CN114878592A - 晶圆划伤扫描的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶圆划伤扫描的检测方法，包括步骤一、预设扫描路径，扫描路径包括相互交叉的两组移动线组，每一组移动线组包括相互平行的多条移动线路；步骤二、控制扫描装置与晶圆沿预设扫描路径相对运动，以使扫描装置沿预设扫描路径对晶圆进行扫描。本申请中每一组移动组件中最多只有一条移动线路位于晶圆的直径上，其余移动线路均为晶圆的弦。相对于其他扫描路径，例如，相同数量的移动线路的米字型扫描路径，米字型扫描路径中的所有的移动线路均为晶圆的直径。由于弦长小于直径的长度，因此，相对于米字型扫描路径，本申请中的扫描路径的总长较短，即在扫描速度不变的情况下，采用本实施例的扫描路径时长较短，因此检测效率较高。

Description

晶圆划伤扫描的检测方法
技术领域
本发明涉及晶圆缺陷抽样检测技术领域，特别是涉及一种晶圆划伤扫描的检测方法。
背景技术
晶圆是一种重要的基底材料，常用于微纳器件的加工。在其制备的过程中，通常使用机械方法对半导体进行切割，形成晶圆，并对其表面进行抛光。然而在这一过程中，可能会对晶圆的表面带来损伤，其中一类即为宽度仅为微米至亚微米量级的划伤。这种划伤缺陷特征在于其宽度尺寸较小，但是长度尺寸较长。
现有技术一般采用扫描装置进行检测，例如通过激光扫描或高倍率暗场显微镜机器视觉识别等方法对划伤特征进行检测，但是这些方法普遍效率较低。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中对划伤特征的检测效率较低的问题，提出一种晶圆划伤扫描的检测方法。
一种晶圆划伤扫描的检测方法，用于通过扫描装置对晶圆上的划伤特征进行扫描，所述晶圆划伤扫描的检测方法包括下步骤：
预设扫描路径，所述扫描路径包括相互交叉的两组移动线组，每一组所述移动线组包括相互平行的多条移动线路；
控制所述扫描装置与所述晶圆沿所述预设扫描路径相对运动，以使所述扫描装置沿所述预设扫描路径对所述晶圆进行扫描。
在其中一个实施例中，每一组所述移动线组中的移动线路的数量为偶数，偶数个移动线路关于所述晶圆的某一直径对称。
在其中一个实施例中，每一组所述移动线组中的移动线路的数量为奇数，其中一条移动线路为所述晶圆的直径，其余移动线路关于作为所述晶圆直径的移动线路对称。
在其中一个实施例中，其中一组所述移动线组中的所有移动线路垂直于另一组所述移动线组中的所有移动线路。
在其中一个实施例中，每组移动线组包括两条移动线路。
在其中一个实施例中，任意一个所述移动线路到所述晶圆圆心的距离与晶圆半径之比为25％-27％。
在其中一个实施例中，所述晶圆设置在移动平台上；
所述控制所述扫描装置与晶圆沿所述预设扫描路径相对运动的步骤包括：
控制所述移动平台带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动。
在其中一个实施例中，所述移动平台至少包括X轴移动模组和Y轴移动模组；至少一组所述移动线组中的所有移动线路同时与X轴和Y轴相交；
所述控制所述移动平台带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动的步骤包括：
所述X轴移动模组和Y轴移动模组同时带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动。
在其中一个实施例中，两组所述移动线组中的所有移动线路与所述X轴呈45°相交。
在其中一个实施例中，所述扫描装置为光学显微镜视觉识别装置或激光扫描装置。
上述的晶圆划伤扫描的检测方法，通过设置预设扫描路径，所述扫描路径包括相互交叉的两组移动线组，每一组所述移动线组包括相互平行的多条移动线路，即每一组所述移动组件中最多只有一条移动线路位于晶圆的直径上，其余移动线路均为晶圆的弦。相对于其他扫描路径，例如，相同数量的移动线路的米字型扫描路径，米字型扫描路径中的所有的移动线路均为晶圆的直径。由于弦长小于直径的长度，因此，相对于米字型扫描路径，本实施例中的扫描路径的总长较短，即在扫描速度不变的情况下，采用本实施例的扫描路径时长较短，因此检测效率较高。
附图说明
图1为一实施例中扫描路径为米字型结构时的结构示意图；
图2为另一实施例中扫描路径为井字型结构时的结构示意图；
图3为两组所述移动线组中的所有移动线路与所述X轴呈45°相交时的结构示意图；
图4为井字形最优化路径面积计算参数示意图；
图5为井字形结构中划线特征检出概率随路径位置变化曲线。
