减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法及设备技术

本发明专利技术提供一种减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法及设备，其中所述方法包括：根据晶圆减薄机中与减薄及厚度测量相关的子系统，确定需计算的设备不确定度分量；利用所述子系统的性能参数、已知误差和目标厚度计算相应的设备不确定度分量；根据晶圆参数计算晶圆不确定度分量；利用所述设备不确定度分量和晶圆不确定度分量确定合成标准不确定度。圆不确定度分量确定合成标准不确定度。圆不确定度分量确定合成标准不确定度。

【技术实现步骤摘要】
减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法及设备


[0001]本专利技术涉及半导体加工设备领域，具体涉及一种减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法及设备。

技术介绍

[0002]当前半导体产业和集成电路制造技术正在飞速发展，单晶硅是集成电路中广泛应用的半导体材料。而在半导体芯片和集成电路制造工艺中，尤其是在集成电路封装前，需要对晶圆背面的多于基材进行一定厚度的去除，从而获取满足芯片封装厚度尺寸和表面粗糙度的要求的晶圆。该过程即为晶圆的减薄，对应的仪器是晶圆减薄机。
[0003]现有的半导体减薄机的晶圆加工过程中的测试，一般有接触时和非接触式测量两种方法。接触式测量法以工作台为基准，将两个位移传感器探头分别接触至工作台和晶圆表面，通过读取二者的差值实现晶圆的厚度测试。如特思迪半导体设备有限公司生产的半自动单轴减薄机，可配置自动测厚补偿系统，实现了减薄机晶圆厚度的接触式测量；非接触式测量方法主要基于光的折射和反射原理，分别获取晶圆和承载台的数据。
[0004]随着半导体电路的集成度越来越高，半导体芯片的体积越来越小，封装厚度越来越薄，因此在减薄工艺中，对所需减薄的晶圆尺寸需求越来越多样化，逐步实现了从12英寸到8英寸再到6英寸晶圆的加工，而针对不同尺寸的晶圆，对晶圆厚度的加工精度要求也同样越来越高，减薄机的种类也越来越多样化。而加工精度又与几何量测量过程中的测量误差和不确定度息息相关。现有技术中并没有针对减薄机晶圆的厚度测量的误差来源进行分析，并对测量不确定度进行评估，尤其是针对多工位下的多工作台的减薄机系统，在厚度测量偏差和不确定度评估中并没有相关的行业标准。
[0005]缺少不确定度的评估，导致针对半导体的减薄机设备中厚度测量装置的精度参差不齐。同时传统几何量测量装置不确定度来源分析与不确定度评估方法多用于科学计量体系中，对于工程领域计量，尤其是减薄机等半导体设备，由于其存在整体结构复杂、影响因素多、操作过程繁琐等问题，因此传统的计量方法难以应用到减薄机的不确定计算中。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法，包括：根据晶圆减薄机中与减薄及厚度测量相关的子系统，确定需计算的设备不确定度分量；计算不确定度分量；根据晶圆参数计算晶圆不确定度分量；利用所述设备不确定度分量和晶圆不确定度分量确定合成标准不确定度。
[0007]可选地，所述子系统包括工作台系统、砂轮磨削系统和传感器系统中的至少一种，其中所述传感器系统用于测量晶圆厚度，所述砂轮磨削系统用于对晶圆进行减薄，所述工作台系统用于承载晶圆。
[0008]可选地，在确定合成标准不确定度之前，还包括：利用校准件参数计算温度漂移引起的不确定度分量、尺寸偏差引起的不确定度分量中的至少一种分量，所述校准件用于在
减薄和测量晶圆厚度之前对减薄机的测量部件进行校准；根据计算出的分量计算校准不确定度分量；在确定合成标准不确定度的步骤中，利用所述设备不确定度分量、所述晶圆不确定度分量和所述校准不确定度分量确定合成标准不确定度。
[0009]可选地，计算工作台系统不确定度分量，进一步包括：利用所述工作台系统的性能参数和已知误差计算平面度误差引起的不确定度分量、振动引起的不确定度分量、温度引起的不确定度分量、多工作台定位误差引起的不确定度分量中的至少一种；根据、、、中的至少一种计算。
[0010]可选地，计算砂轮磨削系统的不确定度分量，进一步包括：利用所述砂轮磨削系统的性能参数和已知误差计算平行度误差引起的不确定度分量、磨削均匀性误差引起的不确定度分量和残留颗粒引起的不确定度分量中的至少一种；利用、、中的至少一种计算。
