晶圆评估方法、装置及可读存储介质与流程

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1.本发明实施例涉及晶圆加工技术领域，特别涉及一种晶圆评估方法、装置及可读存储介质。

背景技术：

2.晶体原生缺陷(crystal originated particle，cop)是由于在晶体生长过程中，通过空位聚集形成的八面体空洞，cop的产生将直接影响生产的晶圆是否合格，因此针对cop的监控就格外重要。目前的监控方法主要是通过人为的方法对粒子计数器(particle counter)的检测数据进行定期的监控。具体为按照不同载具，不同块(block)对晶圆进行抽查，抽到该载具后会对该载具内的所有晶圆进行套刻叠图(overlay)，通过这样的方式观察其检测map图，人为判定是否存在cop。但人工检测存在不能全检所有产品导致的漏检问题，且人为判定存在主观影响，导致对晶圆的评估结果不够准确。

技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种晶圆评估方法、装置及可读存储介质，解决人工检测cop不能全检所有产品的漏检问题，以及人为判定存在主观影响，对晶圆的评估结果不够准确的问题。
4.依据本发明实施例的第一方面，提供一种晶圆评估方法，包括：
5.获取晶圆图像；
6.在所述晶圆图像中划分多个区域；
7.按照相邻两个区域为一组，在所述多个区域中确定出多个区域组；
8.计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比；
9.在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定所述晶圆图像对应的晶圆为异常产品。
10.可选地，所述在所述晶圆图像中划分多个区域，包括：
11.在所述晶圆图像中按照由内向外划分多个区域；
12.其中，在相邻的两个区域中，靠内的区域为第一区域，靠外的区域为第二区域。
13.可选地，所述在所述晶圆按照由内向外划分多个区域，包括：
14.在所述晶圆图像中按照由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域。
15.可选地，所述计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比，包括：
16.按照由外向内的顺序，依次计算每个区域组中所述第二区域与所述第一区域的粒子密度比。
17.可选地，所述多个区域的数量为5至15个。
18.可选地，所述预设门限为3.5至4.5。
19.依据本发明实施例的第一方面，提供一种晶圆评估装置，包括：
20.获取模块，用于获取晶圆图像；
21.划分模块，用于在所述晶圆图像中划分多个区域；
22.第一确定模块，用于按照相邻两个区域为一组，在所述多个区域中确定出多个区域组；
23.计算模块，用于计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比；
24.第二确定模块，用于在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定所述晶圆图像对应的晶圆为异常产品。
25.可选地，所述划分模块，具体用于：
26.在所述晶圆图像中按照由内向外划分多个区域；
27.其中，在相邻的两个区域中，靠内的区域为第一区域，靠外的区域为第二区域。
28.可选地，所述划分模块，具体用于：
29.在所述晶圆图像中按照由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域。
30.可选地，所述计算模块，具体用于：
31.按照由外向内的顺序，依次计算每个区域组中所述第二区域与所述第一区域的粒子密度比。
32.可选地，所述多个区域的数量为5至15个。
33.可选地，所述预设门限为3.5至4.5。
34.依据本发明实施例的第一方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的晶圆评估方法的步骤。
35.本发明实施例中，将晶圆图像划分为多个区域，并按照相邻两个区域为一组，计算区域组中的两个区域的粒子密度比，在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，判定晶圆图像对应的晶圆为异常产品。这样，一方面，相比于现有对晶圆进行套刻叠图并观察的方法，计算两个区域的粒子密度比的检测方法更易执行，能够应用于对全部晶圆的检测，实现针对全部产品的全检，避免漏检问题，另一方面，统一的规则能够适用于自动检测，从而舍弃人工检测，避免检测受到主观影响，提高对晶圆评估结果的准确性。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例提供的晶圆评估方法流程示意图；
38.图2为本发明实施例提供的应用场景示意图；
39.图3为拉晶晶体分界示意图；
40.图4为环形cop的形成过程图；
41.图5为环状cop圆环半径占比图；
42.图6为不同区域平均颗粒个数图；
43.图7为cop区域与内环区域比值占比图；
44.图8为cop区域与外环区域比值占比图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.参见图1，本技术实施例提供一种晶圆评估方法，包括如下步骤：
47.步骤101：获取晶圆图像；该晶圆图像可以通过现有方式获取，考虑到针对cop的检测需要使用微观图像，因此可以采用显微镜摄像头进行拍摄获取。
48.步骤102：在晶圆图像中划分多个区域；
49.步骤103：按照相邻两个区域为一组，在多个区域中确定出多个区域组；
50.步骤104：计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比；
51.步骤105：在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定晶圆图像对应的晶圆为异常产品。晶圆上存在cop的区域会出现明显粒子密度变化，因此本技术实施例中，基于相邻两区域之间的粒子密度比既可判断出是否存在cop。
52.本发明实施例中，将晶圆图像划分为多个区域，并按照相邻两个区域为一组，计算区域组中的两个区域的粒子密度比，在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，判定晶圆图像对应的晶圆为异常产品。这样，一方面，相比于现有对晶圆进行套刻叠图并观察的方法，计算两个区域的粒子密度比的检测方法更易执行，能够应用于对全部晶圆的检测，实现针对全部产品的全检，避免漏检问题，另一方面，统一的规则能够适用于自动检测，从而舍弃人工检测，避免检测受到主观影响，提高对晶圆评估结果的准确性。
