專(zhuān)利名稱(chēng)：晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，且尤其涉及一種晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于表面粗糙度的檢測(cè)，最早人們是用標(biāo)準(zhǔn)樣件或樣塊，通過(guò)肉眼觀察
或用手觸摸，對(duì)表面粗糙度做出定'1^的綜合評(píng)定。1929年德國(guó)的施馬爾茨(g. schmalz)首先對(duì)表面微觀不平度的深度進(jìn)行了定量測(cè)量。1936年美國(guó)的艾卜特(e. j.abbott)研制成功第一臺(tái)車(chē)間用的測(cè)量表面粗糙度的輪廓儀。1940年英國(guó)taylor-hobson公司研制成功表面粗糙度測(cè)量?jī)x"泰呂塞夫(talysurf)"。以后，各國(guó)又相繼研制出多種測(cè)量表面粗糙度的儀器。目前，測(cè)量表面粗糙度常用的方法有比較法、光切法、干涉法、針描法和印模法等，而測(cè)量迅速方便、測(cè)值精度較高、應(yīng)用最為廣泛的就是采用針描法原理的表面粗糙度測(cè)量?jī)x。針描法又稱(chēng)觸針?lè)?。?dāng)觸針直接在工件被測(cè)表面上輕輕劃過(guò)時(shí)，由于被測(cè)表面輪廓峰谷起伏，觸針將在垂直于被測(cè)輪廓表面方向上產(chǎn)生上下移動(dòng)，把這種移通過(guò)電子裝置把信號(hào)加以放大，然后通過(guò)指零表或其它輸出裝置將有關(guān)粗糙度的數(shù)據(jù)或圖形輸出來(lái)。
粗糙度測(cè)試儀用于計(jì)量室及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工作表面粗糙度進(jìn)行高精度的測(cè)量，粗糙度測(cè)試儀采用接觸式方式，能迅速精確直觀地測(cè)量出表面粗糙度值，儀器采用電感式探頭，測(cè)量誤差小，重復(fù)性好，鉆石觸針經(jīng)久耐用，配置16位單片微處理器，智能化程度高，使用特別方便，能迅速讀出所需的參數(shù)，并可根據(jù)需要打印出全部測(cè)試數(shù)據(jù)及輪廓圖形，LCD能顯示測(cè)量過(guò)程中的觸針位置，避免人為造成的誤差。
粗糙度是實(shí)際表面同規(guī)定平面的小數(shù)值范圍的偏差，例如圖l所示，圖1為表面粗糙度的放大狀況示意圖，它有許多小的距離很近的峰和谷，它是晶圓表面紋理的標(biāo)志。表面微粗糙度測(cè)量了晶圓表面最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高度差別，它的單位是納米或者埃。粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)是用均方根來(lái)表示的，它是規(guī)定平面所有測(cè)量數(shù)值的平方的平均值的平方根。這是一個(gè)用來(lái)確定最可能的測(cè)量數(shù)據(jù)的普通統(tǒng)計(jì)方法。
對(duì)芯片制造來(lái)講，晶圓表面的粗糙度對(duì)背面金屬薄膜沉積粘附度是相當(dāng)重要的，因此，晶圓表面的粗糙度需要實(shí)時(shí)的加以監(jiān)控，以確保生產(chǎn)出高品質(zhì)的晶圓，而現(xiàn)有的粗糙度測(cè)試方法是將晶圓逐個(gè)的放到粗糙度測(cè)試儀下去測(cè)試，所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，根本無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中晶圓表面粗糙度無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)的問(wèn)題。
本發(fā)明提供了一種晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法，包括如下步驟從同一批次的晶圓中挑選出至少三個(gè)不同粗糙度的晶圓作為樣品；將每個(gè)所述樣品放到粗糙度測(cè)試儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的粗糙度；將每個(gè)所述樣品放到光學(xué)檢測(cè)儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的反光度；建立所述粗糙度和所述反光度之間的關(guān)系式；將同一批次的晶圓逐個(gè)通過(guò)光學(xué)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，得出每個(gè)所述晶圓的反光度，根據(jù)所述關(guān)系式，得出每個(gè)所述晶圓的粗糙度。
可選的，所述樣品為六個(gè)不同粗糙度的晶圓。
可選的，所述關(guān)系式為線性關(guān)系式。
可選的，用最小二乘法對(duì)所述粗糙度和所述反光度的值進(jìn)行擬合，建立所述關(guān)系式。
由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明用光學(xué)檢測(cè)儀代替了粗糙度測(cè)試儀，由于光學(xué)檢測(cè)儀直接檢測(cè)的是反光度，因此可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，另外預(yù)先建立好粗糙度和反光度之間的關(guān)系式，由實(shí)時(shí)檢測(cè)出的反光度便可實(shí)時(shí)得到晶圓的粗糙度，從而確保了生產(chǎn)出的晶圓為高品質(zhì)的晶圓。


4圖1為表面粗糙度的放大狀況示意圖2為本發(fā)明晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法的流程圖3為本發(fā)明晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法一實(shí)施例的粗糙度和反光度的關(guān) 系示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。
首先，請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法的流程圖，從 圖2中可以看出，本發(fā)明包括如下步驟步驟ll:從同一批次的晶圓中挑選 出至少三個(gè)不同粗糙度的晶圓作為樣品；步驟12:將每個(gè)所述樣品放到粗糙 度測(cè)試儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的粗糙度；步驟13:將每個(gè)所述樣品放到光 學(xué)檢測(cè)儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的反光度；步驟14:建立所述粗糙度和所述 反光度之間的關(guān)系式， 一般關(guān)系式為線性關(guān)系式；步驟15:將同一批次的晶 圓逐個(gè)通過(guò)光學(xué)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，得出每個(gè)所述晶圓的反光度，根據(jù)所述關(guān) 系式，求出每個(gè)所述晶圓的粗糙度。
