CN106898560A - 晶圆边缘所受冲击力的监测方法以及设备调整方法 - Google Patents

晶圆边缘所受冲击力的监测方法以及设备调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种晶圆边缘所受冲击力的监测方法。包括提供检测晶圆，并在待测设备中循环传送所述检测晶圆，循环传送过程中所述待测设备的顶针与所述检测晶圆相接触；对所述检测晶圆进行烘烤；对所述检测晶圆进行刻蚀；对所述检测晶圆进行缺陷检测，通过所述检测晶圆上的缺陷分布判断所述待测设备对晶圆边缘的冲击力是否符合标准。本发明还进一步提供了设备调整方法，依据晶圆边缘所受冲击力的监测方法获得的检测结果，对设备进行调整，使得晶圆边缘所受冲击力符合标准。由此，本发明的方法能够直观、定量的展现出待测设备对晶圆边缘产生的冲击力，并且能够有针对性的对待测设备进行调整，使之对晶圆边缘产生的冲击力达到不会影响产品的层次，避免了对良率产生影响。

Description

晶圆边缘所受冲击力的监测方法以及设备调整方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆边缘所受冲击力的监测方法以及设备调整方法。
背景技术
在半导体制造过程中，一片晶圆从最开始的硅片，通过光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等工序，在其上制作出各种器件。这其中，晶圆会经历上百道的工序。因而，晶圆必然的会与各种各样的设备发生接触。
在一些设备中，需要对晶圆进行对准(包括定位)，以确保制程的顺利进行，通常是与晶圆的边缘或者缺口(notch)相接触来实现对准。例如，如图1所示，一种半导体加工设备对晶圆的定位过程是多个顶针(pin)2自晶圆1一侧而逐渐靠近晶圆1，直至与所述晶圆1相接触。但是，这种机械运动不可避免的会产生碰撞，若碰撞时产生的冲击力过大，就会对晶圆造成损伤，影响产品的良率。
目前，对于这种接触式对准的设备，通常仅是在定期维护时检测晶圆对准后的位置，日常生产中并不存在对准过程的运动状况的监测，显然，这存在潜在的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆边缘所受冲击力的监测方法，以填补现有技术的空缺。
为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆边缘所受冲击力的监测方法，包括：
提供检测晶圆，并在待测设备中循环传送所述检测晶圆，循环传送过程中所述待测设备的顶针与所述检测晶圆相接触；
对所述检测晶圆进行烘烤；
对所述检测晶圆进行刻蚀；
对所述检测晶圆进行缺陷检测，通过所述检测晶圆上的缺陷分布判断所述待测设备对晶圆边缘的冲击力是否符合标准。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，所述检测晶圆为控片。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，所述循环传送的次数大于等于10。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，所述循环传送的次数为50-70次。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，对所述检测晶圆进行烘烤的温度大于等于1000℃。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，对所述检测晶圆进行烘烤的时间为100-200min。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，对所述检测晶圆进行干法刻蚀。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，对所述检测晶圆进行整面刻蚀。
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，所述刻蚀的深度为
可选的，对于所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，利用缺陷扫描设备检测所述检测晶圆上的缺陷分布。
相应的，本发明还提供一种设备调整方法，调整设备对晶圆边缘的冲击力，包括：
利用检测晶圆，根据如上所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法对待测设备进行监测；
若待测设备对晶圆边缘的冲击力不符合标准，则对所述待测设备进行调整；
利用其它检测晶圆，再次根据如上所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法对待测设备进行监测，直至所述待测设备对晶圆边缘的冲击力符合标准。
