CN111739815A - 一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质；涉及晶圆的加工制造技术；该方法可以包括：测量待测晶圆的初始厚度值，并获取待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；根据待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时待测晶圆对应的晶圆厚度值以及初始厚度值获取待测晶圆的损伤深度；能够准确测量晶圆表面损伤层深度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及晶圆的加工制造技术，尤其涉及一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质。
背景技术
硅晶片，也可被称之为晶圆，是当前制作大规模硅半导体集成电路使用范围最广的基底。通常来说，将自然界中的硅石通过多次提纯后制成高纯度多晶硅锭，随后高纯度多晶硅锭经过长晶、切割、研磨、抛光与清洗等多种工序进行加工之后就能够得到晶圆。在对多晶硅锭实施诸如滚磨、切割、研磨等机械表面加工工序的过程中，不可避免地会在其表面区域引入机械加工损伤，这些损伤由于破坏了原有的单晶层，所以严重地影响了晶圆的表面品质，所以在上述晶圆制造工艺中不仅需要控制机械加工所造成的损伤程度，而且还需要在机械加工工序的后续处理中移除损伤层。
一般来说，硅锭在经滚磨、切割、研磨等工序形成晶片的过程中，其表面损伤主要来源于锯片及研磨盘等，此种机械损伤可以在后续诸如抛光或蚀刻之类的工艺中被消除。在对晶圆消除机械损伤层的处理过程中，需要准确的获知晶圆表面损伤层的深度，并以此为依据对具体消除量参数进行设置，因此需要提供一种能够准确测量晶圆表面损伤层深度的方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质；能够准确测量晶圆表面损伤层深度。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种测量晶圆损伤深度的方法，所述方法包括：
测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；
相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。
第二方面，本发明实施例提供了一种测量晶圆损伤深度的系统，所述系统包括：测量装置、X射线衍射设备、减薄设备以及计算装置；其中，
所述测量装置，经配置为测量待测晶圆的初始厚度值；
所述X射线衍射设备，经配置为获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
所述减薄设备，经配置为针对待测晶圆进行第n次减薄处理；
所述测量装置，还经配置为测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值；
所述X射线衍射设备，还经配置为获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
所述计算装置，经配置为根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；以及，相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有测量晶圆损伤深度的程序，所述测量晶圆损伤深度的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述测量晶圆损伤深度的方法步骤。
本发明实施例提供了一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质；对待测晶圆进行多次减薄处理，并结合每次减薄处理所对应的摇摆曲线的FWHM值的变化趋势来测量的晶格畸变层深度，从而也就能够相应地获得待测晶圆的损伤层深度，不仅能够定量地对晶圆的损伤深度进行测量，并且由于利用X射线衍射对晶格变化的敏感性高，摇摆曲线的半高宽变化严格反映了单晶层的结晶度与缺陷变化的特点，提高了晶圆的损伤深度进行测量的精确度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的方法流程示意图。
图2为本发明实施例提供的半宽高FWHM值与厚度值的对应关系示意图。
图3为本发明实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的系统组成示意图。
具体实施方式
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。
X射线衍射（XRD，X-Ray Diffraction）利用X射线照射晶体，当晶体内的晶格间距满足布拉格方程时，晶体的晶面会出现衍射现象。当晶体达到理论上的绝对完美程度时，X射线的衍射光束强度可以被表达为单线。
在实际应用过程中，晶体不会达到理论上的绝对完美程度，或多或少都会具有不同程度的缺陷。当晶体具有缺陷时，例如，晶体具有点、线、面，或其他空间形状的缺陷，X射线的衍射光束强度则可以被表达为高斯分布曲线，而并非理论上的单线。该高斯分布曲线可以被称为X射线衍射（XRD）的摇摆曲线。对于XRD的摇摆曲线来说，有一个关键指标被称之为XRD的摇摆曲线的半宽高（FWHM，Full Width at Half Maximum），该指标可以被定义为XRD的摇摆曲线上最大衍射强度一半处所对应的曲线宽度。
关于XRD的摇摆曲线，可以用来描述晶体结晶度与缺陷水平；而对于该描述，则是通过XRD的摇摆曲线的半高宽（FWHM）的大小进行表征，举例来说，XRD的摇摆曲线的FWHM越大，则代表晶体缺陷越多，结晶度越差；而XRD的摇摆曲线的FWHM越小，则代表晶体缺陷越少，结晶度越优秀；可以理解地，当XRD的摇摆曲线的FWHM为零时，则可以表示晶体毫无缺陷，即达到了理论上的绝对完美程度，可就是说，此时X射线的衍射光束强度所被表达的单线，在XRD的摇摆曲线上就表现为垂直于横坐标的直线。
