CN117954339A - 测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，方法包括：将太鼓环与减薄衬底之间的过渡区域定义为过渡台阶；利用机台相机在不同高度上获取晶圆的若干照片；确定圆周方向上的太鼓环的内侧边缘和减薄衬底的外侧边缘；根据太鼓环的内侧边缘和减薄衬底的外侧边缘，获取过渡台阶的宽度。本申请通过调节机台相机的高度，利用机台相机在不同高度上获取晶圆的若干照片，并且通过照片确定太鼓环的内侧边缘和减薄衬底的外侧边缘，从而精确测量圆周方向上多个时钟点位的过渡台阶的宽度，补偿了机台相机分辨率的不足，避免了后续环切工艺中环切位置偏移造成的晶圆裂纹甚至破片的情况，提高了环切的可靠性和效率。

Description

测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法。
背景技术
TAKIO工艺(一种晶圆减薄工艺)源于日本，该工艺只减薄晶圆中间部分，保留最外圈Taiko Ring(太鼓环)，边缘太鼓环可有效降低晶圆经减薄带来的垂度及翘曲度，防止在后续工艺作业中产生风险，后在环切工艺中去除太鼓环，经TAKIO工艺后的晶圆强度明显更高。
目前TAKIO工艺通常分Z1和Z2两步作业，Z1研磨采用#400磨轮粗磨，Z2研磨使用#6000磨轮细磨。日常作业中会对太鼓环的宽度以及太鼓环与减薄衬底之间的台阶宽度进行监控，但目前监控的主要还是Z1步骤后的太鼓环的宽度以及太鼓环与减薄衬底之间的台阶宽度，因机台相机分辨率的原因，Z2步骤后的太鼓环的宽度以及太鼓环与减薄衬底之间的台阶宽度无法得到准确监测，尤其是Z2后太鼓环与减薄衬底之间的台阶宽度异常无法监测出，从而导致后续环切工艺中晶圆产生裂纹甚至破片。
发明内容
本申请提供了一种测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，可以解决TAKIO工艺Z2细磨步骤后，太鼓环与减薄衬底之间的台阶宽度异常无法即使、准确监测出从而导致后续环切工艺中晶圆产生裂纹甚至破片的问题。
本申请实施例提供了一种测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，提供一晶圆，所述晶圆包括：太鼓环与减薄衬底，所述太鼓环位于所述减薄衬底外侧并且环绕所述减薄衬底设置，测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法包括：
将太鼓环与减薄衬底之间的过渡区域定义为过渡台阶；
通过调节机台相机的高度，利用所述机台相机在不同高度上获取所述晶圆的若干照片；
根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘；
根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，所述晶圆的照片均是垂直投影的平面照片，所述过渡台阶的宽度定义为所述平面照片上穿过晶圆的圆心并且位于晶圆同一侧的所述太鼓环的内侧边缘A点和所述减薄衬底的外侧边缘B点之间的直线距离。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，所述根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度的步骤包括：
在所述平面照片上建立直角坐标系，获取圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标；
根据所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，在所述平面照片上建立直角坐标系，以晶圆的圆心为坐标原点，获取圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，在所述平面照片上建立直角坐标系，分别获取3点钟、6点钟、9点钟和12点钟的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标，以及3点钟、6点钟、9点钟和12点钟的所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，在根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘的过程中，定义所述减薄衬底外围的光滑区域和毛刺区域的分界线为所述减薄衬底的外侧边缘。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，在根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度之后，所述测量过渡台阶宽度的方法还包括：
获取圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶的宽度的平均值；
判断所述平均值是否位于一提前预设的宽度阈值区间内，以监测所述过渡台阶的宽度是否存在异常。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，若所述平均值位于所述宽度阈值区间内，则诊断所述过渡台阶的宽度符合生产要求；若所述平均值高于所述宽度阈值区间的上限或者低于所述宽度阈值区间的下限，则诊断所述过渡台阶的宽度出现异常。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，在根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度之后，所述测量过渡台阶宽度的方法还包括：
分别判断圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶的宽度是否位于一提前预设的宽度阈值区间内，以监测所述过渡台阶的宽度是否存在异常。
可选的，在所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法中，所述宽度阈值区间为[0.2mm，0.6mm]。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
本申请通过调节机台相机的高度，利用机台相机在不同高度上获取所述晶圆的若干照片，并且通过不同高度的照片确定太鼓环的内侧边缘和减薄衬底的外侧边缘，从而精确测量圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度，补偿了机台相机分辨率的不足，避免了后续环切工艺中因太鼓环的宽度和过渡台阶的宽度计算失误，而导致环切位置偏移造成的晶圆裂纹甚至破片的情况，提高了环切工艺的可靠性和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法的流程图；
