CN114002226A - 一种硅片检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硅片检测方法。硅片检测方法包括确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度；控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片的最大旋转速度不小于所述最小速度；检测所述目标硅片相对于未旋转状态是否发生形变。这样，通过控制硅片旋转，当旋转速度大于最小速度时，如果硅片上存在裂纹，则会进一步解理，从而使得硅片发生形变，有助于提高对于硅片上可能存在的裂纹的检测精度。

Description

一种硅片检测方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种硅片检测方法

背景技术

硅片等半导体加工过程中，需要通过化学方法和机械物理方法相配合去除表面的损伤层，以使表面镜面化，从而便于后续加工，这一镜面化过程中，通常包括机械研磨的步骤，这一过程会使硅片的表面承受较大的压力，如果硅片的表面或边缘处存在裂纹等损伤，可能在这一过程中产生大颗粒碎片，所产生的碎片可能会对其他硅片造成损伤，因此，有必要对硅片上可能存在的裂纹进行检测。现有的检测方式主要依赖对硅片的外观进行检测，然而这种方式受到多种因素影响，例如，硅片表面可能存在夹取硅片产生的痕迹或研磨过程中产生的磨轮印等，因此，现有对于硅片裂纹检测的准确性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种硅片检测方法，以解决现有对于硅片裂纹检测的准确性较差的问题。

本发明实施例提供了一种硅片检测方法，包括以下步骤：

确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度；

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片的最大旋转速度不小于所述最小速度；

检测所述目标硅片相对于未旋转状态是否发生形变。

在一些实施例中，所述确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度，包括：

获取检测硅片，所述检测硅片与所述目标硅片的规格相同；

在所述检测硅片上的目标点形成检测裂纹；

控制所述检测硅片旋转，其中，所述检测硅片的旋转速度逐渐增加；

根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度。

在一些实施例中，所述根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度，包括：

获取所述目标点与所述检测硅片旋转转轴之间的第一距离；

获取所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片对应的最小角速度；

根据所述第一距离和所述最小角速度确定所述目标点对应的最小线速度作为所述最小速度。

在一些实施例中，所述控制目标硅片旋转，包括：

确定所述目标硅片与所述目标硅片的转轴之间的第二距离；

根据所述第二距离计算所述最小速度对应的目标角速度；

控制所述目标硅片的最大旋转角速度不小于所述目标角速度。

在一些实施例中，所述控制所述检测硅片旋转，包括：

在所述目标点为所述检测硅片上最靠近旋转转轴的点的情况下，控制所述检测硅片旋转；

所述根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度，包括：

将所述检测裂纹发生形变时，所述检测硅片的旋转角速度作为所述最小速度。

在一些实施例中，所述控制目标硅片旋转，包括：

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片与所述目标硅片的旋转转轴之间的最小距离大于或等于所述目标点与所述检测硅片的旋转转轴之间的距离。

在一些实施例中，所述控制目标硅片旋转，包括：

控制所述目标硅片偏心转轴，其中，所述目标硅片的中心轴与所述目标硅片旋转转轴之间的距离大于所述目标硅片的半径。

在一些实施例中，所述控制目标硅片旋转，包括：

确定所述目标硅片的晶向；

根据所述目标硅片的晶向确定所述目标硅片的解理面；

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片旋转过程中，所述目标硅片的解理面和第一方向不平行，所述第一方向为所述目标硅片的中心轴和所述目标硅片的旋转转轴之间的连线方向。

本发明实施例的硅片检测方法包括确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度；控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片的最大旋转速度不小于所述最小速度；检测所述目标硅片相对于未旋转状态是否发生形变。这样，通过控制硅片旋转，当旋转速度大于最小速度时，如果硅片上存在裂纹，则会进一步解理，从而使得硅片发生形变，有助于提高对于硅片上可能存在的裂纹的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明一实施例硅片检测方法的流程图；

图2是本发明一实施例使用的检测装置的结构图。

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，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。不冲突的情况下，下述实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种硅片检测方法。

如图1所示，在一个实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤101：确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度。

本实施例中，可以通过旋转装置带动硅片旋转，在一些实施例中，旋转装置包括驱动装置和固定件，其中，驱动装置可以旋转电动机等驱动装置，固定件可以选择吸盘或夹具等用于固定硅片的固定件。硅片大致呈圆柱状，旋转过程中，硅片的中心轴与其旋转转轴相互平行。

如图2所示，在一个实施例中，驱动装置带动转盘转动，转盘上设置有固定件，该固定件用于固定待检测的硅片。

最小速度指的是硅片发生裂纹时，其最小旋转速度。应当理解的是，当硅片匀速旋转时，其状态满足以下公式：

其中，F为合外力，m为质量，a为合加速度，v代表线速度，ω为角速度，r代表旋转半径。一般来说，硅片为单晶结构，硅片内部的硅原子之间紧密结合，其分子间作用力可以维持状态不发生变化，如果硅片内部存在裂纹，在受力增加时，该裂纹很容易沿着单晶硅的解理面进一步扩展，从而使得裂纹的尺寸增加，甚至可能导致硅片的局部脱落。

