晶圆翘曲程度的检测方法转让专利
申请号 : CN200710170746.7
文献号 : CN101442018B
文献日 : 2010-11-03
发明人 : 刘明源 , 何永根
申请人 : 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
摘要 :
本发明公开了一种晶圆翘曲程度的检测方法，涉及半导体领域的检测工艺。该检测方法包括：在晶圆表面选择两条垂直且交叉于晶圆中心的检测线，在每一检测线上选择若干检测点；在晶圆进行某一制程之前，利用检测装置测出基准距离；进行所述某一制程之后，利用检测装置测出测量距离；测量距离减去对应的基准距离获得每一检测点的差值；若所述差值在允许值范围内，则比较在晶圆同一圆周上的分别位于两检测线上的两检测点所获得的差值；若两差值相同，则说明该晶圆的翘曲不会影响后续制程；若两差值不相同，则说明该晶圆的翘曲影响后续制程。本发明提供的检测方法可以有效、及时检测出晶圆翘曲的是否均匀，避免后续制程中出现对准标记位置异常的现象。
权利要求 :
1.一种晶圆翘曲程度的检测方法，其特征在于，该检测方法包括如下步骤：在晶圆表面选择两条垂直且交叉于晶圆中心的检测线，在每一检测线上选择相同数量且相同分布的若干检测点；
在晶圆进行某一制程之前，提供具有光源的检测装置，其利用光源发生光束测量光源到晶圆表面的每一检测点的距离，该距离定义为基准距离；
在晶圆进行所述某一制程之后，所述检测装置测量光源到晶圆表面的每一检测点的距离，该距离定义为测量距离；
测量距离减去对应的基准距离获得每一检测点的差值；
若所述差值超出允许值范围，则说明晶圆的翘曲影响后续制程；
若所述差值在允许值范围内，则比较在晶圆同一圆周上的分别位于两检测线上的两检测点所获得的差值；若所述两检测点获得的差值相同，则说明该晶圆的翘曲不会影响后续制程；若两差值不相同，则说明该晶圆的翘曲影响后续制程；
所述两检测线上所选择的检测点分别都大于等于20个。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：检测点的数量为51个。
3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述某一制程为热氧化制程，以在晶圆表面形成氧化物薄膜。
4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述晶圆还设置有标记缺口，其中一检测线通过该标记缺口。
说明书 :
技术领域
本发明涉及半导体领域的检测工艺，具体地说，涉及一种用于检测晶圆翘曲程度是否会影响后续制程的方法。
背景技术
在晶圆的轻掺杂源漏极制程(LDD)的光刻工艺中，晶圆部分区域的对准标记的位置常常出现异常。这是因为晶圆在进行某些制程如热氧化后，晶圆发生了翘曲且超过了允许值范围，但没有进行及时补偿校正。为了避免上述情况，业界通常做法是在晶圆进行某些制程后，检测晶圆翘曲程度是否在允许值范围内。
为了方便检测，晶圆的某个位置设置一个缺口标记4’，请参阅图1。现有的检测方法是在晶圆1’上选择一条穿过晶圆中心的检测线2’，其与缺口标记所在的参考线3’的夹角￠’为5°。在该检测线上选择若干个检测点21’，检测装置的光源向每一检测点发出光束测量光源到每一检测点的距离。将所测距离与基准值进行比较，如果两者比较的差值在允许范围内，则说明晶圆经过该制程后发生的翘曲不会影响到后续制程；如果超出允许范围，则说明该晶圆发生的翘曲会影响后续制程，需要进行补偿校正。
但有的时候，由于工艺和设备的限制性会导致晶圆在不同方向产生不同程度的翘曲，即整个晶圆翘曲程度不均匀。在这种情况下，即使每个方向翘曲的尺寸都在允许值范围内也会在后续制程中出现对准标记位置异常的缺陷。也就是说，现有的检测方法无法检测到晶圆翘曲是否均匀的问题。