图2是本发明实施例的测量过渡台阶的宽度过程中晶圆的示意图；
图3是图2椭圆虚线框中的晶圆局部位置的剖视示意图；
其中，附图标记说明如下：
10-晶圆，11-减薄衬底，12-太鼓环，13-过渡台阶，20-机台相机。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请实施例提供了一种测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，提供一晶圆，所述晶圆包括：太鼓环与减薄衬底，所述太鼓环位于所述减薄衬底外侧并且环绕所述减薄衬底设置，参考图1，图1是本发明实施例的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法的流程图，所述测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法包括：
步骤S1：将太鼓环与减薄衬底之间的过渡区域定义为过渡台阶；
步骤S2：通过调节FSM机台相机的高度，利用所述FSM机台相机在不同高度上获取所述晶圆的若干照片，其中，FSM机台是一种全自动高分辨晶片基板厚度测量工具；
步骤S3：根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘；
步骤S4：根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度。
具体的，参考图2和图3，图2是本发明实施例的测量过渡台阶的宽度过程中晶圆的示意图，图3是图2椭圆虚线框中的晶圆局部位置的剖视示意图。
首先，提供一完成TAKIO减薄工艺之后的晶圆10，本实施例TAKIO减薄可以是从晶圆的背面对晶圆进行减薄，所述晶圆10包括：太鼓环12与减薄衬底11，所述太鼓环12位于所述减薄衬底11外侧并且环绕所述减薄衬底11设置，将太鼓环12与减薄衬底11之间的过渡区域定义为过渡台阶13。
然后，通过调节机台相机20的高度，利用所述机台相机20在不同高度上获取所述晶圆10的若干照片。靠近减薄衬底11的上方位置的相机的拍照高度低于靠近太鼓环12的上方位置相机的拍照高度，这样可以将过渡台阶13和减薄衬底11交界位置的细节照片、太鼓环12和过渡台阶13交界位置的细节照片拍得更清晰。
在本实施例中，所述晶圆10的若干照片包括但不限于：晶圆整体照片、过渡台阶13和减薄衬底11交界位置的细节照片、太鼓环12和过渡台阶13交界位置的细节照片、包含所述减薄衬底11、过渡台阶13和所述太鼓环12这三者的局部细节照片等等。
其中，所述晶圆10的照片均是垂直投影的平面照片，所述过渡台阶13的宽度定义为所述平面照片上穿过晶圆的圆心并且位于晶圆同一侧的所述太鼓环12的内侧边缘A点和所述减薄衬底11的外侧边缘B点之间的直线距离D。
接着，根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘。
具体的，根据所述太鼓环12的内侧边缘和所述减薄衬底11的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶13的宽度的步骤包括：
步骤S3.1：在所述平面照片上建立直角坐标系，获取圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环12的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底11的外侧边缘B点的坐标；其中，可以选取晶圆内的任意一点或者晶圆外的任意一点作为坐标原点。
步骤S3.2：根据所述太鼓环12的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底11的外侧边缘B点的坐标，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶13的宽度。
其中，本申请实施例中位于晶圆同一侧，并且穿过晶圆圆心的直线(晶圆任意一条直径)上的所述太鼓环12的内侧边缘的点、所述减薄衬底11的外侧边缘的点分别对应记为A点、B点。
优选的，在所述平面照片上建立直角坐标系，以晶圆10的圆心为坐标原点，获取圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标。
在本实施例中，在所述平面照片上建立直角坐标系，可以分别获取3点钟方向的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标、6点钟方向的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标、9点钟方向的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标和12点钟的方向的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标。
在本实施例中，在根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘的过程中，将从外往内太鼓环第一次出现一定高度落差的位置定义为所述太鼓环12的内侧边缘，将所述减薄衬底外围的光滑区域和毛刺区域的分界线定义为所述减薄衬底11的外侧边缘。
最后，根据所述太鼓环12的内侧边缘和所述减薄衬底11的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶13的宽度。具体的，根据圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标，利用两点间距离公式计算获得圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶的宽度。
例如，6点钟方向的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标为(x1，y1)、6点钟方向的所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标为(x2，y2)，则所述过渡台阶的宽度D计算公式为：
同样的，本申请实施例也可以根据一张或者多张所述照片，确定圆周方向上的晶圆同一直径上所述太鼓环的外侧边缘和内侧边缘对应的坐标点，从而可以根据两点间距离公式计算获得圆周方向上不同时钟点位的所述太鼓环12的宽度。
进一步的，在本实施例中，在根据所述太鼓环12的内侧边缘和所述减薄衬底11的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶13的宽度之后，所述测量过渡台阶宽度的方法还可以包括步骤S5：
步骤S5.1：获取圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶13的宽度的平均值；
