TWI812381B - 一種矽片檢測方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種矽片檢測方法。矽片檢測方法包括確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度；控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片的最大旋轉速度不小於該最小速度；檢測該目標矽片相對於未旋轉狀態是否發生形變。這樣，通過控制矽片旋轉，當旋轉速度大於最小速度時，如果矽片上存在裂紋，則會進一步解理，從而使得矽片發生形變，有助於提高對於矽片上可能存在的裂紋的檢測精度。
Description
本發明屬於及半導體領域，尤其關於一種矽片檢測方法。
矽片等半導體加工過程中，需要通過化學方法和機械物理方法相配合去除表面的損傷層，以使表面鏡面化，從而便於後續加工，這一鏡面化過程中，通常包括機械研磨的步驟，這一過程會使矽片的表面承受較大的壓力，如果矽片的表面或邊緣處存在裂紋等損傷，可能在這一過程中產生大顆粒碎片，所產生的碎片可能會對其他矽片造成損傷，因此，有必要對矽片上可能存在的裂紋進行檢測。現有的檢測方式主要依賴對矽片的外觀進行檢測，然而這種方式受到多種因素影響，例如，矽片表面可能存在夾取矽片產生的痕跡或研磨過程中產生的磨輪印等，因此，現有對於矽片裂紋檢測的準確性較差。
本發明實施例提供一種矽片檢測方法，以解決現有對於矽片裂紋檢測的準確性較差的問題。
本發明實施例提供了一種矽片檢測方法，包括以下步驟：
確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度；
控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片的最大旋轉速度不小於該最小速度；
檢測該目標矽片相對於未旋轉狀態是否發生形變。
在一些實施例中，該確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度，包括：
獲取檢測矽片，該檢測矽片與該目標矽片的規格相同；
在該檢測矽片上的目標點形成檢測裂紋；
控制該檢測矽片旋轉，其中，該檢測矽片的旋轉速度逐漸增加；
根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度。
在一些實施例中，該根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度，包括：
獲取該目標點與該檢測矽片旋轉轉軸之間的第一距離；
獲取該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片對應的最小角速度；
根據該第一距離和該最小角速度確定該目標點對應的最小線速度作為該最小速度。
在一些實施例中，該控制目標矽片旋轉，包括：
確定該目標矽片與該目標矽片的轉軸之間的第二距離；
根據該第二距離計算該最小速度對應的目標角速度；
控制該目標矽片的最大旋轉角速度不小於該目標角速度。
在一些實施例中，該控制該檢測矽片旋轉，包括：
在該目標點為該檢測矽片上最靠近旋轉轉軸的點的情況下，控制該檢測矽片旋轉；
該根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度，包括：
將該檢測裂紋發生形變時，該檢測矽片的旋轉角速度作為該最小速度。
在一些實施例中，該控制目標矽片旋轉，包括：
控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片與該目標矽片的旋轉轉軸之間的最小距離大於或等於該目標點與該檢測矽片的旋轉轉軸之間的距離。
在一些實施例中，該控制目標矽片旋轉，包括：
控制該目標矽片偏心轉軸，其中，該目標矽片的中心軸與該目標矽片旋轉轉軸之間的距離大於該目標矽片的半徑。
在一些實施例中，該控制目標矽片旋轉，包括：
確定該目標矽片的晶向；
根據該目標矽片的晶向確定該目標矽片的解理面；
控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片旋轉過程中，該目標矽片的解理面和第一方向不平行，該第一方向為該目標矽片的中心軸和該目標矽片的旋轉轉軸之間的連線方向。
