一种半导体晶圆表面颗粒度的检测方法和装置与流程

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体晶圆表面颗粒度的检测方法和装置。

背景技术：

在半导体制造领域，污染常常以粒子的形式出现在半导体晶圆表面，并进一步导致半导体器件或半导体集成电路缺陷。半导体制造过程及制造人员本身可能产生污染半导体的颗粒，这样的污染可能产生于溅射、沉积、金属化、圆片处理等过程，通用原则为结构尺寸1/10的颗粒就能够造成结构故障。因此很必要对半导体晶圆表面颗粒度进行检测。

现有技术中一般采用表面扫描技术对半导体晶圆表面颗粒度进行检测，在光刻、溅射、沉积、金属化、圆片处理等工艺前和工艺后分别测量颗粒度，根据颗粒度的增加量判断该项工艺质量。该表面扫描技术使用散射激光，分析反射以计数晶圆表面上的颗粒，需要采用晶圆颗粒度检测专用设备，且必须在相应的实验室进行检测，而不能外委检测，且由于半导体晶圆在运输过程中也会受到颗粒污染，因此在不具备晶圆颗粒度检测专用设备时，就无法在试验室检测颗粒度污染，因此，在检测条件有限时往往无法采用上述表面扫描技术进行检测，局限性较大。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中检测方法局限性大的不足，本发明提供一种半导体晶圆表面颗粒度的检测方法和装置，在半导体晶圆上刻录定位框；确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；基于所述增加量判断颗粒数是否符合预设条件，不需要晶圆颗粒度检测专用设备，也不需要在专门的实验室，即可实现半导体晶圆表面颗粒度的检测，不受检测条件的影响，应用广泛。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种半导体晶圆表面颗粒度的检测方法，包括：

在半导体晶圆上刻录定位框；

确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；

基于所述增加量判断颗粒数是否符合预设条件。

所述在半导体晶圆上刻录定位框，包括：

采用激光打标机在所述半导体晶圆上刻录定位框。

所述在半导体晶圆上刻录定位框之后，还包括：

采用氨水和双氧水形成的混合溶液对所述半导体晶圆进行清洗。

所述确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量，包括：

采用显微镜确定所述半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第一求和结果；

对所述半导体晶圆采取颗粒度检测工艺；

再次采用显微镜确定所述半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第二求和结果；

取所述第二求和结果与第一求和结果的差值，作为颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；

其中，所述显微镜具有自动拼图和颗粒计数功能。

所述检测工艺包括下述方式中的任意一种：

光刻、清洗、氧化、退火、刻蚀、沉积和掺杂。

所述基于所述增加量判断颗粒数是否符合预设条件，包括：

判断所述增加量是否超过设定阈值，若是，确定颗粒数不符合预设条件，否则确定符合预设条件；

其中，所述阈值基于所述半导体晶圆的面积和颗粒的直径设定。

所述半导体晶圆的面积为4～12英寸，所述定位框的个数为5～9个。

另一方面，本发明还提供一种半导体晶圆表面颗粒度的检测装置，包括：

刻录模块，用于在半导体晶圆上刻录定位框；

确定模块，用于确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；

判断模块，用于基于所述增加量判断颗粒数是否符合预设条件。

所述确定模块包括：

第一求和单元，用于采用显微镜确定所述半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第一求和结果；

检测单元，用于对所述半导体晶圆采取：光刻、清洗、氧化、退火、刻蚀、沉积和掺杂中的任意一种颗粒度检测工艺；

第二求和单元，用于再次采用显微镜确定所述半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第二求和结果；

计算单元，用于取所述第二求和结果与第一求和结果的差值，作为颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量。

所述判断模块具体用于：

判断所述增加量是否超过设定阈值，若是，确定颗粒数不符合预设条件，否则确定符合预设条件；

其中，所述阈值基于所述半导体晶圆的面积和颗粒的直径设定。

所述半导体晶圆的面积为4～12英寸，所述定位框的个数为5～9个。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的半导体晶圆表面颗粒度的检测方法中，在半导体晶圆上刻录定位框；确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；基于所述增加量判断颗粒数是否符合预设条件，不需要晶圆颗粒度检测专用设备，也不需要在专门的实验室，即可实现半导体晶圆表面颗粒度的检测，不受检测条件的影响，应用广泛；

本发明不受晶圆颗粒度检测专用设备的限制，采用具有自动拼图和颗粒计数功能的显微镜确定半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，由于显微镜成本比晶圆颗粒度检测专用设备低，降低了检测成本，简化了检测过程；

