采样应变值，并确定对应于样本值(S0，S1，S2，以及S3)的部分610，612，614，以及616。在此情况下，采样的应变值越大，对应于其的部分越是位于底部(例如，S0-610)。
可以与对应于相应的采样的应变值(S0，S1，S2，以及S3)的衍射光束的强度成比例地设置相应的部分610，612，614，以及616)的厚度(t0，t1，t2，以及t3)。
如图5的第一摇摆曲线所示，当从表示比基准水平501更高强度的点处的应变值以有规律的间隔分割应变时，可以看出，X射线衍射光束的强度可以随着应变的缩小而迅速地增大。
接下来，方法基于建模对晶片的机械损伤的程度的结果，执行计算机模拟，并根据模拟的结果，获取第二摇摆曲线(S140)。
可以基于步骤S130中的建模的结果和测量条件的数据，执行计算机模拟，可以根据模拟的结果，获取第二摇摆曲线。
这里，步骤S130中的建模的结果可以表示应变(例如，S0，S1，S2，以及S3)和厚度(t0，t1，t2，以及t3)。另外，测量条件还可包括第一摇摆曲线的峰值强度、基准水平的强度、X射线衍射设备的光学条件、x轴的测量间隔以及第一摇摆曲线的设置的X射线入射角范围。
图7A到7D是示出了根据实施例的第一摇摆曲线的实际值和基于模拟的结果，将其与第二摇摆曲线匹配的过程的图。
f1表示在步骤S220中获取的第一摇摆曲线的实际值。
f2表示根据在步骤S140中执行的计算机模拟的结果的第二摇摆曲线。
f3表示根据通过第一匹配的计算机模拟的结果的第二摇摆曲线。f4表示根据通过第二匹配的计算机模拟的结果的第二摇摆曲线。f5表示根据通过第三匹配的计算机模拟的结果的第二摇摆曲线。
为了使用用于计算X射线摇摆曲线的计算机模拟程序来计算图7a中所示出的第二摇摆曲线，可以基于在步骤S320中设置的X射线入射角(θ)的范围、在步骤S330中计算出的面间距(d)、在步骤S350中提取并采样的应变值以及在步骤S360中建模以及设置的每一部分的厚度，执行计算机模拟。
接下来，方法将在步骤S220中获取的第一摇摆曲线的实际值与在步骤S140中获取的第二摇摆曲线匹配(S150)。
例如，通过改变下列各项中的至少一项：第二摇摆曲线的峰值强度的位置、X射线入射角(θ)的范围、面间距(d)、采样的应变值以及相应的部分的厚度，第二摇摆曲线可以与第一摇摆曲线的实际值一致。
例如，通过调整采样的应变值或相应的部分(例如，612，614，以及616)的厚度(例如，t1，t2以及t3)，第二摇摆曲线(例如，图7中的f2)可以与第一摇摆曲线的实际值(例如，图7中的f1)匹配或一致。如图7B到7D所示，可以许多次重复地执行匹配过程。
接下来，方法基于匹配的结果，计算对晶片的损伤的深度(S160)。
可以分析，步骤S150中的模拟的结果和步骤S220中的实际值之间的一致性意味着，为根据模拟的结果输入的采样的应变值中的每一个设置的厚度与对晶片的损伤的实际深度一致。
相应地，可以通过将对应于根据步骤S150中的匹配模拟的结果输入的相应的采样的应变值而调整的所有厚度相加，计算对晶片的损伤的深度。
实施例可以使用非损伤性的方法，确定对晶片的机械损伤的深度，并可以轻松地确定对难以被蚀刻的蓝宝石晶片的机械损伤的深度。
可以看出，根据实施例测量到的对晶片的损伤的深度大于根据使用蚀刻和抛光的方法测量到的相同晶片的损伤的深度。这意味着，与使用蚀刻和抛光的方法相比，实施例可以准确地测量小的损伤的深度。即，与使用蚀刻和抛光的方法相比，实施例可以更准确地测量对晶片的机械损伤的深度。
图8是示出了根据使用蚀刻和抛光的方法G1和实施例的方法G2测量到的损伤的深度的图。情况1示出了在完成切片处理之后测量对晶片的损伤的深度的结果。情况2示出了在完成精研处理之后测量对晶片的损伤的深度的结果。情况3示出了在完成研磨处理之后在执行OISF热处理处理之前测量对晶片的损伤的深度的结果。情况4示出了在完成研磨处理和执行OISF热处理处理之前测量对晶片的损伤的深度的结果。
参考图8，可以看出，与G1中的损伤的深度相比，观察到G2中的损伤的深度大了4μm到4.5μm。这是因为，当晶片被蚀刻30秒，然后在G1中使用用于可视化的显微镜观察时，可以通过在具有大损伤的晶片的表面附近蚀刻，观察损伤层，但是，可能无法通过具有小的损伤的晶片的体块区域的蚀刻，观察损伤层。
由于G1切片、抛光、以及蚀刻晶片，因此有问题：需要花费很长时间测量对晶片的损伤的深度，并以破坏性的方式分析晶片。另外，在G1中的情况3下，不测量损伤的深度。因此，由于必须在OISF热处理之后测量损伤的深度，因此，需要花费很长时间测量损伤的深度。
另一方面，诸实施例具有测量损伤的深度的非破坏性的方式的优点。另外，诸实施例需要花费很长时间首先执行建模，并使用执行的建模，通过计算机模拟，匹配实际值。然而，在建立原始模型之后，可以通过基于原始模型，轻微地改变每一样本，在短时间内评估对晶片的损伤的深度。
参考实施例所描述的特定功能、结构或特征包括在本公开的至少一个实施例，而不一定包括在所有实施例中。进一步地，本公开的任何特定的实施例的特定功能、结构，或特征可以以任何合适的方式与一个或多个其他实施例组合，或可以由实施例涉及的所属领域的技术人员改变。因此，可以理解，与这样的组合或改变相关联的内容在本公开的精神和范围内。
【工业实用性】
诸实施例适用于晶片制造工艺。

Claims (20)

1.一种测量对晶片的损伤的深度的方法，包括：
使用X射线衍射设备，获取准备的晶片的第一摇摆曲线；
在所述第一摇摆曲线中设置具有比基准水平更高强度的X射线入射角范围，计算所设置的X射线入射角的面间距，使用所计算出的面间距，计算所述晶片的应变值，以及基于所计算出的应变值，提取采样的应变值；
基于对应于所采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度，根据对所述晶片的损伤程度，建模厚度；
基于所设置的X射线入射角范围、所计算出的面间距、所采样的应变值以及所建模的厚度，获取第二摇摆曲线；
通过改变所述设置的X射线入射角范围、所述面间距、所述采样的应变值以及所述建模的厚度中的至少一项，将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线匹配；以及
基于匹配的结果，计算对所述晶片的损伤的深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第一摇摆曲线包括：
在所述晶片上设置用于对其进行结晶评估的点；
在所述晶片上的所述设置的点，获取X射线摇摆曲线；以及