本发明实施例期望能够借助于XRD的摇摆曲线的FWHM变化定量地对晶圆表面的损伤深度进行测量，参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的方法，该方法可以包括：
S101：测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
S102：针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
S103：根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；
S104：相应于所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。
通常来说，对于晶圆表面的损伤深度测量一般可以通过抛光或刻蚀后观察是否存在表面损伤来表征，此种方法虽然可以观察到裂纹等明显损伤，然而无法观察由应力及缺陷造成的单晶晶格微小变化，也就是说，目前常规的测量方案无法精确测量损伤层深度。然而，由于晶圆表面的机械损伤层均可被认为是晶格畸变层，损伤越多则对应的晶格畸变程度越大，相应来说，XRD的摇摆曲线的半高宽越长。随着图1所示技术方案中执行减薄处理的次数增多，XRD的摇摆曲线的半高宽会逐渐减小，直到减薄至无损伤层时，XRD的摇摆曲线的半高宽为最小，此时，即便再继续进行减薄处理，其对应的XRD的摇摆曲线的半高宽也将会趋于不变。由此可知，XRD的摇摆曲线的半高宽最大和XRD的摇摆曲线的半高宽最小至不变时所分别对应的晶圆厚度差，就可以被认为是晶圆表面的损伤层深度。因此，对于图1所示的技术方案，对待测晶圆进行多次减薄处理，并结合每次减薄处理所对应的摇摆曲线的FWHM值的变化趋势来测量的晶格畸变层深度，从而也就能够相应地获得待测晶圆的损伤层深度，不仅能够定量地对晶圆的损伤深度进行测量，并且由于利用X射线衍射对晶格变化的敏感性高，摇摆曲线的半高宽变化严格反映了单晶层的结晶度与缺陷变化的特点，提高了晶圆的损伤深度进行测量的精确度。
对于图1所示的技术方案，在一些示例中，所述获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值，包括：
利用X射线衍射设备对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线；
根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值。
对于上述示例，优选地，所述利用X射线衍射设备对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线，包括：
在所述待测晶圆表面选择用于进行损伤评估的测试点；
设定所述X射线衍射设备的X射线衍射模式为摇摆曲线测试模式，以及所述X射线衍射设备的扫描模式为反射模式；
针对每个测试点，执行以下步骤：
在所述待测晶圆表面选择衍射晶面，并按照布拉格方程获取入射角度与衍射角度；
保持所述待测晶圆表面固定，通过所述X射线衍射设备将X射线以所述入射角度为中心的设定的角度范围内扫描；
通过所述X射线衍射设备的接收端以两倍于所述入射角度的接收角度同步扫描以接收X射线的衍射射线，获取所述每个测试点对应的初始摇摆曲线。
基于上述优选示例，进一步具体地，所述根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值，包括：
将所有测试点对应的初始摇摆曲线的主峰按照高斯分布以及洛伦兹分布拟合出所述初始摇摆曲线的半高宽值FWHM值。
详细来说，待测晶圆的初始厚度值可以设置为D0，待测晶圆的初始厚度值可以通过非接触式厚度测量仪直接测试待测晶圆的初始厚度值，或者利用测量工具手动地通过直接接触式测量方案测量待测晶圆的初始厚度值，或者利用称重法间接得出待测晶圆的初始厚度值，本发明实施例对此不做赘述。
在获取待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值的过程，具体可以包括：首先，可以在待测晶圆上选择对其进行缺陷损伤评估的测试点；接着，将X射线衍射设备的X射线衍射模式设置为摇摆曲线测试模式，以及将所述X射线衍射设备的扫描模式设置为反射模式；随后，针对每个测试点，选择衍射晶面并按照布拉格方程2dsinθ=λ以推算出入射角度与衍射角度；然后，保持所述待测晶圆表面固定，通过所述X射线衍射设备将X射线以入射角度为中心的预设的角度范围内进行扫描；随后，利用所述X射线衍射设备的接收端以两倍于入射角度的接收角度同步扫描接收，从而获取每个测试点的X射线摇摆曲线。在获得所有测试点的初始摇摆曲线之后，可以利用诸如Origin、MATLAB等科学软件对所有测试点的初始摇摆曲线主峰按高斯和洛伦兹分布拟合出半高宽的值，从而获得待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值W0。
对于图1所示的技术方案，在一些示例中，所述针对待测晶圆进行第n次减薄处理，包括：
利用化学品对所述待测晶圆进行第n次刻蚀减薄处理；其中，所述化学品包括：稀释氢氟酸DHF和过氧化氢的混合溶液、或者刻蚀液。
具体来说，上述示例中所阐述的化学品可以是DHF和过氧化氢的混合溶液、莱特刻蚀液或赛科刻蚀液，其中莱特刻蚀液或赛科刻蚀液为业内称呼，均为混酸溶液。在进行减处理过程中，通常会将待测晶圆至于上述混合溶液或刻蚀液中刻蚀30-60s左右，然后取出待测晶圆进行冲洗甩干。
详细来说，针对每次减薄处理后的待测晶圆的晶圆厚度值Dn，相应于前述示例中关于初始厚度值的获取详细过程，同样可以通过非接触式厚度测量仪直接测试待测晶圆的经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值Dn，或者利用测量工具手动地通过直接接触式测量方案测量待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值Dn，或者利用称重法间接得出待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值Dn，本发明实施例对此不做赘述。
