硅片判定方法及装置

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种硅片判定方法及装置。

背景技术

在半导体工艺中，硅片表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一。在硅片出货过程中会经过颗粒检测工序，对硅片表面的颗粒进行检测，超过规定颗粒数量的硅片会判定为不合格品，另外，一些情况下，还需要判定硅片表面颗粒分布是否为特殊图案，目前只能通过人工来进行判定，效率较低而且容易造成漏判。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种硅片判定方法及装置，能够识别出表面颗粒分布为特殊图案的硅片。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

一种硅片判定方法，包括：

获取待检测硅片表面的颗粒分布信息，所述颗粒分布信息包括硅片表面颗粒的数量和坐标；

将所述硅片划分为多个扇形的子区域；

根据所述颗粒分布信息判断所述多个子区域内包含的颗粒是否满足预设规则，若满足，判定所述硅片表面的颗粒具有预设图案。

一些实施例中，所述子区域的圆心角为90°。

一些实施例中，所述根据所述颗粒分布信息判断所述多个子区域内包含的颗粒是否满足预设规则包括：

根据所述颗粒分布信息确定每一所述子区域内包含的颗粒数量和密度，所述预设规则包括：

第二个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第四个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之和大于预设阈值；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之比位于预设范围内；

其中，按照顺时针或逆时针方向，所述硅片依次划分为所述第一个子区域、所述第二个子区域、所述第三个子区域和所述第四个子区域。

一些实施例中，所述预设阈值为15-20。

一些实施例中，所述预设范围为0.8-1.2。

一些实施例中，所述获取待检测硅片表面的颗粒分布信息包括：

在所述待检测硅片的表面形成金属薄膜，同时形成包围所述待检测硅片表面颗粒的金属薄膜外壳；

对所述待检测硅片进行检测，在所述检测中，基于所述待检测硅片上颗粒对测量光的散射所形成的散射光信号，获得所述待检测硅片表面的颗粒分布信息；

检测完成后去除所述待检测硅片上的金属薄膜。

一些实施例中，所述颗粒包括二氧化硅颗粒、二氧化氮颗粒。

本发明实施例还提供了一种硅片识别装置，包括：

获取模块，用于获取待检测硅片表面的颗粒分布信息，所述颗粒分布信息包括硅片表面颗粒的数量和坐标；

划分模块，用于将所述硅片划分为多个扇形的子区域；

判定模块，用于根据所述颗粒分布信息判断所述多个子区域内包含的颗粒是否满足预设规则，若满足，判定所述硅片表面的颗粒具有预设图案。

一些实施例中，所述判定模块具体用于根据所述颗粒分布信息确定每一所述子区域内包含的颗粒数量和密度，所述预设规则包括：

第二个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第四个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之和大于预设阈值；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之比位于预设范围内；

其中，按照顺时针或逆时针方向，所述硅片依次划分为所述第一个子区域、所述第二个子区域、所述第三个子区域和所述第四个子区域。

一些实施例中，所述获取模块具体用于在所述待检测硅片的表面形成金属薄膜，同时形成包围所述待检测硅片表面颗粒的金属薄膜外壳；对所述待检测硅片进行检测，在所述检测中，基于所述待检测硅片上颗粒对测量光的散射所形成的散射光信号，获得所述待检测硅片表面的颗粒分布信息；检测完成后去除所述待检测硅片上的金属薄膜。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的硅片判定方法中的步骤。

本发明的有益效果是：

本实施例中，根据硅片表面的颗粒分布信息判断硅片多个子区域内包含的颗粒数量是否满足预设规则，若满足，判定硅片表面的颗粒具有预设图案，本实施例能够根据获取的硅片表面的颗粒分布信息自动判定硅片表面的颗粒是否具有预设图案，能够识别出表面颗粒分布为特殊图案的硅片，检测效率高，并且不会造成漏判。

附图说明

图1表示本发明实施例硅片判定方法的流程示意图；

图2表示本发明实施例将硅片划分为多个子区域的示意图；

图3表示本发明实施例硅片判定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种硅片判定方法及装置，能够识别出表面颗粒分布为特殊图案的硅片。

本发明实施例提供一种硅片判定方法，如图1所示，包括：

步骤101：获取待检测硅片表面的颗粒分布信息，所述颗粒分布信息包括硅片表面颗粒的数量和坐标；

在半导体工艺中，硅片表面会形成有异物质颗粒，可以采用光学检测方法来获取硅片表面的颗粒分布信息，光学检测方法具有不破坏硅片表面的清洁度、可实时检测等优点。

具体地，可以在所述待检测硅片的表面形成金属薄膜，同时形成包围所述待检测硅片表面颗粒的金属薄膜外壳；对所述待检测硅片进行检测，在所述检测中，基于所述待检测硅片上颗粒对测量光的散射所形成的散射光信号，获得所述待检测硅片表面的颗粒分布信息；检测完成后去除所述待检测硅片上的金属薄膜。

