TW202331242A - 測量晶圓表面損傷層深度的方法及系統 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種測量晶圓表面損傷層深度的方法及系統；測量晶圓表面損傷層深度的方法包括：從待測晶圓的中心至邊緣方向，將待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。

Description

測量晶圓表面損傷層深度的方法及系統
本發明屬於晶圓加工製造技術領域，尤指一種測量晶圓表面損傷層深度的方法及系統。
在從拉製的單晶矽棒到晶圓的製造過程中，需要經過滾磨、切片、研磨、刻蝕及拋光等多道製作流程。在例如滾磨、切片或者研磨的機械加工過程中，會不可避免地在晶圓表面引入機械損傷，這些機械損傷破壞了晶圓表面原有的單晶層，嚴重影響了晶圓的品質。因此，需要在後續加工過程中通過例如刻蝕、拋光等技術去除掉這些機械損傷層。在去除晶圓表面的機械損傷層時，需要能夠準確測量出該機械損傷層的深度，以據此設定去除操作中所涉及的具體去除量。
相關技術中的機械損傷層深度測量技術分為直接測量和間接測量。直接測量指直接觀測晶圓斷面上的機械損傷，但因這些機械損傷較淺，不易直接用顯微鏡觀察，通常是將晶圓截斷後採用掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）或者透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）等高精度設備觀察斷面上的機械損傷，但該方法的設備成本高昂且制樣複雜。
角度拋光法是實驗室內常採用的間接測量方法。在該方法中，通過將垂直的機械損傷層磨拋出一個光滑的斜面實現了機械損傷層的放大，以匹配顯微鏡的測量精度。磨拋的斜面會再經過刻蝕而將機械損傷進一步放大並使用顯微鏡測量，之後再經幾何換算為實際損傷深度。
但是，角度拋光法對樣品的處理與測量要求較高。首先，該方法需要將晶圓裂解後獲得樣片方可進行處理，且樣片磨拋後的刻蝕需要設計單獨的夾具與槽體；再者，需要將樣片黏接至已知角度的斜面，再將斜面黏接在磨拋盤上，兩次黏接導致穩定性較差；而且，樣片進行角度拋光時要避免引入新的機械損傷，斜面最好磨拋出光滑的表面，斜面的光滑效果直接影響顯微鏡分辨；最後，斜面測量時損傷層與無損傷層的介面是通過肉眼判定的，造成測量結果受技術人員的經驗影響較大。
有鑒於此，本發明期望提供一種測量晶圓表面損傷層深度的方法及系統；能夠直接測量晶圓表面損傷層深度而無需通過幾何關係進行逆推，同時能夠避免肉眼觀察引入的判斷誤差，提高測量精度。
本發明的技術方案是這樣實現的：第一方面，本發明提供了一種測量晶圓表面損傷層深度的方法，其步驟包括：從待測晶圓的中心至邊緣方向，將待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
第二方面，本發明提供了一種測量晶圓表面損傷層深度的系統，其主要包括：劃分部分，劃分部分經配置為從待測晶圓的中心至邊緣方向，將待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；刻蝕部分，刻蝕部分經配置為從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；檢測部分，檢測部分經配置為依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；確定部分，確定部分經配置為未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
第三方面，本發明提供了一種測量晶圓表面損傷層深度的系統，其主要包括：數據處理裝置，多個液體管路以及檢測裝置；其中，數據處理裝置經配置為：從待測晶圓的中心至邊緣方向，將待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；多個液體管路用於分別流通設定濃度的刻蝕液以使設定濃度的刻蝕液對待測晶圓表面上的多個同心圓環區域分別進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；檢測裝置用於依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；數據處理裝置，還經配置為：從待測晶圓的中心至邊緣方向起，控制每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作；以及，當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