附图标记：
10-第一区域；20-第二区域；30-第三区域；40-第一组移动线组；50-第二组移动线组；51-移动线路。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图2，本发明一实施例提供了一种晶圆划伤扫描的检测方法，用于通过扫描装置对晶圆上的划伤特征进行扫描，所述检测方法包括如下步骤：
步骤一、预设扫描路径，所述扫描路径包括相互交叉的两组移动线组，每一组所述移动线组包括相互平行的多条移动线路51。其中，两组移动线组可以是第一组移动线组40和第二组移动线组50。当扫描装置相对于晶圆移动时，则需要在扫描装置中预设扫描路径，从而使得扫描装置沿着扫描路径移动并对晶圆扫描。当晶圆相对于扫描装置移动时，则需要在用于带动晶圆移动的移动设备中预设扫描路径，从而使得晶圆相对于扫描装置沿着扫描路径移动，以便扫描装置在扫描路径上对晶圆扫描。
步骤二、控制所述扫描装置与所述晶圆沿所述预设扫描路径相对运动，以使所述扫描装置沿所述预设扫描路径对所述晶圆进行扫描。若所述划伤特征出现在所述扫描装置的扫描区域中，则该划伤特征能够被检出；若所述划伤特征未出现在所述扫描装置的扫描区域中，则该划伤特征不能被检出。
结合图2，在本实施例中，通过设置预设扫描路径，所述扫描路径包括相互交叉的两组移动线组，每一组所述移动线组包括相互平行的多条移动线路51，即每一组所述移动组件中最多只有一条移动线路51位于晶圆的直径上，其余移动线路51均为晶圆的弦。相对于其他扫描路径，例如，相同数量的移动线路51的米字型扫描路径，由于米字型扫描路径中的所有的移动线路51均为晶圆的直径。由于弦长小于直径的长度，因此，相对于米字型扫描路径，本实施例中的扫描路径的总长较短，即在扫描速度不变的情况下，采用本实施例的扫描路径时长较短，因此检测效率较高。
在其中一个实施例中，每一组所述移动线组中的移动线路51的数量为偶数，偶数个移动线路51关于所述晶圆的某一直径对称。其中晶圆的某一直径是指与该组移动组件中的移动线路51平行的直径。例如，每一组所述移动线组中的移动线路51的数量为四条，其中两条移动线路51位于晶圆某一直径的一侧，另外两条位于晶圆某一直径的另一侧。且位于其中一侧的两条移动线路51与位于另一侧的两条移动线路51对称。关于晶圆的直径对称设置能够使得移动线路51相对均匀的分布在晶圆上，从而便于提高晶圆上划线特征的检出率。
在另外一个实施例中，每一组所述移动线组中的移动线路51的数量为奇数，其中一条移动线路51为所述晶圆的直径，其余移动线路51关于作为所述晶圆直径的移动线路51对称。例如，每一组所述移动线组中的移动线路51的数量为三条，其中一条位于晶圆的直径上，另外两条分别位于该直径的两侧，且关于该直径对称。
在一些实施例中，其中一组移动线组中的移动线路51垂直于另一组移动线组中的移动线路51。即第一组移动线组40中的任意一条移动线路51均与第二组移动线组50中的移动线路51垂直，同时第二组移动线组50中的任意一条移动线路51均与第一组移动线组40中的移动线路51垂直。
在本实施例中，通过均值不等式可证明，在每个区域面积更接近的情况下，划伤特征被检出的概率更高。因此第一组移动线组40中的移动线路51垂直于第二组移动线组50中的移动线路51，相较于第一组移动线组40中的移动线路51与第二组移动线组50中的移动线路51倾斜设置的情况，当第一组移动线组40中的移动线路51垂直于第二组移动线组50中的移动线路51时，划伤特征被检出的概率更高。
在一些实施例中，每组移动线组包括两条移动线路51，且两条移动线路51均为晶圆的弦，即扫描路径呈井字型结构。
在实际检测中，扫描装置需要依次对每一条移动线路51扫描，直至将扫描路径走完。而扫描路径越长即移动线路51越多，扫描面积越大，则划伤特征被检出的概率越大，但同时检测所需的时间越长。因此，本实施例中，为了提高扫描效率，每组移动线组包括两条移动线路51。并且通过计算可以得出，采用井字型扫描路径相对于米字型扫描路径，采用井字型扫描路径的划伤特征被检出的概率更高。
具体，比较过程如下：由于划伤特征在晶圆上的分布完全随机，因此可以将其等效为在晶圆上随机选择两个端点的模型：当随机选择的两点位于晶圆上由扫描路径分隔的不同区域时，例如第一区域10和第二区域20，其作为端点的线段与扫描路径有交点，即能够被检出。
因此，对于某一端点，其落在由扫描路径分隔的几个区域时，在编号为n的未扫描区域的概率为：
Figure BDA0003666499440000071
