一种晶圆的制备方法、晶圆及半导体系统与流程

本发明涉及晶圆边缘加工，尤其涉及一种晶圆的制备方法、晶圆及半导体系统。

背景技术：

1、在半导体晶圆加工领域，晶圆定位边（flat edge）是晶圆外缘上的一段平直结构，主要用于标识晶圆的晶体学方向，是后续光刻对准等关键工艺的重要参考基准，确保了晶圆加工过程中的定位准确性。

2、在半导体器件的制造流程中，晶圆在早期初加工成型时，往往缺乏高精度的定位基准。为保证后续工序的对准精度，需在晶圆边缘加工出与晶圆内部特定晶向严格对齐的目标定位边，而这一过程依赖于对晶圆内部特定晶向相对外部承载治具的精确空间定位，以便为后续的切割设备提供准确的加工坐标。

3、目前，业内普遍采用x射线衍射（x-ray diffraction，xrd）设备对晶圆进行单面扫描测量，以标定晶向位置；但是这种方式使得最终切割出的目标定位边会与真实晶向产生偏差，降低了晶圆的定位边加工精度。

4、应当注意，上面对背景技术的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、本发明的目的在于揭示一种晶圆的制备方法、晶圆及半导体系统，用于解决现有技术中的x射线衍射设备对晶圆进行单面扫描测量标定的晶向位置，导致最终切割出的目标定位边与真实晶向产生偏差，降低了晶圆的定位边加工精度的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种晶圆的制备方法，包括：将待处理晶圆的第一表面向上并放置于固定装置；

3、将装载所述待处理晶圆的所述固定装置放入x射线衍射仪，以对所述第一表面进行phi扫描，得到第一扫描曲线；

4、将所述待处理晶圆的第二表面向上并放置于所述固定装置，以对所述第二表面进行phi扫描，得到第二扫描曲线；其中，所述第一扫描曲线与所述第二扫描曲线分别用于表示多个面内扫描角度与多个衍射强度的对应关系；

5、基于所述第一扫描曲线与所述第二扫描曲线，确定所述待处理晶圆的特定晶向与所述固定装置的底边之间的夹角，得到定位角；

6、基于所述定位角，对所述待处理晶圆进行切割，得到具有定位边的晶圆。

7、作为本发明的进一步改进，所述基于所述第一扫描曲线与所述第二扫描曲线，确定所述待处理晶圆的特定晶向与所述固定装置的底边之间的夹角，得到定位角，包括：

8、从所述第一扫描曲线中提取最大衍射强度对应的面内扫描角度，得到第一角度；

9、从所述第二扫描曲线中提取最大衍射强度对应的面内扫描角度，得到第二角度；

10、基于所述第一角度与所述第二角度，计算得到所述定位角。

11、作为本发明的进一步改进，所述基于所述第一角度与所述第二角度，计算得到所述定位角，包括：

12、计算所述第二角度与所述第一角度的差值，将所述差值的二分之一作为所述定位角；

13、其中，所述第二角度大于所述第一角度。

14、作为本发明的进一步改进，所述特定晶向为所述[10-10]晶向；

15、和/或，所述x射线衍射仪还包括样品台，所述样品台用于承载所述固定装置；所述第一角度满足：φ1=α－β；所述第二角度满足：φ2=α+β；其中，β为所述定位角，α为所述x射线衍射仪出射的x射线在所述样品台表面上的投影光与所述样品台的底边之间的夹角。

16、作为本发明的进一步改进，所述基于所述定位角，对所述待处理晶圆进行切割，得到具有定位边的晶圆，包括：

17、将装载所述待处理晶圆的所述固定装置放置于切割设备的工作台，使所述固定装置的底边与所述切割设备的基准方向对齐；

18、将所述工作台旋转所述定位角，以使所述特定晶向与所述切割设备的切割方向对齐；

19、沿所述切割方向对所述待处理晶圆进行切割，形成所述定位边。

20、作为本发明的进一步改进，对所述待处理晶圆进行切割之前，所述方法还包括：

21、重复执行对所述第一表面与所述第二表面的phi扫描操作，获取至少两个所述定位角；

22、计算所述至少两个定位角的标准差；

23、当标准差小于等于设定标准差阈值时，计算所述至少两个定位角的均值作为最终的定位角。

24、作为本发明的进一步改进，对所述第一表面进行phi扫描的扫描范围为0°~60°，扫描步长为0.1°/秒；

25、和/或，对所述第二表面进行phi扫描的扫描范围为0°~60°，扫描步长为0.1°/秒。

26、作为本发明的进一步改进，所述待处理晶圆为氮化镓，所述第一表面为镓面，所述第二表面为氮面。

27、第二方面，本发明还提供了一种晶圆，所述晶圆采用第一方面中任一项所述的晶圆的制备方法制备得到。

28、第三方面，本发明还提供了一种半导体系统，包括：x射线衍射仪，用于分别对所述待处理晶圆的第一表面与第二表面进行phi扫描，得到第一扫描曲线与第二扫描曲线；其中，所述第一扫描曲线与所述第二扫描曲线分别用于表示多个面内扫描角度与多个衍射强度的对应关系；

29、处理设备，与所述x射线衍射仪耦接，用于基于所述第一扫描曲线与所述第二扫描曲线，确定所述待处理晶圆的特定晶向与所述固定装置的底边之间的夹角，得到定位角；

30、切割设备，与所述处理设备耦接，用于基于所述定位角，对所述待处理晶圆进行切割，得到具有定位边的晶圆。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将待处理晶圆的第一表面向上并放置于固定装置，将装载待处理晶圆的固定装置放入x射线衍射仪，以对第一表面进行phi扫描，得到第一扫描曲线；将待处理晶圆从固定装置上取下，沿水平方向翻转180°，使第二表面朝上，重新放置于同一固定装置上并固定以对第二表面进行phi扫描，得到第二扫描曲线；通过联立分析两条扫描曲线，即可消除误差，从而准确提取出特定晶向与底边之间的定位角；在获得定位角后，将待处理晶圆转移至切割设备；切割时，以待处理晶圆的特定晶向为基准方向，结合定位角对待处理晶圆的边缘进行切割，形成一段平直的定位边。相较于现有技术中仅对晶圆单一表面进行一次phi扫描的方式，本发明通过对待处理晶圆的第一表面与第二表面分别进行phi扫描并联立两条扫描曲线确定定位角，消除了误差，以提高定位边的加工精度。

1.一种晶圆的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基于所述第一扫描曲线与所述第二扫描曲线，确定所述待处理晶圆的特定晶向与所述固定装置的底边之间的夹角，得到定位角，包括：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基于所述第一角度与所述第二角度，计算得到所述定位角，包括：

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述特定晶向为所述[10-10]晶向；

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基于所述定位角，对所述待处理晶圆进行切割，得到具有定位边的晶圆，包括：

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述待处理晶圆进行切割之前，所述方法还包括：

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

9.一种晶圆，其特征在于，所述晶圆采用权利要求1-8中任一项所述的晶圆的制备方法制备得到。

10.一种半导体系统，其特征在于，包括：