本發明實施例的矽片檢測方法包括確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度；控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片的最大旋轉速度不小於該最小速度；檢測該目標矽片相對於未旋轉狀態是否發生形變。這樣，通過控制矽片旋轉，當旋轉速度大於最小速度時，如果矽片上存在裂紋，則會進一步解理，從而使得矽片發生形變，有助於提高對於矽片上可能存在的裂紋的檢測精度。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明實施例的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明實施例和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明實施例的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明實施例中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明實施例中的具體含義。
本發明實施例提供了一種矽片檢測方法。
如圖1所示，在一個實施例中，該方法包括以下步驟：
步驟101：確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度。
本實施例中，可以通過旋轉裝置帶動矽片旋轉，在一些實施例中，旋轉裝置包括驅動裝置和固定件，其中，驅動裝置可以旋轉電動機等驅動裝置，固定件可以選擇吸盤或夾具等用於固定矽片的固定件。矽片大致呈圓柱狀，旋轉過程中，矽片的中心軸與其旋轉轉軸相互平行。
如圖2所示，在一個實施例中，驅動裝置帶動轉盤轉動，轉盤上設置有固定件，該固定件用於固定待檢測的矽片。
最小速度指的是矽片發生裂紋時，其最小旋轉速度。應當理解的是，當矽片勻速旋轉時，其狀態滿足以下公式：
其中，F為合外力，m為品質，a為合加速度，v代表線速度，ω為角速度，r代表旋轉半徑。一般來說，矽片為單晶結構，矽片內部的矽原子之間緊密結合，其分子間作用力可以維持狀態不發生變化，如果矽片內部存在裂紋，在受力增加時，該裂紋很容易沿著單晶矽的解理面進一步擴展，從而使得裂紋的尺寸增加，甚至可能導致矽片的局部脫落。
需要注意的是，使得矽片上的裂紋發生形變所需的力的大小可能會受到所使用的夾具或吸盤等固定件的固定效果的影響，例如，通過吸盤吸附矽片時，吸盤起到了一定的加強作用，增加了裂紋發生形變所需的力的大小，但是，對於測試矽片和待檢測的目標矽片來說，其通過相同的固定件固定，因此，固定件產生的誤差發生抵消。
此外，大尺寸裂紋可以通過目視等方式進行檢測，因此，所需檢測的裂紋實際上為目視不可見的小尺寸裂紋，這樣，當吸盤吸附矽片的表面時，實際上不會對矽片的另一側表面處可能存在的裂紋造成影響，夾具加持的位置很可能避開裂紋所在的位置。
而為了避免可能造成的影響，如果使用吸盤固定矽片，則可以在完成對矽片的一個表面的檢測後，將矽片翻面進行另一個表面的檢測，利用夾具加持矽片時，則可以在一次檢測之後將矽片旋轉一定角度，使得夾具和矽片的接觸位置發生改變。
因此，本實施例中需要確定使得矽片上的裂紋發生形變的最小速度。在其中一些實施例中，該最小速度可以通過實驗測得。
在一些實施例中，測得最小速度的步驟具體包括：
獲取檢測矽片，該檢測矽片與該目標矽片的規格相同；
在該檢測矽片上的目標點形成檢測裂紋；
控制該檢測矽片旋轉，其中，該檢測矽片的旋轉速度逐漸增加；
根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度。
應當理解的是，晶向不同的單晶矽其解理方向的不同的，相應的，其發生形變所需的力的大小也是不同的，進一步的，其對應的最小速度也是不同的，因此，本實施例中可以選擇與待檢測的目標矽片規格相同的檢測矽片進行檢測。
由於矽片是由矽棒切割獲得，所以可以選擇與目標矽片由同一矽棒切割獲得的矽片作為檢測矽片，在另外一些實施例中，也可以選擇由相同技術製作的同一批矽棒切割獲得的一個矽片作為檢測矽片，以確定同一批矽片對應的最小速度，有助於降低檢測成本。