为了方便检测，晶圆的某个位置设置一个缺口标记4’，请参阅图1。现有的检测方法是在晶圆1’上选择一条穿过晶圆中心的检测线2’，其与缺口标记所在的参考线3’的夹角￠’为5°。在该检测线上选择若干个检测点21’，检测装置的光源向每一检测点发出光束测量光源到每一检测点的距离。将所测距离与基准值进行比较，如果两者比较的差值在允许范围内，则说明晶圆经过该制程后发生的翘曲不会影响到后续制程；如果超出允许范围，则说明该晶圆发生的翘曲会影响后续制程，需要进行补偿校正。
但有的时候，由于工艺和设备的限制性会导致晶圆在不同方向产生不同程度的翘曲，即整个晶圆翘曲程度不均匀。在这种情况下，即使每个方向翘曲的尺寸都在允许值范围内也会在后续制程中出现对准标记位置异常的缺陷。也就是说，现有的检测方法无法检测到晶圆翘曲是否均匀的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明解决的技术问题在于提供一种检测方法，其可有效、及时检测出晶圆翘曲程度是否会影响后续制程。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新的检测方法。该检测方法包括如下步骤：在晶圆表面选择两条垂直且交叉于晶圆中心的检测线，在每一检测线上选择相同数量且相同分布的若干检测点；在晶圆进行某一制程之前，提供具有光源的检测装置，其利用光源发生光束测量光源到晶圆表面的每一检测点的距离，该距离定义为基准距离；在晶圆进行所述某一制程之后，所示检测装置测量光源到晶圆表面的每一检测点的距离，该距离定义为测量距离；测量距离减去对应的基准距离获得每一检测点的差值；若所述差值超出允许值范围，则说明晶圆的翘曲影响后续制程；若所述差值在允许值范围内，则比较在晶圆同一圆周上的分别位于两检测线上的两检测点所获得的差值；若所述两检测点获得的差值相同，则说明该晶圆的翘曲不会影响后续制程；若两差值不相同，则说明该晶圆的翘曲影响后续制程。
与现有技术相比，本发明提供的检测方法不仅可以检测出晶圆翘曲的程度是否在允许值范围内，而且可以检测出晶圆翘曲的是否均匀，可及时对晶圆进行补偿校正，及时消除在后续制程中引发对准标记出现位置异常的隐患。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新的检测方法。该检测方法包括如下步骤：在晶圆表面选择两条垂直且交叉于晶圆中心的检测线，在每一检测线上选择相同数量且相同分布的若干检测点；在晶圆进行某一制程之前，提供具有光源的检测装置，其利用光源发生光束测量光源到晶圆表面的每一检测点的距离，该距离定义为基准距离；在晶圆进行所述某一制程之后，所示检测装置测量光源到晶圆表面的每一检测点的距离，该距离定义为测量距离；测量距离减去对应的基准距离获得每一检测点的差值；若所述差值超出允许值范围，则说明晶圆的翘曲影响后续制程；若所述差值在允许值范围内，则比较在晶圆同一圆周上的分别位于两检测线上的两检测点所获得的差值；若所述两检测点获得的差值相同，则说明该晶圆的翘曲不会影响后续制程；若两差值不相同，则说明该晶圆的翘曲影响后续制程。
与现有技术相比，本发明提供的检测方法不仅可以检测出晶圆翘曲的程度是否在允许值范围内，而且可以检测出晶圆翘曲的是否均匀，可及时对晶圆进行补偿校正，及时消除在后续制程中引发对准标记出现位置异常的隐患。
附图说明
图1为现有检测方法的示意图。
图2为本发明检测方法的示意图。
图3为检测时晶圆的局部示意图
图2为本发明检测方法的示意图。
图3为检测时晶圆的局部示意图
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的晶圆翘曲程度的检测方法的较佳实施例作详细描述，以期进一步理解发明的技术方案、目的以及有益效果等。本发明可以应用在任何制程中，但在本实施例中，晶圆进行的制程是在晶圆表面形成氧化层薄膜的热氧化步骤。
请参阅图2和图3，晶圆1包括衬底10以及在热氧化步骤形成于衬底上的氧化层薄膜11。本实施例的检测方法用于检测进行热氧化步骤后的晶圆1发生的翘曲是否会影响后续的制程。该检测方法包括如下步骤：
晶圆设有一标记缺口4，首先在相互垂直的两方向X、Y上选择两条交叉在晶圆中心的检测线2、3，其中检测线3穿过标记缺口4；
