CN111912379A - 晶圆被加工面加工质量及切割表面切割质量的检验方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种晶圆被加工面加工质量及晶圆切割表面切割质量的检验方法，涉及半导体技术领域。晶圆被加工面加工质量的检验方法包括获取待检测晶圆被加工面表面的翘曲度、弯曲度和中面形貌图；将获取的所述翘曲度、弯曲度和中面形貌图与翘曲度参照值、弯曲度参照值和标准中面形貌图分别进行比对；根据比对结果判断所述晶圆被加工面的加工质量。本申请中所述的晶圆被加工面加工质量的检验方法可对整个晶圆被加工面表面的凸凹程度进行表征，精准地检验晶圆被加工面的加工质量。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种晶圆被加工面加工质量及晶圆切割表面切割质量的检验方法。
背景技术
目前，硅片切割加工的主要方式为多线切割。多线切割的基本原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而将硅棒等硬脆材料一次同时切割为数千片薄片的切割加工方法。
现有技术中，对于晶圆线切割后的切割片表面的切割质量，检验方法为：进行少片无规律的抽测，根据其得到的翘曲度和弯曲度，对切割质量进行简单评估，并根据评估结果为后续加工提供参考。
而现有线性切割片抽测的方法由于仅对少量的样品进行取样，且检测的参数较少，不能全面的反馈切割片的切割质量，亦无法及时地反馈现行线切生产线上的问题点，容易产生不良品。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种检验线切割质量的方法，其能够解决现行线性切割片质量检验不准确的问题，降低线切生产线上的不良品率。
第一方面，本申请实施例提供一种晶圆被加工面加工质量的检验方法，包括：
获取待检测晶圆被加工面表面的翘曲度、弯曲度和中面形貌图；
将获取的所述翘曲度、弯曲度和中面形貌图与翘曲度参照值、弯曲度参照值和标准中面形貌图分别进行比对；
根据比对结果判断所述晶圆被加工面的加工质量。
在一种实施方案中，所述中面形貌图的绘制方法为：
选取一个参考平面；
计算所述待检测晶圆被加工面表面一系列点距离所述参考平面的距离，标记为每个点的高度值；
绘制等高线，得到所述中面形貌图。
在一种实施方案中，所述参考平面为所述翘曲度和所述弯曲度的取值参考面。
在一种实施方案中，所述晶圆被加工面为晶棒经多线切割完成后晶圆的切割表面。
在一种实施方案中，所述切割表面符合加工质量的标准为：
所述切割表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～50；
所述切割表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-8～+8；
所述中面形貌图中等高线的数值范围[0,50]。
在一种实施方案中，所述晶圆被加工面为研磨后的研磨表面或抛光后的抛光表面。
在一种实施方案中，所述研磨表面或抛光表面符合加工质量的标准为：
所述研磨表面或抛光表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～10；
所述研磨表面或抛光表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-5～0；
所述中面形貌图中等高线的数值范围[0,30]。
在一种实施方案中，所述晶圆被加工面为外延片的表面。
第二方面，还提供了一种晶圆切割表面的切割质量检验方法，包括：
多线切割晶棒完成后，沿所述晶棒轴心延伸的方向且按照预定间隔抽取预定数量的晶圆；
按照第一方面内容中所述的检验方法对所述晶圆的切割表面进行检验。
在进一步的实施方案中，所述的切割质量检验方法还包括：
根据所述晶圆切割表面的中面形貌图，分配预定的加工进程。
由以上技术方案可知，本申请具有如下有益效果：
1、可对整个晶圆被加工面表面的凸凹程度进行表征，精准地检验晶圆被加工面的加工质量。
2、能够即时反馈加工表面异常情况的发生，及时进行改善补救，降低不良品的产生。
3、可以作为后续加工的方向依据，提升并收敛成品晶圆的品质，提高良品产出。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例示出的晶圆被加工面加工质量检验方法的流程图；
图2为本申请实施例示出的选取位置处晶圆切割表面的中面形貌图。
图标：100-晶棒；200-中面形貌图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
根据本申请的一个方面，提供了一种晶圆被加工面加工质量的检验方法。图1示出了晶圆被加工面加工质量检验方法的流程图。参见图1，晶圆被加工面加工质量的检验方法包括如下步骤：
S101：获取待检测晶圆被加工面表面的翘曲度、弯曲度和中面形貌图。