測試過程中，需要在檢測矽片上形成裂紋，該裂紋可以通過鐳射打孔器控制鐳射的能量大小形成不同大小的裂紋，並進一步結合顯微鏡或者X射線檢測等方式確定的確形成了該裂紋。
在形成了裂紋之後，將檢測矽片設置於旋轉裝置上，通過旋轉裝置帶動檢測矽片旋轉。旋轉過程中，需要控制旋轉裝置的旋轉速度逐漸增加，並確定裂紋處發生形變對應的最小速度。
具體的，可以首先控制檢測矽片以某一速度旋轉，在旋轉之後，檢測裂紋是否發生形變，如果沒有發生形變，則增加旋轉速度，按照上述過程不斷重複，直至檢測到裂紋處發生了明顯形變。
需要注意的是，本實施例中對於發生形變的定義為，所產生的形變可以通過簡單的檢測方式檢測獲得，這樣，在檢測完成之後，可以簡單明瞭的確認發生了形變，例如，矽片產生碎片並脫落，或者矽片上原本目視不可見的裂紋形變為目視明顯可見的裂紋等。
這樣，能夠確定矽片對應的最小速度。該最小速度可以以線速度的方式表示。
在其中一個實施例中，該根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度，包括：
獲取該目標點與該檢測矽片旋轉轉軸之間的第一距離；
獲取該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片對應的最小角速度；
根據該第一距離和該最小角速度確定該目標點對應的最小線速度作為該最小速度。
本實施例中，通過目標點與檢測矽片的旋轉轉軸之間的第一距離，結合矽片形變時對應的角速度能夠確定檢測矽片發生形變時的最小線速度作為上述最最小速度。
在另外一些實施例中，還可以以角速度的方式表示該最小速度。具體的，控制該檢測矽片旋轉，包括：
在該目標點為該檢測矽片上最靠近旋轉轉軸的點的情況下，控制該檢測矽片旋轉；
該根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度，包括：
將該檢測裂紋發生形變時，該檢測矽片的旋轉角速度作為該最小速度。
本實施例中，在固定矽片時，將目標點設置於檢測矽片最靠近檢測矽片的旋轉轉軸處，這樣，當檢測矽片旋轉時，各位置的角速度均相等，該目標點與旋轉轉軸之間的距離最小，因此，該目標點處的受力最小，這樣，如果該目標點處的裂紋發生了形變，其他位置如果存在裂紋，由於其受力大於該目標點處，則其必然也會發生形變。
這樣，通過上述步驟，能夠確定矽片旋轉過程中發生形變時對應的最小速度。
步驟102：控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片的最大旋轉速度不小於該最小速度。
在確定了最小速度之後，進一步控制待檢測的目標矽片旋轉，且目標矽片的最大旋轉速度不小於上述確定的最小速度，且旋轉速度不小於上述最小速度的過程應當持續一定時長，這樣，如果目標矽片存在裂紋，則會在裂紋處進一步解理髮生形變。
在一些實施例中，該控制目標矽片旋轉，包括：
控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片與該目標矽片的旋轉轉軸之間的最小距離大於或等於該目標點與該檢測矽片的旋轉轉軸之間的距離。
可以理解為，本實施例中控制目標矽片偏心旋轉，這樣，當旋轉角速度一定時，由於目標矽片與旋轉轉軸之間的距離增加，可以提高其線速度，有助於避免使用高轉速的驅動裝置，從而有助於降低測試成本。
如果最小速度是基於角速度確定的，則可以使用同一設備進行最小速度的測試和目標矽片的檢測，可以理解為，將目標矽片設置於與檢測矽片相同的位置，這樣，控制目標矽片以不小於最小速度旋轉時，則矽片各個位置受力均大於存在裂紋時解理所需的最小的力。
如果最小速度是基於線速度確定的，還需要進一步確定目標矽片與旋轉轉軸之間的最小距離。
具體的，首先確定目標矽片最靠近旋轉轉軸的點與旋轉轉軸之間的距離，進一步結合上述確定的最小線速度，計算所需的角速度，並根據該角速度控制目標矽片的轉速。
在一些實施例中，該步驟102還包括：
確定該目標矽片的晶向；
根據該目標矽片的晶向確定該目標矽片的解理面；
控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片旋轉過程中，該目標矽片的解理面和第一方向不平行，該第一方向為該目標矽片的中心軸和該目標矽片的旋轉轉軸之間的連線方向。
為了進一步降低所需的最小速度，本實施例中還檢測目標矽片的解理面。