本發明提供了一種測量晶圓表面損傷層深度的方法、系統及電腦存儲介質；對於本發明的技術方案，可以直接對整片晶圓進行損傷層深度測量，將整片晶圓劃分為多個同心圓環區域後浸入刻蝕液中按照設定的濃度及設定的刻蝕時長進行刻蝕以生成多個台階，從而能夠根據台階的高度獲得晶圓表面損傷層的深度。在該方法中，由於無需將晶圓裂解成樣片，故不存在針對樣片進行角度拋光時因兩次黏接而導致的穩定性較差的問題，也不存在由於角度拋光而在斜面上引入新的損傷從而影響測量結果的問題，由此節約了製作流程並因此降低了成本也提高了測量結果的準確度。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
目前通常採用的測量晶圓損傷層深度的方法包括角度拋光法，該方法需要將晶圓裂解成小的樣片來進行。角度拋光法通常包括以下步驟：將晶圓裂解成多個尺寸較小的樣片；利用例如樹脂膠將樣片黏接至已知角度的斜面，再將斜面黏接在磨拋盤上；將樣片截面磨拋成一已知角度的斜面，以使晶圓表面的損傷層能夠在該已知角度的斜面上暴露出來；使用特製的夾具夾持樣片並投入刻蝕液中進行刻蝕，以使損傷層在該已知角度的斜面上進一步放大顯現；以及利用顯微鏡對黏接樣片的分界線或介面進行觀測，依據分界線處裂紋的長度以及蝕坑的數量和分佈測量出該已知角度的斜面上的損傷的長度，並通過該長度L與該已知角度 的正弦值計算獲得損傷層的深度，具體如圖1所示，損傷層的深度H表示為 。
然而，通過上述步驟可以看到，該方法需要對晶圓進行裂片處理以獲得較小的樣片，且在具體實施過程中樣片的尺寸通常小於1cm×1cm，角度拋光時操作難度較大；同時，在對磨拋後的樣片進行刻蝕時需要設計單獨的夾具與槽體；樣片要被黏接至已知角度的斜面，且斜面要再黏接在磨拋盤上，兩次黏接導致穩定性較差；樣片進行角度拋光時要避免引入新的損傷，斜面最好磨出光滑的表面，斜面的光滑效果直接影響顯微鏡分辨；而且，斜面測量時損傷層與無損傷層的介面是通過肉眼判定的，這使測量結果受技術人員經驗的影響較大。
為解決上述問題，本發明實施例期望提供一種對晶圓表面損傷層進行厚度分解以能夠直接測量得到晶圓表面損傷層深度的技術方案。具體而言，參見圖2，其示出了能夠實施本發明實施例技術方案的刻蝕裝置2，該刻蝕裝置2包括：多個液體管路21(21-A~21-F)，分別用於流通設定濃度的刻蝕液以對晶圓W表面分區域進行刻蝕，使得在晶圓W的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環的台階；多個液體供應單元22(22-A~22-F)，用於分別向對應的液體管路21供給設定濃度的刻蝕液。
基於上述圖2所示的刻蝕裝置2，參見圖3，其示出了本發明實施例提供的一種測量晶圓表面損傷層深度的方法，其步驟包括：S301、從待測晶圓的中心至邊緣方向，將待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；S302、從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；S303、依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；S304、當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
對於圖3所述的技術方案，為了能夠對晶圓W表面的損傷層進行直接刻蝕，在本發明實施例中預先將晶圓W表面劃分為多個同心圓環區域，具體如圖4所示，每個液體管路21對應相應的同心圓環區域，例如液體管路21-A對應最小的同心圓環區域，在具體實施過程中刻蝕液分別流經多個液體管路21以與晶圓W的表面接觸。在具體實施過程中，例如從液體管路21-A至液體管路21-F通入設定濃度的刻蝕液，每個同心圓區域對應的刻蝕時長t從液體管路21-A至液體管路21-F依次呈逐漸增加；或者每個同心圓區域對應的刻蝕時長t相等，刻蝕液濃度從液體管路21-A至液體管路21-F依次呈逐漸增加。基於這種刻蝕方法，從晶圓W表面的中心至邊緣方向會形成如圖5所示的台階，可以理解地，當未檢測到損傷時，統計所有存在損傷的台階面對應台階的高度，並根據刻蝕液的刻蝕速率v和刻蝕時長t計算獲得上述每個台階的高度h，並最終根據所有存在損傷的台階面對應的所有台階的高度獲得晶圓的表面損傷層的深度H。
可以理解地，在本發明實施例中晶圓W表面損傷層的深度H與劃分的同心圓環區域的個數（也就是台階面的數量）以及每個台階高度相關。
