本發(fā)明屬于檢測(cè)，具體涉及一種基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓是集成電路制造的基礎(chǔ)材料，是集成電路發(fā)展的基石，目前大多數(shù)集成電路芯片都在晶圓上通過(guò)體硅工藝制造完成。在集成電路的制造過(guò)程中，晶圓的電阻率是一個(gè)重要的工藝參數(shù)，因此，需要對(duì)晶圓電阻率進(jìn)行高精度、高效率的檢測(cè)。

2、目前，傳統(tǒng)檢測(cè)方法如四探針?lè)ㄓ捎谄涓呔珳?zhǔn)度和高穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于晶圓電阻率的檢測(cè)，然而四探針?lè)ㄊ且环N接觸式檢測(cè)方法，在檢測(cè)過(guò)程中，探針與晶圓之間的接觸可能會(huì)對(duì)晶圓表面造成損傷和污染，并且四探針?lè)z測(cè)效率低、檢測(cè)范圍小，難以適應(yīng)對(duì)于晶圓表面完整性要求高的工作場(chǎng)景。因此需要開(kāi)發(fā)出高精度、高效率的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，以解決傳統(tǒng)檢測(cè)方法所存在的問(wèn)題。

3、非接觸式晶圓電阻率檢測(cè)方法有電感法、微波法、激光法等，這些方法提供了快速和無(wú)損的方法來(lái)檢測(cè)晶圓的電阻率。在這些方法中，電感法因其快速、高精度、低成本等優(yōu)點(diǎn)而廣受青睞。電感法中由交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)電感線圈，在晶圓中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，交變感應(yīng)電流通過(guò)互感改變電感線圈的阻抗值。不同的晶圓電阻率對(duì)應(yīng)不同的交變感應(yīng)電流強(qiáng)度，通過(guò)互感使線圈阻抗發(fā)生不同的變化。因此通過(guò)檢測(cè)電感線圈的阻抗值，即可測(cè)得晶圓的電阻率。

4、電感法的精度主要受提離高度(lod)變化的影響，lod為電感線圈與晶圓表面之間的距離，檢測(cè)過(guò)程中l(wèi)od的變化會(huì)增加檢測(cè)誤差。由于環(huán)境振動(dòng)和檢測(cè)中的位置誤差，lod的變化是不可避免的。為了提高電感法檢測(cè)的精度，在傳統(tǒng)的電感法晶圓電阻率檢測(cè)時(shí)通常采用高精度的機(jī)械定位系統(tǒng)，使lod保持不變，這樣雖然檢測(cè)精度明顯提高，但高精度的機(jī)械定位系統(tǒng)也使檢測(cè)設(shè)備的制造成本急劇增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有晶圓檢測(cè)技術(shù)存在的損傷晶圓表面、檢測(cè)效率低、檢測(cè)精度低、制造成本高等問(wèn)題，提供了一種基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，該方法將電感線圈和激光測(cè)距傳感器進(jìn)行集成并同步工作，當(dāng)電感線圈進(jìn)行電阻率檢測(cè)時(shí)，激光測(cè)距傳感器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)lod值，并根據(jù)lod值，對(duì)測(cè)得的電阻率值進(jìn)行修正，該設(shè)備能夠在不使用高精度定位系統(tǒng)的條件下明顯提高電感法電阻率檢測(cè)的精度，大幅降低晶圓電阻率檢測(cè)設(shè)備的成本。

2、本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，包括xy兩軸工作臺(tái)以及安裝在該xy兩軸工作臺(tái)上的檢測(cè)探頭，通過(guò)xy兩軸工作臺(tái)控制檢測(cè)探頭在xy平面的任意檢測(cè)位置；

4、所述檢測(cè)探頭上設(shè)置有激光測(cè)距傳感器和電感傳感器，其中，所述電感傳感器用于通過(guò)電感法檢測(cè)晶圓的電阻率，所述激光測(cè)距傳感器，用于檢測(cè)電感傳感器距離晶圓表面的距離lod值；

5、首先進(jìn)行標(biāo)定：選擇用于標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)晶圓樣片，該樣片的電阻率ρ已知；檢測(cè)不同lod值下電感傳感器輸出的電壓值并進(jìn)行記錄，從而得到在不同lod值下電阻率與電感傳感器輸出電壓值關(guān)系；