具體的，本實施例中首先對目標矽片的晶向進行檢測，在確定了其晶向之後，進一步可以確定其解理面，例如，對於晶向為＜100＞的單晶矽片，其解理面為＜110＞方向，在該解理面對應的方向上，矽片更容易發生斷裂。
具體的，本實施例中根據目標矽片的解理面的方向，調整目標矽片的固定方式，使得目標矽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，從而降低所需的最小速度，這樣，有助於降低對於檢測設備的要求，同時，在旋轉速度一定的情況下，也能夠增加施加的力大小以提高形變程度，有助於提高檢測精度。
本實施例中，通過控制解理面與目標矽片的中心軸和旋轉轉軸之間的相對方向，能夠使得目標矽片上的裂紋發生形變所需的力的大小，從而有助於提高檢測精度。
步驟103：檢測該目標矽片相對於未旋轉狀態是否發生形變。
在旋轉之後，檢測目標矽片是否發生形變，具體可以通過檢測目標矽片上述是否存在碎片脫落、是否產生明顯可見的裂紋等不同的方式進行檢測。
這樣，通過控制矽片旋轉，當旋轉速度大於最小速度時，如果矽片上存在裂紋，則會進一步解理，從而使得矽片發生形變，有助於提高對於矽片上可能存在的裂紋的檢測精度。
以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
S101-S103:步驟
圖1是本發明實施例矽片檢測方法的流程圖；
圖2是本發明實施例使用的檢測裝置的結構圖。
S101-S103:步驟
Claims (6)
- 一種矽片檢測方法，包括以下步驟：確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度；控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片的最大旋轉速度不小於該最小速度；檢測該目標矽片相對於未旋轉狀態是否發生形變；該確定矽片上的裂紋在旋轉時發生形變對應的最小速度，包括：獲取檢測矽片，該檢測矽片與該目標矽片的規格相同；在該檢測矽片上的目標點形成檢測裂紋；控制該檢測矽片旋轉，其中，該檢測矽片的旋轉速度逐漸增加；根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度；該根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度，包括：獲取該目標點與該檢測矽片旋轉轉軸之間的第一距離；獲取該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片對應的最小角速度；根據該第一距離和該最小角速度確定該目標點對應的最小線速度作為該最小速度。
- 如請求項1所述之矽片檢測方法，其中，該控制目標矽片旋轉，包括：確定該目標矽片與該目標矽片的轉軸之間的第二距離；根據該第二距離計算該最小速度對應的目標角速度； 控制該目標矽片的最大旋轉角速度不小於該目標角速度。
- 如請求項1所述之矽片檢測方法，其中，該控制該檢測矽片旋轉，包括：在該目標點為該檢測矽片上最靠近旋轉轉軸的點的情況下，控制該檢測矽片旋轉；該根據該檢測裂紋發生形變時該檢測矽片的旋轉狀態確定該最小速度，包括：將該檢測裂紋發生形變時，該檢測矽片的旋轉角速度作為該最小速度。
- 如請求項3所述之矽片檢測方法，其中，該控制目標矽片旋轉，包括：控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片與該目標矽片的旋轉轉軸之間的最小距離大於或等於該目標點與該檢測矽片的旋轉轉軸之間的距離。
- 如請求項1至4中任一項所述之矽片檢測方法，其中，該控制目標矽片旋轉，包括：控制該目標矽片偏心轉軸，其中，該目標矽片的中心軸與該目標矽片旋轉轉軸之間的距離大於該目標矽片的半徑。
- 如請求項1至4中任一項所述之矽片檢測方法，其中，該控制目標矽片旋轉，包括：確定該目標矽片的晶向；根據該目標矽片的晶向確定該目標矽片的解理面； 控制目標矽片旋轉，其中，該目標矽片旋轉過程中，該目標矽片的解理面和第一方向不平行，該第一方向為該目標矽片的中心軸和該目標矽片的旋轉轉軸之間的連線方向。
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