翘曲度用于表述晶圆被加工面在空间中的弯曲程度，在数值上被定义为翘曲平面在高度方向上距离最远的两点间的距离。
晶圆弯曲度用于评估晶圆凹陷或凸起的程度，用于表示晶圆表面最高点与最低点之间的垂直距离。
在本申请实施例中，中面形貌图的绘制方法为：
选取一个参考平面；
计算待检测晶圆被加工面表面一系列点距离参考平面的距离，并标记为每个点的高度值；
绘制等高线，得到中面形貌图。
在一种可选的实施方案中，参考平面为翘曲度和弯曲度的取值参考面。翘曲度、弯曲度和中面形貌图采用同一个取值参考面，则数值的参考坐标系一致，减少数据计算量。
中面形貌图能够表征出晶圆表面整个表面的起伏状态。
在该步骤中，获取晶圆被加工面表面的翘曲度、弯曲度和中面形貌图可通过FRT(Fries Research&Technology GmbH)公司的光学表面测量仪器获取，也可通过政美应用股份有限公司的平坦度量测仪GSS进行测量获取。
本申请对于采用测量仪器的选用及测量方法不做具体限定，凡是能够获取翘曲度、弯曲度以及能够按照上述中面形貌图的绘制方法绘制出中面形貌图的测量仪器及测量方法均落入本申请的保护范围。
本申请中，中面形貌图的表现形式包括但不限于波浪状、同心圆、马鞍状、穿透形(等高线高出标准等高线)等。
S102：将获取的翘曲度、弯曲度和中面形貌图与翘曲度参照值、弯曲度参照值和标准中面形貌图分别进行比对。
翘曲度参照值和弯曲度参照值通过设定数值即可。翘曲度参照值和弯曲度参照值依据国际半导体产业协会SEMI标准设定即可。
在本申请实施例中，标准中面形貌图的绘制需与中面形貌图采用相同的参考平面。标准中面形貌图中等高线的设定依据SEMI标准设定。
在一种可能的实现方式中，参考平面为晶圆的其中一个中心截面，即该参考平面可横切晶圆并位于晶圆的两个被切割面中间的位置。需要说明的是，本申请对于参考平面的选取位置并不做具体限定，其既可位于晶圆的两个被切割面中间的位置，亦可位于晶圆之外。在本申请中，只需要中面形貌图中的参考平面与标准中面形貌图的参考平面选用一个平面即可。
S103：根据比对结果判断晶圆被加工面的加工质量。
本申请实施例中，对于晶圆被加工面的加工质量需要由翘曲度、弯曲度和中面形貌图共同标定。即只有在翘曲度与翘曲度参照值的差值在阈值范围内、弯曲度与弯曲度参照值的差值在阈值范围内、中面形貌图的等高线与标准中面形貌图的等高线的差值在阈值范围内时，晶圆被加工面的加工质量方被判定为符合加工要求。
在一种实施方式中，晶圆被加工面为晶棒经多线切割完成后晶圆的切割表面。
当晶圆被加工面为切割后的切割表面时，判断切割表面符合加工质量的标准为：
切割表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～50；
切割表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-8～+8；
中面形貌图中等高线的数值范围[0,50]。
若切割表面的上述三个参数均在上述阈值范围内，则切割表面的切割质量符合切割要求，当有一个参数不在上述阈值范围内时，则切割表面的切割质量不符合切割要求，则该待检测的晶圆被认定为不良品。
在另一种实施方式中，晶圆被加工面为晶圆被研磨后的研磨表面或晶圆被抛光后的抛光表面。
判断晶圆的研磨表面或抛光表面符合加工质量的标准为：
研磨表面或抛光表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～10；
研磨表面或抛光表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-5～0；
中面形貌图中等高线的数值范围[0,30]。
若研磨表面或抛光表面的上述三个参数均在上述阈值范围内，则研磨表面或抛光表面的研磨或抛光符合要求，当有一个参数不在上述阈值范围内时，则研磨表面或抛光表面的研磨或抛光不符合要求，则该待检测的晶圆被认定为不良品。
在再一种实施方式中，晶圆被加工面为外延片的表面。
判断外延片的表面是否符合加工质量的标准为：
研磨表面或抛光表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～10；
研磨表面或抛光表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-5～0；
中面形貌图中等高线的数值范围[0,40]。
若外延片的表面的上述三个参数均在上述阈值范围内，则外延片表面的质量符合要求，当有一个参数不在上述阈值范围内时，则外延片的质量不符合要求，则该待检测的外延片被认定为不良品。
现有检验晶圆被加工面的方法通常为检测晶圆被加工面的翘曲度和弯曲度。而翘曲度仅能够检测到晶圆被加工面在高度方向上距离最远的两点间的距离，弯曲度仅能检测到晶圆表面最高点与最低点之间的垂直距离。而在本申请中的检验方法中，引入中面形貌图，通过中面形貌图，可检验出整个晶圆被加工面表面的凸凹程度，从而精准地检验出晶圆被加工面的加工质量。
