一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统及方法与流程

本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统及方法。

背景技术：

1、在硅片制造过程中，例如滚磨、切割、研磨、抛光的机械加工过程会不可避免地在硅片主表面和硅片侧表面引入机械损伤，从而在硅片中形成主表面损伤层和周缘损伤层。这些机械损伤破坏了原有的单晶层，如不能及时去除会对后续加工工艺生产的产品的质量造成影响。在这种情况下，需要能够准确测量出机械损伤层的深度，以便据此确定后续工序中去除损伤层时所涉及的去除量等参数。

2、已知这种机械损伤的深度较小，不易靠现有设备直接准确检测出具体深度。目前，对于硅片的主表面损伤层而言，经常采用例如“角度抛光法”来进行检测。在该角度抛光法中，需要先将硅片分裂成多片以作为测量样片，然后以一斜角对该测量样片进行角度抛光以形成斜面，并利用腐蚀液对该斜面进行刻蚀，以使该硅片的主表面损伤层中的缺陷能够在该斜面上更好地显现出来，这里，角度抛光起到损伤层的“放大器”的作用，即利用显微镜测量出损伤层在该斜面上的长度并乘以该抛光角度的正弦值，便可以得出损伤层的深度。

3、然而，上述“角度抛光法”需要首先将硅片裂片成多个小的样片才能进行后续检测，另外，通过分裂形成的样片较小，不能与标准的刻蚀机兼容，在刻蚀时，需要借助辅助工具如特殊的夹具或手套箱来进行，操作起来很不方便，另外，如果需要测量硅片边缘的多个位置的损伤深度，就需要重复地对多个样片进行竖立、抛光、刻蚀等操作，使得总体测量时间较长。对于硅片的周缘损伤层，也可以采用上述的“角度抛光法”来进行检测，但是该方法中存在的上述问题在检测周缘损伤层的厚度时同样存在，而且，周缘损伤层与主表的损伤层彼此垂直，所需要的检测面因此也是彼此垂直的，因此利用主表面损伤层检测系统的抛光装置获得的检测面是不适合于周缘损伤层的检测的。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统及方法，能够避免上述的“角度抛光法”带来的各种问题，而且能够获得对于检测周缘损伤层的深度而言所需要的检测面。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统，所述系统包括：

4、截面获取装置，所述截面获取装置用于获取所述硅片的截面，其中，所述截面与所述硅片垂直；

5、测量装置，所述测量装置用于测量所述硅片的直径并且测量所述截面在与所述硅片平行的第一方向上的截面尺寸；

6、尺寸获取装置，所述尺寸获取装置用于获取所述周缘损伤层在所述截面中并且在所述第一方向上的损伤层尺寸；

7、计算装置，所述计算装置用于根据所述直径、所述截面尺寸和所述损伤层尺寸计算所述周缘损伤层的深度。

8、第二方面，本发明实施例提供了一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的方法，所述方法包括：

9、获取所述硅片的截面，其中，所述截面与所述硅片垂直；

10、测量所述硅片的直径并且测量所述截面在与所述硅片平行的第一方向上的截面尺寸；

11、获取所述周缘损伤层在所述截面中并且在所述第一方向上的损伤层尺寸；

12、根据所述直径、所述截面尺寸和所述损伤层尺寸计算所述周缘损伤层的深度。

13、本发明实施例提供了一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统及方法，与采用“角度抛光法”相比，可以在完整硅片的基础上获得截面，不需将硅片裂片，减少了检测过程中的工艺步骤，另外由于硅片可以保持完整性，因此能够与标准的刻蚀机兼容，从而使操作简化，最后，可以根据需要选择截面在硅片中的位置，避免了所获得的检测面仅适合于检测主表面损伤层的厚度。

技术特征：

1.一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，设定所述直径为d，所述截面尺寸为l1，所述损伤层尺寸为l2，则所述计算装置利用以下公式计算所述深度d：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，相应于直径为300mm的硅片，所述截面与平行于所述截面并且与所述硅片的外周轮廓相切的切线之间的间距介于3mm至5mm之间。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述尺寸获取装置包括：

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述尺寸获取装置根据存在于所述周缘损伤层中并且显现在所述截面中的缺陷获取所述损伤层尺寸，并且所述截面获取装置包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述抛光单元包括：

7.一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设定所述直径为d，所述截面尺寸为l1，所述损伤层尺寸为l2，则利用以下公式计算所述深度d：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取所述周缘损伤层在所述截面中并且在所述第一方向上的损伤层尺寸，包括：

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述损伤层尺寸根据存在于所述周缘损伤层中并且显现在所述截面中的缺陷获取，并且所述获取所述硅片的截面，包括：

技术总结
本发明实施例公开了一种用于检测硅片的周缘损伤层的深度的系统及方法，所述系统包括：截面获取装置，所述截面获取装置用于获取所述硅片的截面，其中，所述截面与所述硅片垂直；测量装置，所述测量装置用于测量所述硅片的直径并且测量所述截面在与所述硅片平行的第一方向上的截面尺寸；尺寸获取装置，所述尺寸获取装置用于获取所述周缘损伤层在所述截面中并且在所述第一方向上的损伤层尺寸；计算装置，所述计算装置用于根据所述直径、所述截面尺寸和所述损伤层尺寸计算所述周缘损伤层的深度。

技术研发人员：徐鹏
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13