[0011]可选地，计算所述传感器系统的不确定度分量，进一步包括：利用测量值计算重复性测量引起的不确定度分量、垂直度误差引起的不确定度分量中的至少一种，所述传感器系统包括用于测量工作台相对位置的第一位移传感器、用于测量晶圆相对位置的第二位移传感器，分别对应重复性测量引起的不确定度分量，所述第一位移传感器、第二位移传感器的重复性测量次数相同；利用性能参数和已知误差计算温度漂移引起的不确定度分量、分辨力误差引起的不确定度分量、测头磨损误差引起的不确定度分量、电磁兼容引起的不确定度分量、灵敏度漂移引起的不确定度分量、零点漂移引起的不确定度分量、回程误差引起的不确定度分量、仪器稳定性引起的不确定度分量中的至少一种；利用、、、、、、、中的至少一种，以及、中的至少一种，计算。
[0012]可选地，根据晶圆参数计算晶圆不确定度分量，进一步包括：获取至少一种表征晶圆表面平整度的指标，所述指标包括晶圆表面的总厚度偏差、晶圆表面弯曲度和晶圆表面翘曲度；利用表征晶圆表面平整度的指标计算。
[0013]可选地，利用如下方式确定合成标准不确定度：,其中，为合成标准不确定度，x表示不确定度分量的种类，表示第x种不确定度分量。
[0014]可选地，在确定合成标准不确定度之后，还包括：利用如下方式确定扩展不确定度：,其中，为扩展不确定度，为合成标准不确定度，k为包含因子，取值为正数。
[0015]相应地，本专利技术提供一种减薄机晶圆厚度测量不确定度的评定设备，包括：处理器以及与所述处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行上述减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法。
[0016]根据本专利技术提供的不确定度的确定方法及设备，通过对减薄机复杂的结构进行分解，计算相关子系统的不确定度，同时针对晶圆本身的参数计算晶圆不确定度分量，充分考虑了其它影响因素，形成了较为完善的不确定度来源分析，由此综合全部的不确定度分量得到合成标准不确定度，本方案适应减薄机这一特殊设备，计算结果准确，从而可以用于对晶圆减薄厚度进行精确控制。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例中的一种减薄机的示意图；图2为本专利技术实施例中的一种不确定度的确定方法的流程图；图3为本专利技术实施例中的另一种不确定度的确定方法的流程图；图4为晶圆减薄几何量溯源体系的架构图。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减薄机晶圆厚度测量不确定度的确定方法，其特征在于，包括：根据晶圆减薄机中与减薄及厚度测量相关的子系统，确定需计算的设备不确定度分量；计算设备不确定度分量；根据晶圆参数计算晶圆不确定度分量；利用所述设备不确定度分量和晶圆不确定度分量确定合成标准不确定度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子系统包括工作台系统、砂轮磨削系统和传感器系统中的至少一种，其中所述传感器系统用于测量晶圆厚度，所述砂轮磨削系统用于对晶圆进行减薄，所述工作台系统用于承载晶圆。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定合成标准不确定度之前，还包括：利用校准件参数计算温度漂移引起的不确定度分量、尺寸偏差引起的不确定度分量中的至少一种分量，所述校准件用于在减薄和测量晶圆厚度之前对减薄机的测量部件进行校准；根据计算出的分量计算校准不确定度分量；在确定合成标准不确定度的步骤中，利用所述设备不确定度分量、所述晶圆不确定度分量和所述校准不确定度分量确定合成标准不确定度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算工作台系统不确定度分量，进一步包括：利用所述工作台系统的性能参数和已知误差计算平面度误差引起的不确定度分量、振动引起的不确定度分量、温度引起的不确定度分量、多工作台定位误差引起的不确定度分量中的至少一种；根据、、、中的至少一种计算。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算砂轮磨削系统的不确定度分量，进一步包括：利用所述砂轮磨削系统的性能参数和已知误差计算平行度误差引起的不确定度分量、磨削均匀性误差引起的不确定度分量和残留颗粒引起的不确定度分量中的至少一种；利用、、中的至少一种计算。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述传感器系统的不确定度分量，进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋继乐，周惠言，寇明虎，
申请(专利权)人：北京特思迪半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：