本发明提供的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，提供一检测晶圆，并在待测设备中循环传送，再将所述检测晶圆进行烘烤，然后对所述检测晶圆进行刻蚀，最后对所述检测晶圆进行缺陷检测，通过所述检测晶圆上的缺陷分布判断所述待测设备对晶圆边缘的冲击力是否符合标准。进一步的，本发明可以在此基础上，根据检测结果对设备进行调整，直至所述待测设备对晶圆边缘的冲击力符合标准。由此，本发明通过对检测晶圆上的缺陷进行检测，进而直观、定量的展现出待测设备对晶圆边缘产生的冲击力，并且能够有针对性的对待测设备进行调整，使之对晶圆边缘产生的冲击力达到不会影响产品的层次，避免了对良率产生影响。
附图说明
图1为现有技术中一种半导体加工设备对晶圆进行定位时的示意图；
图2为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的流程图；
图3为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的检测晶圆在循环后的局部剖面示意图；
图4为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法检测晶圆刻蚀后的局部剖面示意图；
图5为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的检测晶圆缺陷检测后的缺陷分布图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的晶圆边缘所受冲击力的监测方法以及设备调整方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明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、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
发明人在长期的研究工作中发现，当晶圆的边缘受到撞击并被损坏时，容易产生氧沉淀，形成氧化硅，在氧沉淀过程中，由于氧化硅的体积大于硅的晶格的体积，因此氧沉淀周围存在很强的应力，氧原子会被发射至硅原子之间，成为间隙原子，这会诱生出位错和层错等缺陷，具体在晶圆上，呈现出核状缺陷。基于此，发明人提供了一种晶圆边缘所受冲击力的监测方法以及设备调整方法，利用缺陷检测来判断晶圆边缘所受的冲击力。
下面，请参考图2-图5，对本发明的晶圆边缘所受冲击力的监测方法进行详细说明。其中图2为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的流程图；图3为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的检测晶圆在循环后的局部剖面示意图；图4为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法在刻蚀检测晶圆后检测晶圆的局部剖面示意图；图5为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的检测晶圆缺陷检测后的缺陷分布图。
如图2所示，本发明提供的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，包括：
首先，执行步骤S101：提供检测晶圆，并在待测设备中循环传送所述检测晶圆，循环传送过程中所述待测设备的顶针与所述检测晶圆相接触。
本发明中采用控片(control wafer)作为检测晶圆，以尽可能的降低晶圆本身所带来的干扰，同时也避免了采用普通晶圆时需要进行预处理的繁琐。当然，本发明也是可以采用普通晶圆并对其清洗后进行监测的。
将检测晶圆按照正常的生产流程载入待测设备中，并循环多次传送。所述循环次数大于等于10次，例如50-70次为佳，以便尽可能的获得较佳的测试效果。可以采用一片检测晶圆进行循环传送，也可以是采用多片检测晶圆同时进行循环传送。相应的，若采用多片检测晶圆同时进行循环传送，循环次数可以适当减少，仍可获得较佳的测试效果。检测晶圆在设备中的传递过程依不同的设备和功能而定，关键在于，循环传送过程中所述待测设备的顶针与所述检测晶圆相接触，这可能就涉及到顶针与晶圆的撞击过程，可以此来检测晶圆边缘所受冲击力。在循环传送过程中，是否存在其它工艺步骤并不影响监测效果，因此本发明不限定。
接着，执行步骤S102：对所述检测晶圆进行烘烤。
对所述检测晶圆进行烘烤的目的是，若检测晶圆在循环过程中由于撞击边缘处受到了损坏(包括肉眼不可见的损坏)，高温能够提高氧的固溶度，加速氧的沉淀，形成氧化硅，并以核状缺陷12的形式展现出(如图3所示)，从而使得所述核状缺陷尽快积累并放大。
较佳的，采用大于等于1000℃的高温进行烘烤，且烘烤时间为100-200min，例如120min，150min等。所述烘烤可以在半导体制程中常用的炉管、烤箱等设备中进行，只要是可对检测晶圆进行高温加热的设备均可。
接着，执行步骤S103：对所述检测晶圆进行刻蚀。
如图3所示，对所述检测晶圆进行烘烤后形成的核状缺陷12并不一定形成在检测晶圆10的表面，也可能会形成在检测晶圆10的内部。因此，需要对所述检测晶圆10进行刻蚀，方可使得核状缺陷12展露出。如图4所示，在刻蚀后，检测晶圆10被减薄一定的尺寸，从而使得核状缺陷12较多的位于检测晶圆10的表面，以便进行检测。