6、進(jìn)行檢測(cè)：對(duì)于待測(cè)的晶圓，通過(guò)控制xy兩軸工作臺(tái)，調(diào)節(jié)檢測(cè)探頭的位置，進(jìn)行任意位置的單點(diǎn)或多點(diǎn)全局檢測(cè)，電感傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)晶圓并輸出電壓值，激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)lod值，根據(jù)該lod值對(duì)電感傳感器測(cè)得的電阻率值進(jìn)行修正：即，根據(jù)標(biāo)定得到的不同lod值下電阻率與電感傳感器輸出電壓值關(guān)系，進(jìn)而得到當(dāng)前激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)的lod值所對(duì)應(yīng)的待測(cè)晶圓的電阻率。

7、在上述技術(shù)方案中，所述xy兩軸工作臺(tái)包括基座、x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座上，y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，通過(guò)x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿x軸方向移動(dòng)，所述檢測(cè)探頭安裝在y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，通過(guò)y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)探頭沿y軸方向移動(dòng)。

8、在上述技術(shù)方案中，x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，作為x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源；y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端設(shè)置有第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，作為y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源。

9、在上述技術(shù)方案中，在所述xy兩軸工作臺(tái)上還設(shè)置有晶圓臺(tái)，所述晶圓臺(tái)通過(guò)螺栓固定安裝在xy兩軸工作臺(tái)的基座上，在晶圓臺(tái)上設(shè)置有u型槽，用于將待檢測(cè)的晶圓放入該u型槽中。

10、在上述技術(shù)方案中，在所述xy兩軸工作臺(tái)上還設(shè)置有控制系統(tǒng)，用于控制本設(shè)備工作。

11、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

12、高靈敏度：能夠檢測(cè)1×10-5—1×102ω·cm范圍內(nèi)的電阻率變化。

13、自動(dòng)校準(zhǔn)：當(dāng)lod發(fā)生變化時(shí)激光測(cè)距傳感器可以自動(dòng)檢測(cè)并校準(zhǔn)檢測(cè)結(jié)果。

14、無(wú)需接觸：檢測(cè)過(guò)程中不需要與晶圓直接接觸，避免了對(duì)材料表面的潛在損害。

15、快速高效：能夠?qū)崿F(xiàn)整體性快速檢測(cè)，提高檢測(cè)效率。

16、即時(shí)結(jié)果：檢測(cè)后可以立即獲得結(jié)果，無(wú)需等待。

17、適用性廣：適用于各種導(dǎo)電材料，包括鐵磁性和非鐵磁性材料。

技術(shù)特征：

1.一種基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：包括xy兩軸工作臺(tái)以及安裝在該xy兩軸工作臺(tái)上的檢測(cè)探頭，通過(guò)xy兩軸工作臺(tái)控制檢測(cè)探頭在xy平面的任意檢測(cè)位置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：所述xy兩軸工作臺(tái)包括基座、x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座上，y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，通過(guò)x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)沿x軸方向移動(dòng)，所述檢測(cè)探頭安裝在y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，通過(guò)y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)探頭沿y軸方向移動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，作為x軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源；y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端設(shè)置有第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，作為y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：在所述xy兩軸工作臺(tái)上還設(shè)置有晶圓臺(tái)，用于放置晶圓。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：所述晶圓臺(tái)通過(guò)螺栓固定安裝在xy兩軸工作臺(tái)的基座上。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：在晶圓臺(tái)上設(shè)置有u型槽，用于將待檢測(cè)的晶圓放入該u型槽中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于：在所述xy兩軸工作臺(tái)上還設(shè)置有控制系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于激光校準(zhǔn)電感法的晶圓電阻率無(wú)損檢測(cè)方法，包括兩軸工作臺(tái)以及安裝在該兩軸工作臺(tái)上的檢測(cè)探頭，通過(guò)兩軸工作臺(tái)能夠控制檢測(cè)探頭的檢測(cè)位置，在檢測(cè)探頭上設(shè)置有激光測(cè)距傳感器和電感傳感器。檢測(cè)時(shí)，電感傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)晶圓并輸出電壓值，激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)LOD值，根據(jù)該LOD值對(duì)電感傳感器測(cè)得的電阻率值進(jìn)行修正：即，根據(jù)標(biāo)定得到的不同LOD值下電阻率與電感傳感器輸出電壓值關(guān)系，進(jìn)而得到當(dāng)前激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)的LOD值所對(duì)應(yīng)的待測(cè)晶圓的電阻率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊正春,蔣文龍,曲子濂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2