對於圖3所述的技術方案，可以直接對整片晶圓W進行損傷層深度測量，整片晶圓W劃分為多個同心圓環區域後浸入刻蝕液中，其中刻蝕液可以通過多個液體管路21以與對應的同心圓環區域相接觸進而進行刻蝕。在該方法中，由於無需將晶圓裂解成樣片，故不存在針對樣片進行角度拋光時因兩次黏接而導致的穩定性較差的問題，也不存在由於角度拋光而在斜面上引入新的損傷從而影響測量結果的問題，由此節約了製作流程並因此降低了成本也提高了測量結果的準確度。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階，包括：從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域進行採用相同濃度的刻蝕液且每個同心圓環區域對應的刻蝕時長呈逐漸增加的刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階。
具體而言，每個台階的高度h可以通過公式h=v×t來計算。從待測晶圓的中心至邊緣方向起，當每個同心圓環區域的刻蝕時長t呈等差式增加時，每個台階的高度h也是相等的。在這種情況下，可以通過公式H=n×h直接計算出晶圓的表面損傷層的深度H，其中，n表示所有檢測出損傷的台階面的總個數。
另一方面，從待測晶圓的中心至邊緣方向起，當每個同心圓環區域的刻蝕時長t並不是呈等差式增加時，每個台階的高度h也是不相等的。在這種情況下，可以將所有檢測出損傷的台階面對應的台階高度h相加來獲得晶圓的表面損傷層的深度H。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階，包括：從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域進行採用相等的刻蝕時長且每個同心圓環區域對應的刻蝕液的濃度呈逐漸增加的刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階。
具體而言，從待測晶圓的中心至邊緣方向起，當每個同心圓環區域對應的刻蝕液的刻蝕濃度呈等差式增加時，每個台階的高度h也是相等的。在這種情況下，可以通過公式H=n×h直接計算出晶圓的表面損傷層的深度H，其中，n表示所有檢測出損傷的台階面的總個數。
另一方面，從待測晶圓的中心至邊緣方向起，當每個同心圓環區域對應的刻蝕液的刻蝕濃度並不是呈等差式增加時，每個台階的高度h也是不相等的。在這種情況下，可以將所有檢測出損傷的台階面對應的台階高度h相加來獲得晶圓的表面損傷層的深度H。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止，包括：對多個台階面依次進行粗糙度檢測，當檢測到粗糙度趨於不變時表徵未檢測到損傷。
具體而言，可以通過對每個台階面處的粗糙度進行檢測來實現對該台階面處是否存在損傷的檢測。對於該粗糙度檢測過程，在將形成台階面的晶圓放置在測試平臺上後，如圖6所示，可以使粗糙度檢測儀、具體地粗糙度檢測儀的粗糙度探頭11移動，以對承載在處於固定位置的承載基座10上的晶圓W的多個台階面的粗糙度依次進行檢測。
替代性地，還可以使用於承載晶圓W的承載基座10移動，以使得處於固定位置的粗糙度檢測儀、具體地粗糙度檢測儀的粗糙度探頭11對晶圓100的表面的一系列台階面的粗糙度依次進行檢測。
圖7示出了檢測到的台階面粗糙度值變化曲線。可以理解地，當台階面中存在未損傷時，粗糙度值趨於不變時，也就是如圖7中的曲線也從曲率不斷變化變成趨近於水平直線，則判定刻蝕已到達完美層，也就是說未檢測到損傷。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止，包括：對多個台階面依次進行X射線衍射檢測，當檢測到衍射鋒的半高寬趨於不變時表徵未檢測到損傷。
具體而言，可以通過對每個台階面處進行X射線衍射檢測來實現對該台階面處是否存在損傷的檢測。對於X射線衍射檢測過程，在將形成台階面的晶圓W放置在測試平臺上後，如圖8所示，可以使用於承載晶圓W的承載基座10移動，以使得處於固定位置的X射線衍射儀12對在晶圓W的表面上形成的多個台階面依次進行X射線衍射檢測。如圖8所示，X射線從X射線衍射儀出射，在台階面處衍射後，由X射線衍射儀進行接收。
同樣，替代性地，還可以使X射線衍射儀12移動，以對承載在處於固定位置的承載基座10上的晶圓W的多個台階面依次進行X射線衍射檢測。
圖9示出了檢測到的台階面對應的衍射峰半高寬的變化曲線。可以理解地，當台階面中存在未損傷時，衍射峰的半高寬趨於不變時，圖9中的曲線也從曲率不斷變化變成趨近於水平直線，則判定刻蝕已到達完美層，也就是說未檢測到損傷。
本方法中利用例如粗糙度檢測或X射線衍射檢測每個台階面以實現對台階面的損傷存在與否的明確判定，因此避免了肉眼觀察可能引入的人員判斷誤差。
