一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质；涉及晶圆的加工制造技术；该方法可以包括：测量待测晶圆的初始厚度值，并获取待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；根据待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时待测晶圆对应的晶圆厚度值以及初始厚度值获取待测晶圆的损伤深度；能够准确测量晶圆表面损伤层深度。

【技术实现步骤摘要】
一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质
本专利技术实施例涉及晶圆的加工制造技术，尤其涉及一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质。
技术介绍
硅晶片，也可被称之为晶圆，是当前制作大规模硅半导体集成电路使用范围最广的基底。通常来说，将自然界中的硅石通过多次提纯后制成高纯度多晶硅锭，随后高纯度多晶硅锭经过长晶、切割、研磨、抛光与清洗等多种工序进行加工之后就能够得到晶圆。在对多晶硅锭实施诸如滚磨、切割、研磨等机械表面加工工序的过程中，不可避免地会在其表面区域引入机械加工损伤，这些损伤由于破坏了原有的单晶层，所以严重地影响了晶圆的表面品质，所以在上述晶圆制造工艺中不仅需要控制机械加工所造成的损伤程度，而且还需要在机械加工工序的后续处理中移除损伤层。一般来说，硅锭在经滚磨、切割、研磨等工序形成晶片的过程中，其表面损伤主要来源于锯片及研磨盘等，此种机械损伤可以在后续诸如抛光或蚀刻之类的工艺中被消除。在对晶圆消除机械损伤层的处理过程中，需要准确的获知晶圆表面损伤层的深度，并以此为依据对具体消除量参数进行设置，因此需要提供一种能够准确测量晶圆表面损伤层深度的方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质；能够准确测量晶圆表面损伤层深度。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种测量晶圆损伤深度的方法，所述方法包括：测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。第二方面，本专利技术实施例提供了一种测量晶圆损伤深度的系统，所述系统包括：测量装置、X射线衍射设备、减薄设备以及计算装置；其中，所述测量装置，经配置为测量待测晶圆的初始厚度值；所述X射线衍射设备，经配置为获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；所述减薄设备，经配置为针对待测晶圆进行第n次减薄处理；所述测量装置，还经配置为测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值；所述X射线衍射设备，还经配置为获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；所述计算装置，经配置为根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；以及，相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有测量晶圆损伤深度的程序，所述测量晶圆损伤深度的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述测量晶圆损伤深度的方法步骤。本专利技术实施例提供了一种测量晶圆损伤深度的方法、系统及计算机存储介质；对待测晶圆进行多次减薄处理，并结合每次减薄处理所对应的摇摆曲线的FWHM值的变化趋势来测量的晶格畸变层深度，从而也就能够相应地获得待测晶圆的损伤层深度，不仅能够定量地对晶圆的损伤深度进行测量，并且由于利用X射线衍射对晶格变化的敏感性高，摇摆曲线的半高宽变化严格反映了单晶层的结晶度与缺陷变化的特点，提高了晶圆的损伤深度进行测量的精确度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的方法流程示意图。图2为本专利技术实施例提供的半宽高FWHM值与厚度值的对应关系示意图。图3为本专利技术实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的系统组成示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。X射线衍射（XRD，X-RayDiffraction）利用X射线照射晶体，当晶体内的晶格间距满足布拉格方程时，晶体的晶面会出现衍射现象。当晶体达到理论上的绝对完美程度时，X射线的衍射光束强度可以被表达为单线。在实际应用过程中，晶体不会达到理论上的绝对完美程度，或多或少都会具有不同程度的缺陷。当晶体具有缺陷时，例如，晶体具有点、线、面，或其他空间形状的缺陷，X射线的衍射光束强度则可以被表达为高斯分布曲线，而并非理论上的单线。该高斯分布曲线可以被称为X射线衍射（XRD）的摇摆曲线。对于XRD的摇摆曲线来说，有一个关键指标被称之为XRD的摇摆曲线的半宽高（FWHM，FullWidthatHalfMaximum），该指标可以被定义为XRD的摇摆曲线上最大衍射强度一半处所对应的曲线宽度。关于XRD的摇摆曲线，可以用来描述晶体结晶度与缺陷水平；而对于该描述，则是通过XRD的摇摆曲线的半高宽（FWHM）的大小进行表征，举例来说，XRD的摇摆曲线的FWHM越大，则代表晶体缺陷越多，结晶度越差；而XRD的摇摆曲线的FWHM越小，则代表晶体缺陷越少，结晶度越优秀；可以理解地，当XRD的摇摆曲线的FWHM为零时，则可以表示晶体毫无缺陷，即达到了理论上的绝对完美程度，可就是说，此时X射线的衍射光束强度所被表达的单线，在XRD的摇摆曲线上就表现为垂直于横坐标的直线。本专利技术实施例期望能够借助于XRD的摇摆曲线的FWHM变化定量地对晶圆表面的损伤深度进行测量，参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种测量晶圆损伤深度的方法，该方法可以包括：S101：测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；S102：针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；S103：根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；S104：相应于所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。通常来说，对于晶圆表面的损伤深度测量一般可以通过抛光或刻蚀后观察是否存在表面损伤来表征，此种方法虽然可以观察到裂纹等明显损伤，然而无法观察由应力及缺陷造成的单晶晶格微小变化，也就是说，目前常规的测量方案无法精确测量损伤层深度。然而，由于晶圆表面的机械损伤层均可被认为是晶格畸变层，损伤越多则对应的晶格畸变程度越大，相应来说，XRD的摇摆曲线的半高宽越长。随着图1所示技术方案中执行减薄处理的次数增多，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量晶圆损伤深度的方法，其特征在于，所述方法包括：/n测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；/n针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；/n根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；/n相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量晶圆损伤深度的方法，其特征在于，所述方法包括：
测量待测晶圆的初始厚度值，并获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值；
针对待测晶圆进行第n次减薄处理，测量所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的晶圆厚度值，并获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值；
根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件；
相应于所述变化状态满足设定的停止条件，停止减薄处理，并根据最先满足所述停止条件时所述待测晶圆对应的晶圆厚度值以及所述初始厚度值获取所述待测晶圆的损伤深度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值，包括：
利用X射线衍射设备对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线；
根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用X射线衍射设备对所述待测晶圆的初始表面进行初始摇摆曲线测试，获得所述待测晶圆的初始摇摆曲线，包括：
在所述待测晶圆表面选择用于进行损伤评估的测试点；
设定所述X射线衍射设备的X射线衍射模式为摇摆曲线测试模式，以及所述X射线衍射设备的扫描模式为反射模式；
针对每个测试点，执行以下步骤：
在所述待测晶圆表面选择衍射晶面，并按照布拉格方程获取入射角度与衍射角度；
保持所述待测晶圆表面固定，通过所述X射线衍射设备将X射线以所述入射角度为中心的设定的角度范围内扫描；
通过所述X射线衍射设备的接收端以两倍于所述入射角度的接收角度同步扫描以接收X射线的衍射射线，获取所述每个测试点对应的初始摇摆曲线。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测晶圆的初始摇摆曲线获取所述待测晶圆初始摇摆曲线的半宽高FWHM值，包括：
将所有测试点对应的初始摇摆曲线的主峰按照高斯分布以及洛伦兹分布拟合出所述初始摇摆曲线的半高宽值FWHM值。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值检测所述摇摆曲线的FWHM值的变化状态是否满足设定的停止条件，包括：
获取所述待测晶圆经过第n次减薄处理后对应的摇摆曲线的FWHM值与所述待测晶圆经过第n-1次减薄处理后对应的摇摆曲线的FW...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61