优选的，本步骤采用干法刻蚀进行，并且是采用对检测晶圆10进行整面的刻蚀，即对检测晶圆10进行无掩膜刻蚀，这是考虑到，检测晶圆与顶针的撞击很可能不仅在检测晶圆的边缘处产生损坏，也会在朝向检测晶圆中心处诱发破坏，即核状缺陷12并不会仅仅产生在检测晶圆的边缘处，于是整面刻蚀能够避免漏检的情况发生。再者，无掩膜刻蚀无需进行涂胶、曝光、显影等工序，效率较高，成本较低。
在本发明中，对所述检测晶圆10进行刻蚀的深度为即使得检测晶圆10整体减薄，例如，可以是等。
然后，执行步骤S104：对所述检测晶圆进行缺陷检测，通过所述检测晶圆上的缺陷分布判断所述待测设备对晶圆边缘的冲击力是否符合标准。
本步骤例如可以是利用缺陷扫描设备检测所述检测晶圆上的缺陷分布，这一扫描缺陷的方法为本领域技术人员所熟悉，故不再详述。
对检测晶圆的检测需要设置一标准值，该标准值可以依据工艺要求并结合现有技术中对相应工艺过程缺陷的许可度来综合而得，例如规定区域内缺陷大小、数量等。在检测后，将检测结果与所述标准值进行比较，由此来判断待测设备对晶圆边缘的冲击力是否符合标准。
基于上述步骤，本发明还提供一种设备调整方法，调整设备对晶圆边缘的冲击力，具体包括：首先利用上述步骤对待测设备进行监测，获得检测晶圆的缺陷检测结果，若检测结果不符合(通常是超过)标准值，即待测设备对晶圆边缘的冲击力不合标准，则对所述待测设备进行调整；然后，利用其他检测晶圆，重复执行步骤S101至步骤S104，直至待测设备对晶圆边缘的冲击力符合标准。从而可以及时的对设备进行监控和调整，避免由于设备对晶圆边缘冲击力异常而导致的良率问题。
图5为本发明实施例中的晶圆边缘所受冲击力的监测方法的检测晶圆缺陷检测后的缺陷分布图。如图5所示，在靠近缺口的方位，密集分布着缺陷20，这表明待测设备对应于缺口方位的顶针与检测晶圆的撞击力过大，需要进行调整。并且由图5也可见，缺陷20并非是仅处于检测晶圆10的边缘部分，而是占据了一定的内部区域，故这也是本发明需要采用整面刻蚀的一个原因。
综上所述，本发明的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，能够直观、定量的展现出待测设备对晶圆边缘产生的冲击力，并且能够有针对性的对待测设备进行调整，使之对晶圆边缘产生的冲击力达到不会影响产品的层次，避免了对良率产生影响。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种晶圆边缘所受冲击力的监测方法，包括：
提供检测晶圆，并在待测设备中循环传送所述检测晶圆，循环传送过程中所述待测设备的顶针与所述检测晶圆相接触；
对所述检测晶圆进行烘烤；
对所述检测晶圆进行刻蚀；
对所述检测晶圆进行缺陷检测，通过所述检测晶圆上的缺陷分布判断所述待测设备对晶圆边缘的冲击力是否符合标准。
2.如权利要求1所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，所述检测晶圆为控片。
3.如权利要求1所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，所述循环传送的次数大于等于10。
4.如权利要求3所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，所述循环传送的次数为50-70次。
5.如权利要求1所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，对所述检测晶圆进行烘烤的温度大于等于1000℃。
6.如权利要求1或5所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，对所述检测晶圆进行烘烤的时间为100-200min。
7.如权利要求1所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，对所述检测晶圆进行干法刻蚀。
8.如权利要求1或7所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，对所述检测晶圆进行整面刻蚀。
9.如权利要求8所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，所述刻蚀的深度为
10.如权利要求1所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法，其特征在于，利用缺陷扫描设备检测所述检测晶圆上的缺陷分布。
11.一种设备调整方法，调整设备对晶圆边缘的冲击力，其特征在于，包括：
利用检测晶圆，根据权利要求1至10中任一项所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法对待测设备进行监测；
若待测设备对晶圆边缘的冲击力不符合标准，则对所述待测设备进行调整；
利用其它检测晶圆，再次根据权利要求1至10中任一项所述的晶圆边缘所受冲击力的监测方法对待测设备进行监测，直至所述待测设备对晶圆边缘的冲击力符合标准。
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