當然，在本發明實施例中還可以採用其他相關技術中的檢測方式來實現對台階面處是否存在損傷的檢測，本發明對此不作限定。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，刻蝕速率的確定方法，包括：測量樣品晶圓的初始厚度；將樣品晶圓浸入設定濃度的刻蝕液中刻蝕特定時長後並取出；對經過刻蝕的樣品晶圓的留存厚度進行測量；基於初始厚度與留存厚度之差以及特定時長計算獲得設定濃度的刻蝕液對應的刻蝕速率。
具體而言，例如，可以選用整片晶圓作為測試晶圓，首先測量該測試晶圓的初始厚度d 0，將其投入設定濃度的刻蝕液中刻蝕特定時長t'後整體取出，然後對此時的厚度即留存厚度進行測量為d 1，由此，刻蝕速率可以根據v=（d 1-d 0）/t計算得出。例如，將晶圓放入由硝酸、氫氟酸、乙酸、蒸餾水按4：1：2：3的體積比混合而成的布萊特刻蝕液，經測試和計算，其刻蝕速率為6um/min。可以理解地，在本發明實施例中會採用多種不同濃度的刻蝕液，因此可以預先獲取上述多種不同濃度的刻蝕液對應的刻蝕速率v。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度，包括：當未檢測到損傷時，根據所有已檢測到損傷的台階面的數量與台階高度的乘積確定待測晶圓表面的損傷層深度。
可以理解地，當每個台階的高度h一致時，則可以根據所有已檢測到損傷的台階面的數量n與台階高度h的乘積確定待測晶圓表面的損傷層深度H。
對於圖3所述的技術方案，在一些可能的實施方式中，當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度，包括：當未檢測到損傷時，根據所有已檢測到損傷的台階面對應的台階高度之和確定待測晶圓表面的損傷層深度。
可以理解地，當每個台階的高度h不一致時，則可以根據所有已檢測到損傷的台階面對應的所有台階高度h相加和來確定待測晶圓表面的損傷層深度H。
基於前述技術方案相同的發明構思，參見圖10，其示出了本發明實施例提供的一種測量晶圓表面損傷層深度的系統100，該測量晶圓表面損傷層深度的系統100包括：劃分部分101，劃分部分101經配置為從待測晶圓的中心至邊緣方向，將待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；刻蝕部分102，刻蝕部分102經配置從待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；檢測部分103，檢測部分103經配置為依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；確定部分104，確定部分104經配置為未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
需要說明的是，對於上述各元件所配置功能的具體實現方式或實施示例內容，可參見前述技術方案相應的步驟及實現方式和示例，本發明實施例在此不作贅述。
可以理解地，在本實施例中，「部分」可以是部分電路、部分處理器、部分程式或軟體等等，當然也可以是單元，還可以是模組也可以是非模組化的。
另外，在本實施例中的各組成部分可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨實體存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模組的形式實現。
集成的單元如果以軟體功能模組的形式實現並非作為獨立的產品進行銷售或使用時，可以存儲在一個電腦可讀取存儲介質中，基於這樣的理解，本實施例的技術方案本質上或者說對相關技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟體產品的形式體現出來，該電腦軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一台電腦設備（可以是個人電腦，伺服器，或者網路設備等）或processor（處理器）執行本實施例的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：USB碟、行動硬碟、唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光碟等各種可以儲存程式代碼的介質。
因此，本實施例提供了一種電腦存儲介質，電腦存儲介質存儲有測量晶圓表面損傷層深度的程式，測量晶圓表面損傷層深度的程式被至少一個處理器執行實現上述技術方案所述的測量晶圓表面損傷層深度的方法步驟。
