一种用于非标厚度硅片的量测方法及切片机与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种用于非标厚度硅片的量测方法。


背景技术：

2.硅片是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。
3.在生产硅片时，利用切片机将硅晶棒切片以生成特定厚度的硅片，通常，硅片的厚度小于900μm，而在某些情况下，需要生产非标厚度的硅片，例如，硅片的厚度大于1000μm。然而，用于对硅片进行量测的量测机台是针对常规厚度的硅片设计的，非标厚度的硅片超出量测机台的量程。若增大量测设备的量程，则需要对设备进行升级，不仅升级费用高，而且升级所需配件的交期久。若减薄硅片厚度，则需额外增加研磨步骤，影响产能、浪费硅料。
4.因此，有必要提出一种用于非标厚度硅片的量测方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.本发明提供了一种用于非标厚度硅片的量测方法，包括：
7.提供切片机，所述切片机包括表面开有多个凹槽的导轮，所述多个凹槽包括第一槽距的凹槽以及第二槽距的凹槽；
8.利用所述切片机生成多个硅片，包括多个非标厚度硅片以及至少一个监控硅片；
9.利用量测机台对所述监控硅片进行量测。
10.进一步，所述非标厚度硅片的厚度超出所述量测机台的量测范围，所述监控硅片的厚度未超出所述量测机台的量测范围。
11.进一步，所述多个硅片包括两个或多个监控硅片，所述两个或多个监控硅片等间隔地分布在所述多个非标厚度硅片之间。
12.进一步，相邻的两个监控硅片之间间隔第一数量的非标厚度硅片。
13.进一步，所述第一槽距的凹槽用于生成所述非标厚度硅片，所述第二槽距的凹槽用于生成所述监控硅片。
14.进一步，所述第一槽距的凹槽和所述第二槽距的凹槽间隔设置，所述第二槽距的凹槽等间隔地设置在多个所述第一槽距的凹槽之间。
15.进一步，相邻的两个第二槽距的凹槽之间间隔第一数量的第一槽距的凹槽。
16.本发明还提供了一种切片机，包括表面开有多个凹槽的导轮，所述多个凹槽包括第一槽距的凹槽以及第二槽距的凹槽，其中，所述第一槽距的凹槽用于生成非标厚度硅片，所述第二槽距的凹槽用于生成监控硅片。
17.进一步，所述第一槽距的凹槽和所述第二槽距的凹槽间隔设置，所述第二槽距的
凹槽等间隔地设置在多个所述第一槽距的凹槽之间。
18.进一步，相邻的两个第二槽距的凹槽之间间隔第一数量的第一槽距的凹槽。
19.根据本发明提供的用于非标厚度硅片的量测方法及切片机，通过生成多个非标厚度硅片以及至少一个监控硅片，其中监控硅片的厚度未超出量测机台的量测范围，利用量测机台对所述监控硅片进行量测，以反映非标厚度硅片的量测情况。
附图说明
20.本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
21.附图中：
22.图1为根据本发明的一个实施例的用于非标厚度硅片的量测方法的流程图。
具体实施方式
23.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
24.应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
25.应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
26.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
27.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整
数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
28.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
29.在生产硅片时，利用切片机将硅晶棒切片以生成特定厚度的硅片，通常，硅片的厚度小于900μm，而在某些情况下，需要生产非标厚度的硅片，例如，硅片的厚度大于1000μm。然而，用于对硅片进行在线监控量测的量测机台是针对常规厚度的硅片设计的，非标厚度的硅片超出量测机台的量程。若增大量测设备的量程，则需要对设备进行升级，不仅升级费用高，而且升级所需配件的交期久。若减薄硅片厚度，则需额外增加研磨步骤，影响产能、浪费硅料。
30.针对上述问题，本发明提供了一种用于非标厚度硅片的量测方法，如图1所示，包括以下步骤：
31.步骤s101：提供切片机，所述切片机包括表面开有多个凹槽的导轮，所述多个凹槽包括第一槽距的凹槽以及第二槽距的凹槽；
32.步骤s102：利用所述切片机生成多个硅片，包括多个非标厚度硅片以及至少一个监控硅片；
33.步骤s103：利用量测机台对所述监控硅片进行量测。
34.硅片的加工是将硅锭经表面整形、切割、研磨、腐蚀、抛光、清洗等工艺，加工成具有一定宽度、长度、厚度、晶向和高度、表面平行度、平整度、光洁度，表面无缺陷、无崩边、无损伤层，高度完整、均匀、光洁的镜面硅片。
35.多线切割已成为硅片切割加工的主要方式。多线切割是一种通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片的一种新型切割加工方法。
36.在一个实施例中，用于多线切割的切片机的导轮包括辊体和包覆层，在圆柱状的辊体表面包覆有聚氨酯，在聚氨酯包覆层的表面开有若干道钢丝凹槽，相邻钢丝的间距称为槽距。