需要注意的是，使得硅片上的裂纹发生形变所需的力的大小可能会受到所使用的夹具或吸盘等固定件的固定效果的影响，例如，通过吸盘吸附硅片时，吸盘起到了一定的加强作用，增加了裂纹发生形变所需的力的大小，但是，对于测试硅片和待检测的目标硅片来说，其通过相同的固定件固定，因此，固定件产生的误差发生抵消。

此外，大尺寸裂纹可以通过目视等方式进行检测，因此，所需检测的裂纹实际上为目视不可见的小尺寸裂纹，这样，当吸盘吸附硅片的表面时，实际上不会对硅片的另一侧表面处可能存在的裂纹造成影响，夹具加持的位置很可能避开裂纹所在的位置。

而为了避免可能造成的影响，如果使用吸盘固定硅片，则可以在完成对硅片的一个表面的检测后，将硅片翻面进行另一个表面的检测，利用夹具加持硅片时，则可以在一次检测之后将硅片旋转一定角度，使得夹具和硅片的接触位置发生改变。

因此，本实施例中需要确定使得硅片上的裂纹发生形变的最小速度。在其中一些实施例中，该最小速度可以通过实验测得。

在一些实施例中，测得最小速度的步骤具体包括：

获取检测硅片，所述检测硅片与所述目标硅片的规格相同；

在所述检测硅片上的目标点形成检测裂纹；

控制所述检测硅片旋转，其中，所述检测硅片的旋转速度逐渐增加；

根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度。

应当理解的是，晶向不同的单晶硅其解理方向的不同的，相应的，其发生形变所需的力的大小也是不同的，进一步的，其对应的最小速度也是不同的，因此，本实施例中可以选择与待检测的目标硅片规格相同的检测硅片进行检测。

由于硅片是由硅棒切割获得，所以可以选择与目标硅片由同一硅棒切割获得的硅片作为检测硅片，在另外一些实施例中，也可以选择由相同工艺制作的同一批硅棒切割获得的一个硅片作为检测硅片，以确定同一批硅片对应的最小速度，有助于降低检测成本。

测试过程中，需要在检测硅片上形成裂纹，该裂纹可以通过激光打孔器控制激光的能量大小形成不同大小的裂纹，并进一步结合显微镜或者X射线检测等方式确定的确形成了该裂纹。

在形成了裂纹之后，将检测硅片设置于旋转装置上，通过旋转装置带动检测硅片旋转。旋转过程中，需要控制旋转装置的旋转速度逐渐增加，并确定裂纹处发生形变对应的最小速度。

具体的，可以首先控制检测硅片以某一速度旋转，在旋转之后，检测裂纹是否发生形变，如果没有发生形变，则增加旋转速度，按照上述过程不断重复，直至检测到裂纹处发生了明显形变。

需要注意的是，本实施例中对于发生形变的定义为，所产生的形变可以通过简单的检测方式检测获得，这样，在检测完成之后，可以简单明了的确认发生了形变，例如，硅片产生碎片并脱落，或者硅片上原本目视不可见的裂纹形变为目视明显可见的裂纹等。

这样，能够确定硅片对应的最小速度。该最小速度可以以线速度的方式表示。

在其中一个实施例中，所述根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度，包括：

获取所述目标点与所述检测硅片旋转转轴之间的第一距离；

获取所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片对应的最小角速度；

根据所述第一距离和所述最小角速度确定所述目标点对应的最小线速度作为所述最小速度。

本实施例中，通过目标点与检测硅片的旋转转轴之间的第一距离，结合硅片形变时对应的角速度能够确定检测硅片发生形变时的最小线速度作为上述最最小速度。

在另外一些实施例中，还可以以角速度的方式表示该最小速度。具体的，控制所述检测硅片旋转，包括：

在所述目标点为所述检测硅片上最靠近旋转转轴的点的情况下，控制所述检测硅片旋转；

所述根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度，包括：

将所述检测裂纹发生形变时，所述检测硅片的旋转角速度作为所述最小速度。

本实施例中，在固定硅片时，将目标点设置于检测硅片最靠近检测硅片的旋转转轴处，这样，当检测硅片旋转时，各位置的角速度均相等，该目标点与旋转转轴之间的距离最小，因此，该目标点处的受力最小，这样，如果该目标点处的裂纹发生了形变，其他位置如果存在裂纹，由于其受力大于该目标点处，则其必然也会发生形变。

这样，通过上述步骤，能够确定硅片旋转过程中发生形变时对应的最小速度。

步骤102：控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片的最大旋转速度不小于所述最小速度。

在确定了最小速度之后，进一步控制待检测的目标硅片旋转，且目标硅片的最大旋转速度不小于上述确定的最小速度，且旋转速度不小于上述最小速度的过程应当持续一定时长，这样，如果目标硅片存在裂纹，则会在裂纹处进一步解理发生形变。