基於上述測量晶圓表面損傷層深度的系統100以及電腦存儲介質，參見圖11，其示出了測量晶圓表面損傷層深度的系統100的硬體組成結構，可以包括：數據處理裝置111，多個液體管路21以及檢測裝置112；其中，數據處理裝置111經配置為：從待測晶圓W的中心至邊緣方向，將待測晶圓W表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域；多個液體管路21用於分別流通設定濃度的刻蝕液以使設定濃度的刻蝕液對待測晶圓W表面上的多個同心圓環區域分別進行刻蝕操作，使得在待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階；檢測裝置112用於依次對多個台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止；數據處理裝置111，還經配置為：從待測晶圓的中心至邊緣方向起，控制每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作；以及，當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的台階面對應的台階的高度來確定待測晶圓表面的損傷層深度；其中，台階的高度根據刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
具體來說，數據處理裝置111可以為無線裝置、行動或蜂巢式行動電話（包含所謂的智慧型手機）、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）、影音遊戲控制台（包含影音顯示器、行動電子遊戲裝置、行動視訊會議單元）、筆記型電腦、桌上型電腦、電視機上盒、平板電腦、電子書閱讀器、設定或行動媒體播放機等，其具體硬體結構可以如圖12所示，包括：通信介面1201，記憶體1202和處理器1203；各個元件通過系統匯流排1204耦合在一起。可理解，系統匯流排1204用於實現這些元件之間的連接通信。系統匯流排1204除包括數據匯流排之外，還包括電源匯流排、控制匯流排和狀態信號匯流排。但是為了清楚說明起見，在圖12中將各種匯流排都標為系統匯流排1204。其中，通信介面1201，用於在與其他外部網元之間進行收發資訊過程中，信號的接收和發送；記憶體1202，用於儲存能夠在處理器1203上運行的電腦程式；處理器1203，用於在運行電腦程式時，執行數據處理裝置111中各組成所被配置的功能及步驟。
可以理解，本發明實施例中的記憶體1202可以是易失性記憶體或快閃記憶體，或可包括揮發性和快閃記憶體兩者。其中，快閃記憶體可以是唯讀記憶體（Read-Only Memory，ROM）、可程式化唯讀記憶體（Programmable ROM，PROM）、抹除式可複寫唯讀記憶體（Erasable PROM，EPROM）、電子抹除式可複寫唯讀記憶體（Electrically EPROM，EEPROM）或快閃記憶體。快閃記憶體可以是隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM），其用作外部高速快取。通過示例性但不是限制性說明，許多形式的RAM可用，例如靜態隨機存取記憶體（Static RAM，SRAM）、動態隨機存取記憶體（Dynamic RAM，DRAM）、同步動態隨機存取記憶體（Synchronous DRAM，SDRAM）、雙倍數據速率同步動態隨機存取記憶體（Double Data Rate SDRAM，DDRSDRAM）、增強型同步動態隨機存取記憶體（Enhanced SDRAM，ESDRAM）、同步連接動態隨機存取記憶體（Synch Link DRAM，SLDRAM）和直接記憶體匯流排隨機存取記憶體（Direct Rambus RAM，DRRAM）。本發明描述的系統和方法的記憶體1202旨在包括但不限於這些和任意其它適合類型的記憶體。
而處理器1203可能是一種集成電路晶元，具有信號的處理能力。在實現過程中，上述方法的各步驟可以通過處理器1203中的硬體的集成邏輯電路或者軟體形式的指令完成。上述的處理器1203可以是通用處理器、數位信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、現場可程式化邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可程式化邏輯裝置、分立門或者電晶體邏輯裝置、分立硬體元件。可以實現或者執行本發明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何相關技術中的處理器等。結合本發明實施例所公開的方法的步驟可以直接體現為硬體解碼器執行完成，或者用解碼器中的硬體及軟體模組組合執行完成。軟體模組可以位於隨機記憶體，快閃記憶體、唯讀記憶體，可程式化唯讀記憶體或者電子抹除式可複寫唯讀記憶體、暫存器等本領域成熟的儲存介質中。該存儲介質位於記憶體1202，處理器1203讀取記憶體1202中的資訊，結合其硬體完成上述方法的步驟。