53.在一种可能的实施方式中，在晶圆图像中划分多个区域，包括：
54.在晶圆图像中按照由内向外划分多个区域；
55.其中，在相邻的两个区域中，靠内的区域为第一区域，靠外的区域为第二区域。
56.在本技术实施例中，针对晶圆图像中的区域划分具体是按照由内向外划分，其中对于相邻的两个区域中，内区域为第一区域，外区域为第二区域。需要说明的是，本技术实施例中所述的内外概念均是以晶圆图像本身的内外定义的，即上述由内向外指的是从晶圆图像的中心向晶圆图像的边缘方向。
57.进一步地，在晶圆按照由内向外划分多个区域，包括：
58.在晶圆图像中按照由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域。
59.在本技术实施例中，针对晶圆图像中的区域划分具体是由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域，相应地，上述第一区域和第二区域即为相邻两区域中的内圈区域和外圈区域。
60.采用环形区域划分是考虑到晶圆本身的形状以及生产过程，将区域划分为环形，区域内的粒子密度更加均匀，这样计算出的粒子密度比也更加准确。同时采用环形区域划分，更有利于排查出环形cop。
61.例如图2所示，针对晶圆图像采用由内向外的环形区域划分；在图2所示的晶圆图像中能够看到明显密集的点组成的圈，其示出了环形cop的情况，相应地，晶圆图像采用环形区域划分，更有利于排查出环形cop。
62.在一种可能的实施方式中，计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比，包括：
63.按照由外向内的顺序，依次计算每个区域组中第二区域与第一区域的粒子密度比。
64.在本技术实施例中，依次对多个区域组进行粒子密度比计算，具体是计算每个区域组中外圈区域(即第二区域)与内圈区域(即第一区域)的粒子密度比，由于是外圈比内圈，因此对整体晶圆图像范围内，按照由外向内的顺序依次计算各区域组内的粒子密度比。
65.在一种可能的实施方式中，多个区域的数量为5至15个。一种可选的区域数量为10个，如图2所示。
66.针对上述区域的数量的设置是基于cop形成过程考虑的，在现有工艺中，如图3所示，通过磁控直拉单晶硅技术(magnetic field applied czochralski method，mcz)即mcz直拉法所制备的单晶硅具有晶体缺陷，例如晶体原生缺陷(cop),流型缺陷(fpd)，氧化诱生层错(oisf)，直接表面氧化缺陷(dsod)等。这些缺陷的聚集不仅会造成硅基板氧化膜的耐压不良，还会造成pn结漏电、槽型电容短路或绝缘失效等问题，降低集成电路的成品率。因此，需要通过拉晶炉内温度和晶体生长速度将晶体品质控制在点缺陷区。根据缺陷的类型和聚集方式不同，将区分以下晶体领域：空位缺陷聚集区(v-rich),边界(p-band),空位点缺陷区(pv),间隙点缺陷区(pi)和间隙缺陷聚集区(i-rich)。因不同的晶体缺陷众多，故需要设定区域时就要设定至少五个以上的分区。
67.如图4所示，同时环状cop的形成来自晶体生产过程当中液体和固体的边界，其分布的圆环半径分布据统计最宽不超过10mm，如图5所示，共统计环状cop样本5000片。故为覆盖所有情况，针对于300mm尺寸晶圆，其圆环分区最多可设置为15个，保证分区圆环半径最小为10mm。
68.在一种可能的实施方式中，预设门限为3.5至4.5。一种可选的预设门限为4.0。
69.针对上述预设门限的设置，选用与上文圆环半径占比统计时的相同样本，且分区选用分区数量为10的区域，由内到外标记为区域1～10。对其具有环状cop区域及其前后区域的particle个数进行统计，发现其数量不具有明显的特征，如图6所示。其次对其进行了比值分析，发现当存在环状cop的时候，其与相邻区域的比值大多分布在4.0以上，故预设门限推荐值为3.5～4.5，如下图7、8所示。为了更准确的区分环状cop，对cop区域与内环比值，与外环比值都做了统计，发现在4.0左右较为准确，其大于4.0的占比可达到95％以上，可看出预设门限为4.0时较为准确。
70.本技术实施例还提供一种晶圆评估装置，该装置可以独立设置的装置，也可以是额外设置在现有系统中的功能装置，本技术实施例对此不做具体限定。
71.装置包括：
72.获取模块，用于获取晶圆图像；
73.划分模块，用于在晶圆图像中划分多个区域；
74.第一确定模块，用于按照相邻两个区域为一组，在多个区域中确定出多个区域组；
75.计算模块，用于计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比；
76.第二确定模块，用于在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定晶圆图像对应的晶圆为异常产品。
77.可选地，划分模块，具体用于：
78.在晶圆图像中按照由内向外划分多个区域；
79.其中，在相邻的两个区域中，靠内的区域为第一区域，靠外的区域为第二区域。
80.可选地，划分模块，具体用于：
81.在晶圆图像中按照由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域。
82.可选地，计算模块，具体用于：
83.按照由外向内的顺序，依次计算每个区域组中第二区域与第一区域的粒子密度比。
84.可选地，多个区域的数量为5至15个。
85.可选地，预设门限为3.5至4.5。
86.需要说明的是，上述各模块划分可以是具体的独立设置的硬件模块，或者也可以是集成在一起的虚拟模块，本技术实施例对此不做具体限定。
87.本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述晶圆评估方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
88.其中，所述处理器为上述实施例中所述的终端中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器rom、随机存取存储器ram、磁碟或者光盘等。
89.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