此外，针对每次减薄处理后的待测晶圆对应的摇摆曲线的FWHM值Wn，相应于前述示例中关于初始摇摆曲线的FWHM值的获取详细过程，同样可以首先在每次减薄处理后的待测晶圆上选择对其进行缺陷损伤评估的测试点；接着，将X射线衍射设备的X射线衍射模式为摇摆曲线测试模式，以及所述X射线衍射设备的扫描模式为反射模式；随后，针对每个测试点，选择衍射晶面并按照布拉格方程2dsinθ=λ以推算出入射角度与衍射角度；然后，保持该每次减薄处理后的待测晶圆表面固定，通过所述X射线衍射设备将X射线以入射角度为中心的预设的角度范围内进行扫描；随后，利用所述X射线衍射设备的接收端以两倍于入射角度的接收角度同步扫描接收，从而获取每个测试点的X射线摇摆曲线。在获得所有测试点的初始摇摆曲线之后，可以利用诸如Origin、MATLAB等科学软件对所有测试点的初始摇摆曲线主峰按高斯和洛伦兹分布拟合出半高宽的值，从而能够获得每次减薄处理后的待测晶圆对应的摇摆曲线的半宽高FWHM值Wn。
由上述可以看出，无论是待测晶圆的初始厚度值还是待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，其测量过程相近；同样地，无论是待测晶圆的初始摇摆曲线的半宽高FWHM值还是待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值，其获取过程相近。本发明实施例不对此多做赘述。
对于图1所示的技术方案，在一些示例中，由于执行减薄处理的次数增多，XRD的摇摆曲线的半高宽会逐渐减小，直到减薄至无损伤层时，XRD的摇摆曲线的半高宽为最小，此时，即便再继续进行减薄处理，其对应的XRD的摇摆曲线的半高宽也将会趋于不变，因此，所述停止条件，也就能够表示减薄至无损伤层的状态，具体来说，具体可以指半高宽的不变时即为满足停止条件，基于此，需要针对每次减薄处理后的对应的摇摆曲线的FWHM值来判断是否趋于不变，在本发明实施例中，以多次减薄处理后的对应的摇摆曲线的FWHM值之间的差值是否在设定的阈值范围内来表征“趋于不变”这一状态，在本发明实施例中，优选可以利用三次减薄处理后的对应的摇摆曲线的FWHM值之间的差值来进行描述。所以，所述根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件，包括：
获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第一变化值；
获取所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-2次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第二变化值；
当所述第一变化值与所述第二变化值均小于设定的变化阈值，确定满足所述设定的停止条件；否则，确定不满足所述设定的停止条件。
对于上述示例，根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度，包括：
获取所述待测晶圆经过第n-2次减薄处理后对应的晶圆厚度值与所述初始厚度值之间的差值；
将所述差值确定为所述待测晶圆的损伤深度。
需要说明的是，对于“趋于不变”这一状态，需要利用至少连续三次减薄处理后的对应的摇摆曲线的FWHM值之间的差值来进行描述，也就是说，如果通过连续三次减薄处理后发现满足停止条件，那么在这三次减薄处理中，时间上最先进行减薄处理时所获得的摇摆曲线的FWHM值就能够表示已经减薄至无损伤层的状态。因此，为了提高精度，应当认为最先满足停止条件时的待测晶圆最先已经减薄至无损伤层，此时将其厚度值与初始厚度值进行差值计算，从而得到了损伤深度。那么如果第n次减薄处理后发现满足停止条件，则应当认为第n-2次减薄处理后的晶圆最先已经减薄至无损伤层，所以，应当将第n-2次减薄处理后的晶圆厚度值与初始厚度值进行差值计算，从而得到了损伤深度。
同样来说，在针对待测晶圆进行第一次以及第二次减薄处理后，由于无法根据前述“至少连续三次减薄处理”以判断是否“趋于不变”，也就无法判定是否满足停止条件，在这种情况下，本发明实施例优选将上述情况认为不满足停止条件。也就是说，在本发明实施例中，对于以下两种情况均可以认为摇摆曲线的FWHM值的变化状态不满足停止条件：其一，在三次减薄处理后分别对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第一变化值与所述第二变化值的任一个大于设定的变化阈值；其二，在第一次以及第二次减薄处理后，直接认为不满足停止条件。
在一些示例中，针对上述不满足停止条件，所述方法还可以包括：相应于所述变化状态不满足设定的停止条件，针对待测晶圆进行第n+1次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n+1次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n+1次减薄处理后对应的摇摆曲线的半宽高FWHM值。
由上述示例可知：待测晶圆经过当前减薄处理后不满足停止条件时，继续针对该待测晶圆进行下一次减薄处理。
为了更加直观地展示待测晶圆经过每次减薄处理后对应的摇摆曲线的半宽高FWHM值的变化状态，本发明实施例优选采用半宽高FWHM值与厚度值对应关系图进行表示，如图2所示，横坐标表示厚度值，纵坐标表示摇摆曲线的半宽高FWHM值，从图2可以看出，针对待测晶圆经过第n次减薄处理后，能够发现从第n-2次减薄处理开始，FWHM值之间的差值在一个较小的阈值范围内，由此可以认为是趋于不变，也就是说，在经过第n-2次减薄处理之后，待测晶圆就已经被减薄至无损伤层，因此，损伤深度应当由第n-2次减薄处理之后的厚度值与初始厚度值之间的差值来决定，也就是说，损伤深度ΔD=D0-Dn-2。