下面，請(qǐng)看一實(shí)施例。
首先，從同一批次的晶圓中挑選出六個(gè)不同粗糙度的晶圓作為樣品，樣 品數(shù)量一般不要低于三個(gè)，因?yàn)闃悠窋?shù)量如果太少，會(huì)影響到將來(lái)關(guān)系式中 涉及的未知數(shù)的精確度，如果單純的從精確度角度來(lái)說(shuō)，樣品的數(shù)量是越多 越好，但是，還要考慮實(shí)際操作的效率，因此，本實(shí)施例將樣品的數(shù)量選擇 為六個(gè)。
接著，將六個(gè)樣品逐一放到粗糙度測(cè)試儀下進(jìn)行檢測(cè)，給六個(gè)樣品分別 編號(hào)為l-6，假設(shè)y為樣品的粗糙度，得到檢測(cè)結(jié)果yl-1980埃，y24760埃， y3-1620埃，y4-1100埃，y5-1000埃，y6-650埃。然后將六個(gè)樣品逐一放到光 學(xué)檢測(cè)儀下進(jìn)行檢測(cè)，假設(shè)x為樣品的反光度，得到檢測(cè)結(jié)果xh0.08埃， x2:0.144埃，x3K).203埃，x4-0.386埃，x5峋.496埃，x6-0.75埃。
5下面，建立所述粗糙度和所述反光度之間的關(guān)系式。首先將每個(gè)樣品的
粗糙度和反光度結(jié)合在一起，在一個(gè)x-y直角坐標(biāo)系里面，每個(gè)樣品表示成 一個(gè)點(diǎn)，縱軸表示粗糙度，橫軸表示反光度，即如圖3所示，圖3為本發(fā)明 晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法一實(shí)施例的粗糙度和反光度的關(guān)系示意圖。
然后，使用最小二乘法擬合粗糙度和反光度的值，得出相互之間的關(guān)系 式，計(jì)算過(guò)程如下
當(dāng)將粗糙度和反光度的數(shù)據(jù)描繪在x-y直角坐標(biāo)系中時(shí)，發(fā)現(xiàn)這六個(gè)點(diǎn)在 一條直線的附近，因此，令這條直線方程如下
Y二a。+aiX (i-i)
其中Y表示任意的粗糙度，X表示任意的反光度，a。和a,為任意實(shí)數(shù)。接 著，令
6 2
p =》yi-Y) Q—2)
i=l
其中yi在i=l至6時(shí)，即表示yl至y6。 將等式(1-1)代入等式(1-2 )得到
6 2
p =》yi-ao-alXi) (1一3)
i=l
接著函數(shù)p對(duì)a。和ai分別求偏導(dǎo)數(shù)，且令偏導(dǎo)數(shù)等于零，便會(huì)得到只含有
未知數(shù)a。和a, —個(gè)方程組
' 6 6
6*a0+(2>i) *a1=》i
i=l i=l 6 6 2 6 ( )
(ExD*ao+(Sxi )*ai =Hxi
、i=l i=l i=l
將xl至x6的值以及yl至y6的值代入方程組(1-4 ),計(jì)算得出 a。=-2358, a,=2114，由此得出粗糙度和反光度之間的關(guān)系式為
Y=-2358+2114*X (1-5)
為了判斷最小二乘法擬合情況的好與壞， 一般通過(guò)相關(guān)系數(shù)"R"或者"i 2，， 來(lái)衡量，當(dāng)相關(guān)系數(shù)"R"或者"i 2"越接近l時(shí)，表示擬合的情況越好。通過(guò)計(jì)算，本實(shí)施例中及2=0. 988,表示擬合情況比較好。
在得到粗糙度和反光度之間的關(guān)系式(1-5)之后，將同一批次的晶圓逐 個(gè)通過(guò)光學(xué)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，得出每個(gè)所迷晶圓的反光度，根據(jù)關(guān)系式(l-5 )， 求出每個(gè)所述晶圓的粗糙度。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟從同一批次的晶圓中挑選出至少三個(gè)不同粗糙度的晶圓作為樣品；將每個(gè)所述樣品放到粗糙度測(cè)試儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的粗糙度；將每個(gè)所述樣品放到光學(xué)檢測(cè)儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的反光度；建立所述粗糙度和所述反光度之間的關(guān)系式；將同一批次的晶圓逐個(gè)通過(guò)光學(xué)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，得出每個(gè)所述晶圓的反光度，根據(jù)所述關(guān)系式，得出每個(gè)所述晶圓的粗糙度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于所述樣 品為六個(gè)不同粗糙度的晶圓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于所述關(guān) 系式為線性關(guān)系式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l或3所述的晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于用 最小二乘法對(duì)所述粗糙度和所述反光度的值進(jìn)行擬合，建立所述關(guān)系式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶圓表面粗糙度檢測(cè)方法，包括如下步驟從同一批次的晶圓中挑選出至少三個(gè)不同粗糙度的晶圓作為樣品；將每個(gè)所述樣品放到粗糙度測(cè)試儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的粗糙度；將每個(gè)所述樣品放到光學(xué)檢測(cè)儀下進(jìn)行檢測(cè)，得出各自的反光度；建立所述粗糙度和所述反光度之間的關(guān)系式；將同一批次的晶圓逐個(gè)通過(guò)光學(xué)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，得出每個(gè)所述晶圓的反光度，根據(jù)所述關(guān)系式，得出每個(gè)所述晶圓的粗糙度。本發(fā)明能夠?qū)A表面的粗糙度進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，有利于提高晶圓的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01B11/30GK101650170SQ20091005537
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者劉瑋蓀, 侃 周, 孔令芬, 楊建軍 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司