技术特征：

1.一种晶圆评估方法，其特征在于，包括：获取晶圆图像；在所述晶圆图像中划分多个区域；按照相邻两个区域为一组，在所述多个区域中确定出多个区域组；计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比；在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定所述晶圆图像对应的晶圆为异常产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述晶圆图像中划分多个区域，包括：在所述晶圆图像中按照由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个区域的数量为5至15个。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设门限为3.5至4.5。5.一种晶圆评估装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取晶圆图像；划分模块，用于在所述晶圆图像中划分多个区域；第一确定模块，用于按照相邻两个区域为一组，在所述多个区域中确定出多个区域组；计算模块，用于计算所述区域组中的两个区域的粒子密度比；第二确定模块，用于在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定所述晶圆图像对应的晶圆为异常产品。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述划分模块，具体用于：在所述晶圆图像中按照由内向外，等间距划分出多个圆心相同的环形区域。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述多个区域的数量为5至15个。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设门限为3.5至4.5。9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的晶圆评估方法的步骤。

技术总结

本发明实施例提供一种晶圆评估方法、装置及可读存储介质，包括：获取晶圆图像；在晶圆图像中划分多个区域；按照相邻两个区域为一组，在多个区域中确定出多个区域组；计算区域组中的两个区域的粒子密度比；在计算出的所述粒子密度比大于预设门限的情况下，确定晶圆图像对应的晶圆为异常产品。应的晶圆为异常产品。应的晶圆为异常产品。