基于前述技术方案相同的发明构思，参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的系统30，该系统30可以包括：测量装置301、X射线衍射设备302、减薄设备303以及计算装置304；其中，
所述测量装置301，经配置为测量待测晶圆的初始厚度值；
所述X射线衍射设备302，经配置为获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
所述减薄设备303，经配置为针对待测晶圆进行第n次减薄处理；
所述测量装置301，还经配置为测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值；
所述X射线衍射设备302，还经配置为获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
所述计算装置304，经配置为根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；以及，相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。
针对图3所示的技术方案，待测晶圆的初始厚度值可以设置为D0，在一些示例中，所述测量装置301，具体可以为非接触式厚度测量仪、或者直接接触式测量工具，或者利用称重法间接得出待测晶圆的初始厚度值的装置，本发明实施例对此不做赘述。
针对图3所示的技术方案，计算装置304则是具有数据检测、运算以及传输相应指令的装置或设备，具体在实际应用场景中可以是无线装置、移动或蜂窝电话（包含所谓的智能电话）、个人数字助理（PDA）、控制台、计算机、上位机等，本发明实施例对此不做赘述。
针对图3所示的技术方案，在一些示例中，所述X射线衍射设备302，经配置为：
对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线；
根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值。
对于上述示例，所述X射线衍射设备302，经配置为：
在所述待测晶圆表面选择用于进行损伤评估的测试点；
设定所述X射线衍射设备的X射线衍射模式为摇摆曲线测试模式，以及所述X射线衍射设备的扫描模式为反射模式；
针对每个测试点，执行以下步骤：
在所述待测晶圆表面选择衍射晶面，并按照布拉格方程获取入射角度与衍射角度；
保持所述待测晶圆表面固定，将X射线以所述入射角度为中心的设定的角度范围内扫描；
以两倍于所述入射角度的接收角度同步扫描以接收X射线的衍射射线，获取所述每个测试点对应的初始摇摆曲线。
对于上述示例，所述X射线衍射设备302，经配置为：将所有测试点对应的初始摇摆曲线的主峰按照高斯分布以及洛伦兹分布拟合出所述初始摇摆曲线的半高宽值FWHM值。
具体来说，首先，可以在待测晶圆上选择对其进行缺陷损伤评估的测试点；接着，将X射线衍射设备302的X射线衍射模式为摇摆曲线测试模式，以及所述X射线衍射设备的扫描模式为反射模式；随后，针对每个测试点，选择衍射晶面并按照布拉格方程2dsinθ=λ以推算出入射角度与衍射角度；然后，保持所述待测晶圆表面固定，通过所述X射线衍射设备302将X射线以入射角度为中心的预设的角度范围内进行扫描；随后，利用所述X射线衍射设备302的接收端以两倍于入射角度的接收角度同步扫描接收，从而获取每个测试点的X射线摇摆曲线。在获得所有测试点的初始摇摆曲线之后，可以利用诸如Origin、MATLAB等科学软件对所有测试点的初始摇摆曲线主峰按高斯和洛伦兹分布拟合出半高宽的值，从而获得待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值W0。
针对图3所示的技术方案，所述减薄设备303，经配置为：
利用化学品对所述待测晶圆进行第n次刻蚀减薄处理；其中，所述化学品包括：稀释氢氟酸DHF和过氧化氢的混合溶液、或者刻蚀液。
具体来说，上述示例中所阐述的化学品可以是DHF和过氧化氢的混合溶液、莱特刻蚀液或赛科刻蚀液，其中莱特刻蚀液或赛科刻蚀液为业内称呼，均为混酸溶液。在进行减处理过程中，通常会将待测晶圆至于上述混合溶液或刻蚀液中刻蚀30-60s左右，然后取出待测晶圆进行冲洗甩干。
需要说明的是，针对每次减薄处理后的待测晶圆的晶圆厚度值Dn以及每次减薄处理后的待测晶圆对应的摇摆曲线的FWHM值Wn，分别可以利用前述测量装置301以及X射线衍射设备302进行测量或获取，具体测量或获取方案，均与前述示例相近，本发明实施例对此不做赘述。
针对图3所示的技术方案，在一些示例中，所述计算装置304，经配置为：
获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第一变化值；
获取所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-2次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第二变化值；
当所述第一变化值与所述第二变化值均小于设定的变化阈值，确定满足所述设定的停止条件；否则，确定不满足所述设定的停止条件。
对于上述示例，所述计算装置304，经配置为：
获取所述待测晶圆经过第n-2次减薄处理后对应的晶圆厚度值与所述初始厚度值之间的差值；
将所述差值确定为所述待测晶圆的损伤深度。
针对以上技术方案及示例，所述计算装置304，还经配置为：相应于所述变化状态不满足设定的停止条件，向所述减薄设备303发送继续进行减薄处理的指令；
所述减薄设备303，还经配置为基于所述指令针对待测晶圆进行第n+1次减薄处理；
所述测量装置301，还经配置为测量所述待测晶圆经过第n+1次减薄处理后对应的晶圆厚度值；
所述X射线衍射设备302，还经配置为获取所述待测晶圆经过第n+1次减薄处理后对应的摇摆曲线的半宽高FWHM值。
需要说明的是，待测晶圆经过当前减薄处理后不满足停止条件时，则应当继续针对该待测晶圆进行下一次减薄处理。