可以理解的是，本發明描述的這些實施例可以用硬體、軟體、固件、中間件、微程式或其組合來實現。對於硬體實現，處理單元可以實現在一個或多個特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）、數位信號處理器（Digital Signal Processing，DSP）、數位訊號處理器（DSP Device，DSPD）、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD）、現場可程式化邏輯閘陣列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、通用處理器、控制器、微控制器、微處理器、用於執行本發明所述功能的其它電子單元或其組合中。
對於軟體實現，可通過執行本發明所述功能的模組（例如過程、函數等）來實現本發明所述的技術。軟體代碼可儲存在記憶體中並通過處理器執行。記憶體可以在處理器中或在處理器外部實現。
需要說明的是：本發明實施例所記載的技術方案之間，在不衝突的情況下，可以任意組合。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域具通常知識者在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以申請專利範圍的保護範圍為準。
10:承載基座 11:粗糙度探頭 12:X射線衍射儀 100,W:晶圓 101:劃分部分 102:刻蝕部分 103:檢測部分 104:確定部分 111:數據處理裝置 112:檢測裝置 1201:通信介面 1202:記憶體 1203:處理器 1204:系統匯流排 2:刻蝕裝置 21,21-A~22-F:液體管路 22,22-A~22-F:液體供應單元 S301~S304:步驟流程 h:高度L:長度 H:深度 n:數量 :角度
圖1為相關技術中晶圓表面損傷層深度的獲取方法示意圖； 圖2為本發明實施例提供的一種刻蝕裝置結構示意圖； 圖3為本發明實施例提供的一種測量晶圓表面損傷層深度的方法流程示意圖； 圖4為本發明實施例提供的晶圓表面劃分多個同心圓示意圖； 圖5為本發明實施例提供的對晶圓刻蝕後所形成的多個台階示意圖； 圖6為本發明實施例提供的利用粗糙度檢測來實現對台階面的損傷檢測的操作過程示意圖； 圖7為本發明實施例提供的台階面粗糙度值變化曲線示意圖； 圖8為本發明實施例提供的利用X射線衍射檢測來實現對台階面的損傷檢測的操作過程示意圖； 圖9為本發明實施例提供的台階面對應的衍射峰半高寬的變化曲線示意圖； 圖10為本發明實施例提供的一種測量晶圓表面損傷層深度的系統組成示意圖； 圖11為本發明實施例提供的一種測量晶圓表面損傷層深度的系統組成示意圖； 圖12為本發明實施例提供的硬體組成結構示意圖。
S301~S304:步驟流程

Claims (10)

  1. 一種測量晶圓表面損傷層深度的方法，其步驟包括： 從待測晶圓的中心至邊緣方向，將該待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域； 從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階； 依次對該等台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止； 當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的該等台階面對應的該等台階的高度來確定該待測晶圓表面的損傷層深度；其中，該等台階的高度根據該刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
  2. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的該刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有該等台階面且呈同心圓環狀的該等台階，包括： 從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域進行採用相同濃度的該刻蝕液且每個同心圓環區域對應的刻蝕時長呈逐漸增加的刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有該等台階面且呈同心圓環狀的該等台階。