本申请中所述的晶圆被加工面加工质量的检验方法对于采用氧化物、氮化物、三五族化合物、二六族化合物、第四主族单质、第四主族化合物、化合物半导体等材料制成的物体表面的加工质量检验亦同样适用。
根据本申请的另一方面，还提供了一种晶圆切割表面的切割质量检验方法。包括：
多线切割晶棒完成后，沿晶棒轴心延伸的方向且按照预定间隔抽取预定数量的晶圆。对于抽取的每个晶圆按照本申请第一方面内容中所提供的检验方法对晶圆的切割表面进行检验。
参见图2，对于晶圆的抽取，可采用在晶棒100轴心延伸的方向进行等间距划分区段，在每个区段的交界处抽取一片晶圆。因多线切割机台的硬体影响，其切割线从进线到出线必定处于逐渐损耗的状态，故其晶圆的切割表面按进线-出线顺序则呈现由数值变化跳动大到趋***稳的规律，参见每个交界处下方示出的中面形貌图200，从而能够通过直观的图形来显示出晶圆切割表面的凹凸情况。结合晶圆切割表面的翘曲度和弯曲度，即可判断出晶圆切割表面的切割质量。
由于晶圆切割表面采用中面形貌图能够将整个切割表面的凹凸情况进行详细展示，因此本申请实施例中的晶圆切割表面的切割质量检验方法，能够解决现行对切割后晶圆质量检验不准确的情况的发生，由于能够及时地对晶圆中预定位置的晶圆切割表面进行检测，因而能够即时反馈切割后切割表面异常情况的发生，及时进行改善补救，降低不良品的产生。
进一步地，晶圆切割表面的切割质量检验方法还包括：根据晶圆切割表面的中面形貌图，分配预定的加工进程。
本申请实施例中的中面形貌图的表现形式包括但不限于波浪状、同心圆、马鞍状、穿透形等。若中面形貌图呈现穿透形时，后续加工进程可搭配轻重压复合制程。若中面形貌图呈现波浪状时，后续加工进程可搭配轻压制程。若中面形貌图呈现同心圆或马鞍状时，后续加工进程可搭配重压制程。在中面形貌图呈现其他形状时，可根据情况进行相应制程的选择。
由以上可知，本申请实施例中的晶圆切割表面的切割质量检验方法可以作为后续加工的方向依据，提升并收敛成品晶圆的品质，提高良品产出。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆被加工面加工质量的检验方法，其特征在于，包括：
获取待检测晶圆被加工面表面的翘曲度、弯曲度和中面形貌图；
将获取的所述翘曲度、弯曲度和中面形貌图与翘曲度参照值、弯曲度参照值和标准中面形貌图分别进行比对；
根据比对结果判断所述晶圆被加工面的加工质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中面形貌图的绘制方法为：
选取一个参考平面；
计算所述待检测晶圆被加工面表面一系列点距离所述参考平面的距离，标记为每个点的高度值；
绘制等高线，得到所述中面形貌图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考平面为所述翘曲度和所述弯曲度的取值参考面。
4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述晶圆被加工面为晶棒经多线切割完成后晶圆的切割表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切割表面符合加工质量的标准为：
所述切割表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～50；
所述切割表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-8～+8；
所述中面形貌图中等高线的数值范围[0,50]。
6.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述晶圆被加工面为研磨后的研磨表面或抛光后的抛光表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述研磨表面或抛光表面符合加工质量的标准为：
所述研磨表面或抛光表面的翘曲度与翘曲度参照值的差值范围为0～10；
所述研磨表面或抛光表面的弯曲度相对于弯曲度参照值的范围为-5～0；
所述中面形貌图中等高线的数值范围[0,30]。
8.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述晶圆被加工面为外延片的表面。
9.一种晶圆切割表面的切割质量检验方法，其特征在于，包括：
多线切割晶棒完成后，沿所述晶棒轴心延伸的方向且按照预定间隔抽取预定数量的晶圆；
按照权利要求1至8中任一项所述的检验方法对所述晶圆的切割表面进行检验。
10.根据权利要求9所述的切割质量检验方法，其特征在于，还包括：
根据所述晶圆切割表面的中面形貌图，分配预定的加工进程。
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