[发明专利]一种晶圆最大加工损伤的精准定位方法

说明书

本发明公开了一种晶圆最大加工损伤的精准定位方法，在晶圆的非加工面沉积用于辅助测量的薄膜层，非加工面与加工面相互平行且呈背向设置，非加工面为光滑无损表面；再在晶圆的加工面进行至少一道减薄加工操作，并在每一道减薄加工操作之前后，将椭偏仪的入射光以设定的入射角扫描非加工面上的薄膜层，入射光在薄膜层和晶圆中经反射和折射后出射的椭偏信号经椭偏仪探测器接收，一旦在晶圆的辅助测量薄膜层上探测到的椭偏信号出现变化，则该出现椭偏信号变化对应的位置即为最大加工损伤位置。它具有如下优点：实现全局、无损、快速精准定位晶圆上的最大加工损伤位置，实时跟踪晶圆的加工状态，对实际晶圆的加工工艺的选择与优化具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及晶圆亚表面损伤检测技术领域，尤其涉及一种晶圆最大加工损伤的精准定位方法。

背景技术

晶圆的亚表面损伤包括变质层、位错和裂纹；晶圆的最大加工损伤则是指在某一道加工工序后，晶圆加工面的亚表面留下变质层、位错和裂纹三种缺陷在垂直加工表面方向的总厚度。晶圆从开始加工到加工完成往往需要多道加工工序配合才能完成，而后一道工序的材料去除效率通常要比前一道工序要低；在某一道工序完成后进行后一道工序时，后一道工序需要将前道工序产生的损伤层全部去除，其材料去除的最小厚度为上一道工序产生的最大加工损伤。在晶圆加工过程中，若能快速检测出某一道工序会造成晶圆的最大加工损伤，对加工工艺的选择与优化具有重要意义。

现有亚表面损伤的定量检测技术大多是有损检测，如“光学材料亚表面损伤层厚度的测量方法”(授权公告号CN103017713B)、“脆性材料亚表面损伤层微裂纹全息反演检测方法”(授权公告号CN102426170B)、“一种硬脆性高精元件亚表面损伤程度的表征方法”(授权公告号CN103163154B)等专利中均提出一种基于酸腐蚀的测量方法。同时，亚表面损伤层厚度的有损伤检测方法中也包括破坏性的检测手段，如“一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法”(授权公告号CN104458463B)专利中提出一种基于压痕试验的方法、以及“硬脆性光学材料亚表面损伤层厚度的测量方法”(授权公告号CN 101672625 B)专利中提出一种基于剖切方法的亚表面损伤层检测方法；以上对于材料亚表面损伤的定量检测技术都是在被加工材料局部取样进行检测，其获得的亚表面损伤层厚度不能反映被加工材料整体损伤情况，更不能获得被加工材料在某道工序下产生的最大加工损伤。要想准确获取某道工序被加工材料的最大加工损伤，就必须先定位最大加工损伤在被加工材料上产生的位置。在这个基础上，在最大加工损伤位置处取样同时结合SEM、FIB-TEM等较为成熟的微观分析手段，才能准确获得被加工材料整体的最大加工损伤值。因此，如何定位被加工材料上最大损伤位置，成为量化评价被加工材料整体最大加工损伤的关键问题。

发明内容

本发明提供了一种晶圆最大加工损伤的精准定位方法，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种晶圆最大加工损伤的精准定位方法：

在晶圆的非加工面沉积用于辅助测量的薄膜层，该非加工面与加工面相互平行且呈背向设置，该非加工面为光滑无损表面；再在晶圆的加工面进行至少一道减薄加工操作，并在每一道减薄加工操作之前后，将椭偏仪的入射光以设定的入射角扫描非加工面上的薄膜层，入射光在薄膜层和晶圆中经反射和折射后由薄膜层表面出射的椭偏信号经椭偏仪探测器接收，一旦在辅助测量薄膜层上探测到的椭偏信号出现变化，则该出现椭偏信号变化对应的位置即为最大加工损伤位置。

一实施例之中：该晶圆为半导体晶圆。

一实施例之中：该薄膜层为单层薄膜。

一实施例之中：该薄膜层为多层薄膜。

一实施例之中：该椭偏仪的入射光为复色光，其波长覆盖紫外光、可见光和近红外光波段。

一实施例之中：该椭偏仪的入射光以斜入射的方式入射在薄膜层上。