经过金属镀膜之后，待检测硅片的表面会被金属薄膜覆盖，与此同时，对于待检测硅片上有颗粒的情况，位于待检测硅片表面上的颗粒也会覆盖金属薄膜，从而形成具有金属薄膜外壳的颗粒。待检测硅片表面的颗粒通常为有机物、绝缘材料等，其中，二氧化硅材料、二氧化氮材料的颗粒最为常见，二氧化硅颗粒形成的检测信号最弱，是检测难度最大材料。通过在颗粒表面形成金属薄膜外壳，会大大增强颗粒对测量光的散射，形成较强的散射光信号，从而增加了检测精度。即使颗粒的尺寸较小，由于形成散射光信号较强，仍可以由探测器探测到，因此可以提高颗粒检测的检测极限。颗粒表面的金属薄膜外壳具有较高的反射率，可以增大散射信号，除此之外，当测量光投射到包括金属薄膜外壳的颗粒上时，会产生表面等离子体波现象，从而大大增强测量光的散射，进而增强散射信号。

本实施例中，所述金属薄膜的材料可以是金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钛(Ti)或铝(Al)，但是本发明并不限制于此。较佳地，所述金属薄膜材料为Ti或Al，因为在半导体制造工艺中Ti、Al为中后端中普遍使用的金属材料，并且，Ti、Al的镀膜、蚀刻和清洗等工艺在半导体生产中已经非常成熟。本实施例中，通过化学溶液清洗金属薄膜，选择化学溶液时，需选择可以和金属材料反应，同时又不会破坏测试待测硅片的清洗溶液。

本实施例中，在采用上述光学检测方法后，可以获取到硅片表面的颗粒的数量以及颗粒的坐标、粒径等信息，可以将这些信息存储在数据库中，当需要对硅片进行识别时，从数据库中读取这些信息。

步骤102：将所述硅片划分为多个扇形的子区域；

本实施例中，子区域的圆心角可以为30°、45°、60°、72°或90°，一具体示例中，如图2所示，将硅片01划分为4个子区域02，即子区域02的圆心角为90°，按照顺时针或逆时针方向，所述硅片依次划分为第一个子区域1、第二个子区域2、第三个子区域3和第四个子区域4。

步骤103：根据所述颗粒分布信息判断所述多个子区域内包含的颗粒是否满足预设规则，若满足，判定所述硅片表面的颗粒具有预设图案。

具体地，在将硅片01划分为多个扇形的子区域02后，根据所述颗粒分布信息确定每一所述子区域内包含的颗粒数量和密度，判断所述多个子区域内包含的颗粒数量和密度是否满足预设规则，所述预设规则可以包括：

第二个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第四个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之和大于预设阈值；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之比位于预设范围内；

其中，预设阈值和预设范围可以根据需要进行设定。比如，一些实施例中，预设阈值可以为15-20，具体地，预设阈值可以为15、16、17、18、19或20；预设范围可以为0.8-1.2，具体地，预设范围可以为0.9-1.1、0.8-1.0或1.0-1.2。

可以看出，在满足预设规则时，硅片上的绝大部分颗粒都聚集在第二个子区域和第四个子区域，这时，判定硅片为具有左右对称型特殊颗粒图案的硅片。

本实施例中，在需要检测的预设图案变化时，可以根据预设图案的特性对预设规则进行调整，使得本实施例的技术方案能够适用于多种特殊图案的识别。

本实施例中，根据硅片表面的颗粒分布信息判断硅片多个子区域内包含的颗粒数量是否满足预设规则，若满足，判定硅片表面的颗粒具有预设图案，本实施例能够根据获取的硅片表面的颗粒分布信息自动判定硅片表面的颗粒是否具有预设图案，能够识别出表面颗粒分布为特殊图案的硅片，检测效率高，并且不会造成漏判。