比较所述晶片上的所述设置的点处的所述X射线摇摆曲线的FWHM(半极大处全宽度)，以便根据所述比较的结果，获取所述第一摇摆曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述X射线摇摆曲线当中，具有最大的FWHM的所述X射线摇摆曲线被选为所述第一摇摆曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一摇摆曲线饱和时的所述衍射光束的所述强度被设置为所述基准水平。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶片的应变值中的每一个是减除面间距和基准面间距之间的比率，所述基准面间距是对应于所述第一摇摆曲线中的所述衍射光束的最大的强度值的面间距，以及所述减除面间距是在计算面间距时计算出的所述面间距与所述基准面间距之间的差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在提取采样的应变值中，基于所计算出的应变值的最高值，提取所述采样的应变值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对所述晶片的损伤程度来建模厚度包括：
获取对应于所述采样的应变值中的每一个的所述X射线衍射光束的所述强度；以及
根据对所述晶片的机械损伤的程度，与所获取的所述X射线衍射光束的强度成比例地，建模所述厚度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对所述晶片的损伤程度来建模厚度包括：
根据对所述晶片的损伤程度，在晶片的深度方向，将所述晶片分割为多个部分；
获取对应于所述采样的应变值中的每一个的所述X射线衍射光束的所述强度；以及
与所述X射线衍射光束的所获取的强度成比例地，在所述部分中的每一个中设置厚度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取第一摇摆曲线时，所述晶片是通过对单晶锭进行切片而获得的半导体晶片或是通过在所述半导体晶片的表面上执行精研、研磨以及抛光中的至少一项获得的晶片。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在匹配所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线时，通过调整在所述部分中的每一个中设置的所述厚度，将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线匹配。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在计算对所述晶片的损伤的深度时，将所述部分中的经调整的厚度全部相加，以便根据所述相加的结果，计算对所述晶片的损伤的所述深度。
12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶片上的用于对晶片进行结晶评估的点包括所述晶片上的中心点、所述晶片上的边缘点以及沿着所述晶片的半径位于半途的点。
13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶片上的用于对晶片进行结晶评估的点被定位为彼此径向地分离。
14.一种测量对晶片的损伤的深度的方法，包括：
准备晶片；
使用X射线衍射设备，获取所述晶片的第一摇摆曲线；
基于所述第一摇摆曲线，根据对所述晶片的损伤程度，建模厚度；
基于所建模的结果，根据执行计算机模拟的结果，获取第二摇摆曲线；
将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线进行匹配；以及
基于所述匹配的结果，计算对所述晶片的损伤的深度。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，获取第一摇摆曲线包括：
分别获取位于所述晶片上的中心点、所述晶片上的边缘点以及沿着所述晶片的半径位于半途的点处的X射线摇摆曲线；以及
比较所获取的X射线摇摆曲线的FWHM(半极大处全宽度)，而选择所获取的X射线摇摆曲线之中的具有最大的FWHM的那一个作为所述第一摇摆曲线。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，根据对所述晶片的损伤程度来建模厚度包括：
设置所述第一摇摆曲线饱和时的衍射光束的强度作为基准水平；
设置具有比所述基准水平更高强度的X射线入射角范围；
使用布拉格定律，计算所设置的X射线入射角的面间距；
使用所计算出的面间距，计算所述晶片的应变值；
基于所计算出的应变值的最高值，提取采样的应变值；以及
基于对应于所采样的应变值中的每一个的X射线衍射光束的强度，根据对所述晶片的损伤程度，建模所述厚度。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述晶片的应变值中的每一个是减除面间距和基准面间距之间的比率，所述基准面间距是对应于所述第一摇摆曲线中的所述衍射光束的最大的强度值的面间距，以及所述减除面间距是在计算面间距时计算出的所述面间距与所述基准面间距之间的差。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，根据对所述晶片的损伤程度来建模厚度包括：
根据对所述晶片的损伤程度，在晶片的深度方向，将所述晶片分割为多个部分；
获取对应于所采样的应变值中的每一个的所述X射线衍射光束的所述强度；以及
与所述X射线衍射光束的所获取的强度成比例地，在所述部分中的每一个中设置厚度。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在获取第二摇摆曲线时，基于所设置的X射线入射角、为所设置的X射线入射角计算出的所述面间距、所采样的应变值以及所建模的厚度，获取所述第二摇摆曲线。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在匹配所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线时，通过调整在所述部分中的每一个中设置的所述厚度，将所述第二摇摆曲线与所述第一摇摆曲线匹配。
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