CN107275244A - 一种晶片检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶片检测方法和装置，该方法包括：通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率；分别获取所述待测晶片的反射率和透射率与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；判断所述偏差值是否小于预设阈值；当所述偏差值小于所述预设阈值时，判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。由此，能实现晶片的快速且准确的检测，特别适用于真空工艺前的晶片检测。

Description

一种晶片检测方法和装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种晶片检测方法和装置。
背景技术
许多半导体工艺是在真空腔室中进行的，例如通过准分子激光退火(ExcimerLaser Annealing,ELA)将非晶硅(a Si)晶化。在准分子激光退火过程中，如果将错误的晶片送入真空腔室中，可能会导致晶片的碳化以及真空腔室的污染。
目前判断晶片的方法主要是根据晶片的LOT ID(批号编码)，但是LOT ID并不是可以随意更改的，对于已经经过处理的晶片，比如沉积了氧化硅/非晶硅层的氮化硅晶片，这种方法就不适用了。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，在准分子激光退火过程中，如果将错误的晶片送入真空腔室中，可能会导致晶片的碳化以及真空腔室的污染。
为此，本发明实施例提供了一种晶片检测方法，包括：获取待测晶片的反射率和透射率；通过将所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率相比较，获取所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；判断所述反射率的偏差值是否小于第一预设阈值，所述透射率的偏差值是否小于第二预设阈值；
当所述反射率的偏差值小于所述第一预设阈值且所述透射率的偏差值小于所述第二预设阈值时，判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。
可选的，所述待测晶片是单层晶片或叠层晶片。
可选的，所述获取所述待测晶片的反射率和透射率包括：通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率。
可选的，所述第一光源和所述第二光源在所述待测晶片的同一侧。
可选的，所述目标晶片包括氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层；所述第一光源的光束的波段是650-750nm，光强大于200uW/cm，在所述待测量晶片上的入射角为55-65度；所述第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于所述待测量晶片。
本发明实施例还提供了一种晶片检测装置，包括：光源，用于向待测晶片发射光束，所述光束在所述待测晶片上进行反射或透射；光度测量仪，用于接收反射或透射后的所述光束并测量所述光束的光度；控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机指令，所述计算机指令可被所述处理器执行以实现以下步骤：通过所述光源和所述光度测量仪获取所述待测晶片的反射率和透射率；通过将所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率相比较，获取所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；判断所述反射率的偏差值是否小于第一预设阈值，所述透射率的偏差值是否小于第二预设阈值；当所述反射率的偏差值小于所述第一预设阈值且所述透射率的偏差值小于所述第二预设阈值时，判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。
可选的，所述待测晶片是单层晶片或叠层晶片。
可选的，所述光源包括第一光源和第二光源，所述光度测量仪包括第一光度测量仪和第二光度测量仪，所述获取待测晶片的反射率和透射率包括：通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率。
可选的，所述第一光源和所述第二光源在所述待测晶片的同一侧。
可选的，所述目标晶片包括氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层；所述第一光源的光束的波段是650-750nm，光强大于200uW/cm，在所述待测量晶片上的入射角为55-65度；所述第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于所述待测量晶片。
本发明实施例的晶片检测方法和装置，通过同时根据待测晶片的反射率和透射率判断其晶片种类，能实现晶片的快速、准确、无损检测；进一步的，当目标晶片是氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层时，通过设置第一光源的光束的波段是650-750nm，光强大于200uW/cm，在待测量晶片上的入射角为55-65度，设置第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于待测量晶片，氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层晶片的检测准确率高，重复性好。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明实施例的晶片检测装置的示意图；