可以理解地，图3所示的技术方案及其示例，其具体的实现过程或实例，可以由图1所示的技术方案及其示例对应的阐述内容进行说明与解释，本发明实施例对此不做赘述。
可以理解地，在图3所示的技术方案及其示例中，系统的各组成部分所实现的功能，既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或processor（处理器）执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM， Read OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有测量晶圆损伤深度的程序，所述测量晶圆损伤深度的程序被至少一个处理器执行时实现上述技术方案中所述测量晶圆损伤深度的方法步骤。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种测量晶圆损伤深度的方法，其特征在于，所述方法包括：
测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；
相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值，包括：
利用X射线衍射设备对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线；
根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用X射线衍射设备对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线，包括：
在所述待测晶圆表面选择用于进行损伤评估的测试点；
设定所述X射线衍射设备的X射线衍射模式为摇摆曲线测试模式，以及所述X射线衍射设备的扫描模式为反射模式；
针对每个测试点，执行以下步骤：
在所述待测晶圆表面选择衍射晶面，并按照布拉格方程获取入射角度与衍射角度；
保持所述待测晶圆表面固定，通过所述X射线衍射设备将X射线以所述入射角度为中心的设定的角度范围内扫描；
通过所述X射线衍射设备的接收端以两倍于所述入射角度的接收角度同步扫描以接收X射线的衍射射线，获取所述每个测试点对应的初始摇摆曲线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值，包括：
将所有测试点对应的初始摇摆曲线的主峰按照高斯分布以及洛伦兹分布拟合出所述初始摇摆曲线的半高宽值FWHM值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件，包括：
获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第一变化值；
获取所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-2次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值之间的第二变化值；
当所述第一变化值与所述第二变化值均小于设定的变化阈值，确定满足所述设定的停止条件；否则，确定不满足所述设定的停止条件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度，包括：
获取所述待测晶圆经过第n-2次减薄处理后对应的晶圆厚度值与所述初始厚度值之间的差值；
将所述差值确定为所述待测晶圆的损伤深度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对待测晶圆进行第n次减薄处理，包括：
利用化学品对所述待测晶圆进行第n次刻蚀减薄处理；其中，所述化学品包括：稀释氢氟酸DHF和过氧化氢的混合溶液或者刻蚀液。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：相应于所述变化状态不满足设定的停止条件，针对待测晶圆进行第n+1次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n+1次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n+1次减薄处理后对应的摇摆曲线的半宽高FWHM值。
9.一种测量晶圆损伤深度的系统，其特征在于，所述系统包括：测量装置、X射线衍射设备、减薄设备以及计算装置；其中，
所述测量装置，经配置为测量待测晶圆的初始厚度值；
所述X射线衍射设备，经配置为获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
所述减薄设备，经配置为针对待测晶圆进行第n次减薄处理；
所述测量装置，还经配置为测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值；
所述X射线衍射设备，还经配置为获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
所述计算装置，经配置为根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；以及，相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有测量晶圆损伤深度的程序，所述测量晶圆损伤深度的程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述测量晶圆损伤深度的方法步骤。
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| CN202010848049.8A CN111739815A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115116881A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-09-27 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 测量晶圆表面损伤层深度的方法和系统 |
