[发明专利]一种晶圆表面损伤层深度测量方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种晶圆表面损伤层深度测量方法及系统；该方法可以包括：在待测晶圆表面所选的测量点处进行减薄加工，形成所述测量点对应的凹面测量区域；通过择优腐蚀的方式对形成有凹面测量区域的待测晶圆进行刻蚀，以显现所述凹面测量区域中损伤层的缺陷；基于所述刻蚀完成后的凹面测量区域的几何参数以及所述刻蚀完成后的凹面测量区域中无损伤层的几何参数计算获得所述凹面测量区域中的损伤层深度；根据所有测量点对应的凹面测量区域中的损伤层深度获取所述待测晶圆的损伤层深度。

技术领域

本发明实施例涉及晶圆的加工制造技术领域，尤其涉及一种晶圆表面损伤层深度测量方法及系统。

背景技术

单晶硅片，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半导体材料。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，因此在晶圆制造工艺中必须严格控制加工损伤程度并在后续处理中移除损伤层。移除损伤层时针对去除量参数的具体设置需要准确的损伤层深度为依据，因而对晶圆表面损伤层深度的准确测量是非常重要的。

通常来说，晶圆表面的表面损伤层厚度一般约为几十微米量级，由外至里依次包括破碎、裂隙及应力层等。在目前常规的损伤深度测量方案中，截面显微镜法以及角度截面显微镜法均是能够直观的观察损伤层的有损测量方法，具体来说，截面显微镜法是将晶圆裂解后所得到的样片经抛光、刻蚀后观察截面；而角度截面显微镜法则是将晶圆裂解后所得到的样片经角度抛光、刻蚀后观察斜截面，由于斜截面能够将晶圆表面的损伤层信息进行放大，所以通常来说，角度截面显微镜法相对于截面显微镜法更加精确。

但是，对于以上两种常规的有损测量方法来说，首先均需要将晶圆进行裂解，并在对裂解后所得到的样片进行测量过程中需要设计与样片尺寸相匹配的专用工具，例如专用的刻蚀夹具、角度规、角度抛光机及专用的显微镜测试斜面等，提高了测量成本；此外，由于晶圆表面损伤层的测量通常会在晶圆表面选择多点(比如5个点或9个点)进行测量后取平均值以避免误差，因此，需要针对多个样品进行重复测量，而针对多个样片的重复测量会使得降低测量效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种晶圆表面损伤层深度测量方法及系统；能够降低测量成本，简化测量流程并且提高测量效率。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种晶圆表面损伤层深度测量方法，所述方法包括：

在待测晶圆表面所选的测量点处进行减薄加工，形成所述测量点对应的凹面测量区域；

通过择优腐蚀的方式对形成有凹面测量区域的待测晶圆进行刻蚀，以显现所述凹面测量区域中损伤层的缺陷；

基于所述刻蚀完成后的凹面测量区域的几何参数以及所述刻蚀完成后的凹面测量区域中无损伤层的几何参数计算获得所述凹面测量区域中的损伤层深度；

根据所有测量点对应的凹面测量区域中的损伤层深度获取所述待测晶圆的损伤层深度。

第二方面，本发明实施例提供了一种晶圆表面损伤层深度测量系统，所述系统包括：凹面抛光器、刻蚀设备、测量设备以及计算获取装置；其中，

所述凹面抛光器，用于在待测晶圆表面所选的测量点处进行减薄加工，形成所述测量点对应的凹面测量区域；

所述刻蚀设备，用于通过择优腐蚀的方式对形成有凹面测量区域的待测晶圆进行刻蚀，以显现所述凹面测量区域中损伤层的缺陷；

所述测量设备，用于测量所述刻蚀完成后的凹面测量区域的几何参数以及所述刻蚀完成后的凹面测量区域中无损伤层的几何参数；