图2示出了本发明实施例的晶片检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，图1是本发明实施例适用的晶片检测装置的侧视图。晶片检测装置包括基片传送机械手1，用于固定和传送待测晶片2；第一光源3，用于向待测晶片的表面发射光束；第一光度测量仪4，用于获取所述第一光源在所述待测晶片的表面上的反射光束的光度；第二光源5，用于向所述待测晶片的表面发射光束；第二光度测量仪6，用于获取所述第二光源在所述待测晶片的背面上的透射光束的光度。
为了保证测量结果的稳定性，需要测量环境的稳定，包括温度、湿度和气压等的稳定，因此优选将该晶片检测装置放置于真空腔室或近于真空的腔室中，例如缓冲腔室(buffer chamber)，温度设置为20-25度。
在该晶片检测装置中，该基板传送机械手优选没有移动轴，其原因是：过去用移动轴使基板传送机械手动作进行基板的交换，移动轴采用滚珠丝杠、线性电机等驱动方式，无论哪种情况都需要滑动部(例如LM导向器)，这就变成了灰尘产生源。因此，本发明布置了不需要移动轴的固定式机械手作为基板传送机械手，它能防止发生灰尘，在腔室内能为被处理的基板经常保持清洁环境。
同样为了保证测量的稳定性，第一光源3和第二光源5优选为方向性强的单色光源，更优选的为单色激光。
光度测量装置一般包括照度计、光亮度计、球形光度计和分光光度计等，分光光度计又包括采用光电管或光电倍增管的分光光度计。其中，由于采用光电倍增管的分光光度计灵敏度高、信噪比好，因此本实施例中的第一光度测量仪和/或第二光度测量仪优选采用光电倍增管分光光度计。
如图2所示，本发明实施例提供一种晶片检测方法的流程图。该检测方法包括但不限于以下步骤：
S21.获取待测晶片的反射率和透射率；
具体的，物体表面的反射主要有镜面反射和漫反射两种，光在完美的平整表面上的反射是镜面反射，光在毛糙表面上的反射是漫反射，光在大多数物体表面的反射则介于两者之间。对于镜面反射，可以使用0度角入射，0度角反射的方式测量。而对于漫反射，可以使用积分球测量。除此之外，镜面反射还可以通过45度角入射，45度角反射衡量；漫反射也可以通过0度角入射，45度角反射衡量。具体视样品及采用的测量标准而定。
透射与反射的情况相似，对完美平整样品和粗糙样品的测量方式是不同的。对于完美的平整样品，可以采用0度角入射、180度角接收；对于粗糙样品，可以采用0度角入射、积分球接收。
S22.通过将所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率相比较，获取所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；
具体的，获取所述待测晶片的反射率和透射率时的温度、湿度、气压、厚度、表面粗糙度以及光源等应当与获取所述预设的目标晶片的反射率和透射率时的温度、湿度、气压以及光源等保持一致。另外，还可以通过多次测量取平均值的方法提到测量的可靠性。
S23.判断所述反射率的偏差值是否小于第一预设阈值，且所述透射率的偏差值是否小于第二预设阈值；当所述反射率的偏差值小于所述第一预设阈值且所述透射率的偏差值小于所述第二预设阈值时，执行步骤S24；当所述偏差值大于等于所述预设阈值时，不执行操作；
具体的，阈值的选取应当考虑测量折射率和反射率时的误差。例如，阈值可以等于或稍大于测量折射率和反射率时的误差。
S24.判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。
通过折射率或反射率是判断物质种类是一种快速的非接触检测方法，很适合于镜片检测的场景。然而由于不同的物质可能具有相同或类似的折射率或反射率，单独通过折射率或反射率判断物质种类的可靠性不高。本发明实施例的晶片检测方法，通过同时根据待测晶片的反射率和透射率判断其晶片种类，能实现晶片的快速、准确、无损检测，特别适用于真空工艺前的晶片检测。
与现有的LOT ID识别技术只适用于未经处理的晶片不同，本发明实施例对晶片是否经过处理没有要求。所述处理包括但不限于成分和/或表面形貌的改变或膜层的增加，在一个可选的实施例中，所述待测晶片可以是单层晶片或叠层晶片。
在一个可选的实施例中，由于反射率和透射率的测量差异，为了减少干扰提高测量的准确性，通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率。其中，第一光源和第二光源可以在被测晶片的同侧或反侧，出于简化设置的考虑(例如第一光源和第二光源可以用同一套控制电路)，同侧是更优选的。
在一个可选的实施例中，所述目标晶片是氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层。当目标晶片是氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层时，由于目标晶片是不同材料的叠层结构，而且不同叠层的厚度可能并不相同，给检测带来很大困难。经申请人的研究发现，当设置所述第一光源的光束波段为650-750nm，光强为大于200uW/cm，在所述待测量晶片上的入射角为55-65度，且设置所述第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于所述待测量晶片时，氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层晶片的检测准确率高，重复性好，因此优选。
在本发明的另一方面，本发明实施例还提供一种晶片检测装置，包括：
光源，用于向待测晶片发射光束，所述光束在所述待测晶片上进行反射或透射；
