CN110533149B - 一种硅片背面损伤层自动计数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅片背面损伤层自动计数的方法，包括构建硅片背损伤计数数据库进行线性拟合的步骤和对硅片进行检测和修正的步骤，具体包括在显微镜上加装电荷耦合器件镜头；拍摄硅片背面损伤层图片；图像处理软件对拍摄图片的硅片背面损伤个数进行计数；将硅片背面损伤个数的图像处理软件计数与硅片背面损伤个数的图像处理软件人工精确计数进行关联存储；重复对多个硅片背面损伤层进行处理，建立硅片背损伤计数数据库；利用线性拟合对的硅片背损伤计数数据库进行处理，得到图像处理软件计数的回归分析修正方程；对待测硅片背面损伤层进行拍摄、计数，并通过回归分析修正方程对计数结果进行修正。本发明提高了硅片背面损伤层的计数效率。

Description

一种硅片背面损伤层自动计数的方法
技术领域
本发明属于半导体硅片生产领域，具体涉及一种硅片背面损伤层自动计数的方法。
背景技术
背面损伤（SBD），是电子级硅抛光片制备过程中一道工序流程。具体是指在硅片的背面进行机械损伤是为了形成金属吸杂中心。当硅片达到一定温度时，如Fe，Ni，Cr，Zn等会降低载流子寿命的金属原子就会在硅体内运动。当这些原子在硅片背面遇到损伤点，它们就会被诱陷并本能地从内部移动到损伤点。背损伤的引入是通过冲击或磨损人为制造硅片背面损伤。举例来说，冲击方法用喷砂法，磨损则用刷子在硅片表面磨擦。其他一些损伤方法还有：淀积一层多晶硅和产生一化学生长层。
要达到理想的吸杂效果，背损伤的密度和均匀性必须达到一定的水平，因此，在日常生产中，对背损伤密度和均匀性监控是必不可少的一项检测流程。目前的SBD 监控片采用轻掺P<111>硅片，此片和生产片采用相同的氧化、腐蚀工艺。腐蚀完后进行宏观评估和显微镜计数。在1000倍显微镜下对SBD表面层错个数进行计数。但由于SBD密度非常大（见图1），因此，人工计数方法准确度不高，而且数一个点需要时间较长，工作效率低，特别是随着产能的不断增加，如果不进行改进，则无法保障检测工作的顺利完成。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种硅片背面损伤层自动计数的方法，提高硅片背面损伤的准确性，同时提高了硅片背面损伤层的计数效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种硅片背面损伤层自动计数的方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一、在显微镜上加装电荷耦合器件镜头；
步骤二、利用显微镜的电荷耦合器件镜头对硅片背面损伤层进行拍摄，得到硅片背面损伤层损伤区域与非损伤区域在显微图像中呈不同的颜色的拍摄图片；
步骤三、利用图像处理软件对拍摄图片的硅片背面损伤个数进行计数；
步骤四、将硅片背面损伤个数的图像处理软件计数与硅片背面损伤个数的图像处理软件人工精确计数进行关联存储；
步骤五、重复步骤一到步骤四的方法对多个硅片背面损伤层进行逐一分析处理，从而建立硅片背损伤计数数据库；
步骤六、利用线性拟合对步骤五中的硅片背损伤计数数据库进行处理，得到图像处理软件计数的回归分析修正方程；
步骤七、利用显微镜的电荷耦合器件镜头对待测硅片背面损伤层进行拍摄；
步骤八、利用图像处理软件对待测硅片背面损伤层拍摄图片的背面损伤个数进行计数；
步骤九、利用步骤五得到的回归分析修正方程对步骤八得到背面损伤个数的计数信息进行修正，从而得到硅片背面损伤个数的自动计数。
进一步的，步骤三中，计数还采用五点法计数。
进一步的，五点法计数的五个位置包括硅片中心点、与参考面平行的直径二分之一半径处的两个点和与参考面垂直的直径二分之一半径处的两个点，通过电荷耦合器件镜头对硅片背面损伤区域的五个位置分别进行拍摄，然后对五个位置的计数结果取平均值，作为该监控片一个视窗面积内的硅片背面损伤个数，得到的硅片背面损伤个数再除以显微镜视窗面积，得出该监控片的硅片背面损伤密度值。
进一步的，步骤二和步骤七中，不同硅片背面损伤层在显微镜拍摄过程中的显微镜亮度均相同。
进一步的，步骤五中，选取的多个硅片背面损伤层为不同密度硅片背面损伤层。
进一步的，不同密度硅片背面损伤层数量为110组。
本发明的有益效果为：本发明的一种硅片背面损伤层自动计数的方法，检测硅片背面损伤层（SBD）单点计数的时间由原来的5分钟缩短到20秒以内，大大提高了计数效率。同时，采用电脑自动计数的方法比人工计数更加精确，更能够客观的反应出SBD监控片的密度水平。SBD监控片由之前的每天6片（30个点）增加到每天18片（90个点），如果按之前人工计数的方法，每个点计数时间至少为5分钟，如果是密度较大的情况，5分钟都很难数完一个点位，这样下来，产量增加之后，每天仅SBD计数这一项工作就得8个小时左右，而且对检测员工来说，长时间从事此项工作是无法承受的，采用电脑自动计数之后，及时产量增加后，每天18片（90个点）的计数工作可以缩短到20分钟以内完成。