  3. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的該刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有該等台階面且呈同心圓環狀的該等台階，包括： 從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域進行採用相等的刻蝕時長且每個同心圓環區域對應的該刻蝕液的濃度呈逐漸增加的刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有該等台階面且呈同心圓環狀的該等台階。
  4. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中依次對該等台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止，包括： 對該等台階面依次進行粗糙度檢測，當檢測到粗糙度趨於不變時表徵未檢測到損傷。
  5. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中依次對該等台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止，包括： 對該等台階面依次進行X射線衍射檢測，當檢測到衍射鋒的半高寬趨於不變時表徵未檢測到損傷。
  6. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中該刻蝕速率的確定方法，包括： 測量樣品晶圓的初始厚度； 將該樣品晶圓浸入設定濃度的該刻蝕液中刻蝕特定時長後並取出； 對經過刻蝕的該樣品晶圓的留存厚度進行測量； 基於該初始厚度與該留存厚度之差以及特定時長計算獲得設定濃度的該刻蝕液對應的刻蝕速率。
  7. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的該等台階面對應的該等台階的高度來確定該待測晶圓表面的損傷層深度，包括： 當未檢測到損傷時，根據所有已檢測到損傷的該等台階面的數量與該等台階高度的乘積確定該待測晶圓表面的損傷層深度。
  8. 如請求項1所述之測量晶圓表面損傷層深度的方法，其中當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的該等台階面對應的該等台階的高度來確定該待測晶圓表面的損傷層深度，包括： 當未檢測到損傷時，根據所有已檢測到損傷的該等台階面對應的該等台階高度之和確定該待測晶圓表面的損傷層深度。
  9. 一種測量晶圓表面損傷層深度的系統，其主要包括： 劃分部分，該劃分部分經配置為從待測晶圓的中心至邊緣方向，將該待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域； 刻蝕部分，該刻蝕部分經配置為從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，對每個同心圓環區域採用設定濃度的刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階； 檢測部分，該檢測部分經配置為依次對該等台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止； 確定部分，該確定部分經配置為未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的該等台階面對應的該等台階的高度來確定該待測晶圓表面的損傷層深度；其中，該等台階的高度根據該刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
  10. 一種測量晶圓表面損傷層深度的系統，其主要包括：數據處理裝置，多個液體管路以及檢測裝置；其中， 該數據處理裝置經配置為：從待測晶圓的中心至邊緣方向，將該待測晶圓表面劃分為多個同心圓以形成多個同心圓環區域； 該等液體管路用於分別流通設定濃度的刻蝕液以使設定濃度的該刻蝕液對該待測晶圓表面上的每個同心圓環區域分別進行刻蝕操作，使得在該待測晶圓的表面上形成具有多個台階面且呈同心圓環狀的台階； 該檢測裝置用於依次對該等台階面進行損傷檢測，直至未檢測到損傷為止； 該資料處理裝置，還經配置為： 從該待測晶圓的中心至邊緣方向起，控制每個同心圓環區域採用設定濃度的該刻蝕液並按照設定的刻蝕時長進行刻蝕操作； 以及，當未檢測到損傷時根據所有的已檢測到損傷的該等台階面對應的該等台階的高度來確定該待測晶圓表面的損傷層深度；其中，該等台階的高度根據該刻蝕液的刻蝕速率和刻蝕時長計算獲得。
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