然后分别在检测线2、3上选择相同数量和相同分别的检测点，检测点越多，测量结果越准确，但考虑到测量的效率，一般选择大于等于20个检测点，其中51个检测点是较佳的数量；
提供检测装置(未图示)，该检测装置具有光源5可向晶圆表面发射光束50来测量光源5到晶圆表面的距离；
在进行热氧化步骤之前，采用检测装置，通过移动晶圆1，逐一测量光源5到晶圆表面(衬底10的表面)每一检测点的距离，该距离定义为基准距离；
然后进行热氧化步骤，在晶圆表面形成氧化物薄膜11；
采用检测装置，逐一测量光源5到晶圆表面(氧化物薄膜11的表面)每一检测点的距离，该距离定义为测量距离；将测量距离减去基准距离，获得的差值就是每一检测点处氧化物薄膜11的厚度；
然后判断这些差值是否在允许值范围内，若超出允许值范围，则说明晶圆进行热氧化制程后，晶圆产生的翘曲会影响后续制程；
若未超出允许值范围，则将检测线2和检测线3上在同一圆周上的两检测点所获得的差值进行比较；如果两差值相同，则说明该晶圆1的翘曲是均匀的，不需要进行补偿校正；如果两差值不相同，则说明晶圆1在热氧化步骤中，在X、Y方向产生了不同长度的翘曲(如表1所示)，会影响后续制程，就需要对该晶圆1进行补偿校正以避免影响后续制程。
表1是在同一圆周上分别位于两检测线2、3的检测点在热氧化之前和热氧化之后光源5到晶圆表面的距离。从表1可知，X方向和Y方向的两检测点厚度的差值分别为0.54微米、0.44微米，也就是说形成于晶圆表面的氧化层薄膜的厚度不均匀的。如果采用现有的只采用一条检测线的检测方法，则无法检测出上述不均匀的问题，而本发明提供的检测方法可以及时检测出，从而及时对其进行补偿校正，避免了后续制程出现对准标记位置异常的缺陷，提高了晶圆的成品率。
表1
单位：微米
晶圆的方向 X方向 Y方向 热氧化之前 61.7 64.72 热氧化之后 62.24 65.16 差值 0.54 0.44
请参阅图2和图3，晶圆1包括衬底10以及在热氧化步骤形成于衬底上的氧化层薄膜11。本实施例的检测方法用于检测进行热氧化步骤后的晶圆1发生的翘曲是否会影响后续的制程。该检测方法包括如下步骤：
晶圆设有一标记缺口4，首先在相互垂直的两方向X、Y上选择两条交叉在晶圆中心的检测线2、3，其中检测线3穿过标记缺口4；
然后分别在检测线2、3上选择相同数量和相同分别的检测点，检测点越多，测量结果越准确，但考虑到测量的效率，一般选择大于等于20个检测点，其中51个检测点是较佳的数量；
提供检测装置(未图示)，该检测装置具有光源5可向晶圆表面发射光束50来测量光源5到晶圆表面的距离；
在进行热氧化步骤之前，采用检测装置，通过移动晶圆1，逐一测量光源5到晶圆表面(衬底10的表面)每一检测点的距离，该距离定义为基准距离；
然后进行热氧化步骤，在晶圆表面形成氧化物薄膜11；
采用检测装置，逐一测量光源5到晶圆表面(氧化物薄膜11的表面)每一检测点的距离，该距离定义为测量距离；将测量距离减去基准距离，获得的差值就是每一检测点处氧化物薄膜11的厚度；
然后判断这些差值是否在允许值范围内，若超出允许值范围，则说明晶圆进行热氧化制程后，晶圆产生的翘曲会影响后续制程；
若未超出允许值范围，则将检测线2和检测线3上在同一圆周上的两检测点所获得的差值进行比较；如果两差值相同，则说明该晶圆1的翘曲是均匀的，不需要进行补偿校正；如果两差值不相同，则说明晶圆1在热氧化步骤中，在X、Y方向产生了不同长度的翘曲(如表1所示)，会影响后续制程，就需要对该晶圆1进行补偿校正以避免影响后续制程。
表1是在同一圆周上分别位于两检测线2、3的检测点在热氧化之前和热氧化之后光源5到晶圆表面的距离。从表1可知，X方向和Y方向的两检测点厚度的差值分别为0.54微米、0.44微米，也就是说形成于晶圆表面的氧化层薄膜的厚度不均匀的。如果采用现有的只采用一条检测线的检测方法，则无法检测出上述不均匀的问题，而本发明提供的检测方法可以及时检测出，从而及时对其进行补偿校正，避免了后续制程出现对准标记位置异常的缺陷，提高了晶圆的成品率。
表1
单位：微米
晶圆的方向 X方向 Y方向 热氧化之前 61.7 64.72 热氧化之后 62.24 65.16 差值 0.54 0.44