TWI823774B - 晶圓評估方法、裝置及可讀存儲介質 - Google Patents
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Abstract
本申請實施例提供一種晶圓評估方法、裝置及可讀存儲介質，包括：獲取晶圓圖像；在晶圓圖像中劃分多個區域；按照相鄰兩個區域為一組，在多個區域中確定出多個區域組；計算區域組中的兩個區域的粒子密度比；在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，確定晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。
Description
相關申請案
本申請主張在2022年12月22日在中國提交的中國專利申請號No.202211657812.4的優先權，其全部內容通過引用包含於此。
本申請實施例涉及晶圓加工技術領域，特別涉及一種晶圓評估方法、裝置及可讀存儲介質。
晶體原生缺陷(Crystal Originated Particle，COP)是由於在晶體生長過程中，通過空位聚集形成的八面體空洞，COP的產生將直接影響生產的晶圓是否合格，因此針對COP的監控就格外重要。目前的監控方法主要是通過人為的方法對粒子計數器(Particle Counter)的檢測資料進行定期的監控。具體為按照不同載具，不同塊(Block)對晶圓進行抽查，抽到該載具後會對該載具內的所有晶圓進行套刻疊圖(Overlay)，通過這樣的方式觀察其檢測分佈(map)圖，人為判定是否存在COP。但人工檢測存在不能全檢所有產品導致的漏檢問題，且人為判定存在主觀影響，導致對晶圓的評估結果不夠準確。
本申請實施例提供一種晶圓評估方法、裝置及可讀存儲介質，解決人工檢測COP不能全檢所有產品的漏檢問題，以及人為判定存在主觀影
響，對晶圓的評估結果不夠準確的問題。
依據本申請實施例的第一方面，提供一種晶圓評估方法，包括：獲取晶圓圖像；在所述晶圓圖像中劃分多個區域；按照相鄰兩個區域為一組，在所述多個區域中確定出多個區域組；計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比；在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，確定所述晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。
可選地，所述在所述晶圓圖像中劃分多個區域，包括：在所述晶圓圖像中按照由內向外劃分多個區域；其中，在相鄰的兩個區域中，靠內的區域為第一區域，靠外的區域為第二區域。
可選地，所述在所述晶圓按照由內向外劃分多個區域，包括：在所述晶圓圖像中按照由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域。
可選地，所述計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比，包括：按照由外向內的順序，依次計算每個區域組中所述第二區域與所述第一區域的粒子密度比。
可選地，所述多個區域的數量為5至15個。
可選地，所述預設門限為3.5至4.5。
依據本申請實施例的第一方面，提供一種晶圓評估裝置，包括：獲取模塊，用於獲取晶圓圖像；
劃分模塊，用於在所述晶圓圖像中劃分多個區域；第一確定模塊，用於按照相鄰兩個區域為一組，在所述多個區域中確定出多個區域組；計算模塊，用於計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比；第二確定模塊，用於在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，確定所述晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。
可選地，所述劃分模塊，具體用於：在所述晶圓圖像中按照由內向外劃分多個區域；其中，在相鄰的兩個區域中，靠內的區域為第一區域，靠外的區域為第二區域。
可選地，所述劃分模塊，具體用於：在所述晶圓圖像中按照由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域。
可選地，所述計算模塊，具體用於：按照由外向內的順序，依次計算每個區域組中所述第二區域與所述第一區域的粒子密度比。
可選地，所述多個區域的數量為5至15個。
可選地，所述預設門限為3.5至4.5。
依據本申請實施例的第一方面，提供一種可讀存儲介質，所述可讀存儲介質上存儲程序或指令，所述程序或指令被處理器執行時實現如第一方面所述的晶圓評估方法的步驟。
本申請實施例中，將晶圓圖像劃分為多個區域，並按照相鄰兩個區域為一組，計算區域組中的兩個區域的粒子密度比，在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，判定晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。這
樣，一方面，相比於相關技術中對晶圓進行套刻疊圖並觀察的方法，計算兩個區域的粒子密度比的檢測方法更易執行，能夠應用於對全部晶圓的檢測，實現針對全部產品的全檢，避免漏檢問題，另一方面，統一的規則能夠適用於自動檢測，從而捨棄人工檢測，避免檢測受到主觀影響，提高對晶圓評估結果的準確性。
101、102、103、104、105:步驟