本发明实施例还提供了一种硅片判定装置，如图3所示，包括：

获取模块21，用于获取待检测硅片表面的颗粒分布信息，所述颗粒分布信息包括硅片表面颗粒的数量和坐标；

在半导体工艺中，硅片表面会形成有异物质颗粒，可以采用光学检测方法来获取硅片表面的颗粒分布信息，光学检测方法具有不破坏硅片表面的清洁度、可实时检测等优点。

具体地，获取模块21可以在所述待检测硅片的表面形成金属薄膜，同时形成包围所述待检测硅片表面颗粒的金属薄膜外壳；对所述待检测硅片进行检测，在所述检测中，基于所述待检测硅片上颗粒对测量光的散射所形成的散射光信号，获得所述待检测硅片表面的颗粒分布信息；检测完成后去除所述待检测硅片上的金属薄膜。

经过金属镀膜之后，待检测硅片的表面会被金属薄膜覆盖，与此同时，对于待检测硅片上有颗粒的情况，位于待检测硅片表面上的颗粒也会覆盖金属薄膜，从而形成具有金属薄膜外壳的颗粒。待检测硅片表面的颗粒通常为有机物、绝缘材料等，其中，二氧化硅材料、二氧化氮材料的颗粒最为常见，二氧化硅颗粒形成的检测信号最弱，是检测难度最大材料。通过在颗粒表面形成金属薄膜外壳，会大大增强颗粒对测量光的散射，形成较强的散射光信号，从而增加了检测精度。即使颗粒的尺寸较小，由于形成散射光信号较强，仍可以由探测器探测到，因此可以提高颗粒检测的检测极限。颗粒表面的金属薄膜外壳具有较高的反射率，可以增大散射信号，除此之外，当测量光投射到包括金属薄膜外壳的颗粒上时，会产生表面等离子体波现象，从而大大增强测量光的散射，进而增强散射信号。

本实施例中，所述金属薄膜的材料可以是金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钛(Ti)或铝(Al)，但是本发明并不限制于此。较佳地，所述金属薄膜材料为Ti或Al，因为在半导体制造工艺中Ti、Al为中后端中普遍使用的金属材料，并且，Ti、Al的镀膜、蚀刻和清洗等工艺在半导体生产中已经非常成熟。本实施例中，通过化学溶液清洗金属薄膜，选择化学溶液时，需选择可以和金属材料反应，同时又不会破坏测试待测硅片的清洗溶液。

本实施例中，在采用上述光学检测方法后，可以获取到硅片表面的颗粒的数量以及颗粒的坐标、粒径等信息，可以将这些信息存储在数据库中，当需要对硅片进行识别时，从数据库中读取这些信息。

划分模块22，用于将所述硅片划分为多个扇形的子区域；

本实施例中，子区域的圆心角可以为30°、45°、60°、72°或90°，一具体示例中，如图2所示，划分模块22将硅片01划分为4个子区域02，即子区域02的圆心角为90°，按照顺时针或逆时针方向，所述硅片依次划分为第一个子区域1、第二个子区域2、第三个子区域3和第四个子区域4。

判定模块23，用于根据所述颗粒分布信息判断所述多个子区域内包含的颗粒数量是否满足预设规则，若满足，判定所述硅片表面的颗粒具有预设图案。

具体地，在将硅片01划分为多个扇形的子区域02后，根据所述颗粒分布信息确定每一所述子区域内包含的颗粒数量和密度，判断所述多个子区域内包含的颗粒数量和密度是否满足预设规则，所述预设规则可以包括：

第二个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第四个子区域的颗粒密度大于第一个子区域和第三个子区域的颗粒密度；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之和大于预设阈值；

第二个子区域和第四个子区域的颗粒数量之比位于预设范围内；

其中，预设阈值和预设范围可以根据需要进行设定。比如，一些实施例中，预设阈值可以为15-20，具体地，预设阈值可以为15、16、17、18、19或20；预设范围可以为0.8-1.2，具体地，预设范围可以为0.9-1.1、0.8-1.0或1.0-1.2。

可以看出，在满足预设规则时，硅片上的绝大部分颗粒都聚集在第二个子区域和第四个子区域，这时，判定硅片为具有左右对称型特殊颗粒图案的硅片。

本实施例中，在需要检测的预设图案变化时，可以根据预设图案的特性对预设规则进行调整，使得本实施例的技术方案能够适用于多种特殊图案的识别。

本实施例中，根据硅片表面的颗粒分布信息判断硅片多个子区域内包含的颗粒数量是否满足预设规则，若满足，判定硅片表面的颗粒具有预设图案，本实施例能够根据获取的硅片表面的颗粒分布信息自动判定硅片表面的颗粒是否具有预设图案，能够识别出表面颗粒分布为特殊图案的硅片，检测效率高，并且不会造成漏判。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的硅片判定方法中的步骤。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储待检测终端设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算待检测终端设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。