本发明提供的技术方案中，相比整个半导体晶圆全部检测，采用定位框检测可节省时间、提高效率，采用定位框，在工艺后用显微镜进行观测时，可快速找到颗粒度检测工艺前检测的位置，避免两次测量的位置不一致而导致无法进行颗粒计数对比；且刻有定位框的半导体晶圆清洗后可用于下一次检测，避免了材料浪费。

附图说明

图1是本发明实施例中半导体晶圆表面颗粒度的检测方法流程图；

图2是本发明实施例中刻有5个定位框的半导体晶圆示意图；

图3是本发明实施例中刻有9个定位框的半导体晶圆示意图；

图4是本发明实施例中刻有9个定位框的晶圆示意图及定位框坐标示意图；

1为半导体晶圆，11至15为定位框，21至29为定位框。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供了一种半导体晶圆表面颗粒度的检测方法，具体流程图如图1所示，具体过程如下：

s101：在半导体晶圆上刻录定位框；

s102：确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；

s103：基于增加量判断颗粒数是否符合预设条件。

上述在半导体晶圆上刻录定位框，包括：

采用激光打标机在半导体晶圆上刻录定位框。

上述在半导体晶圆上刻录定位框之后，还对刻录了定位框的半导体晶圆进行清洗，具体是采用氨水和双氧水形成的混合溶液(即标准rca溶液sc1)对半导体晶圆进行清洗。

上述s102中，确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量，具体过程如下：

采用显微镜确定半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第一求和结果；

对半导体晶圆采取颗粒度检测工艺；

再次采用显微镜确定半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第二求和结果；

取第二求和结果与第一求和结果的差值，作为颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；

其中，显微镜具有自动拼图和颗粒计数功能。

检测工艺包括下述方式中的任意一种：

光刻、清洗、氧化、退火、刻蚀、沉积和掺杂。

上述s103中，基于增加量判断颗粒数是否符合预设条件，具体是判断增加量是否超过设定阈值，若是，确定颗粒数不符合预设条件，否则确定符合预设条件；各工艺对颗粒度增加的要求不同，阈值基于半导体晶圆的面积和颗粒的直径设定，例如离子注入，对于6英寸的半导体晶圆来说，直径为0.2um的颗粒增加量＜5个。

上述半导体晶圆的面积为4～12英寸，具体可以为4英寸、6英寸、8英寸或12英寸，定位框的个数为5～9个，具体为：4英寸和6英寸半导体晶圆可以设置5个定位框，半导体晶圆中心位置设一个，其余四个分布在周围；8英寸和12英寸的半导体晶圆可以设置9个定位框，同样是半导体晶圆中心位置设一个，其余8个分布在周围。具体的刻有5个定位框的半导体晶圆示意图如图2所示，刻有9个定位框的半导体晶圆示意图如图3所示，图2中，1为半导体晶圆，11至15为5个定位框；图3中，21至29为9个定位框；刻有9个定位框的晶圆示意图及定位框坐标示意图如图4所示，单位为mm，定位框21的坐标为(100，34)，定位框22的坐标为(73.5，73.5)，定位框23的坐标为(34，100)，定位框24的坐标为(73.5，126.5)，定位框25的坐标为(100，100)，定位框26的坐标为(126.5，73.5)，定位框27的坐标为(100，166)，定位框28的坐标为(126.5，73.5)，定位框29的坐标为(166，100)。

实施例2

基于同一发明构思，本发明实施例2还提供一种半导体晶圆表面颗粒度的检测装置，包括刻录模块、确定模块和判断模块，下面对上述几个模块的功能进行详细说明：

刻录模块，用于在半导体晶圆上刻录定位框，具体是采用激光打标机在半导体晶圆上刻录定位框。

确定模块，用于确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量；

判断模块，用于基于增加量判断颗粒数是否符合预设条件。

采用激光打标机在半导体晶圆上刻录定位框之后，采用氨水和双氧水形成的混合溶液对半导体晶圆进行清洗。

确定模块确定颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量，具体过程如下：

确定模块包括：

第一求和单元，用于采用显微镜确定半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第一求和结果；

检测单元，用于对半导体晶圆采取：光刻、清洗、氧化、退火、刻蚀、沉积和掺杂中的任意一种颗粒度检测工艺；

第二求和单元，用于再次采用显微镜确定半导体晶圆中每个定位框中的颗粒数，并对所有定位框中的颗粒数求和，得到第二求和结果；

计算单元，用于取第二求和结果与第一求和结果的差值，作为颗粒度检测工艺前后所有定位框中颗粒数的增加量。

判断模块判断增加量是否超过设定阈值，若是，确定颗粒数不符合预设条件，否则确定符合预设条件。阈值基于半导体晶圆的面积和颗粒的直径设定。

半导体晶圆的面积为4～12英寸，定位框的个数为5～9个。

为了描述的方便，以上装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。