光度测量仪，用于接收反射或透射后的所述光束并测量所述光束的光度；
控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机指令，所述计算机指令可被所述处理器执行以实现以下步骤：
通过所述光源和所述光度测量仪获取所述待测晶片的反射率和透射率；
通过将所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率相比较，获取所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；
判断所述反射率的偏差值是否小于第一预设阈值，且所述透射率的偏差值是否小于第二预设阈值；
当所述反射率的偏差值小于所述第一预设阈值且所述透射率的偏差值小于所述第二预设阈值时，判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。
本实施例的晶片检测装置，通过同时根据待测晶片的反射率和透射率判断其晶片种类，能实现晶片的快速、准确、无损检测，特别适用于真空工艺前的晶片检测。
可选的，所述待测晶片是单层晶片或叠层晶片。
在本发明的一个可选的实施例中，如图1所示，所述光源包括第一光源3和第二光源5，所述光度测量仪包括第一光度测量仪4和第二光度测量仪6，所述获取待测晶片的反射率和透射率包括：通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率。
可选的，所述第一光源和所述第二光源在所述待测晶片的同一侧。
可选的，所述目标晶片包括氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层；所述第一光源的光束的波段是650-750nm，光强大于200uW/cm，在所述待测量晶片上的入射角为55-65度；所述第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于所述待测量晶片。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种晶片检测方法，其特征在于，包括：
获取待测晶片的反射率和透射率；
通过将所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率相比较，获取所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；
判断所述反射率的偏差值是否小于第一预设阈值，所述透射率的偏差值是否小于第二预设阈值；
当所述反射率的偏差值小于所述第一预设阈值且所述透射率的偏差值小于所述第二预设阈值时，判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。
2.根据权利要求1所述的晶片检测方法，其特征在于，所述待测晶片是单层晶片或叠层晶片。
3.根据权利要求1或2所述的晶片检测方法，其特征在于，所述获取所述待测晶片的反射率和透射率包括：通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率。
4.根据权利要求3所述的晶片检测方法，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源在所述待测晶片的同一侧。
5.根据权利要求4所述的晶片检测方法，其特征在于，所述目标晶片包括氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层；所述第一光源的光束的波段是650-750nm，光强大于200uW/cm，在所述待测量晶片上的入射角为55-65度；所述第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于所述待测量晶片。
6.一种晶片检测装置，其特征在于，包括：
光源，用于向待测晶片发射光束，所述光束在所述待测晶片上进行反射或透射；
光度测量仪，用于接收反射或透射后的所述光束并测量所述光束的光度；
控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行以实现以下步骤：
通过所述光源和所述光度测量仪获取所述待测晶片的反射率和透射率；
通过将所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率相比较，获取所述待测晶片的反射率和透射率分别与预设的目标晶片的反射率和透射率的偏差值；
判断所述反射率的偏差值是否小于第一预设阈值，所述透射率的偏差值是否小于第二预设阈值；
当所述反射率的偏差值小于所述第一预设阈值且所述透射率的偏差值小于所述第二预设阈值时，判断所述待测晶片与所述目标晶片相同。
7.根据权利要求6所述的晶片检测装置，其特征在于，所述待测晶片是单层晶片或叠层晶片。
8.根据权利要求6或7所述的晶片检测装置，其特征在于，所述光源包括第一光源和第二光源，所述光度测量仪包括第一光度测量仪和第二光度测量仪，所述获取待测晶片的反射率和透射率包括：通过第一光源和第一光度测量仪，以及第二光源和第二光度测量仪，分别获取待测晶片的反射率和透射率。
9.根据权利要求8所述的晶片检测装置，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源在所述待测晶片的同一侧。
10.根据权利要求9所述的晶片检测装置，其特征在于，所述目标晶片包括氮化硅/氧化硅/非晶硅叠层；所述第一光源的光束的波段是650-750nm，光强大于200uW/cm，在所述待测量晶片上的入射角为55-65度；所述第二光源的光束的波段是390-490nm，光强大于100uW/cm，垂直于所述待测量晶片。
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