其中pn为端点落在区域n的概率，An为区域n的面积，A0为晶圆的总面积。
则两端点位于同一个区域时，以二者为端点的线段不会与扫描路径相交，不会被检出。因此，划伤被检出的概率p可计算得：
Figure BDA0003666499440000072
设晶圆的半径为R，则晶圆面积为：
A0＝πR2(3.1)
当预设扫描路径为井字形结构时，晶圆被划分为如图2和图4中第一区域10、第二区域20以及第三区域30。三种区域面积的计算方法如下，参阅图4，其中设扫描路径的四条弦的弦长均为l，弦到圆心的距离均为h。
l1＝2h (3.2)
Figure BDA0003666499440000081
对于第一区域10，其形状为正方形：
Figure BDA0003666499440000082
Figure BDA0003666499440000083
对于第二区域20，可视为矩形与圆冠的组合：
Figure BDA0003666499440000084
Figure BDA0003666499440000085
Figure BDA0003666499440000086
对于第三区域30，可视为三角形与圆冠的组合：
Figure BDA0003666499440000087
Figure BDA0003666499440000088
Figure BDA0003666499440000089
第一区域10共有1块，第二区域20和第三区域30各有4块，则参考公式(2)，扫描路径与划线相交的概率为：
Figure BDA00036664994400000810
图5为p随
Figure BDA00036664994400000811
的变化曲线图，由于曲线为抛物线状，因此可以得出当
Figure BDA00036664994400000812
时，即任意一个移动线路51到晶圆直径之间的距离与晶圆半径之比为25％-27％，理想情况下的井字形扫描路径能够取得最大的检测概率：
pmax＝88.8％ (5.2)
此时，扫描弦长与直径的比约为：
Figure BDA00036664994400000813
根据以上方法，对米字形扫描路径进行计算，可以得采用米字形扫描路径，其划伤特征被检出概率为：
p*＝87.5％ (6.2.1)
通过上述计算可得出。井字型扫描路径中的划伤特征被检出的最大概率为88.8％，大于米字型扫描路径中的划伤特征被检出的概率87.5％。同时，由于井字型扫描路径的长度小于米字型扫描路径的长度，采用井字型扫描路径的检测效率还高于米字型扫描路径的检测效率。
在一些实施例中，所述预设扫描路径是指所述扫描装置相对于所述晶圆的移动路径。即只要扫描装置相对于晶圆沿预设的扫描路径移动，即通过扫描装置获取到晶圆在预设扫描路径上的划线信息，当扫描装置的扫描区域中检出有划伤特征时，则表示该晶圆有缺陷且能够被检出。扫描装置的扫描区域中检出没有划伤特征时，则表示该晶圆没有缺陷或者没有被检出。而根据上述描述，采用井字型结构，在无需对晶圆进行全面扫描，而仅仅对特定的预设路线进行扫描的情况下，划伤特征被检出的概率可高达88.8％。即通过采用井字型结构的预设扫描路径，在节约大量扫描时间的情况下，还能获得较高的被检出概率。
在其中一个实施例中，所述晶圆设置在移动平台上，所述控制所述扫描装置与晶圆沿所述预设扫描路径相对运动的步骤包括：控制所述移动平台用于带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动。即扫描装置可固定不动，仅仅通过移动平台带动晶圆移动即可。
进一步的，所述移动平台至少包括X轴移动模组和Y轴移动模组；至少一组所述移动线组中的所有移动线路51同时与所述X轴和所述Y轴相交。例如可以是第一组移动线组40与所述X轴方向OX之间的角度在60°，第一组移动线组40与所述Y轴方向OY之间的角度在120°。此时所述控制所述移动平台带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动的步骤还包括：所述X轴移动模组和Y轴移动模组同时带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动。
在本实施例中，可以是一组所述移动线组中的所有移动线路51同时与所述X轴方向OX和所述Y轴方向OY相交，也可以是两组所述移动线组中的所有移动线路51同时与所述X轴方向OX和所述Y轴方向OY相交。由于移动线路51同时与所述X轴方向OX和所述Y轴方向OY相交，因此，当移动平台带动晶圆移动时，需要X轴移动模组和Y轴移动模组同时运动，从而使得晶圆能够沿移动线路51移动。相对于移动线路51直接沿着X轴方向OX或Y轴方向OY，只能依靠X轴移动模组或Y轴移动模组带动晶圆移动的情况，X轴移动模组和Y轴移动模组同时运动能够增加晶圆的移动速度，从而能够加快扫描速度。