在一些实施例中，所述控制目标硅片旋转，包括：

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片与所述目标硅片的旋转转轴之间的最小距离大于或等于所述目标点与所述检测硅片的旋转转轴之间的距离。

可以理解为，本实施例中控制目标硅片偏心旋转，这样，当旋转角速度一定时，由于目标硅片与旋转转轴之间的距离增加，可以提高其线速度，有助于避免使用高转速的驱动装置，从而有助于降低测试成本。

如果最小速度是基于角速度确定的，则可以使用同一设备进行最小速度的测试和目标硅片的检测，可以理解为，将目标硅片设置于与检测硅片相同的位置，这样，控制目标硅片以不小于最小速度旋转时，则硅片各个位置受力均大于存在裂纹时解理所需的最小的力。

如果最小速度是基于线速度确定的，还需要进一步确定目标硅片与旋转转轴之间的最小距离。

具体的，首先确定目标硅片最靠近旋转转轴的点与旋转转轴之间的距离，进一步结合上述确定的最小线速度，计算所需的角速度，并根据该角速度控制目标硅片的转速。

在一些实施例中，该步骤102还包括：

确定所述目标硅片的晶向；

根据所述目标硅片的晶向确定所述目标硅片的解理面；

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片旋转过程中，所述目标硅片的解理面和第一方向不平行，所述第一方向为所述目标硅片的中心轴和所述目标硅片的旋转转轴之间的连线方向。

为了进一步降低所需的最小速度，本实施例中还检测目标硅片的解理面。

具体的，本实施例中首先对目标硅片的晶向进行检测，在确定了其晶向之后，进一步可以确定其解理面，例如，对于晶向为<100>的单晶硅片，其解理面为<110>方向，在该解理面对应的方向上，硅片更容易发生断裂。

具体的，本实施例中根据目标硅片的解理面的方向，调整目标硅片的固定方式，使得目标硅片的解理面和第一方向不平行，示例性的，使解理面和第一方向垂直，从而降低所需的最小速度，这样，有助于降低对于检测设备的要求，同时，在旋转速度一定的情况下，也能够增加施加的力大小以提高形变程度，有助于提高检测精度。

本实施例中，通过控制解理面与目标硅片的中心轴和旋转转轴之间的相对方向，能够使得目标硅片上的裂纹发生形变所需的力的大小，从而有助于提高检测精度。

步骤103：检测所述目标硅片相对于未旋转状态是否发生形变。

在旋转之后，检测目标硅片是否发生形变，具体可以通过检测目标硅片上述是否存在碎片脱落、是否产生明显可见的裂纹等不同的方式进行检测。

这样，通过控制硅片旋转，当旋转速度大于最小速度时，如果硅片上存在裂纹，则会进一步解理，从而使得硅片发生形变，有助于提高对于硅片上可能存在的裂纹的检测精度。

以上，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权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种硅片检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度；

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片的最大旋转速度不小于所述最小速度；

检测所述目标硅片相对于未旋转状态是否发生形变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定硅片上的裂纹在旋转时发生形变对应的最小速度，包括：

获取检测硅片，所述检测硅片与所述目标硅片的规格相同；

在所述检测硅片上的目标点形成检测裂纹；

控制所述检测硅片旋转，其中，所述检测硅片的旋转速度逐渐增加；

根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度，包括：

获取所述目标点与所述检测硅片旋转转轴之间的第一距离；

获取所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片对应的最小角速度；

根据所述第一距离和所述最小角速度确定所述目标点对应的最小线速度作为所述最小速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制目标硅片旋转，包括：

确定所述目标硅片与所述目标硅片的转轴之间的第二距离；

根据所述第二距离计算所述最小速度对应的目标角速度；

控制所述目标硅片的最大旋转角速度不小于所述目标角速度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述检测硅片旋转，包括：

在所述目标点为所述检测硅片上最靠近旋转转轴的点的情况下，控制所述检测硅片旋转；

所述根据所述检测裂纹发生形变时所述检测硅片的旋转状态确定所述最小速度，包括：

将所述检测裂纹发生形变时，所述检测硅片的旋转角速度作为所述最小速度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制目标硅片旋转，包括：

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片与所述目标硅片的旋转转轴之间的最小距离大于或等于所述目标点与所述检测硅片的旋转转轴之间的距离。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制目标硅片旋转，包括：

控制所述目标硅片偏心转轴，其中，所述目标硅片的中心轴与所述目标硅片旋转转轴之间的距离大于所述目标硅片的半径。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制目标硅片旋转，包括：

确定所述目标硅片的晶向；

根据所述目标硅片的晶向确定所述目标硅片的解理面；

控制目标硅片旋转，其中，所述目标硅片旋转过程中，所述目标硅片的解理面和第一方向不平行，所述第一方向为所述目标硅片的中心轴和所述目标硅片的旋转转轴之间的连线方向。

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