附图说明
图1为1000倍显微镜下硅片背面损伤层示意图；
图2为电荷耦合器件镜头下的硅片背面损伤层拍摄图片。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。
本发明的一种硅片背面损伤层自动计数的方法，从硅片背面损伤层表面层错的显微图像来看，损伤部位与未损伤部位在显微镜下表现出截然不同的两种形态，并且单个层错的大小形态基本一致，据此特征，得到一种通过计算机自动计数的方式来对SBD背损伤数量进行计数，从而提高工作效率，同时还可以提高SBD计数的准确性，降低劳动成本。
对硅片背损伤计数数据库的具体步骤包括：
步骤S1：在显微镜上加装专用的电荷耦合器件（CCD）镜头，同时配备专用的医学上用的计数软件，如Digital-Camera 6.0。
步骤S2：自动计数的基本原理是利用CCD镜头对SBD显微图像进行抓拍，根据损伤区域与非损伤区域在显微图像中显现出不同的颜色，利用图像处理软件对显微图像进行分析，因此，显微镜灯光的明暗程度直接影响CCD的拍照效果，在显微镜调节光亮度旋钮上画出固定刻度线，要求在进行SBD计数拍照时，显微镜光亮度统一调节至刻度线标定的位置，以保证每个员工拍照时光亮度能够统一。
步骤S3：选取一定数量（共110组数据）不同密度的SBD背损伤监控片，利用专用CCD对SBD情况进行拍照，对照片区域内SBD密度数量进行精确人工计数。
步骤S4：再用Digital-Camera6.0专用计数软件对照片中的SBD密度进行自动计数。
步骤S5：分别对人工精确计数结果与图像处理软件计数结果进行统计比对，并进行相关性分析，做出两种计数结果的对应关系，通过调整专用计数软件内部参数将图像处理软件计数结果调整到准确的SBD数值。
作为该实施例硅片背损伤计数数据库的一个回归分析修正方程为：人工精确技术=图像处理软件计数*0.3011218+1.0364089。该结果的相关性系数为0.98747，R Square为0.975096，Adjusted R Square为0.974866，回归拟合效果好。
在回归分析修正方程的基础上对待测硅片背面损伤层进行检测，具体利用显微镜的电荷耦合器件镜头对待测硅片背面损伤层进行拍摄，之后再利用图像处理软件对待测硅片背面损伤层拍摄图片的背面损伤个数进行计数，最后利用步骤五得到的回归分析修正方程对步骤八得到背面损伤个数的计数信息进行修正，从而得到自动计数的硅片背面损伤个数。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种硅片背面损伤层自动计数的方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一、在显微镜上加装电荷耦合器件镜头；
步骤二、利用显微镜的电荷耦合器件镜头对硅片背面损伤层进行拍摄，得到硅片背面损伤层损伤区域与非损伤区域在显微图像中呈不同的颜色的拍摄图片；
步骤三、利用图像处理软件对拍摄图片的硅片背面损伤个数进行计数；
步骤四、将硅片背面损伤个数的图像处理软件计数与硅片背面损伤个数的图像处理软件人工精确计数进行关联存储；
步骤五、重复步骤一到步骤四的方法对多个硅片背面损伤层进行逐一分析处理，从而建立硅片背损伤计数数据库；选取的多个硅片背面损伤层为不同密度硅片背面损伤层；
步骤六、利用线性拟合对步骤五中的硅片背损伤计数数据库进行处理，得到图像处理软件计数的回归分析修正方程；回归分析修正方程为：人工精确计数=图像处理软件计数*0.3011218+1.0364089；
步骤七、利用显微镜的电荷耦合器件镜头对待测硅片背面损伤层进行拍摄；步骤二和步骤七中，不同硅片背面损伤层在显微镜拍摄过程中的显微镜亮度均相同；
步骤八、利用图像处理软件对待测硅片背面损伤层拍摄图片的背面损伤个数进行计数；
步骤九、利用步骤五得到的回归分析修正方程对步骤八得到背面损伤个数的计数信息进行修正，从而得到自动计数的硅片背面损伤个数。
2.根据权利要求1所述的一种硅片背面损伤层自动计数的方法，其特征在于：步骤三中，计数还采用五点法计数。
3.根据权利要求2所述的一种硅片背面损伤层自动计数的方法，其特征在于：五点法计数的五个位置包括硅片中心点、与参考面平行的直径二分之一半径处的两个点和与参考面垂直的直径二分之一半径处的两个点，通过电荷耦合器件镜头对硅片背面损伤区域的五个位置分别进行拍摄，然后对五个位置的计数结果取平均值，作为监控片一个视窗面积内的硅片背面损伤个数，得到的硅片背面损伤个数再除以显微镜视窗面积，得出该监控片的硅片背面损伤密度值。
4.根据权利要求1所述的一种硅片背面损伤层自动计数的方法，其特征在于：不同密度硅片背面损伤层数量为110组。
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