参阅图3，优选的，两组所述移动线组中的所有移动线路51均与所述X轴呈45°相交。假设移动平台沿X轴方向OX或所述Y轴方向OY的移动速度为V，则在X轴移动模组和Y轴移动模组同时带动移动使平台以45°方向移动时的速度为
Figure BDA0003666499440000101
此时，完成所有的扫描路径所需要的时间t1为：
Figure BDA0003666499440000102
而采用米字型结构，完成所有的扫描路径所需要的时间t2为：
Figure BDA0003666499440000103
即相对于米字型结构，采用井字型结构的扫描速度更快。
在另外一些实施例中，还可以是晶圆的位置固定不同，扫描装置设置在运动机构上，运动机构用于带动扫描装置直接沿着预设扫描路径移动。
在其他一些实施例中，还可以是，晶圆设置在移动平台上，扫描装置设置在运动机构上，移动平台带动晶圆移动，同时运动机构也带动扫描装置移动。即能够进一步加快扫描速度。
在一些实施例中，所述扫描装置为光学显微镜视觉识别装置或激光扫描装置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶圆划伤扫描的检测方法，用于通过扫描装置对晶圆上的划伤特征进行扫描，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
预设扫描路径，所述扫描路径包括相互交叉的两组移动线组，每一组所述移动线组包括相互平行的多条移动线路；
控制所述扫描装置与所述晶圆沿所述预设扫描路径相对运动，以使所述扫描装置沿所述预设扫描路径对所述晶圆进行扫描。
2.根据权利要求1所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，每一组所述移动线组中的移动线路的数量为偶数，偶数个移动线路关于所述晶圆的某一直径对称。
3.根据权利要求1所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，每一组所述移动线组中的移动线路的数量为奇数，其中一条移动线路为所述晶圆的直径，其余移动线路关于作为所述晶圆直径的移动线路对称。
4.根据权利要求1所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，其中一组所述移动线组中的所有移动线路垂直于另一组所述移动线组中的所有移动线路。
5.根据权利要求4所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，每组移动线组包括两条移动线路。
6.根据权利要求5所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，任意一个所述移动线路到所述晶圆圆心的距离与晶圆半径之比为25％-27％。
7.根据权利要求1所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，所述晶圆设置在移动平台上；
所述控制所述扫描装置与晶圆沿所述预设扫描路径相对运动的步骤包括：
控制所述移动平台带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动。
8.根据权利要求7所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，所述移动平台至少包括X轴移动模组和Y轴移动模组；至少一组所述移动线组中的所有移动线路同时与X轴和Y轴相交；
所述控制所述移动平台带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动的步骤包括：
所述X轴移动模组和Y轴移动模组同时带动所述晶圆相对于所述扫描装置沿所述扫描路径移动。
9.根据权利要求8所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，两组所述移动线组中的所有移动线路与所述X轴呈45°相交。
10.根据权利要求1所述的晶圆划伤扫描的检测方法，其特征在于，所述扫描装置为光学显微镜视觉识别装置或激光扫描装置。
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