為了更清楚地說明本申請實施例的技術方案，下面將對本申請實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例提供的晶圓評估方法流程示意圖；圖2為本申請實施例提供的應用場景示意圖；圖3為拉晶晶體分界示意圖；圖4為環形COP的形成過程圖；圖5為環狀COP圓環半徑占比圖；圖6為不同區域平均顆粒個數圖；圖7為COP區域與內環區域比值占比圖；圖8為COP區域與外環區域比值占比圖。
下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有
做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
參見圖1，本申請實施例提供一種晶圓評估方法，包括如下步驟：
步驟101：獲取晶圓圖像；該晶圓圖像可以通過相關技術中的方式獲取，考慮到針對COP的檢測需要使用微觀圖像，因此可以採用顯微鏡攝像頭進行拍攝獲取。
步驟102：在晶圓圖像中劃分多個區域；
步驟103：按照相鄰兩個區域為一組，在多個區域中確定出多個區域組；
步驟104：計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比；
步驟105：在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，確定晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。晶圓上存在COP的區域會出現明顯粒子密度變化，因此本申請實施例中，基於相鄰兩區域之間的粒子密度比既可判斷出是否存在COP。
本申請實施例中，將晶圓圖像劃分為多個區域，並按照相鄰兩個區域為一組，計算區域組中的兩個區域的粒子密度比，在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，判定晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。這樣，一方面，相比於相關技術中對晶圓進行套刻疊圖並觀察的方法，計算兩個區域的粒子密度比的檢測方法更易執行，能夠應用於對全部晶圓的檢測，實現針對全部產品的全檢，避免漏檢問題，另一方面，統一的規則能夠適用於自動檢測，從而捨棄人工檢測，避免檢測受到主觀影響，提高對晶圓評估結果的準確性。
在一種可能的實施方式中，在晶圓圖像中劃分多個區域，包括：在晶圓圖像中按照由內向外劃分多個區域；其中，在相鄰的兩個區域中，靠內的區域為第一區域，靠外的
區域為第二區域。
在本申請實施例中，針對晶圓圖像中的區域劃分具體是按照由內向外劃分，其中對於相鄰的兩個區域中，內區域為第一區域，外區域為第二區域。需要說明的是，本申請實施例中所述的內外概念均是以晶圓圖像本身的內外定義的，即上述由內向外指的是從晶圓圖像的中心向晶圓圖像的邊緣方向。
進一步地，在晶圓按照由內向外劃分多個區域，包括：在晶圓圖像中按照由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域。
在本申請實施例中，針對晶圓圖像中的區域劃分具體是由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域，相應地，上述第一區域和第二區域即為相鄰兩區域中的內圈區域和外圈區域。
採用環形區域劃分是考慮到晶圓本身的形狀以及生產過程，將區域劃分為環形，區域內的粒子密度更加均勻，這樣計算出的粒子密度比也更加準確。同時採用環形區域劃分，更有利於排查出環形COP。
例如圖2所示，針對晶圓圖像採用由內向外的環形區域劃分；在圖2所示的晶圓圖像中能夠看到明顯密集的點組成的圈，其示出了環形COP的情況，相應地，晶圓圖像採用環形區域劃分，更有利於排查出環形COP。
在一種可能的實施方式中，計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比，包括：按照由外向內的順序，依次計算每個區域組中第二區域與第一區域的粒子密度比。
在本申請實施例中，依次對多個區域組進行粒子密度比計算，具體是計算每個區域組中外圈區域(即第二區域)與內圈區域(即第一區域)
的粒子密度比，由於是外圈比內圈，因此對整體晶圓圖像範圍內，按照由外向內的順序依次計算各區域組內的粒子密度比。
在一種可能的實施方式中，多個區域的數量為5至15個。一種可選的區域數量為10個，如圖2所示。
針對上述區域的數量的設置是基於COP形成過程考慮的，在相關技術中的工藝中，如圖3所示，通過磁控直拉單晶矽技術(Magnetic Field Applied Czochralski Method，MCZ)即MCZ直拉法所製備的單晶矽具有晶體缺陷，例如晶體原生缺陷(Crystal Originated Particls，COP)，流型缺陷(Flow Pattern Defects，FPD)，氧化誘生層錯(Oxidation-Induced Stacking Faults，OiSF)，直接表面氧化缺陷(Direct Surface Oxide Defect，DSOD)等。這些缺陷的聚集不僅會造成矽基板氧化膜的耐壓不良，還會造成PN結漏電、槽型電容短路或絕緣失效等問題，降低集成電路的成品率。因此，需要通過拉晶爐內溫度和晶體生長速度將晶體品質控制在點缺陷區。根據缺陷的類型和聚集方式不同，將區分以下晶體領域：空位缺陷聚集區(v-rich)，邊界(P-Band)，空位點缺陷區(Pv)，間隙點缺陷區(Pi)和間隙缺陷聚集區(i-rich)。因不同的晶體缺陷眾多，故需要設定區域時就要設定至少五個以上的分區。