步骤S5.2：判断所述平均值是否位于一提前预设的宽度阈值区间内，以监测所述过渡台阶13的宽度是否存在异常。若所述平均值位于所述宽度阈值区间内，则诊断所述过渡台阶13的宽度符合生产要求；若所述平均值高于所述宽度阈值区间的上限或者低于所述宽度阈值区间的下限，则诊断所述过渡台阶13的宽度出现异常。
优选的，所述宽度阈值区间为[0.2mm，0.6mm]。
在另一实施例中，在根据所述太鼓环12的内侧边缘和所述减薄衬底11的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶13的宽度之后，所述测量过渡台阶宽度的方法还可以包括步骤S5：分别判断圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶13的宽度是否位于一提前预设的宽度阈值区间内，以监测所述过渡台阶13的宽度是否存在异常。具体的，若圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶13的宽度均位于所述宽度阈值区间内，则诊断所述过渡台阶13的宽度符合生产要求；若圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶13的宽度中的任意一宽度值高于所述宽度阈值区间的上限或者低于所述宽度阈值区间的下限，则诊断所述过渡台阶13的宽度出现异常。
其中，在检测出所述过渡台阶13的宽度存在异常之后，需要工艺人员及时进行下一步处理，查找过渡台阶13的宽度出现异常的原因。
在本申请中，通过调节机台相机的高度，利用机台相机在不同高度上获取所述晶圆的若干照片，并且通过不同高度的照片确定太鼓环的内侧边缘和减薄衬底的外侧边缘，可以补偿机台相机分辨率的不足，从而精确测量圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶的宽度以及所述太鼓环的宽度，避免了后续环切工艺中因太鼓环的宽度和过渡台阶的宽度计算失误，而导致环切位置偏移造成的晶圆裂纹甚至破片的情况，提高了环切工艺的可靠性和效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，提供一晶圆，所述晶圆包括：太鼓环与减薄衬底，所述太鼓环位于所述减薄衬底外侧并且环绕所述减薄衬底设置，其特征在于，测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法包括：
将太鼓环与减薄衬底之间的过渡区域定义为过渡台阶；
通过调节机台相机的高度，利用所述机台相机在不同高度上获取所述晶圆的若干照片；
根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘；
根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度。
2.根据权利要求1所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，所述晶圆的照片均是垂直投影的平面照片，所述过渡台阶的宽度定义为所述平面照片上穿过晶圆的圆心并且位于晶圆同一侧的所述太鼓环的内侧边缘A点和所述减薄衬底的外侧边缘B点之间的直线距离。
3.根据权利要求2所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，所述根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度的步骤包括：
在所述平面照片上建立直角坐标系，获取圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标；
根据所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度。
4.根据权利要求3所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，在所述平面照片上建立直角坐标系，以晶圆的圆心为坐标原点，获取圆周方向上多个时钟点位的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标和所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标。
5.根据权利要求3或4所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，在所述平面照片上建立直角坐标系，分别获取3点钟、6点钟、9点钟和12点钟的所述太鼓环的内侧边缘A点的坐标，以及3点钟、6点钟、9点钟和12点钟的所述减薄衬底的外侧边缘B点的坐标。
6.根据权利要求1所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，在根据所述照片，确定圆周方向上的所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘的过程中，定义所述减薄衬底外围的光滑区域和毛刺区域的分界线为所述减薄衬底的外侧边缘。
7.根据权利要求1所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，在根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度之后，所述测量过渡台阶宽度的方法还包括：
获取圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶的宽度的平均值；
判断所述平均值是否位于一提前预设的宽度阈值区间内，以监测所述过渡台阶的宽度是否存在异常。
8.根据权利要求7所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，若所述平均值位于所述宽度阈值区间内，则诊断所述过渡台阶的宽度符合生产要求；若所述平均值高于所述宽度阈值区间的上限或者低于所述宽度阈值区间的下限，则诊断所述过渡台阶的宽度出现异常。
9.根据权利要求1所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，在根据所述太鼓环的内侧边缘和所述减薄衬底的外侧边缘，获取圆周方向上多个时钟点位的所述过渡台阶的宽度之后，所述测量过渡台阶宽度的方法还包括：
分别判断圆周方向上不同时钟点位的所述过渡台阶的宽度是否位于一提前预设的宽度阈值区间内，以监测所述过渡台阶的宽度是否存在异常。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的测量太鼓环与减薄衬底之间的过渡台阶宽度的方法，其特征在于，所述宽度阈值区间为[0.2mm，0.6mm]。
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