| CN115360115A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-18 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种测量晶圆表面损伤层深度的方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52100873A (en) * | 1976-02-19 | 1977-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Measurement of damage distribution by ion implantation |
| JP2006078247A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Fujitsu Ltd | 結晶性評価方法 |
| CN104406532A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-03-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种碲锌镉晶片损伤层厚度的检测方法 |
| CN104835755A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-08-12 | 上海华力微电子有限公司 | 一种离子注入损伤深度的测试方法 |
| CN110047771A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-23 | 东方环晟光伏（江苏）有限公司 | 基于多次称重获得单晶硅片切割损伤层厚度的测试方法 |
| CN110333251A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-15 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 一种边缘损伤纵深的计算方法及装置 |
| CN110793986A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-14 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | InSb晶片损伤层深度的测试方法 |
-
2020
- 2020-08-21 CN CN202010848049.8A patent/CN111739815A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52100873A (en) * | 1976-02-19 | 1977-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Measurement of damage distribution by ion implantation |
| JP2006078247A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Fujitsu Ltd | 結晶性評価方法 |
| CN104406532A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-03-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种碲锌镉晶片损伤层厚度的检测方法 |
| CN104835755A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-08-12 | 上海华力微电子有限公司 | 一种离子注入损伤深度的测试方法 |
| CN110047771A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-23 | 东方环晟光伏（江苏）有限公司 | 基于多次称重获得单晶硅片切割损伤层厚度的测试方法 |
| CN110333251A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-15 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 一种边缘损伤纵深的计算方法及装置 |
| CN110793986A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-14 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | InSb晶片损伤层深度的测试方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115116881A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-09-27 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 测量晶圆表面损伤层深度的方法和系统 |
| CN115360115A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-18 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种测量晶圆表面损伤层深度的方法及系统 |
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