37.示例性地，切片机包括表面开有多个凹槽的导轮，所述多个凹槽包括第一槽距的凹槽以及第二槽距的凹槽，其中，所述第一槽距的凹槽用于生成非标厚度硅片，所述第二槽距的凹槽用于生成监控硅片。
38.进一步，所述非标厚度硅片的厚度超出所述量测机台的量测范围，所述监控硅片的厚度未超出所述量测机台的量测范围。
39.在一个实施例中，非标厚度硅片的厚度为1090μm，监控硅片的厚度为900μm，相应地，第一槽距为a，第二槽距为b,第二槽距b小于第一槽距a，且a与b之差为片厚之差。
40.示例性地，所述第一槽距的凹槽和所述第二槽距的凹槽间隔设置，所述第二槽距的凹槽等间隔地设置在多个所述第一槽距的凹槽之间，进一步，相邻的两个第二槽距的凹槽之间间隔第一数量的第一槽距的凹槽。
41.在一个实施例中，所述第一数量包括但不限于10、20、40等。当第一数量为20时，切
片机表面依次包括连续的20个第一槽距凹槽、1个第二槽距凹槽、连续的20个第一槽距凹槽、1个第二槽距凹槽
……
(按此顺序重复)。
42.在一个实施例中，利用上述切片机生成的硅片依次包括连续的20个非标厚度硅片、1个监控硅片、连续的20个非标厚度硅片、1个监控硅片
……
(按此顺序重复)。
43.通过使第二槽距的凹槽等间隔地设置在多个所述第一槽距的凹槽之间，从而使生成的监控硅片等间隔地分布在多个非标厚度硅片之间，因此，通过量测监控硅片可以更好地反映与其相邻或靠近的非标厚硅片的量测情况。
44.在上述切割步骤后，还包括对硅片进行研磨、腐蚀、抛光、清洗等工艺步骤。其中，研磨指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。腐蚀指经切片及研磨等机械加工后，硅片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化学腐蚀去除。例如采用硝酸(hno3)，氢氟酸(hf)等进行酸性腐蚀，或者采用koh或naoh进行碱性腐蚀。抛光指硅片表面需要改善微缺陷，从而获得高平坦度硅片的抛光。此外，在硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源，清洗的方式主要包括传统的rca湿式化学洗净技术等。
45.所述量测机台可以是在上述硅片的加工过程中对监控硅片进行在线量测的在线量测机台，也可以使在上述硅片的加工过程之后对监控硅片进行量测的量测机台。
46.在一个实施例中，所述量测机台用于量测硅片的直径、平整度、粗糙度、弯曲度等参数。硅片的直径包括12英寸(300mm)、8英寸(200mm)、6英寸(150mm)、5英寸(125mm)、4英寸(100mm)等规格。硅片的平整度是指硅片表面与基准平面之间最高点和最低点的差值，直接投影的系统需要考虑的是整个硅片的平整度，而分布进行投影的系统需要考虑的是投影区域的局部的平整度。粗糙度泛指正片表面轮廓高低起伏的度量值，包括平均粗糙度、微粗糙度、均方根微粗糙度和均方根区域微粗糙度。弯曲度指硅片处于没有受到夹持或置于真空吸盘上的状态下，整个硅片凹或凸的程度。其中，平整度是硅片的最重要参数，直接影响到可以达到的特征线宽和器件的成品率。
47.需要说明的是，在本发明中，所述测量机台不用于测量硅片的厚度以及与厚度相关的参数。
48.根据本发明提供的用于非标厚度硅片的量测方法，通过生成多个非标厚度硅片以及至少一个监控硅片，其中监控硅片的厚度未超出量测机台的量测范围，利用量测机台对所述监控硅片进行量测，以反映非标厚度硅片的量测情况。
49.本发明还提供了一种切片机，包括表面开有多个凹槽的导轮，所述多个凹槽包括第一槽距的凹槽以及第二槽距的凹槽，其中，所述第一槽距的凹槽用于生成非标厚度硅片，所述第二槽距的凹槽用于生成监控硅片。
50.在一个实施例中，切片机的导轮包括辊体和包覆层，在圆柱状的辊体表面包覆有聚氨酯，在聚氨酯包覆层的表面开有若干道钢丝凹槽，相邻钢丝的间距称为槽距。
51.在一个实施例中，第一槽距为a，第二槽距为b,第二槽距b小于第一槽距a，且a与b之差为片厚之差。相应地，非标厚度硅片的厚度为1090μm，监控硅片的厚度为900μm，所述非标厚度硅片的厚度超出所述量测机台的量测范围，所述监控硅片的厚度未超出所述量测机台的量测范围。
52.示例性地，所述第一槽距的凹槽和所述第二槽距的凹槽间隔设置，所述第二槽距的凹槽等间隔地设置在多个所述第一槽距的凹槽之间。
53.进一步，相邻的两个第二槽距的凹槽之间间隔第一数量的第一槽距的凹槽。
54.在一个实施例中，所述第一数量包括但不限于10、20、40等。当第一数量为20时，切片机表面依次包括连续的20个第一槽距凹槽、1个第二槽距凹槽、连续的20个第一槽距凹槽、1个第二槽距凹槽
……
(按此顺序重复)。
55.在一个实施例中，利用上述切片机生成的硅片依次包括连续的20个非标厚度硅片、1个监控硅片、连续的20个非标厚度硅片、1个监控硅片
……
(按此顺序重复)。
56.通过使第二槽距的凹槽等间隔地设置在多个所述第一槽距的凹槽之间，从而使生成的监控硅片等间隔地分布在多个非标厚度硅片之间，因此，通过量测监控硅片可以更好地反映与其相邻或靠近的非标厚硅片的量测情况。
57.根据本发明提供的切片机，通过生成多个非标厚度硅片以及至少一个监控硅片，其中监控硅片的厚度未超出量测机台的量测范围，利用量测机台对所述监控硅片进行量测，以反映非标厚度硅片的量测情况。
58.本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。