如圖4所示，同時環狀COP的形成來自晶體生產過程當中液體和固體的邊界，其分佈的圓環半徑分佈據統計最寬不超過10mm，如圖5所示，共統計環狀COP樣本5000片。故為覆蓋所有情況，針對於300mm尺寸晶圓，其圓環分區最多可設置為15個，保證分區圓環半徑最小為10mm。
在一種可能的實施方式中，預設門限為3.5至4.5。一種可選的預設門限為4.0。
針對上述預設門限的設置，選用與上文圓環半徑占比統計時的相同樣本，且分區選用分區數量為10的區域，由內到外標記為區域1~10。對
其具有環狀COP區域及其前後區域的Particle個數進行統計，發現其數量不具有明顯的特徵，如圖6所示。其次對其進行了比值分析，發現當存在環狀COP的時候，其與相鄰區域的比值大多分佈在4.0以上，故預設門限推薦值為3.5~4.5，如下圖7、8所示。為了更準確的區分環狀COP，對COP區域與內環比值，與外環比值都做了統計，發現在4.0左右較為準確，其大於4.0的占比可達到95%以上，可看出預設門限為4.0時較為準確。
本申請實施例還提供一種晶圓評估裝置，該裝置可以獨立設置的裝置，也可以是額外設置在相關技術中的系統中的功能裝置，本申請實施例對此不做具體限定。
裝置包括：獲取模塊，用於獲取晶圓圖像；劃分模塊，用於在晶圓圖像中劃分多個區域；第一確定模塊，用於按照相鄰兩個區域為一組，在多個區域中確定出多個區域組；計算模塊，用於計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比；第二確定模塊，用於在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，確定晶圓圖像對應的晶圓為異常產品。
可選地，劃分模塊，具體用於：在晶圓圖像中按照由內向外劃分多個區域；其中，在相鄰的兩個區域中，靠內的區域為第一區域，靠外的區域為第二區域。
可選地，劃分模塊，具體用於：在晶圓圖像中按照由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域。
可選地，計算模塊，具體用於：按照由外向內的順序，依次計算每個區域組中第二區域與第一區域的粒子密度比。
可選地，多個區域的數量為5至15個。
可選地，預設門限為3.5至4.5。
需要說明的是，上述各模塊劃分可以是具體的獨立設置的硬件模塊，或者也可以是集成在一起的虛擬模塊，本申請實施例對此不做具體限定。
本申請實施例還提供一種可讀存儲介質，所述可讀存儲介質上存儲有程序或指令，該程序或指令被處理器執行時實現上述晶圓評估方法實施例的各個過程，且能達到相同的技術效果，為避免重複，這裡不再贅述。
其中，所述處理器為上述實施例中所述的終端中的處理器。所述可讀存儲介質，包括計算機可讀存儲介質，如計算機只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)、隨機存取存儲器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盤等。
上面結合附圖對本申請的實施例進行了描述，但是本申請並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本申請的啟示下，在不脫離本申請宗旨和申請專利範圍所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，均屬本申請的保護之內。
101、102、103、104、105:步驟
Claims (7)
- 一種晶圓評估方法，包括：獲取晶圓圖像；在所述晶圓圖像中劃分多個區域；按照相鄰兩個區域為一組，在所述多個區域中確定出多個區域組；計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比；在計算出的所述粒子密度比大於預設門限的情況下，確定所述晶圓圖像對應的晶圓為異常產品；其中，所述在所述晶圓圖像中劃分多個區域，包括：在所述晶圓圖像中按照由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域；第一區域和第二區域分別為相鄰兩個區域中的內圈區域和外圈區域；其中，計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比，包括：按照由外向內的順序，依次計算每個區域組中第二區域與第一區域的粒子密度比。
- 如請求項1所述的方法，其中，所述多個區域的數量為5至15個。
- 如請求項1所述的方法，其中，所述預設門限為3.5至4.5。
- 一種晶圓評估裝置，包括：獲取模塊，用於獲取晶圓圖像；劃分模塊，用於在所述晶圓圖像中劃分多個區域；第一確定模塊，用於按照相鄰兩個區域為一組，在所述多個區域中確定出多個區域組；計算模塊，用於計算所述區域組中的兩個區域的粒子密度比；第二確定模塊，用於在計算出的所述粒子密度比大於預 設門限的情況下，確定所述晶圓圖像對應的晶圓為異常產品；所述劃分模塊，具體用於：在所述晶圓圖像中按照由內向外，等間距劃分出多個圓心相同的環形區域；靠內的區域為第一區域，靠外的區域為第二區域；其中，所述計算模塊，具體用於：按照由外向內的順序，依次計算每個區域組中第二區域與第一區域的粒子密度比。
- 如請求項4所述的裝置，其中，所述多個區域的數量為5至15個。
- 如請求項4所述的裝置，其中，所述預設門限為3.5至4.5。
- 一種可讀存儲介質，所述可讀存儲介質上存儲程序或指令，其中，所述程序或指令被處理器執行時實現如請求項1-3任一項所述的晶圓評估方法的步驟。
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